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赤小豆淀粉性质的研究



全 文 : 2006, Vol. 27, No. 03 食品科学 ※基础研究44
赤小豆淀粉性质的研究
张元超,李伟雄,黄立新*
(华南理工大学轻工与食品学院,广东 广州 510640)
摘 要:本文研究测定了赤小豆淀粉的各种结构特性,发现淀粉颗粒粒径范围为18~80μm,平均粒径为40.8μm;
偏光十字明显,其X-光衍射图样属A型晶体结构,结晶度为40.5%。淀粉碘复合物可见光吸收光谱的最大吸收波
长为618nm,链淀粉含量33.2%。赤小豆淀粉在水中的溶胀能力较玉米淀粉大,比木薯淀粉小。赤小豆淀粉糊属
于假塑性流体,糊抗剪切能力和凝沉能力均比玉米淀粉、木薯淀粉强,其冷、热糊粘度稳定性较好,单甘酯对
赤小豆淀粉糊的影响较为特别。
关键词:赤小豆;淀粉;性质
Study on Properties of Adzuki Bean Starch
ZHANG Yuan-chao,LI Wei-xiong,HUANG Li-xin*
(College of Light Industry and Food, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)
Abstract :The structure properties of the adzuki bean starch have been studied. The range of starch granule size is 18~80μm
and its mean granules diameter is 40.8μm. Obv ous birefringence been observed. Adzuki bean starch is attributed to A-type crystal
structure and its degree of crystallinity is 40.5%. The compound of adzuki bean starch with I2 has the maximal absorbance at the
618nm and its amylose content is 33.2%. The swelling ability and solubility of the adzuki bean starch is better than maize but
not like that of cassava. Adzuki bean starch paste belongs to pseudoplastic fluid. The shear resistance and the setback capacity
are stronger than maize and cassava. Adzuki bean starch has good hot and cold paste stability. Its monoglyceride has specific impact
on adzuki bean starch paste.
Key words:adzuki bean;starch;properties
中图分类号:TS231 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2006)03-0044-04
收稿日期:2005-04-25 *通讯作者
基金项目:广东省自然科学基金资助项目(000452)
作者简介:张元超(1984-),女,本科,主要从事碳水化合物功能化研究。
赤小豆,又称赤豆,红小豆,为豆科一年生草本
植物种子,一般为赤色,呈椭圆或长椭圆形,是亚洲
主要的豆类作物之一,以我国栽培最多,主产地为东
北及华北[1]。
赤小豆含丰富的营养,其中蛋白质含量17.5%~23.3%,
淀粉48.2%~60.1%,食物纤维5.6%~18.6%[2],除用作
粮食和副食外,中医认为赤小豆具有消肿利尿、解毒
排毒等功能,主治水肿、脚气、热毒痈肿和湿热泻痢
等症,可供作食疗。赤小豆既是营养佳品,也是食品
和饮料加工业的原料。赤小豆主要的用途是制作豆沙、
豆馅,以加入糕点或面食中用[3]。近年来有人研究将赤
小豆制成软糖[4];开发以赤小豆为原料经双歧杆菌发酵
制取可口饮料,其食疗兼备,风味独特,价格低廉,
备受消费者青睐[5]。王海棠等[6]从制作赤小豆豆沙的下脚
料中提取的红色素,可作为食品、医药、化妆品的着
色剂。本单位已经进行了赤小豆等淀粉糊糊丝长度的测
定[7],本文主要研究测定赤小豆淀粉颗粒、糊等方面的
性质。
1 材料与方法
1.1材料
赤小豆淀粉 水磨法自制;玉米淀粉 长春大成玉
米开发有限公司;木薯淀粉 广西南宁银麦粉业公司;
蜡质玉米淀粉、高链玉米淀粉 天津顶峰淀粉开发有限
公司提供。其它药品均为分析纯化学试剂。
1.2仪器和方法
1.2.1淀粉颗粒形貌、大小和粒度分析
45※基础研究 食品科学 2006, Vol. 27, No. 03
用德国蔡司公司AXTOSKOP-40型显微镜观察拍摄
淀粉颗粒的形貌和偏光十字,用德国LEO 1530VP型扫
描电镜拍摄观察淀粉的显微形貌。借助英国MALVERN
公司Mastersizer MS-2000型激光衍射散射粒度分析仪测
定颗粒的大小。
1.2.2淀粉颗粒的结晶结构[8,9]
1.2.3淀粉溶胀能力的测定[10]
分别在95、85、80、70与60℃等温度下,水浴
搅拌加热1.0%(W/W)淀粉乳30min,以3000r/min在TDL-
40B型离心机离心20min,分离上层清液,烘干称重为
水溶淀粉量,计算溶解度,下层为膨胀淀粉部分,由
膨胀淀粉重量计算膨胀度。
1.2.4淀粉-碘复合物可见光吸收光谱[11]
用上海Unico公司UV-2102PC型紫外可见光光度
计,选取从420~800nm的可见光波段测定淀粉-碘复合
物的可见光吸收光谱。
1.2.5链淀粉含量的测定[12]
1.2.6淀粉糊的流变特性
配制4.0%(W/W)浓度淀粉糊于65、55、45、35℃,
室温(28℃)等不同温度用美国DV-Brookfield旋转粘度计不
同的速率测定其表观粘度。
1.2.7淀粉糊的抗剪切能力
配制4.0%(W/W)浓度淀粉糊于室温用食品搅拌器以
1200r/min的转速分别剪切5、10、20、35、50s,用
Brookfield旋转粘度计测定样品的表观粘度。
1.2.8淀粉糊的冻融稳定性[13]
1.2.9淀粉糊的凝沉性质和沉降积[8]
1.2.10淀粉糊的粘度曲线[14]
用Viscograph-E型布拉班德连续粘度仪进行测定,
测定程序为:

1.5℃/min 30min -1.5℃/ 30min
35℃———→95℃———→95℃———→50℃———→50℃
2 结果与讨论
2.1淀粉颗粒形貌、大小和粒度分析
在光学显微镜下可观察到赤小豆淀粉颗粒大小不整
齐,主要为椭圆卵形,也有少部分小颗粒呈球形,有
些颗粒可见到裂缝,其裂缝形状不规则,可见到较明
显的轮纹有些类似树木的年轮。赤小豆淀粉颗粒的偏光
十字明亮清晰,但不是特别有规则,有的呈“X”形
或“十”字形,或中间有偏光盲区。通过扫描电镜
(SEM)可见到绝大多数的淀粉颗粒完整,表面光滑,象
马铃薯粒。赤小豆淀粉颗粒的光学显微照片(A)、偏光
十字形貌照片(B)与SEM电镜照片(C、D)分别列于图1。
另外,用激光衍射散射粒度分析仪对赤小豆淀粉颗
粒进行分析,发现其粒径范围为18~80μm,平均粒径
为40.8μm。而玉米淀粉和木薯淀粉的粒径范围分别是
5~25μm,5~35μm[10],可见赤小豆淀粉颗粒较大。
2.2淀粉颗粒的结晶结构
赤小豆淀粉的X-光衍射谱图如图2所示,可以确
定赤小豆的晶体构型为A型。。经X射线衍射分析测
定,赤小豆淀粉的结晶度为40.5%,玉米淀粉和木薯淀
粉的结晶度分别为39.5%和37.2%[15],赤小豆淀粉有稍
大的结晶度。
2.3淀粉溶胀能力和冻融持水性的测定
图1 赤小豆淀粉颗粒的光学显微照片与扫描电镜照片
F g.1 Optical microscopy and scanning electron micrograph of
adzuki bean starch granules
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表1为淀粉在不同温度下的溶解度和膨胀度的结
果,赤小豆淀粉在60~85℃时的溶解度比玉米淀粉的
大,在95℃其溶解能力比玉米淀粉小,但都比木薯淀
粉的小。赤小豆淀粉的膨胀度比玉米淀粉大,比木薯
淀粉小。
赤小豆淀粉糊的冻融稳定次数为1次。表2是赤小
豆、玉米及木薯淀粉糊冻融5次中每次的持水状况,可
以看出淀粉糊的持水能力随冻融次数的增加而降低,对
比玉米与木薯淀粉糊,赤小豆淀粉糊的冻融稳定性相对
较差。
温度 溶解度(%) 膨胀度(%)
(℃) 木薯 玉米 赤小豆 木薯 玉米 赤小豆
95 24.1117.5816.18 55.2421.42 27.60
85 23.086.96 15.26 50.9113.25 25.08
80 19.646.55 14.88 46.6512.71 24.20
70 15.445.65 8.78 35.3610.34 17.52
60 3.41 0.83 2.00 11.08 4.03 5.84
表1 淀粉的溶胀度
Table 1 The solubility and swelling ability of starches
冻融次数(次) 1 2 3 4 5
赤小豆 13.29 12.34 11.32 11.2511.30
玉米 14.08 12.54 12.06 11.4511.32
木薯 35.66 33.36 20.48 15.8312.90
表2 3.0%浓度淀粉糊冻融后的持水量(%)
Table 2 The moisture capacity after freeze and thaw of 3.0%
starch pastes(%)
2.4淀粉链淀粉含量及其碘复合物可见光吸收光谱
测定得到赤小豆淀粉中链淀粉所占的相对含量为
33.2%。图3是淀粉碘复合物的可见光吸收光谱图,以
蜡质玉米淀粉和高链玉米淀粉作比较,发现赤小豆淀粉
碘复合物的最大吸收波长为618nm,其对应的光密度为
0.420。高链玉米淀粉的最大吸收波长为605nm,赤小
豆淀粉中的链淀粉可能有比高链玉米淀粉更长的链状葡
聚糖链的结构。
2.5淀粉糊的流变特性和抗剪切能力
随着温度的增加,赤小豆淀粉糊的剪切应力在相同
的剪切速率下下降,流变曲线凸向剪切应力。在35、
图3 淀粉碘复合物的可见光吸收光谱图
Fig.3 Absorbed spectra of the compounds of starch and I2
420470520570620670720770820
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0



波长(nm)
A:高链玉米淀粉;B:蜡质玉米淀粉;C:赤小豆淀粉
A
B
C
45、55、65℃下,4.0%赤小豆淀粉糊的曲线幂方程指
数分别为0.329、0.346、0.382和0.445,表现为假塑型
流体。
图4为在室温(28℃)下,4.0%赤小豆淀粉糊与玉米、
木薯淀粉糊在搅拌器内高速剪切时,淀粉糊粘度与剪切
时间的变化图。由图可以看出,淀粉糊在剪切力的作用
下粘度会下降,木薯淀粉糊的抗剪切能力最弱,赤小豆
淀粉糊的抗剪切能力相对于玉米淀粉糊强些。
2.6淀粉糊的凝沉性质和沉降积
1.0%(W/W)浓度赤小豆、玉米和木薯淀粉糊在室温
(28℃)条件下的凝沉性质如图5所示。由图5可知,它
们的凝沉能力顺序为:赤小豆>玉米>木薯,静置24h
后赤小豆、玉米、木薯淀粉糊的沉降积分别为:30、
38和93ml。
图5 1.0%浓度不同淀粉糊的凝沉性质
Fig.5 The settling capacity of 1.0% starch pastes
0 5 10 15 20 25
80
70
60
50
40
30
20
10
0上







(
%
)
静置时间(h)
赤小豆
木薯淀粉
玉米淀粉
2.7淀粉糊的粘度曲线
淀粉乳的测定浓度为6%(W/W),然后分别在pH3.5,
图2 赤小豆淀粉的X-光衍射图谱
Fig.2 The X-ray diffraction patterns of adzuki bean tarch
0 10 20 30 40 50 60
衍射角2θ
赤小豆
47※基础研究 食品科学 2006, Vol. 27, No. 03
pH10.0,8.0%蔗糖,3.0%氯化钠,0.2%硼砂,0.1%
明矾和0.125%,0.25%单甘酯等条件下测定赤小豆淀粉
糊的粘度曲线。其起糊温度GT、峰值粘度PV、峰值
温度PT、升温到95℃时的粘度值A、95℃保温30min
后的粘度值B、降温到50℃时的粘度值C和50℃保温
30min后的粘度值D等特征值,分别列于表3。
从表3数据可见赤小豆淀粉有较好的热糊冷糊稳定
性,有较强的凝胶性。碱性环境会增加淀粉糊的峰值
粘度,同时也降低其糊的稳定性,在酸性环境下糊的
粘度大大地降低。
添加蔗糖、氯化钠会使淀粉的起糊温度稍微增
大,但加糖使糊粘度增大,而加盐则使得糊的粘度略
有下降。
添加了硼砂后,赤小豆淀粉的起糊温度降低,淀
粉糊的峰值粘度显著上升;在95℃保温过程,淀粉糊
粘度迅速降低,说明其络合结构的耐热稳定性差;在冷
却过程中淀粉糊粘度骤然上升,冷糊粘度大为增高,表
明淀粉的凝胶性极强。
加入明矾,赤小豆淀粉的起糊温度表现得略有增
高,明矾经水化后呈现一定的酸性,会促进淀粉的水
解,从而降低淀粉的粘度。
赤小豆淀粉分别添加单甘酯后,其起糊温度显著增
大,其峰值粘度与热糊粘度变化不大,但在淀粉糊冷
却的过程中,淀粉糊粘度有一瞬间显著的上升,随温
度的继续下降至保温过程中,粘度又陡然下降,在布
拉班德粘度曲线上表现为一陡然的峰值。
3 结 论
赤小豆淀粉颗粒粒径与相对结晶度较大,属于A型
晶型结构。它与碘的复合物在618nm处有最大的光谱吸
收,链淀粉含量为33.2%。60~85℃时,赤小豆淀粉
在水中的溶胀能力较玉米淀粉强,但不及木薯淀粉。赤
小豆淀粉的膨胀度比玉米淀粉大,比木薯淀粉小。
赤小豆淀粉糊属假塑性流体,其抗剪切能力及凝沉
样品
G T P V P T A B C D
(℃) (mPa·s) (℃) (mPa·s) (mPa·s) (mPa·s) (mPa·s)
6%赤小豆原淀粉 70.8 1094.4 95.0 1088.7 1026.0 1675.8 1753.7
pH3.5 70.6 938.6 80.4 619.4 161.5 214.7 269.8
pH10.0 70.3 2055.8 76.6 1254.0 822.7 1299.6 1366.1
8.0%蔗糖 71.9 1333.8 92.1 1328.1 1242.6 2095.7 2217.3
3.0%氯化钠 77.4 1138.1 94.5 1134.3 1029.8 1578.9 1634.0
0.2%硼砂 72.0 1411.7 78.0 1238.8 965.2 1824.0 1890.5
0.1%明矾 72.2 1069.7 82.9 934.8 361.0 497.8 628.9
0.125%单甘酯 80.6 1039.3 94.9 1031.7 972.8 2679.0 1145.7
0.25%单甘酯 80.9 1105.8 94.9 1090.6 1083.0 2105.2 997.5
表3 淀粉糊粘度曲线的特征值
Table 3 Characteristic values of starche viscosity curve
能力均比玉米淀粉、木薯淀粉强,冻融稳定次数为1
次,其冷、热糊粘度稳定性较好。添加蔗糖、氯化钠
会使淀粉的起糊温度稍微增大,加糖使糊粘度增大,加
盐则使得糊的粘度略有下降;添加硼砂,赤小豆淀粉的
起糊温度降低,淀粉糊的峰值粘度显著上升;在95℃保
温过程,淀粉糊粘度迅速降低,在冷却过程中淀粉糊
粘度骤然上升。加入明矾,赤小豆淀粉的起糊温度表
现得略有增高。加入单甘酯后,其起糊温度显著增大,
峰值粘度与热糊粘度变化不大,在淀粉糊体系冷却过
程,淀粉糊粘度出现峰值。
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