不同淀粉復配參數的優選及應用性質變化研究

李新華，宋利艷，盧春曉

（沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110161）

不同淀粉復配參數的優選及應用性質變化研究

李新華，宋利艷*，盧春曉

（沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110161）

以綠豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉和玉米淀粉為原料，按一定比例復配來提高玉米淀粉的粘度，再利用峰值黏度建立多元線性回歸方程，利用方程推測提高玉米淀粉峰值黏度的幾種淀粉的復配比例，再利用RVA快速黏度儀進行驗證和生產成本雙方面因素來確定幾種淀粉的最佳復配參數。本實驗所選擇的復配比例得到的復配淀粉的峰值黏度比玉米淀粉粘度高，糊的透明度比玉米淀粉高，凍融穩定性好，抗老化性程度增強，不易凝沉，但淀粉糊熱穩定性下降。

復配淀粉，多元線性回歸方程，應用性質

1.1 材料與設備

玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、綠豆淀粉均為市售。

Super!快速黏度測試儀（RVA） 澳大利亞新港科學儀器有限公司提供；數顯式恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；TDL-5-A型離心機 上海安亭科學儀器廠；JD200-2型電子天平 北京塞多利斯儀器有限公司提供；UV1600型紫外分光光度計 北京瑞麗分析儀器公司；HG101-1A型電熱鼓風干燥箱南京實驗儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 淀粉復配 以玉米淀粉為基數，所占比例分別為40%、50%和60%，在此基礎上，分別添加不同比例的綠豆淀粉、馬鈴薯淀粉和木薯淀粉，混合均勻，以淀粉峰值粘度為指標，利用Excel數據分析法，建立多元線性回歸方程。

1.2.2 溶解度和膨脹力的測定方法 在一定溫度下，加熱攪拌50mL 2%的淀粉乳30min后，以3000r/min的速度離心20min，取上層清液離心蒸干，于105℃下繼續烘干至恒重后稱重，得到被溶解淀粉量，計算其溶解度；由離心管中膨脹淀粉重量計算其膨脹度，計算公式如下：

其中：A-清液烘干至恒重后的殘留物重量，g；W-樣品干基重量，g；p-沉淀物重量，g。

1.2.3 淀粉糊化特性的測定

1.2.3.1 淀粉糊RVA黏度特征曲線的測定 采用澳大利亞Newport scientific儀器公司生產的快速黏分析儀（RVA）進行測定，用 TCW（Thermal cline for windows）配套軟件記錄和分析數據。準確稱取3g的絕干復配淀粉，加入25mL的蒸餾水充分混勻，放置于RVA專用盒內，配制成一定濃度的淀粉乳，采用升溫-降溫循環程序，測得淀粉糊黏度曲線，記錄數據及繪制黏度曲線圖。

1.2.3.2 復配淀粉糊的抗剪切穩定性的測定 通過改變RVA黏度儀的轉速，繪制復配淀粉糊黏度隨轉速變化的曲線，考察剪切力對淀粉糊黏度的影響。

1.2.3.3 淀粉糊透明度的測定 稱取一定量的樣品，配制成1%的淀粉乳，取50mL于100mL燒杯中，置沸水浴中加熱，攪拌15min，冷卻至室溫，用蒸餾水調整糊體積至原濃度，用可見分光光度計進行測定，以蒸餾水作參比，用1cm比色皿在620nm波長下測定糊的透光率。

1.2.3.4 淀粉糊凝沉性的測定 將100mL質量分數為1%的淀粉乳放置于燒杯中，在沸水浴中加熱、攪拌15min，降至室溫，用蒸餾水調整體積到原濃度，將淀粉糊放入具塞的100mL量筒中，在室溫下靜置，每隔一段時間記錄上層清液或下方沉淀物的體積。用清液體積占糊總體積的百分比隨時間的變化情況來表示糊的凝沉性質。

1.2.3.5 淀粉糊的凍融穩定性的測定 將樣品加水配成6%的乳液，在沸水浴中加熱20min，冷卻至室溫，倒入塑料離心管中，置于冰箱中在-18℃冷凍，24h后取出，自然解凍，在3000r/min離心20min，棄去上清液，稱取沉淀物重量，計算析水率。

析水率=（糊重-沉淀物重）/糊重×100%

2 結果與分析

2.1 不同種類的淀粉與玉米淀粉復配的峰值黏度變化

不同種類的淀粉與玉米淀粉復配的峰值黏度如表1。

由表1可見，在玉米淀粉中添加綠豆淀粉、馬鈴薯淀粉和木薯淀粉都能提高淀粉糊的粘度，按照添加的比例不同，峰值粘度最高達到7055cP。從表中各復配比例的結果來看，復配淀粉的峰值粘度并不是各種類淀粉粘度的算術平均值，而是高于平均值，并且是按照一定的比例變化。說明在玉米淀粉中添加少量的高粘度淀粉，就可以較大幅度地提高淀粉糊的粘度。

表1 不同種類的淀粉與玉米淀粉復配的峰值黏度

2.2 淀粉復配對淀粉糊粘度變化的作用規律

根據以上峰值黏度，利用Excel數據分析法，建立復配淀粉峰值黏度多元線性回歸方程Yc=4170.95 -689.91x1+5834.88x2+2691.37x3+2382.47x4

即Yc=4170.95+（-0.21×3229）x1+（0.64× 9072）x2+（0.32×8299）x3+（0.43×5545）x4

式中：YC-淀粉的峰值黏度；x1-玉米淀粉的百分數；x2-綠豆淀粉的百分數；x3-馬鈴薯淀粉的百分數；x4-木薯淀粉的百分數。

通過方程可以看出，玉米淀粉的作用系數為0.21；綠豆淀粉的作用系數為0.64；馬鈴薯淀粉的作用系數為0.32；木薯淀粉的作用系數為0.43，說明綠豆淀粉對峰值黏度影響最大，但是綠豆淀粉的價格要遠遠高于木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的價格，所以既要讓玉米淀粉的黏度達到預測要求，又要保持較低的成本，就要考慮多種淀粉配合，本文選擇比玉米淀粉黏度高很多的綠豆淀粉、馬鈴薯淀粉和木薯淀粉來進行復配，如預提高玉米淀粉峰值黏度在6000cP左右，利用我們建立的多元線性回歸方程，理論上可以推出3種復配比例，利用RVA快速黏度儀對這三種比例進行檢測，玉米淀粉占40%，綠豆淀粉占20%，馬鈴薯淀粉占10%，木薯淀粉占30%這個復配比例，峰值粘度為6111cP，在理論上這個粘度相對允許誤差最小，同時生產成本最低，經綜合考慮最終本實驗選擇這個復配比例。

2.3 復配淀粉的理化性質研究

2.3.1 復配淀粉的溶解度和膨脹力的測定 測定復配淀粉（玉米淀粉占40%，綠豆淀粉占20%，馬鈴薯淀粉占10%，木薯淀粉占30%，峰值黏度為6111cP，下同）的溶解度和膨脹力，同時與玉米淀粉的溶解度和膨脹力作以比較，所得結果見圖1和圖2。

由結果可見，復配淀粉的溶解度隨溫度的升高先增加后降低，膨脹力隨著溫度的上升而增大，復配淀粉的溶解度和膨脹力均高于玉米淀粉，說明復配淀粉易溶解吸水膨脹，糊化起始溫度低。

圖1 不同溫度下淀粉的溶解度曲線

圖2 不同溫度下淀粉的膨脹力曲線

2.3.2 復配淀粉糊特性的研究

2.3.2.1 復配淀粉糊RVA黏度特征曲線 從表2和圖3中得出，復配淀粉的峰值黏度比玉米淀粉高很多，但是破損值也比玉米淀粉高很多，說明復配淀粉的熱穩定性比玉米淀粉差，回生值低于玉米淀粉，說明抗老化能力比玉米淀粉強。

圖3 不同淀粉的RVA黏度曲線

2.3.2.2 復配淀粉糊的抗剪切穩定性 從表3中可知，隨著轉速的增加，復配淀粉糊的峰值黏度和終值黏度均呈下降的趨勢，但熱穩定性和抗老化性能逐漸增強，起始糊化時間縮短，起始糊化溫度降低。

2.3.2.3 復配淀粉糊的透明度 分別稱取一定量的復配淀粉、玉米淀粉，配成一定濃度的淀粉乳，用分光光度計測定糊的透明度，所得結果見表4。

表4 淀粉糊的透明度

從表4中可以看出，復配淀粉糊比玉米淀粉糊的透光率高，說明復配淀粉糊的透明度就比玉米淀粉糊好，也就是說復配淀粉糊與水結合能力強，不易老化。

2.3.2.4 復配淀粉糊的凍融穩定性 將復配淀粉、玉米淀粉配制成一定濃度的淀粉乳，放在冰箱中進行冷凍，然后解凍，計算其析水率，所得結果見表5。

表5 淀粉糊的凍融穩定性

從表5得知，復配淀粉糊的析水率比玉米淀粉的低，說明復配淀粉的凍融穩定性好。

2.3.2.5 復配淀粉糊的凝沉性 凝沉性越強的淀粉越易回生，從圖4可知，復配淀粉糊的凝沉性較弱，所以較不易回生，靜置時間大于24h時，復配淀粉糊的凝沉性趨于穩定。

圖4 淀粉糊的凝沉性

3 討論

天然淀粉種類很多，各自的理化性質也有較大差異，按一定比例復配可使復配后的淀粉具有新的理化性質，淀粉糊粘度是淀粉性質的重要指標，通過本研究說明，兩種不同粘度的淀粉相混合，復配后的淀粉粘度并不是介于二者之間，而是偏高于二者的平均粘度，即高粘度淀粉具有較高的權重，也就是說可以用少量的高粘度淀粉提高低粘度淀粉的粘度。通過建立多元線性回歸方程可以得到多種已知性質淀粉復配的配合比例，這為變性淀粉的制備找到了便捷、經濟、安全的新途徑。

表2 不同淀粉的RVA黏度曲線特征

表3 不同的剪切力條件下復配淀粉糊RVA黏度曲線特征值

除淀粉糊粘度指標外，復配淀粉的其他性質也發生相應改變，這些變化的規律受很多因素的影響，用數學模型很難預測，所以，在掌握復配淀粉粘度變化的基礎上，還應根據應用需要適當調整復配比例。

4 結論

4.1 本項研究建立的復配淀粉峰值粘度多元線性回歸方程經過驗證是可行的，可以利用多種已知粘度的淀粉配制出預測粘度的復配淀粉，這為變性淀粉的制備找到了便捷、經濟、安全的新途徑。

4.2 選擇玉米淀粉占40%，綠豆淀粉占20%，馬鈴薯淀粉占10%，木薯淀粉占30%這個復配比例，得到的復配淀粉的峰值黏度為6111cP，復配淀粉的溶解度和膨脹力都比純玉米淀粉好。

4.3 復配淀粉的峰值黏度比玉米淀粉粘度高，糊的透明度比玉米淀粉的高，凍融穩定性好，抗老化性程度增強，不易凝沉；但淀粉糊熱穩定下降。

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Study on optimization of starch mixtures of different parameters and the change of application properties

LI Xin-hua，SONG Li-yan*，LU Chun-xiao
（Food Science Department of Shenyang Agricultural University，Shenyang 110161，China）

The mung bean starch，potato starch，cassava starch and corn starch were used as raw materials，according to a certain percentage of compound to increase the viscosity of corn starch，then used the peak of viscosity to establish multiple linear regression equation，with the equation，deduced the mixtures of several starch ratio to improve the peak viscosity of corn starch，at last according the two factors of RVA viscometer rapid validation and production costs to determine the optimal compound parameters of starch.In this study，the starch peak viscosity get from the proportion of the selected compound were higher than corn starch，the transparency of the paste were higher than corn starch，freeze-thaw stability，enhanced level of anti-aging properties，difficult to condensation and precipitation，but thermal stability of starch paste decreased.

complex starch；multiplied linear regression；application properties

TS235

A

1002-0306（2010）07-0125-04

玉米淀粉占淀粉工業總產量的78%左右，但是玉米淀粉的粘度較低，在食品生產和工業應用過程中往往達不到產品的需求，目前主要是通過物理法、化學法或酶法來制備變性淀粉，改變玉米淀粉的性質，這種淀粉生產成本高，特別是化學法制備的變性淀粉有的還存在食用安全問題。本研究利用淀粉復配的方法來改善玉米淀粉的應用性質，這樣不但降低了生產成本，還保證了食品安全性，應該能成為一種生產變性淀粉并降低成本的有效方法。本實驗主要通過綠豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉與玉米淀粉復配來改善玉米淀粉的應用性質，并以淀粉粘度為主要指標，研究其應用性質的變化規律。

1 材料與方法

2009-09-22 *通訊聯系人

李新華（1955-），男，教授，從事糧油深加工與轉化方面的教學和科研工作。