超聲處理對不同品種玉米淀粉特性的影響

岳靜 朱志成 張靖晗

摘要? ? 本研究考察了超聲處理后不同品種玉米淀粉的直鏈淀粉含量、溶解度、膨脹度，并與原淀粉進行比較分析。結果表明，經超聲處理后，20個受試品種玉米淀粉的3項特性指標均有不同程度的提升，說明超聲處理是一種可以提升玉米淀粉品質的良好加工方式。

關鍵詞? ? 玉米淀粉;超聲處理;品種;特性

中圖分類號? ? S513? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

Abstract? ? In this study，the amylose content，solubility and swelling degree of different corn starch treated by ultrasound were investigated and compared with the original corn starch.The results showed that the three characteristic indexes of 20 varieties of corn starch were all improved in different degrees after ultrasonic treatment，which indicated that ultrasonic treatment was a good processing method to improve the quality of corn starch.

Key words? ? corn starch;ultrasound treatment;variety;characteristic

玉米是我國重要的糧食和經濟作物。近些年來，其在工業用途中的地位越來越重要，特別是其所含的淀粉在醫藥行業、釀酒等食品工業上早已成為不可替代的原輔料[1]。為適應工業生產對玉米淀粉量與質的要求，玉米淀粉加工業已經成為重要的生產行業[2]。

超聲波處理是食品加工的一種比較新穎且環保的加工方式。超聲波是指頻率為20 kHz至50 MHz的聲波，它頻率高、方向性強、設備尺寸小、介質質點振動加速度非常大。超聲波處理淀粉，具有作用時間短、降解非隨機性及降解后淀粉分子量較集中等優點[3]。超聲處理是通過物理方法改變玉米淀粉的性質、改善玉米淀粉的性能，使玉米淀粉的應用范圍變廣。本研究擬考察不同品種玉米淀粉經過超聲波處理后特性的改變，以期為玉米淀粉的開發、利用及玉米品種選育提供參考，對玉米淀粉的產業發展和應用前景意義重大。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗材料

供試玉米品種共20個，分別為乾坤1101、佳昌689、丹玉336號、遼禾308、鄭單958、富友1號、鐵研858、金剛98、遼單452、東單60、郁青1號、郁青123號、連科8號、鐵南2號、錦城九、千松101號、鐵旭1843、元鈺66、乾坤528、致泰6號，由遼寧省種業發展中心提供。試驗所用藥品、試劑均購自沈陽國藥集團。

1.2? ? 試驗儀器

供試儀器：Anke LXJ-IIB臺式離心機，由上海安亭科學儀器廠生產;721E型可見光光度計，由上海光譜儀器有限公司生產;KQ5200DE型數控超聲波清洗器，由昆山市超聲儀器有限公司生產;DHG-9141A型電熱恒溫干燥箱，由上海精宏實驗設備有限公司生產;160目標準篩，由上虞市五四儀器廠生產。

1.3? ? 試驗方法

1.3.1? ? 玉米淀粉的制備。首先，磨碎的玉米粉按1∶1比例加入3 g/L的NaOH溶液，35 ℃浸泡28 h后過160目篩，濾液在4 000 r/min條件下離心10 min，棄去上清后用NaOH溶液洗滌沉淀。其次，加入少量蒸餾水，攪拌均勻后用1 mol/L鹽酸調節pH值至7.0，再在4 000 r/min條件下離心10 min，棄去上清液，刮去暗黃色沉淀，再用蒸餾水洗滌沉淀3次。最后，將得到的淀粉漿置于40 ℃的烘箱中干燥24 h，粉碎后得到玉米淀粉[4]。

1.3.2? ? 超聲處理玉米淀粉。稱取一定量的玉米淀粉樣品，用蒸餾水調制成水分含量為30%的淀粉乳，在數控超聲器中，于30 ℃水浴、超聲功率100 W條件下作用40 min，再在40 ℃條件下干燥、粉碎。

1.3.3? ? 直鏈淀粉含量的測定。參照GB/T 15683—2008測定方法[5]，稱取0.1 g的淀粉樣品，用95%乙醇1 mL對其進行濕潤，然后與9 mL的1 mol/L NaOH溶液混勻，之后沸水浴處理10 min，冷卻至室溫。再將其倒入容量瓶中，加入蒸餾水定容至100 mL。分別量取5、10、15、20、25、30 mL上述淀粉樣品溶液，分別倒入已有50 mL蒸餾水的100 mL容量瓶中，再將1 mol/L乙酸1 mL、碘試劑（碘試劑配制：量取2 g碘化鉀，用蒸餾水配制成飽和溶液，然后量取0.2 g碘加入配制成飽和碘化鉀的溶液中，待碘全部溶解，移入100 mL容量瓶中）依次加入各瓶中，加入蒸餾水定容后，顯色10 min，以0.09 mol/L NaOH的5 mL溶液用作空白對照溶液。在720 nm波長下測定吸光度。繪制吸光度標準曲線，求得標準曲線方程，然后對樣品進行吸光度測定，獲得的數值帶入標準曲線方程，計算出淀粉樣品中直鏈淀粉含量。

1.3.4? ? 淀粉溶解度與膨脹度的測定。稱量淀粉0.500 g，放入25 mL的離心管中，配制淀粉乳，質量濃度為2 g/100 mL，置于60、70、80、90 ℃的恒溫水浴中，放入離心機內，在3 000 r/min條件下離心20 min，倒出上清液，分離沉淀物。計算溶解度（S）與膨脹度（B），計算公式如下：

2? ? 結果與分析

2.1? ? 直鏈淀粉含量

由圖1可知，直鏈淀粉含量標準曲線的回歸方程為y=0.013 2x+0.261 7，R2=0.994 6。由圖2可知，經超聲處理后，20個參試品種玉米淀粉的直鏈淀粉含量與相對應的原淀粉相比均有所升高，可能是由于超聲作用對淀粉造成大幅度降解，破壞支鏈淀粉結構，打斷淀粉長鏈，直鏈淀粉含量增加。參試的玉米經超聲處理后直鏈淀粉含量增加范圍為0.52%～32.42%，其中富友1號直鏈淀粉含量增加最多，達32.42%;鄭單958、遼單452次之。因為直鏈淀粉含量高的淀粉有很高的商業價值，所以這3個品種的玉米淀粉經超聲處理后的應用范圍非常廣泛且具有價值。

2.2? ? 溶解度與膨脹度

由表1、表2可知，隨著溫度的升高，20個品種玉米淀粉經超聲處理后溶解度與膨脹度都高于原淀粉。玉米淀粉加工成糊精和預糊化淀粉等產品對溶解度、膨脹度特性要求較高，這些不同溫度下的特性表現可為其提供參考。

3? ? 結論與討論

經超聲處理后，參試20個品種玉米淀粉的直鏈淀粉含量與相對應的原淀粉相比均有所升高，增加范圍為0.52%～35.96%，其中富友1號直鏈淀粉含量增加最多，鄭單958、遼單452次之。隨著溫度的升高，參試的20個品種玉米淀粉經超聲處理后溶解度與膨脹度都比原淀粉高，這些不同溫度下的特性表現可為由玉米淀粉加工成糊精和預糊化淀粉等工業產品提供參考。

淀粉顆粒的膨脹始于相對松散的非結晶區，接著是靠近結晶區的非結晶區，最后才是結晶區。淀粉的膨脹度和溶解度為顆粒內鍵的成鍵程度提供了有力證據[6]。高含量直鏈以及較強或者較大量的中等分子結合會降低膨脹度。淀粉顆粒內的直鏈淀粉和支鏈淀粉的排列結構會影響淀粉的膨脹度，結構疏松的淀粉膨脹度較大。本研究中，玉米淀粉糊的溶解度和膨脹度在各溫度下經超聲處理后均有所提升，使淀粉在食品中加工性能有所提升，可以應用于制作方便食品用的糊精和預糊化淀粉的處理。

4? ? 參考文獻

[1] 杜雙奎.玉米品種籽粒品質與擠壓膨化特性研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2006.

[2] 陳宏斌.玉米的綜合利用[J].糧食流通技術，2005（5）：27-29.

[3] 冀國強，邵秀芝，王玉婷.超聲波技術在淀粉改性中的應用[J].糧食與油脂，2010（1）：1-6.

[4] 晁桂梅.品種及栽培環境對糜子淀粉理化性質影響研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2016.

[5] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.大米 直鏈淀粉含量的測定：GB/T 15683-2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

[6] 羅志剛，盧靜靜.超聲處理對玉米淀粉熱性質的影響[J].現代食品科技，2010，26（7）：666-668.