葛根Zotete)为豆科属植物⑴,具有解毒退热、生 津止渴之功效,是卫生部批准的药食同源的野生植物之一。除新 疆、西藏外,分布几乎遍及全国。新鲜葛根中淀粉含量在20%〜 25%,葛根淀粉具有优异的理化性质,倍受研究者关注是新 一代纯天然保健食品原料。葛根淀粉可加工成葛粉、葛粉果冻、 葛粉软糖、保健粉丝、保健茶和保健酒等食品葛根食品在国 际市场上尤其是在日本的食品市场上倍受青睐,已被选定为皇 室特供食品。据报道,从葛根中制备的葛粉外销出口价格为 3.1万元/t,每年仅日本的进口量就达300〜350 t。因此,葛根淀 粉是近年来中国外贸出口的走俏商品之一 [1W»
超高压技术是食品加工的高新技术,近年来受到各国的重 视。食品超高压技术是利用加在液体中的压力(1〇〇〜1〇〇〇 MPa),通过介质传递,以压力作为能量因子,对密封在超高压容 器内的食品,在常温或较低温度(低于100'C)下加压,从而达到 杀菌,物料改性,产生新的组织结构,改变食品品质和改变食品 的某些物理化学反应速度的效果。随着高压在食品中的应用广, 人们就需要研究食品成分,尤其是主要成分受高压处理后性能 的变化。淀粉是食品中的主要成分之一,国内外高压处理玉米淀 粉研究较多[11-1<],而高压处理下太白葛根淀粉特性变化研究尚 未见报道。本试验选用太白山上海拔2800 m髙度的野葛经驯化 和选育后引种在关中平原上的葛根所加工的葛根淀粉为材料, 研究经超髙压处理后太白葛根淀粉理化特性的影响,为葛根淀 粉在食品加工中的应用提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料及处理方法
收稿日期= 2005-07-18修订日期:2006-10-08
基金项目:陕西省自然科学基金项目;西北农林科技大学专项资助
课题
作者简介:张建新(1959 —),陕西咸阳人,教授,主要从事食品质量 安全与标准化教学与科研工作。杨凌西北农林科技大学食品科学 与工程学院,712100。Email :zhangshe804@sina. com. cn
太白葛根淀粉,由杨凌太白葛业有限公司提供;
HCl、NaOH、异丙醇购于西安化学试剂公司,均为分析纯。
淀粉超高压处理:将太白葛根淀粉放人超髙压机中,在300 MPa、500 MPa下分别处理20 min,备用。
1.2主要仪器与设备
800MPa-15L超髙压处理设备:西北农林科技大学食品科学 与工程学院和内蒙古包头科发食品机械新技术有限公司联合研 制,由内蒙古包头科发食品机械新技术有限公司制造,传压介质 为癸二酸辛二酯,高压仓容积为15 L。布拉班德黏度仪(德国布 拉班德公司)。723型可见分光光度计(上海分析仪器厂)。 NDJ-5S型旋转式黏度计。
1.3试验方法
1)淀粉颗粒形貌观察:将淀粉粒均匀地分散在异丙醇中,滴 几滴于载玻片上,盖上盖玻片,用双筒光学显微镜观察淀粉颗粒 形貌,用随机相机进行拍照。
2)淀粉糊透明度测定:用蒸馏水调制1%淀粉乳,加热充分 成糊后,冷却至室温。以蒸馏水为参比,用可见分光光度计在620 nm波长下测定淀粉糊的透明度,以透光率表示。
3)淀粉糊凝胶冻融稳定性测定:用蒸馏水调制6%淀粉乳, 加热,待充分成糊后,放置于一 181:冰箱中贮藏24 h,取出自然 解冻,解冻后倒在滤纸上,12 h后称重,以弹性、脱水收缩情况、 保水倍数为评价指标。
4)淀粉糊化特性:用德国布拉本德微型黏度仪分析。取淀粉 样品10 g(以14%湿基计),加蒸馏水100 mL。测定参数设定为: 从30€开始计时,以7. 5'C/min的速度升温至95'C,保持5 min, 然后以7. 5’C/min的速度降温至5CTC ,恒温1 min。
5)pH值对淀粉糊黏度的影响:在2%淀粉乳中,用0. 1 mol/L HC1 或 0• 1 mol/L NaOH 溶液调 pH 值为 2、4、6、8、10、 12,加热糊化。在25'C,用1号转子在60 r/min转速时测定不同 pH值下淀粉糊黏度。
2结果与分析
2.1淀粉颗粒形貌观察
用双筒光学显微镜观察淀粉颗粒形貌,图1为不同处理太 白葛根淀粉材料的形貌观察结果。可以看出,太白葛根原淀粉粒 相对较小,大小不一,呈多角形。太白葛根原淀粉粒表面均有凹 陷点,这可能与淀粉提取时机械作用或植物酶的酶解作用有 关w。超髙压处理对太白葛根淀粉粒的大小和形貌没有显著影 响。
淀粉糊透明度是淀粉理化特性的一个重要指标。淀粉糊的 透明度大小,因淀粉品种的不同而不同,支链淀粉含量越高,其 透明度越大。以透光率表示淀粉糊的透明度,透光率越髙,糊的 透明度越大。6种淀粉材料淀粉糊的透光率测定结果见表1。
表1淀粉糊的透明度
由表1可以看出,超高压处理可使太白葛根淀粉糊透明度 明显增大。这可能是由于超高压处理破坏了淀粉分子内部的一 些化学键合,使得其部分次级化学结构发生变化,导致透明度增 大。300 MPa的高压处理可使太白葛根淀粉糊的透明度明显增 大。太白葛根淀粉和经超高压处理过淀粉均可用于果冻、饮料等 食品加工,賦予产品良好的外观。
2.3淀粉糊凝胶冻融稳定性比较
太白葛根原淀粉的冻融稳定性高,具有较高的保水性能和 良好的弹性。超髙压处理后,太白葛根淀粉凝胶冻融稳定性均变 差,保水性能下降,易脱水。300 MPa的高压处理对太白葛根淀 粉糊凝胶冻融稳定性影响最大,使其保水性能显著下降。但500 MPa的高压处理的保水性比300 MPa的还要好,这与超高压处 理导致淀粉分子内部结构发生变化、与水结合的能力下降有关。 太白葛根原淀粉的凝胶冻融稳定性最好,适宜作为填充料或食 品添加剂用于食品加工中。
表2淀粉糊凝胶冻融稳定性
Table 2 Freezing-thawing stability of starch paste gel
样 品弹性脱水收缩情况保水倍数
太白葛根原淀粉良好少13. 85
300 MPa太白葛根淀粉好多9.60
500 MPa太白葛根淀粉好少12. 56
2.4糊化特性
与太白葛根原淀粉的峰值黏度相比,300 MPa的处理使得 太白葛根淀粉糊化温度、最终黏度略有提高,而峰值黏度、破损 值明显下降,500 MPa的处理使得太白葛根淀粉糊化温度、最终 黏度、峰值黏度略有下降、破损值明显提髙(表.4)。这可能与高压 处理对太白葛根淀粉链状结构影响程度不同有关[15’16]。
表4淀粉糊化特性
Table 4 Paste properties of starch
样品糊化温度
/.C峰值黏度 /BU破损值
/BU最终黏度 /BU回生值
/BU
太白葛根原淀粉76.4450135530215
300 MPa太白葛根淀粉76.840988535214
500 MPa太白葛根淀粉74.7444158498212
2.S pH值对淀粉糊黏度的影响
表5为pH值对不同淀粉糊黏度的影响。可以看出,在酸性 条件下,随着pH值由2增大到4时,淀粉糊黏度呈增大趋势,在 PH = 6时,不同处理的淀粉糊黏度出现有最低值;而在碱性条件
Table 1 Transparency ol starch paste
样品透光率/%
太白葛根原淀粉4.3
300 MPa葛根淀粉6.3
500 MPa葛根淀粉6.9
表5 pH值对淀粉糊黏度的影响
Table 5 Influence of pH value on starch paste viscosity
MPa • s
pH值
择a
24681012
太白葛根原淀粉4.96.43.99.723.635.5
300 MPa太白葛根淀粉4.87.35.18.59.014,5
500 MPa太白葛根淀粉4.05.44.26.712.415.9
下,随着pH值由8增大到12时,淀粉糊黏度急剧增大。经过髙 压处理的太白葛根淀粉糊黏度对pH值的稳定性优于太白葛根 原淀粉。高压处理可以改善太白葛根淀粉糊黏度对pH值的稳定 性。利用太白葛根淀粉糊黏度对pH值的相对稳定性和其增稠能 力强的特性,可将其用作罐头食品的增稠剂。
3结论
超髙压处理对太白葛根淀粉的颗粒大小和形态没有明显影 响。太白葛根原淀粉糊的透明度较髙,超高压处理可使太白葛根 淀粉糊•的透明度增大,超髙压处理可以改善淀粉糊的透明度。太 白葛根原淀粉糊的冻融稳定性高,但超髙压处理会降低淀粉糊 -的冻融稳定性。太白葛根原淀粉糊的增稠能力,黏度热稳定性较 好,不易老化。超髙压处理对太白葛根淀粉的增稠能力和回生能 力影响不大,300 MPa的处理可明显改善太白葛根淀粉糊的黏 度热稳定性。超髙压处理可以提髙太白葛根淀粉糊黏度对pH值 的稳定性。