不同添加劑對玉米淀粉老化度的影響

朱 玉， 尹立偉*， 郭 麗

(1.安慶師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，安徽安慶 246011；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽合肥 230036)

?

不同添加劑對玉米淀粉老化度的影響

朱 玉1， 尹立偉1*， 郭 麗2

(1.安慶師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，安徽安慶 246011；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽合肥 230036)

[目的]研究不同食品添加劑對玉米淀粉老化性能的影響。[方法]試驗以玉米淀粉為原料，通過添加氯化鈉、檸檬酸、黃原膠、蔗糖、單甘酯和糖化酶6種添加劑研究各添加劑對玉米淀粉的老化性的影響。[結(jié)果]試驗表明，玉米淀粉的老化度隨氯化鈉濃度的增大而有所增大，而隨著檸檬酸、黃原膠、蔗糖、單甘酯、糖化酶濃度的增大而有所減小。[結(jié)論] 研究可為使用添加劑來適當(dāng)延長食品的貨架期提供參考依據(jù)。

添加劑； 玉米淀粉；老化度

自然界中大量的食物均富含淀粉，如作為主要糧食經(jīng)濟作物的玉米，籽粒中富含豐富的淀粉。在儲藏過程中，淀粉類食品易發(fā)生一系列特性變化，如硬度、凝膠強度、透明度、黏彈性、口感等的變化，而這一系列的改變均與淀粉老化動態(tài)過程有著密切關(guān)系,同時淀粉質(zhì)食品的質(zhì)構(gòu)特征也會受到老化特性的顯著影響[1]。淀粉分子本身的結(jié)構(gòu)特性、食品中的其他成分以及食品中添加劑的相互作用等因素直接影響淀粉的老化特性。淀粉類食品中常加入氯化鈉、檸檬酸、黃原膠、蔗糖、單甘酯和糖化酶等添加劑。為此，筆者較為系統(tǒng)地研究了這6種食品添加劑對玉米淀粉老化度的影響，旨在延長食品的貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料供試樣品：玉米淀粉，山東大宗生物發(fā)展有限公司提供。主要試劑：氯化鈉，檸檬酸，黃原膠，蔗糖，單甘酯，糖化酶，蒸餾水，磷酸二氫鈉等。

主要儀器：DHG-9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；電子天平，北京賽多利斯天平有限公司； DK-S26型電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設(shè)備有限公司； pHs-25型數(shù)顯酸度計，上海天達儀器有限公司； DS-5-B高速離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠； FA1004N型分析天平，上海良平儀器儀表有限公司： DF-101s集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器廠。

1.2 方法

1.2.1淀粉的糊化[2]。稱取適量的淀粉，用預(yù)先配置的一系列濃度的氯化鈉、檸檬酸、黃原膠、蔗糖、單甘酯和糖化酶6種食品添加劑的水溶液，調(diào)配成6%的淀粉乳溶液，加熱至沸，并不斷攪拌使淀粉糊化均勻，維持15～20 min，取出冷卻至室溫，糊化后的玉米淀粉糊溶液用于其老化性質(zhì)的測定。

1.2.2淀粉老化度的測定[3-4]。以濃度為6%的玉米淀粉糊經(jīng)高速離心機分離，收縮脫水形成凝膠，析出的水作為衡量玉米淀粉的老化度的指標。玉米淀粉按“1.2.1”方法進行糊化后，將6%的玉米淀粉糊置于離心管中，調(diào)節(jié)離心機轉(zhuǎn)速至3 000 r/min，保持15 min，取出離心管放置于5 ℃冰箱的冷藏室，24 h后取出離心管，計算析水率即為淀粉的老化度。老化度按下式計算：

老化度=〔﹙離心前淀粉糊質(zhì)量-離心后沉淀質(zhì)量〕∕離心前淀粉糊質(zhì)量〕×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 氯化鈉濃度對玉米淀粉老化度的影響玉米淀粉用質(zhì)量分數(shù)為0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%氯化鈉溶液中調(diào)成60 g/L的淀粉乳經(jīng)糊化后，按照“1.2.2”的方法測定其老化度，重復(fù)3次取其平均值，氯化鈉對玉米淀粉糊老化度的影響見圖1所示。

從圖1可以看出，淀粉糊的老化度隨氯化鈉濃度的增加略有增大。當(dāng)溶液中氯化鈉濃度達到3.0%時，淀粉糊老化度增至53.78%。原因可能是玉米淀粉糊中的淀粉分子由于受到溶液中氯化鈉濃度的干擾，其淀粉分子間通過氫鍵相互排列，造成玉米淀粉糊淀粉分子聚集凝沉而老化，這一系列的變化主要是因為氯化鈉本身是一種強電解質(zhì)，但由于溶液中氯化鈉濃度相對較低，因此影響程度并不明顯[5]。

2.2 檸檬酸濃度對玉米淀粉老化度的影響玉米淀粉用質(zhì)量分數(shù)為0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%檸檬酸溶液中調(diào)成60 g/L的淀粉乳經(jīng)糊化后，按照“1.2.2”的方法測定其老化度，重復(fù)3次取其平均值，檸檬酸對玉米淀粉糊老化度的影響見圖2所示。

由圖2可以看出，當(dāng)檸檬酸濃度小于1.0%時，淀粉糊的老化度隨檸檬酸濃度的增加而增大，當(dāng)檸檬酸濃度大于1.0%時，玉米淀粉的老化度又隨之降低，且變化幅度并不明顯。可能是因為在pH 5～7時，淀粉老化速度較快；而隨著檸檬酸濃度的增加，淀粉糊酸性增強，而高酸環(huán)境中形成的小分子量的淀粉糊精阻礙了淀粉的回生，導(dǎo)致淀粉老化速度減慢[6]。

2.3 黃原膠濃度對玉米淀粉老化度的影響用質(zhì)量分數(shù)為0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%黃原膠溶液中調(diào)配成60 g/L玉米淀粉乳經(jīng)糊化后，按照“1.2.2”的方法測定其老化度，重復(fù)3次取其平均值，黃原膠對玉米淀粉糊老化度的影響見圖3所示。

由圖3可知，隨著黃原膠濃度的增加，淀粉的老化度逐漸降低。主要是因為黃原膠是親水性膠體，具有強吸水、持水能力，其羥基官能團與淀粉鏈上的羥基及周圍的水分形成大量的氫鍵，阻礙了淀粉回生作用，從而防止了食品在加工或貯藏過程中水分的散失，大大提高了食品的含水總量，延緩了淀粉失水老化[7]。

2.4 蔗糖濃度對玉米淀粉老化度的影響玉米淀粉用質(zhì)量分數(shù)為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%蔗糖溶液中調(diào)成60 g/L的淀粉乳經(jīng)糊化后，按照“1.2.2”的方法測定其老化度，重復(fù)3次取其平均值，蔗糖對玉米淀粉糊老化度的影響見圖4所示。

由圖4顯示，蔗糖對玉米淀粉糊的老化性能有顯著影響。玉米淀粉糊老化度隨著蔗糖濃度的增大而明顯減小。這是因為一方面蔗糖分子中的羥基與淀粉乳中的水相互作用形成氫鍵，減少了淀粉糊的水分含量；另一方面，淀粉分子與淀粉分子通過分子間氫鍵相互聚合，導(dǎo)致淀粉糊的聚沉，而水分子與蔗糖分子競爭性與淀粉分子結(jié)合，減弱了淀粉分子間形成氫鍵的趨勢，抑制了淀粉分子間聚合形成的聚沉，降低了其老化度[8]。

2.5 單甘酯濃度對玉米淀粉老化度的影響玉米淀粉用質(zhì)量分數(shù)為0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%單甘酯溶液中調(diào)成60 g/L的淀粉乳經(jīng)糊化后，按照“1.2.2”的方法測定其老化度，重復(fù)3次取其平均值，單甘酯對玉米淀粉糊老化度的影響見圖5所示。

由圖5可以看出，單甘酯對玉米淀粉糊的老化度也有一定的影響。玉米淀粉糊的老化度隨單甘酯濃度的增加而降低。這是因為玉米淀粉的老化受其淀粉分子的結(jié)晶度的影響，溶液中單甘酯的增加導(dǎo)致玉米淀粉中含有的直鏈淀粉分子與單甘酯相互作用，形成螺旋狀復(fù)合物，降低了淀粉分子的結(jié)晶度，延緩了玉米淀粉的老化[9]。

2.6 糖化酶濃度對玉米淀粉老化度的影響玉米淀粉用磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液調(diào)節(jié)pH至4.9，分別加入0.003%、0.006%、0.009%、0.012%、0.015%、0.018%的糖化酶，調(diào)成60 g/L的淀粉乳經(jīng)糊化后，按照“1.2.2”的方法測定其老化度，重復(fù)3次取其平均值。糖化酶對玉米淀粉糊老化度的影響如圖6所示。

由圖6可知，隨著糖化酶濃度的增加淀粉的老化度逐漸降低。原因可能是糖化酶作用于淀粉時是從非還原尾端開始，依次逐個切下一個葡萄糖單位，縮短了直鏈淀粉長度及支鏈淀粉分支的長度，減少了玉米淀粉重結(jié)晶的趨勢[10]。另一方面，經(jīng)糖化酶處理后的玉米淀粉支鏈結(jié)晶熔化熱焓有所降低，結(jié)晶度降低，回生受到抑制[11]。

3 結(jié)論

試驗得出，隨著氯化鈉濃度的增大，玉米淀粉老化度也隨著增大。不同添加劑對玉米淀粉的老化性有不同程度的改善作用。黃原膠、蔗糖、單甘脂、糖化酶對玉米淀粉糊的老化性影響較顯著，而檸檬酸對其影響較小。因此，在玉米淀粉相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中可適當(dāng)添加一種或幾種添加劑來改善其加工特性，延長貨架期。

[1] RODRIGUEZ-SANDOVAL E，F(xiàn)EMANDEZ-QUINTERO A，CUVELIER G，et al.Starch retrogradationin cassava flourfrom cooked parenchyma[J]．Starch，2008，60：174-180.

[2] 沈鐘蘇，陳全斌，湛志華，等．腳板薯淀粉的理化性質(zhì)研究[J]．廣西師范大學(xué)學(xué)報，2005，23(2)：77-80.

[3] 賴小玲，肖生鴻，陳華絮，等．四種食品添加劑對菠蘿蜜種子淀粉老化度與凍融穩(wěn)定性的影響[J]．食品研究與開發(fā)，2009(11):167-171．

[4] 龍虎，蔡自建，劉魯蜀，等．不同添加劑對蕨根淀粉凍融穩(wěn)定性影響的研究[J]．西南民族大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版， 2007(1)：96-100．

[5] 顧艷麗．淀粉的老化及抗老化方法[J]．廣西工學(xué)院學(xué)報，2006，17(3)：40-42.

[6] 汪東風(fēng)．食品化學(xué)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：61-62.

[7] 孟祥燕．淀粉老化機理及影響因素研究[J].食品工程，2007，6(2)：12-13.

[8] 劉小杰，何國慶．蔗糖酯的合成工藝及其應(yīng)用研究[J]．食品發(fā)酵工業(yè)，2001，27(1)：64-69.

[9] 王璋，許時嬰，湯堅，等．食品化學(xué)[M]北京：中國輕工業(yè)出版社，1999：104.

[10] 魏西根，許琳，劉建偉．大米淀粉回生的研究進展[J]．農(nóng)產(chǎn)品加工，2007，10(6)：32-34.

[11] 劉巧瑜，張曉鳴．蔗糖單酯的結(jié)構(gòu)和濃度對淀粉糊化和老化特性的影響[J]．食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，4(6)：5-6.

The Effect of Different Additives on Retrogradation of Corn Starch

ZHU Yu1, YIN Li-wei1*, GUO Li2

(1. School of Life Science, Anqing Teachers College, Anqing, Anhui 246011; 2. College of Tea and Food Science and Technology, Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036)

[Objective] The effects of different additives on retrogradation of corn starch were investigated. [Method] Six additives including NaCl, citric acid, xanthan gum, sugar, monoglyceride and saccharifying enzyme were chosen for the research. [Result] The results indicated that the retrogradation degree was increased slightly with increasing sodium chloride concentration and that it was reduced obviously with increasing citric acid, xanthan gum, sugar, monoglyceride, glucoamylase.[Conclusion] The study can provide reference basis for utilizing additives to prolong food shelf-life.

Additives; Corn starch; Retrogradation

國家自然科學(xué)

(31371735);安徽省教育廳自然科學(xué)研究一般項目(AQKJ2014B008)；安慶師范學(xué)院科研啟動項目(004-K05000130030)。

朱玉(1986- )，女，安徽鳳陽人，助教，碩士，從事天然產(chǎn)物的開發(fā)與利用研究。*通訊作者，講師，博士，從事分子生物學(xué)與植物病理學(xué)研究。

2015-03-16

S 513;TQ 46

A

0517-6611(2015)11-274-02