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豆薯淀粉的特性研究
张志健1，2，刘轲1，张东1，相辉1，卫永华1
(1. 陕西理工学院 生物科学与工程学院，汉中 723000;
2. 陕西省黑色有机食品工程技术研究中心，汉中 723000)
摘 要:对豆薯淀粉的基本特性进行了研究。结果表明:豆薯淀粉的水分含量为 13. 28%，总淀粉含量
为 75. 76%，直链淀粉含量为 21. 92%;淀粉颗粒为大多为近圆球形，粒径范围 3 ～ 22μm，平均粒径为 12μm;
糊化温度为 65 ～ 75℃，峰值黏度 (4241 MPa·s)大于其他淀粉，但最终黏度 (2440 MPa·s)小于小麦、玉
米和红薯淀粉，大于土豆淀粉;溶解度明显高于其他淀粉，膨润力高于小麦和玉米淀粉，低于土豆和红薯淀
粉;糊化淀粉的稳定性较差，易凝沉，冻融稳定性较差;糊化淀粉液稳定后的透明度为 85. 6%，与小麦、土
豆和红薯淀粉相近。
关键词:豆薯;淀粉;基本特性
中图分类号:TS202. 1 文献标识码:A 文章编号:1006 － 2513(2014)08 － 0139 － 07
Basic characteristics of jicama starch
ZHANG Zhi-jian1，2，LIU Ke1，ZHANG Dong1，XIANG Hui1，WEI Yong-hua1
(1. The School of Biological Science ＆ Engineering，Shaanxi University of Technology;
2. Shaanxi Engineering Ｒesearch Center for Black ＆ Organic Foods，Hanzhong 723000)
Abstract:The basic characteristics of jicama starch were studied． The results showed that:the moisture content of ji-
cama starch 13. 28%，total starch content 75. 76%，amylose content 21. 92%;most of the starch granules were sub-
globose，particle size 3 ～ 22μm，the average particle size 12μm;gelatinization temperature 65 ～ 65 ℃，peak viscos-
ity 4241 mPa·s and it was greater than the other starch，final viscosity 2440 mPa·s ，less than wheat，corn and
sweet potato starch，greater than potato starch;solubility is significantly higher than other starch，and swelling power
is higher than that of wheat and corn starch，but lower than that of potato and sweet potato starch;gelatinized starch
had poor stability，easy retrogradation，and freeze － thaw stability was poor;the transparency of stabilized gelatinized
starch is 85. 6%，similar to wheat，potato and sweet potato starch．
Key words:jicama;starch;basic characteristics
淀粉是植物通过光合作用自然合成的一种多
糖，广泛存在于植物的果实、根、茎中。目前，
制备的淀粉产品主要有两类，既以玉米淀粉、小
麦淀粉为代表的禾谷类淀粉和以马铃薯淀粉、木
薯淀粉为代表的薯类淀粉，前者也被称为地上淀
粉，后者被称为地下淀粉［1］。我国的商品淀粉主
要是玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉和木薯淀
粉［2］。淀粉是生产粉丝 (条)、变性淀粉、淀粉
收稿日期:2014 － 07 － 14
基金项目:2012 年度陕西省教育厅科研计划项目 (12JK0819)。
作者简介:张志健 (1961 －)，男，教授，研究方向为食品科学与资源开发。
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糖、柠檬酸等产品的工业原料，也是某些食品、
药品生产的重要添加剂。但不同种类植物淀粉的
性质有较大的差异，在利用上有所区别［3］。
豆薯 (jicama，学名:Pachyrrhyizus erosus Ur-
ban)是豆科 (Leguminosae)豆薯属 (Pachyrhizus
Ｒich． ex DC．)长日照，一年生或多年生缠绕性
草质藤本植物。又名凉薯、地瓜、沙葛、土瓜
等。全世界共有 6 种，我国有 1 种，原产热带美
洲，现广布于东半球热带地区［4］。我国南方大部
和台湾省栽培较多。豆薯食用部分为肥大的块
根，富含淀粉、糖分、蛋白质、维生素、矿物质
等，它既是一种蔬菜，也是一种药材，还是一种
很好的保健食品，也可用来制备淀粉［4 － 5］。目前
国内外对豆薯淀粉特性的研究较少，也不系统、
不全面。丁小雯等［6］ (1995)的研究结果表明:
豆薯淀粉颗粒为纺锤形，直径在 10 ～ 40μm之间，
含水量 16%，淀粉价 75. 41%，5%豆薯淀粉在
25℃黏度为 3. 125mPa· s，直链淀粉含量 25%，
糊化温度 60℃ ～ 71℃。Silvia Lorena Amaya － Lla-
no 等［7］ (2008)研究了酸解豆薯淀粉的特性，结
果表明，豆薯由于直链淀粉含量低(12%)和粒度
小，对酸稳定性较差。为了促进豆薯资源的开
发，提高豆薯的附加值，以及科学合理地开发和
利用豆薯淀粉，笔者对豆薯淀粉的制备及其特性
进行了试验研究，本文仅对有关豆薯淀粉特性的
研究结果予以报道。
1 实验器材与方法
1. 1 材料与试剂
豆薯淀粉:实验室自制;
氢氧化钠、盐酸、氯化钠、异戊醇、正丁
醇、碘、碘化钾、乙酸、乙酸铅、硫酸钠、乙
醚、硫酸铜、亚甲基蓝、酒石酸钠、盐铁氰化
钾、葡萄糖:均为分析纯。
1. 2 主要仪器与设备
手持折光仪:WY0207，成都万辰光学仪
器厂;
光学显微镜:PH100，凤凰光学集团有限
公司;
旋转黏度计:SNB － 1 型，上海平轩科学仪
器有限公司;
定氮仪:KDN － CZ (智能型)，上海新嘉电
子有限公司;
快速水分测定仪:MF －50;
波通 (perten)快速黏度分析仪 (ＲVA － Su-
per3)，产地:澳大利亚;
测色色差计:SMY － 2000 系列，北京盛名扬
科开发有限公司。
1. 3 豆薯淀粉制备与成分分析
将鲜豆薯清洗、去皮、切块后榨汁，将汁液
用 4 层纱布过滤除渣后，在 1500r /min，5min 条
件下离心去清液得粗淀粉。再将粗淀粉漂洗、离
心脱水 2 次得湿淀粉。将湿淀粉在 40 ～ 45℃下，
烘干 45 ～ 50min 得干淀粉。再将干淀粉研磨，过
100 目筛，细度为 98. 2%，得豆薯淀粉产品。
淀粉成分的分析检测均采用国家标准规定的
方法。
1. 4 豆薯淀粉颗粒形貌、大小观测
将未研磨的豆薯淀粉配制成淀粉乳，充分搅
匀后分别用胶头滴管吸取少量淀粉乳滴在载玻片
上，并盖上盖玻片，然后置于光学显微镜下，放
大 1000 倍观察淀粉颗粒形态，并测量其大小。
1. 5 豆薯淀粉产品透光性研究
称适量淀粉样品加水配成 1. 0% 的淀粉乳，
取 50mL放入 100mL 烧杯中，置于沸水浴中搅拌
加热 20min，并保持原有体积，冷却至 25℃［8］。
用 1cm的比色杯在 620nm波长下分别测量在 25℃
环境中放置 0h、12h、24h、36h、48h、60h 时淀
粉糊上层液体的透光率，以蒸馏水作为空白，设
蒸馏水的透光率为 100%。
1. 6 豆薯淀粉产品凝沉性研究
精确称取 1. 0000g 淀粉样品，配成质量分数
为 1. 0%淀粉悬浮液，置于沸水浴中保持体积不
变糊化 20min，冷却至室温后将淀粉糊倒入带磨
塞的 100mL 量筒中［9］。然后在 4℃左右静置 0h，
12h，24h，36h，48h，并记录上清液体积和沉淀
体积，用上清液体积占糊总体积的百分比来表示
淀粉糊的凝沉性。
1. 7 豆薯淀粉产品冻融稳定性研究
精确称取 3. 0000g 淀粉样品，配成 3. 0%的
淀粉悬浮液，置于沸水浴中保持原有体积不变糊
化 20min，冷却至室温后置于 － 20℃ ～ － 15℃的
冰箱中冷冻 24h 后取出，自然解冻［9］。然后在
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3500r /min下离心 20min，弃去上清液，称量沉淀
物重量，并计算析水率。如此冻融 3 次。
析水率 = (糊重 －沉淀物重) / 糊重 × 100%
1. 8 豆薯淀粉产品膨润力、溶解度研究
准确称取淀粉样品 3. 0000g(W)，配制成
3. 0% 的淀粉乳。分别在 50℃，60℃，70℃，
80℃，90℃下加热 30min，同时不停搅拌，然后
以 3500r /min离心 30min，分离上清液和沉淀物，
将上清液倾入已烘干至恒重的铝盒中，置于 90℃
水浴中蒸干，然后移入干燥箱中，在 105℃下烘
干至恒重，得溶解淀粉质量 A(g)，称量离心管沉
淀物质量 P(g)，按下列公式(1)计算溶解度和公
式(2)计算膨润力［10］。
溶解度 S = AW × 100% (1)……………………
膨润力 B = PW (100 － S)× 100% (2)………
1. 9 豆薯淀粉产品糊黏性与糊化温度研究
参照《淀粉黏度测定》 (GB /T 22427. 7 －
2008)和采用快速黏度分析仪进行测定。
2 结果与分析
2. 1 豆薯淀粉产品的成分
淀粉产品化学成分检测结果如表 1 所示。
表 1 淀粉产品化学成分
Table. 1 Starch product chemical composition
淀粉种类 豆薯 玉米 小麦 土豆 红薯
水分 /% 14. 15 16. 20 15. 18 15. 17 16. 48
总淀粉含量 /% 76. 21 72. 94 79. 27 76. 91 75. 07
直链淀粉含量 /% 21. 92 － － － －
酸度 / 0. 634 1. 177 1. 499 1. 066 1. 720
蛋白质 /% 0. 11 0. 18 0. 25 0. 34 0. 14
脂肪 /% 0. 40 0. 17 1. 24 0. 38 0. 33
2. 1 豆薯淀粉产品颗粒形貌、大小观察
利用光学显微镜 (PH100)放大 1000 倍拍摄
的豆薯淀粉颗粒形貌见图 1。
从图 1 可以看出豆薯淀粉颗粒一般呈近球形，
表面光滑，无裂纹，表面有一个球形小突起，大
颗粒粉心明显，并有呈放射状沟纹。豆薯淀粉颗
图 1 豆薯淀粉颗粒形貌 (×1000)
Figure. 1 Jicama starch particle morphology (×1000)
粒粒径范围在 3 ～ 22μm，平均粒径为 12μm，与
玉米和绿豆淀粉相近，而小于马铃薯淀粉［10］。
2. 2 豆薯淀粉产品的透明性
淀粉的透明性通常用淀粉糊的透光率表示，
各种淀粉糊的透光率如图 2 所示。刚糊化的淀粉
透光率以土豆淀粉为最大 (19. 65%)，豆薯淀粉
最小 (6. 5%)，玉米淀粉、小麦淀粉和红薯淀粉
分别为 14. 36%、13. 08%和 8. 29%，说明在 6 种
淀粉中，豆薯淀粉的透明度最差。在 25℃环境下
放置过程中，玉米淀粉糊的透光率稳定性最好，
基本上没有大的变化;放置 12h 后，小麦淀粉和
玉米淀粉糊的透光率基本未变，而土豆淀粉和红
薯淀粉糊的透光率迅速增大，豆薯淀粉糊透光率
稍有增加;24h 后，除玉米淀粉外，豆薯及其他
淀粉糊的透光率趋于稳定，稳定后的透光率差异
不大，均在 74% ～92%之间，其中豆薯淀粉糊为
85. 6%。说明豆薯淀粉糊透明性的稳定性与小
麦、土豆和红薯淀粉糊相近，远低于玉米淀
粉糊。
在淀粉糊放置过程中，容器底部有沉淀物产
生，这主要是非淀粉固体物质析出;淀粉糊出现分
层现象，但界限不明显。其中上层液体澄清透明，
而下层液体呈云雾状;摇均后测定的透光率变化不
大。因此认为，淀粉糊上层清液透光率的增大与淀
粉凝沉有关，即在淀粉糊放置过程中，淀粉 (特
别是直链淀粉)分子聚集，密度增大，向下沉降，
从而导致淀粉糊上层清液的透光率增大。此现象也
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表明在 25℃时，玉米淀粉的抗凝沉性较其他淀粉 好，豆薯淀粉与其他种类淀粉类似。
图 2 淀粉糊透光率
Figure. 2 Luminousness of starch paste
2. 3 豆薯淀粉产品的凝沉性
由图 3 可以看出豆薯淀粉糊上清液体积随着
时间的推移逐渐增多，相应沉淀体积逐渐减少，
48h后趋于稳定，此时上清液体积为 48mL，下层
沉淀体积为 52mL。在整个试验过程中，上清液体
积豆薯淀粉大于玉米淀粉、土豆淀粉和红薯淀
粉，远小于小麦淀粉。表明在 4℃时，小麦淀粉
的凝沉性最强，红薯、土豆和玉米淀粉的凝沉性
较弱且比较稳定，而豆薯淀粉的凝沉性远小于小
麦淀粉，稍大于其他淀粉，且稳定性较差，随时
间逐渐增大。
图 3 豆薯淀粉的凝沉性
Figure. 3 The transparency of jicama starch
2. 4 豆薯淀粉产品的冻融稳定性
由图 4 可知各种淀粉均随着冻融次数的增加，
析水率逐渐减小。在历次冻融中，豆薯淀粉的析
水率均最大，说明豆薯淀粉的冻融稳定性较差。
相较而言，土豆的冻融稳定性最好，其次是小麦
淀粉和玉米淀粉。
淀粉的冻融稳定性可能与直链淀粉含量有
关，直链淀粉含量越大，冻融稳定性越差，因
为直链淀粉易重新排列和缔合而发生凝沉现
象［11］。应用于冷冻食品的淀粉糊，需要在低温
下冷冻，或者经过多次的冷冻、融化，若淀粉
糊的冻融稳定性不好，经冷冻和重新融化后，
胶体结构被破坏析出游离水分，使食品不能保
证原有的质构，影响食品的品质［11］。豆薯淀粉
糊不耐冻融的性质，说明豆薯淀粉不宜用于制
作冷冻食品。
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图 4 豆薯淀粉冻融稳定性值
Figure. 4 Freezing － thawing stability of jicama starch
2. 5 豆薯淀粉产品的膨润力与溶解度
膨润力和溶解度反映淀粉与水之间相互作用
的大小。由图 5 和图 6 可以看出，各种淀粉在不
同温度下的膨润力与溶解度不同，但均随着温度
的升高而增大。其中豆薯淀粉的溶解度明显高于
其他淀粉，而膨润力高于小麦和玉米淀粉，低于
土豆和红薯淀粉;土豆淀粉的溶解性和膨润力均
较好。从图 6 还可以看出，薯类淀粉的膨润力高
于谷物类淀粉。在 50 ～ 60℃时豆薯淀粉的溶解度
与膨润力均处于较低水平;在 60 ～ 70℃时豆薯淀
粉的膨润力迅速增加，70℃后膨润力开始趋于稳
定;60 ～ 70℃时豆薯淀粉的的溶解度开始快速增
大，在 70 ～ 80℃时溶解度迅速增大，80℃后，溶
解度趋于稳定。分析认为，当温度达到 60℃时，
水分子迅速进入豆薯淀粉颗粒，导致豆薯淀粉颗粒
膨胀，同时其中的小分子糖等水溶性成分也开始溶
出;当温度达到 70℃左右时膨胀的豆薯淀粉颗粒破
裂，即淀粉开始糊化，其中的直链淀粉及可溶性成
分溶出，到 80℃左右时，淀粉糊化过程基本上结束，
因此，可以认为豆薯淀粉的糊化温度在 70 ～ 80℃。
淀粉的膨润力和溶解度大小与淀粉的化学构成有关，
淀粉颗粒吸水膨胀能力是支链淀粉的特性，而直链
淀粉不仅没有促进淀粉颗粒的吸水膨胀，反而起了
抑制作用，直链淀粉和水溶性成分影响着淀粉溶解
度的大小。用溶解度大的淀粉制作的粉丝容易糊汤，
而用吸水膨润力小的淀粉制得的粉丝容易断条。因
此认为豆薯淀粉不适合制作粉丝类产品，而土豆淀
粉最适合制作粉丝为产品。
图 5 豆薯淀粉的溶解度
Figure. 5 The solubility of jicama starch
2. 6 豆薯淀粉产品糊化黏性与糊化温度
由图 7 可知，65 ～ 75℃时黏度迅速增加，在
75℃时达到峰值黏度，其值为 1750MPa·s，由此
可得淀粉糊化温度范围为 65 ～ 75℃。
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图 6 豆薯淀粉的膨润力
Figure. 6 The Swelling power of jicama starch
图 7 豆薯淀粉黏度曲线
Figure. 7 Viscosity curves of jicama starch
表 2 和图 8 为用波通 (perten)快速黏度分
析仪 (ＲVA － Super3)检测的淀粉糊化特性数据。
从表 2 可以看出，豆薯淀粉随着取样量的增加黏
度降低，出峰时间延迟，这可能是相对加水量减
少，淀粉糊化不彻底所致，因此认为，豆薯淀粉
适宜检测取样量为 2. 0g (注:该分析仪厂家尚未
推荐最佳取样量)。在检测的五种淀粉样中，以
豆薯淀粉的 (2. 0g)峰值黏度最大，但最终黏度
和出峰时间豆薯淀粉小于小麦、玉米和红薯淀
粉，大于土豆淀粉;成糊温度豆薯淀粉与红薯淀
粉接近，稍高于玉米和土豆淀粉，而低于小麦
淀粉。
表 2 淀粉产品糊化温度与黏度值
Table. 2 the viscosity and gelatinization temperature of starch
峰值黏度(cP) 最小黏度(cP) 破损值(cP) 最终黏度(cP) 回值(cP) 出峰时间(mins) 成糊温度(℃)
小麦淀粉(3g) 2888 2179 709 3488 1309 6. 333 65. 45
玉米淀粉(3g) 2990 1735 1255 3145 1410 4. 8663 62. 90
红薯淀粉(2. 5g) 2912 1675 1237 2602 927 4. 8663 63. 60
豆薯淀粉(2. 0g) 4241 1691 2550 2440 749 4. 1996 63. 50
豆薯淀粉(2. 5g) 2658 1268 1390 1850 582 4. 2663 69. 40
豆薯淀粉(3. 0g) 1365 842 523 1183 341 4. 3330 67. 75
土豆淀粉(2g) 1856 800 1024 1531 731 3. 7330 62. 85
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Ⅰ －小麦淀粉 Ⅱ －玉米淀粉 Ⅲ －红薯淀粉 Ⅳ －豆薯淀粉 (2. 5g)Ⅴ －土豆淀粉 Ⅵ －温度
图 8 淀粉产品黏度曲线
Figure. 8 Viscosity curves of starch
3 结论
对豆薯淀粉基本特性研究表明:豆薯淀粉的
水分含量为 13. 28%，总淀粉含量为 75. 76%，直
链淀粉含量为 21. 92%;淀粉颗粒为大多为近圆
球形，表面光滑，无裂纹，粒径范围 3 ～ 22μm，
平均粒径为 12μm;刚糊化时的透明度较差，但
放值 24h后于稳定，且与小麦、土豆和红薯淀粉
相近，为 85. 6%;凝沉性远小于小麦淀粉，稍大
于其他淀粉，且稳定性较差，随时间逐渐增大;
糊化温度范围为 65 ～ 75℃，峰值黏度 (4241cP)
大于其他淀粉，但最终黏度 (2440 cP)小于小
麦、玉米和红薯淀粉，大于土豆淀粉;冻融稳定
性较差;溶解度明显高于其他淀粉，而膨润力高
于小麦和玉米淀粉，低于土豆和红薯淀粉。
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110 － 113.
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