兩種綠豆淀粉功能特性研究

高玲玲 王華

摘 ?????要：對兩種綠豆淀粉的化學組成、凝沉性質、溶解度、膨脹度、酸度、凍融穩定性和糊化性質進行分析。結果表明，兩種綠豆淀粉各功能特性既有相似之處又存在差異。溫度對溶解度和膨脹度的影響，時間對凝沉體積的影響，以及循環次數對析水率的影響，兩種綠豆淀粉表現出相似的變化規律。而化學組成含量、酸度、糊化特性， 以及相同條件下的凝沉體積、溶解度、膨脹度和凍融穩定性，兩種淀粉又存在明顯差異。陜北大明綠豆淀粉比黑龍江聚寶綠豆高的參數有：直鏈淀粉含量、灰分、凝沉體積、膨脹度、約68 ℃之后的溶解度、低循環次數下的凍融穩定性和各糊化特性參數中的黏度指標;而水分、低溫下的溶解度、酸度和高循環下的凍融穩定性，以及起糊溫度，黑龍江聚寶綠豆表現較高。

關 ?鍵 ?詞：綠豆;淀粉;溶解度;膨脹度;糊化性質

中圖分類號：TQ 041 ??????文獻標識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）04-0703-05

Abstract： The chemical composition， retrogradation property， solubility， swelling power， acidity， freeze-thaw stability and pasting property of two kinds of mung bean starch were investigated. The results showed that there were similarities and differences in the functional characteristics of the two kinds of mung bean starch. The charge law of their solubility and swelling power with temperature was similar， as well as the charge law of retrogradation volume with time， the charge law of water extraction rate with cycle times. But， the chemical composition， acidity， pasting properties， coagulation volume， solubility， swelling power and freeze-thaw stability of the two kinds of mung bean starch under the same conditions showed significant differences. Amylose content， ash content， coagulation volume， swelling power， solubility at about 68 ℃， freeze-thaw stability at low cycle times， and viscosity index of Shanbei Daming mung bean starch were better than those of Heilongjiang Jubao mung bean starch. However， the water content， solubility at low temperature， acidity， freeze-thaw stability under high cycle times， and pasting temperature of Heilongjiang Jubao mung bean starch were better than those of Shanbei Daming bung bean starch.

Key words： Mung bean; Starch; Solubility; Expansion power; Gelatinization property

綠豆又名青豆或植豆，在我國有廣泛的種植，且資源類型豐富。綠豆含有豐富的淀粉、蛋白質、礦物質、維生素和膳食纖維，具有多種生物活性，如殺菌、解毒、降脂、抑制腫瘤和預防癌癥等，因此受到廣大消費者的青睞[1-3]。綠豆含有約50%的淀粉，因此目前綠豆的加工主要以淀粉利用為主[4]。綠豆淀粉可以以傳統的方式加工成綠豆粉絲、綠豆涼粉和綠豆粉皮，也可以作為配料加工成各種餡料、油脂食品、膨化食品和灌腸等制品。對于綠豆淀粉的提取分離和性質研究，相關方面的技術研究已開展大量工作[5，6]。綠豆的功能特性影響其在食品領域的加工利用，因此有大量的文獻報道關于綠豆淀粉與不同來源淀粉的功能特性比較，如與玉米淀粉、菱角淀粉、蕓豆淀粉、小麥淀粉、豌豆和馬鈴薯淀粉等[7-10]。然而即使為同一種作物來源的淀粉，因品種、栽培條件和生長環境等的差異[11，12]，其功能特性仍然會存在差異，為更好的利用綠豆淀粉，提高綠豆淀粉的加工適應性，本文以享有盛名的陜北大明綠豆和黑龍江聚寶綠豆淀粉為研究對象，考察了兩種綠豆淀粉的化學組成、凝沉性質、溶解度、膨脹度、酸度、凍融穩定性和糊化性質等功能特性，并對比分析兩種綠豆淀粉的各功能特性差異，旨在為綠豆淀粉深加工和品種控制提供可靠理論依據。

1 ?實驗方法

1.1 ?樣品、試劑與儀器

樣品：陜北大明綠豆;黑龍江聚寶綠豆。

主要試劑：氫氧化鈉、蔗糖、硼砂、氯化鈉、酚酞、鹽酸、無水乙醇、碘和碘化鉀、馬鈴薯直鏈淀粉標品，均為分析純。

主要儀器：上海菁華有限公司生產的722型紫外分光光度計;美國生產的Brookfield ?DV-I ?Prime旋轉黏度計;上海佑科儀器儀表有限公司生產的PHS-3C型 pH計; 杭州藍天化儀器廠生產的1010—2Y型鼓風干燥箱。

1.2 ?樣品、試劑與儀器

1.2.1 ?綠豆淀粉的提取

稱取綠豆1.00 kg，用蒸餾水反復沖洗干凈后放入1 L的燒杯中，加入溫水浸泡30 min，然后在室溫下放置4 h，將泡好的綠豆分成兩份放入粉碎機，加入適量水，打成糊狀，取出后過80目篩，去掉皮渣，用蒸餾水反復沖洗多次，直到淀粉全部沉降下層水中，然后加入1/5體積的酸漿水，使漿液的pH值在6.0～6.2范圍，充分攪拌后靜置4～5 h，將上清液去除，沉淀物在50 ℃下烘干，冷卻后的淀粉用粉碎機磨成粉末后過100目篩，即得綠豆淀粉。

1.2.2 ?綠豆淀粉成分測定

綠豆淀粉的水分測定參照國標GB/T 12087- 2008;灰分測定參照國標GB/T 22427.1-2008;綠豆中直鏈淀粉含量測定參照國標GB/T15683-2008。

1.2.3 ?綠豆淀粉的凝沉性質測定

配制質量分數為6.0%淀粉糊，然后將溶解的淀粉糊置于刻度管中，在30 ℃下保溫，每隔10 min記錄上清液體積。

1.2.4 ?綠豆淀粉溶解度和膨脹度的測定

準確稱取綠豆淀粉0.50 g，加入30 mL去離子水，分別在不同水浴溫度下，磁力攪拌器攪拌20 min后，取出裝入50 mL的離心管中，靜止10 min，以4 800 r/min轉速離心45 min，然后把上清液倒入已干燥恒重的稱量皿中，在105 ℃下的烘箱中烘干，稱重，稱量質量記為m1;把去除上清液的離心管中的膨脹淀粉倒入濾紙上，膨脹淀粉的質量記為m2，m為加入淀粉的干重;樣品的溶解度（S）和膨脹度（P）計算公式如下：

1.2.5 ?綠豆淀粉酸度測定

用電子天平分別準確稱取兩種淀粉樣品10 g（精確到0.1 g），用100 mL冷卻的無CO2水溶解，然后轉移至150 mL的三角瓶中，滴加3滴酚酞指示液，將三角瓶放在磁力攪拌器上，用0.1 mol/L NaOH滴定，當出現粉紅色且不再變色，記下耗用的NaOH的體積，同時做空白試驗。計算公式為：

式中：X—酸度指標，mL;

V1—滴定消耗NaOH標準溶液的體積，mL;

V0—空白試驗消耗NaOH標準溶液的體積，mL;

C—NaOH標準溶液的濃度，mol/L;

m—樣品的濕基質量，g;

H—樣品的含水量，%。

1.2.6 ?綠豆淀粉凍融穩定性測定

分別準確稱取兩種淀粉樣品各1 g，加入100 mL蒸餾水攪拌均勻后放入沸水浴中攪拌保溫15 min，然后冷卻至室溫;分別取10 mL淀粉溶液轉移至已知質量m1的離心管中，并稱重m2，放入-18℃的冰箱中冷凍24 h，取出后解凍6 h，最后4000 r/min下離心20 min，棄去上層清液，稱重m3，計算析水率：

析水率（%）=[（m2-m3）/（m2-m1）]×100

式中：m1—離心管質量，g;

m2—離心管中淀粉糊的質量，g;

m3—離心后離心管與淀粉的質量，g。

1.2.7 ?綠豆淀粉糊化特性測定

分別用兩種綠豆淀粉配制6%濃度的淀粉乳，置于250 mL的燒杯中，用旋轉黏度計測定黏度隨溫度和時間的變化。 從30 ℃開始升溫計時，以2 ℃/min的速率加熱到95℃， 保溫5 min，冷卻至50 ℃，保溫5 min。轉速設置為200 r/min。

2 ?結果與分析

2.1 ?化學成分比較

綠豆淀粉中化學成分組成與其品種、栽培條件、生長環境等因素緊密相關，兩種綠豆淀粉化學成分組成比較見圖1所示，分析可知，對于直鏈淀粉和灰分含量陜北大明綠豆均高于黑龍江聚寶綠豆;對于水分則黑龍江聚寶綠豆高于陜北大明綠豆。

2.2 ?凝沉性質比較

兩種綠豆淀粉的凝沉性質可從圖2分析得到，隨著時間的增加，兩種綠豆淀粉在凝沉過程中上清液的體積均呈增加趨勢，到50 min以后，凝沉過程中上清液的體積增加不在明顯;在相同時間下，陜北大明綠豆上清液的體積要高于黑龍江聚寶綠豆，可見陜北大明的綠豆的凝沉性要強于黑龍家聚寶綠豆。

2.3 溶解度和膨脹度比較

淀粉的溶解度和膨脹度可反映淀粉顆粒內部結構間相互作用的強弱，包括結晶區氫鍵作用力，非結晶區分子間的作用力，以及結晶區與非結晶區的相互作用力。影響淀粉溶解度和膨脹度的因素有很多，如淀粉顆粒尺寸、形狀，直鏈和支鏈淀粉含量，非淀粉成分，以及遺傳等因素[13]。兩種綠豆淀粉溶解度隨溫度的變化曲線見圖3。

分析可知在起始溫度55 ℃的時候，兩種綠豆淀粉的溶解度均很低;在約68 ℃左右的時候兩種綠豆的溶解度曲線出現了交匯，交匯之前黑龍家聚寶綠豆的溶解度較高，而交匯之后變化趨勢剛好相反;隨著溫度的升高，兩種綠豆淀粉的溶解度均呈現增加趨勢。

兩種綠豆淀粉膨脹度隨溫度的變化見圖4，分析可知，總體來看，兩種綠豆淀粉的膨脹度隨溫度增加而增加，不同溫度條件下，陜北大明綠豆膨脹度均高于黑龍江聚寶綠豆：在起始溫度時，兩種淀粉的膨脹度均很小，大明綠豆的膨脹度略高于聚寶綠豆;在65 ℃左右，兩種淀粉的膨脹度出現相對明顯差異;隨后，溫度不斷升高，兩種淀粉的膨脹度均呈增大趨勢，且差異再次減小。

2.4 酸度比較

淀粉的酸度是指淀粉中無機和有機酸的總量。淀粉本身是中性的，但提取過程部分淀粉會發生水解，生成酸性物質，此外該實驗采用酸酸漿法提取綠豆淀粉，如果水洗不徹底，也會增加淀粉的酸度。兩種綠豆淀粉的酸度比較見圖5，分析可知，兩者的酸度差別不是很大，黑龍江聚寶綠豆酸度指標值略高于陜北大明綠豆，即陜北大明綠豆的酸度相對較低。

2.5 ?凍融穩定性比較

冷凍和解凍過程會導致淀粉發生收縮脫水現象，析水率的高低可反映淀粉的凍融穩定性。不同凍融循環次數下計算得到淀粉析水率，析水率隨循環次數的變化結果見下圖6，從圖中可以看出，改變循環次數，綠豆淀粉析水率增加，這是因為淀粉在升溫或者降溫的情況下都會出現收縮水現象;循環五次，兩種綠豆淀粉的析水率均增加，但是漲幅不大。兩種綠豆淀粉析水率比較，循環3次之前，陜北大明綠豆淀粉的析水率高于黑龍江聚寶綠豆，3次之后，包括3次，黑龍江聚寶綠豆淀粉的析水率高于陜北大明綠豆。

2.6 ?糊化特性比較

淀粉的糊化特性反映淀粉分子結構的特征，糊化的難易與淀粉分子結構的密切相關，一般顆粒大或結構疏松的淀粉較顆粒小或結構緊密的分子更易于糊化;直鏈淀粉含量也影響淀粉的糊化特性，一般直鏈淀粉含量高的較難糊化[14-16]。

兩種綠豆淀粉糊化特性指標見表1，分析可知，黑龍江聚寶綠豆的起糊溫度略低于陜北大明綠豆。

引起兩種綠豆淀粉起糊溫度差異的原因可能是兩者分子結構大小的差異和直鏈淀粉含量的差異。大明綠豆淀粉較聚寶綠豆的峰值黏度更高，說明兩者內部結構的松散程度不同，大明綠豆淀粉內部結構較為松散，分子結合力較弱。大明綠豆淀粉的熱糊黏度衰減值較聚寶綠豆大，說明大明綠豆淀粉糊的熱穩定性不及聚寶綠豆。大明綠豆淀粉的E和F值，以及黏度回升值均高于聚寶綠豆，說明大明綠豆淀粉的老化趨勢較大，這可能與大明綠豆較高的直鏈淀粉含量相關。

3結 論

（1）兩者化學組成比較，陜北大明綠豆淀粉的直鏈淀粉含量和灰分含量均高于黑龍江聚寶綠豆，而水分含量則剛好相反。

（2）兩種綠豆淀粉凝沉實驗結果顯示，隨著時間的延長，兩者凝沉體積均呈現增加趨勢，但當時間增加到50 min之后，凝沉體積隨時間的增加趨勢不在明顯。兩種綠豆淀粉相比，在相同時間內陜北大明綠豆的凝沉性質由于黑龍江聚寶綠豆。

（3）對淀粉溶解度和膨脹度結果分析顯示，隨著加熱溫度的增加綠豆淀粉的溶解度和膨脹均呈增大趨勢。兩種綠豆淀粉比較，在約68 ℃之前黑龍江聚寶綠豆的溶解度較陜北大明綠豆低，而在約68 ℃之后，表現剛好相反;在整個考察溫度范圍內，陜北大明綠豆淀粉的膨脹度均高于黑龍江聚寶綠豆。

（4）兩種綠豆淀粉的酸度分析結果顯示，黑龍江聚寶綠豆的酸度略高于陜北大明綠豆，但整體而言酸度相對較低。

（5）兩種綠豆析水率隨著凍融循環次數的增加均呈增加趨勢，在相同凍融循環次數下，3次之前陜北大明綠豆淀粉的析水率相對較高，而3次之后包括3次，析水率的變化趨勢剛好相反。

（6）兩種綠豆淀粉糊化特性參數比較，起糊溫度黑龍江聚寶綠豆淀粉的相對較低，而峰值黏度、熱糊黏度衰減值和黏度回升值等均陜北大明綠豆的較高。

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