蓮子淀粉加工特性的研究

江洪波，梅曉蕓

（長江大學生命科學學院，湖北荊州434025）

蓮子（堅果）有補脾止瀉、養心益腎功效。蓮子不僅是我國重要的出口創匯特色農副產品之一，也是蓮子產區農民增收的重要項目[1]。目前對于蓮子的生產主要集中在干蓮、蓮蓉餡料、蓮子復合八寶粥、銀耳蓮子湯、蓮心等，對其深加工與應用尚少，蓮子的附加值有待提高。淀粉作為蓮子的主要成分，占蓮子干物質的50%左右[2]，決定了蓮子產品的黏稠度、口感以及產品質量等；作為一種天然淀粉，蓮子淀粉的應用開發前景不言而喻。本文旨在研究蓮子淀粉的顆粒特性、糊化特性及其影響因素，以期對蓮子產品的加工生產提供一定的技術參考。

1 材料與設備

1.1 材料

蓮子：市售；氯化鈉、蔗糖均為食用級；NaOH溶液、HCl溶液均為分析純。

1.2 主要設備

TL-18M臺式高速冷凍離心機：上海市離心機械研究所有限公司；752B紫外可見分光光度計：天津市普瑞斯儀器有限公司；NJD-79型旋轉式黏度計：同濟大學機電廠。

2 方法

2.1 蓮子淀粉的制備[3]

蓮子清洗去殼去芯后加入少量水中，置于高速組織搗碎機破碎，過100目篩，靜置沉淀6 h，棄去上清液，下層沉淀用蒸餾水清洗，再靜置沉淀，反復3次，然后于45℃烘箱烘干即得蓮子淀粉樣品。

2.2 蓮子淀粉溶解度和膨脹度的測定[3]

準確稱取2.00 g淀粉樣品，加入100 mL蒸餾水，配成 2%（g/mL）的淀粉乳，在一定溫度（55、65、75、85、95℃）的水浴中加熱攪拌30 min以防淀粉沉淀，在 3000 r/min下離心30 min，取上清液在蒸汽浴上蒸干，于105℃烘至恒重，稱重。按下式計算：

溶解度（S）/%=（A/W）×100

膨潤力/%=（P×100）/[W（100-S）]=P/[W（1-S/100）]

式中：A為上清液蒸干恒重后質量，g；P為絕干樣品質量，g；W為離心后沉淀質量，g。

2.3 蓮子淀粉的糊化特性

2.3.1 蓮子淀粉糊的透明度[3]

稱取一定量的蓮子淀粉樣品，加適量的水調成1%（g/mL）的淀粉乳，在沸水浴中加熱20 min，使之糊化，并不時加入沸騰的蒸餾水保持原有體積。然后冷卻到室溫，用紫外可見分光光度計，以蒸餾水為空白，在620 nm波長下測定淀粉糊的透光率。

2.3.2 蓮子淀粉的糊化黏度曲線

配制1份質量分數為8%的淀粉糊，在水浴上加熱，以恒速攪拌，記錄時間及溫度，根據淀粉糊的狀態每隔一定的時間測定其黏度并繪制溫度-黏度-時間曲線。

2.3.3 pH、蔗糖、NaCl對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響

2.3.3.1 pH對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響

配制2份質量分數為8%的淀粉乳，分別用HCl和NaOH調至pH為2.0和12.0，在水浴上加熱，以恒速攪拌，記錄時間及溫度，根據淀粉乳/糊的狀態每隔一定的時間測定其黏度并繪制溫度-黏度-時間曲線。

2.3.3.2 蔗糖對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響

淀粉乳質量分數為8%。以蒸餾水為基準，按質量比計算（下同），分別加入5%、10%蔗糖，其他同上。

2.3.3.3 NaCl對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響

淀粉乳質量分數為8%，分別加入1%、4%、7%NaCl，其他同上。

3 結果與分析

3.1 蓮子淀粉的溶解度和膨脹度

膨潤力指每克干淀粉在一定溫度下吸水的質量，主要反映淀粉顆粒中直鏈淀粉的特性；溶解度指在一定溫度下，已溶解的淀粉樣品的質量分數，淀粉的溶解主要是直鏈淀粉分子從顆粒中逸出。淀粉的溶解和膨潤與淀粉粒的大小、形態、分子量等有關[3-4]。

蓮子淀粉溶解度和膨脹度測定結果見圖1。

從圖1可以看出，在55℃～65℃階段，淀粉溶解度和膨脹度增長的幅度不大，而后階段則隨溫度的升高迅速增長，為典型的二段膨脹過程，屬限制型膨脹淀粉。蓮子淀粉在95℃時，溶解度為17.5%，屬于較低水平；膨潤力為31.98%。

圖1 蓮子淀粉溶解度和膨脹度Fig.1 Solubility and swelling power of lotus starch

3.2 蓮子淀粉糊的透明度

結果測得蓮子淀粉糊的透光率為10.2%。如果在淀粉糊液中無殘存的淀粉顆粒以及回生后所形成的凝膠束，當光線穿過淀粉糊液時，無反射和散射現象產生，淀粉糊就非常透明。直鏈淀粉含量高的淀粉分子流動半徑較大，在糊液中空間位阻較大，分子間難以形成平行取向，分子分散性較好，光線透過時產生較多反射和散射，這時透明度較低，高直鏈玉米淀粉的透光率最低可達5%[5]。由于蓮子淀粉與顆粒較小，結構較致密，且直鏈淀粉含量較高。這與蓮子屬于高直鏈淀粉含量的特異性淀粉結果相吻合。

3.3 蓮子淀粉的糊化黏度曲線

蓮子淀粉糊化黏度曲線如圖2。

圖2 8%淀粉乳的糊化黏度曲線Fig.2 Gelatinization and viscosity curve of starch milk

由圖2可以看出，在測定開始階段，淀粉乳黏度不變，這是因為淀粉顆粒不能溶于冷水；當溫度開始升高時，黏度逐漸增加，主要由淀粉顆粒吸水溶脹并互相碰撞、摩擦所致；當大部分微粒被溶解而分子仍然保持完整沒有被破壞時，此時的黏度為最大黏度；因為溫度升高分子間化學鍵被破壞，溶解的淀粉和周圍的凝膠在機械攪拌作用下被打斷，于是黏度升高和降低再次達到平衡，黏度曲線表現為最大值；在測定的最后階段，隨著溫度的降低，被溶解的松散的分子重新規則排列，黏度再次升高，這是由于直鏈淀粉分子又回頭趨向于平行排列，通過氫鍵結合，重新組成微晶束，發生凝沉或老化現象。

3.4 pH對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響

體系pH對蓮子淀粉的糊化黏度特性有影響，結果見圖3。

圖3 pH對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響Fig.3 Influence of starch gelatinization and viscosity properties by pH

由圖3知，在堿性條件下蓮子淀粉的起糊溫度、黏度都高于酸性條件下的水平，尤其是峰值黏度明顯高于酸性條件下的水平，淀粉糊達到峰值黏度的溫度也較酸性條件下的低。呈現強酸使黏度下降，強堿使黏度上升的趨勢。這與淀粉在高溫、高酸性條件下發生水解生成短鏈分子而引起體系黏度下降有關[6]。在堿性條件下，蓮子淀粉的峰值黏度、最終黏度升高，這與堿促進淀粉糊化有必然關系。

3.5 蔗糖對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響

蔗糖對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響如圖4。

圖4 蔗糖對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響Fig.4 Influence of starch gelatinization and viscosity properties by sucrose

由圖4可知，隨著蔗糖濃度的提高，淀粉糊的黏度略有增加。蔗糖分子中有多個羥基，易溶于水，使淀粉乳中的淀粉顆粒吸水膨脹的機會減少，顆粒膨脹受到阻礙[7]。而且蔗糖可以使水中各種成分的活動性減弱，導致水和體系中的其他成分的相互作用減小[8]。可能是因為蔗糖與淀粉形成了復合物，從而阻止了淀粉晶體的崩解，會增加起糊溫度，使糊的熱穩定性增強。

3.6 NaCl對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響

NaCl對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響如圖5。

圖5 NaCl對蓮子淀粉糊化黏度特性的影響Fig.5 Influence of starch gelatinization and viscosity properties by NaCl

由圖5可以看出，NaCl對蓮子淀粉的糊化黏度特性亦有一定的影響。隨著NaCl加量的增大，體系起糊溫度有所升高，峰值黏度、最終黏度亦有所升高。可能由于NaCl是一種強電解質，在水中可完全電離成Na+和Cl-，這兩種離子的存在會影響體系中水分子和淀粉分子之間的相互作用，阻礙淀粉的糊化過程，使起糊溫度增加。此外，NaCl中的Na+還可以與淀粉顆粒中的羥基發生作用[9]，導致淀粉糊化性質發生變化。

4 結論

1）蓮子淀粉的溶解度和膨潤力均隨溫度的升高而增大，但溶解度較低（95℃時，溶解度為17.5%），膨潤力較低（為31.98%），屬限制型膨脹淀粉。

2）蓮子淀粉糊1%（g/mL）的透明度較低（10.4%）；糊化溫度較高，達72℃，隨著溫度升高，淀粉糊黏度不斷增加而后有下降的趨勢，熱粘、冷粘穩定性較好；在酸性條件下淀粉糊黏度相應降低，堿性條件則有促進淀粉糊化的趨勢；添加蔗糖、NaCl使糊黏度增大，后者還有增加起糊溫度的效果；隨著蔗糖、NaCl添加量的增加，糊的黏度相應增加。

[1] 曾紹校,陳紹軍,鄭寶東.蓮子淀粉品質特性研究與應用[D].福建：福建農林大學,2007

[2] 李卓瓦.蓮子的營養價值及加工利用[J].農產品加工,2008(6)：41-44

[3] 曾紹校,鄭寶東,林鴛緣,等.蓮子淀粉顆粒特性的研究[J].中國糧油學報,2009,24(8)：62-64

[4] 蘇貝,鄧放明,劉沙.蓮子淀粉品質特性的研究進展[J].農產品加工,2010(2)：52-55

[5] 杜先鋒,許時嬰,王璋.淀粉糊的透明度及其影響因素的研究[J].農業工程學報,2002,18(1)：129-131

[6] 杜雙奎,周麗卿,于修燭,李志西.山藥淀粉加工特性研究[J].中國糧油學報,2011,26(3)：34-39

[7] 張昌波,草清明,鐘海雁,等.糖類對蕨根淀粉加工特性的影響[J].食品工業科技,2008,29(1)：107-109

[8] 張燕平,顏燕.食品成分對淀粉糊性能的影響[J].無錫輕工大學學報,1997(1)：24-28

[9] 杜先鋒,許時嬰,王璋.NaCl和蔗糖對葛根淀粉糊化特性的影響[J].食品科學,2002,23(7)：34-36