34 2010 Vol. 31 No. 15 食品科学※基础研究加热时间对大米淀粉特性及抗性淀粉含量的影响赵娜，杨超，田斌强，孙智达，谢笔钧华中农业大学食品科学技术学院，湖北武汉430070 摘要：采用不同的加热时间对大米进行处理，并从加热处理过的大米中提取淀粉，采用电镜扫描仪、差示扫描量热仪、质构仪、流变仪等检测仪器研究加热时间对大米淀粉的颗粒形貌、热力学性质、凝胶特性、流变等性质的影响，采用酶解法测定加热处理过的大米中抗性淀粉的含量。结果表明：随着加热时间的延长，淀粉的膨润力与溶解度先增大后减小；加热时间在0～ 10min 时，抗性淀粉含量减少，其范围为18.01～8.10；淀粉颗粒由单个独立的颗粒逐渐膨胀至相互粘连，糊化焓值降低；硬度、延伸性等都有不同程度的变化；淀粉糊的剪切稳定性降低。关键词：大米淀粉；抗性淀粉含量；颗粒形貌；热力学性质；流变性Effect of Heating Time on Starch Properties and Content of Resistant Starch in Rice ZHAO Na，YANG Chao，TIAN Bin-qiang，SUN Zhi-da，XIE Bi-jun College of Food Science and Technology Huazhong Agricultural University Wuhan 430070 China Abstract：this work rice was subjected to heating treatment for different time periods. Rice starch was extracted from heated In rice and used to explore the effect of heating time on its granular morphology thermomechanical properties gel characteristics and rheology behavior measured using SEM DSC texture analyzer and rheometer. Resistant starch content was determined by enzymatic hydrolysis method. With prolonged heating time the swelling power and solubility of rice starch initially increased f
ollowed by a decrease and the content of resistant starch decreased by 18.01－8.10 during 0－10 min. Starch granular morphology was converted to adhesive granules from single independent granules due to swelling. Gelatinization enthalpy value also decreased from 5.862 to 0.532 J/g. Different changes in the hardness and elongation of starch from heated rice were also observed. In addition the shear stability of rice starch paste changed downward. Key words：rice starch；resistant starch content；granule morphology；thermomechanical property；rheology behavior 中图分类号：TS210.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630201015-0034-05 淀粉的物理改性即指借助热、机械力、物理场等在植物性食品由生转熟的加工过程中，都伴随着淀粉的物理手段对淀粉进行改性。通过这些方法处理的淀粉，糊化。淀粉的糊化特性直接关系到食品的口感、泽、一般不含化学试剂的残留，且加工工艺及其产品的理化形态、贮藏稳定性等方面，是淀粉加工品质研究的基性质得到明显改善，产品应用范围和附加值也大大提础，具有重要的理论和实际意义 1 。高，所以这方面的研究也很活跃，其中热处理是淀粉以往关于热处理的研究，大多关注加热温度对淀粉理加工中最常用的手段。淀粉在一定含水量和一定温度下化性质的影响，而关于加热时间对淀粉理化性质影响的研究加热会产生糊化现象，淀粉的糊化特性主要表现为天然较少。加热处理是降低大米中抗性淀粉含量的常见措施，本淀粉的晶体结构消失、淀粉颗粒膨胀、直链淀粉分子实验研究不同加热时间对鄂香1 号籼米大米淀粉的抗性淀粉从淀粉颗粒中脱离出来、抗化学试剂或酶侵蚀的能力减含量、颗粒形貌、凝胶性质、热力学性质、流变性等物弱、黏性增加、淀粉分子的柔性增大、透明度增大等。化性质的影
救灾捐赠管理办法响，旨在为淀粉的深加工提供参考。收稿日期：2009-12-19基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目2006BAD27B09作者简介：赵娜1982 —，女，硕士研究生，研究方向为天然产物化学。E-mail：linna-813163 通信作者：
孙智达1964 —，男，教授，博士，研究方向为天然产物化学。E-mail：sunzhidamail.hzau.edu※基础研究食品科学2010 Vol. 31 No. 15 351 材料与方法1.3.6 淀粉凝胶特性的测定配制质量浓度为10g/100mL 的淀粉乳，在95℃加热1.1 材料与试剂搅拌2 5 mi n 后冷却至室温，在室温下平衡3 h ，使淀粉鄂香一号大米籼米，加工等级为特级湖北中香糊形成凝胶。通过质构仪测定其凝胶强度、黏弹性等α米业有限责任公司；胃蛋白酶、- 淀粉酶、葡萄糖淀性质，测定模式4 ：T P A 模式，压缩变形量6 5 ，探粉酶美国Sigma 公司；三羟甲基氨基甲烷THAM、头P/0.5，探头下行速度模式：测前速度5mm/s，测定马来酸等试剂均为分析纯。速度1mm/s，测后速度5mm/s，触变力5g ，检测温度1.2 仪器与设备为室温。质构仪英国Stable Micro System 公司；Q2000 差 1.3.7 淀粉热力学性质的测定示扫描量热仪DSC、AR2000 动态流变仪美国TA 仪采用差示扫描量热仪进行测定，并通过配套软件进器公司；JSM-6390 扫描电镜仪日本JEOL 公司。行数据分析。准确称取一定量的干淀粉，在万分之一1.3 方法天平上准确称取约2.5mg 的干淀粉放入铝盒内，按质量1.3.1 样品制备比4:1 加入蒸馏水配成
反物质飞船
20g/100mL 的淀粉乳，搅拌均匀，准确秤量鄂香一号大米5 . 0 0 g ，经过不同时间0 、密封，在室温下静置12h，以5℃/min 的速率从10℃升2.5、5、7.5、10、15min加热，得到6 种不同处理时温至1 0
超固态0 ℃，空盒作参比，软件绘制热力学曲线谱图，间的大米样品，然后冷却至室温，用粉碎机湿法粉碎。记录和计算起始糊化温度T 0 、峰值糊化温度T p 、终1.3.2 淀粉的制备止糊化温度T c 及热焓ΔH值。 6 种湿法粉碎的大米制品用4 倍体积的0.2g/100mL 1.3.8 淀粉糊流变性的测定NaOH 溶液在室温下振荡浸泡2h2，然后在6000r/min 条制备质量浓度为6g/100mL 的淀粉糊，用流变仪分件下离心10min，除去上层及底部残渣，取中间白层别测定淀粉糊的剪切应力，确定加热时间对淀粉糊流变为大米淀粉，并用0.5mol/L 的稀盐酸中和淀粉，在4000r/min 性的影响。将6g/100mL 淀粉糊以100s-1 的剪切速率剪切条件下离心5min。水洗淀粉4 次后离心将沉淀物冻干。不同的时间后，测定其表观黏度，了解不同加热时间冻干后的样品经石油醚脱脂，然后粉碎过100 目筛，最对大米淀粉糊的剪切稳定性的影响。后测得淀粉的含量为97.84干基。1.3.3 淀粉的溶解度与膨润力2 结果与分析在95℃条件下，配制
50mL 10g/100mL 的淀粉乳，2.1 不同加热时间对淀粉溶解度与膨润力的影响加热搅拌25min 后，以3000r/min 离心20min，取上层清膨润力10液离心蒸干，于 1 0 5 ℃继续烘干至质量恒定后称质量，10 溶解度8得到被溶解淀粉质量，计算其溶解度S ，由离心管中8 膨润力/g/g 6 溶解度/膨胀淀粉质量计算其膨润力
B 。计算公式如下：6 4 4 A P×100 2 S/ ——× 100；B/g/g —————— 2 m m100－S 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 式中：A 为上层清液质量/g；m 为样品干基质量/g；加热时间/minP 为沉淀物质量/ g 。图
1 不同加热时间下淀粉的溶解度与膨润力曲线Fig. 1 Solubility and swelling power curves of starches from rice1.3.4 抗性淀粉含量的测定subjected to heating treatment for different time periods 采用Goni 等3提出的抗性淀粉测定方法：用胃蛋白酶去除原料中的蛋白，用α - 淀粉酶于 3 7 ℃、p H 6 . 9 条件下由图1 可知，淀粉的膨润力在加热时间为5min 之水解淀粉1 6 h ，离心除去水解部分可消化淀粉，未前随加热时间的增大而增大，加热时间大于5min 之后，水解的部分淀粉用4mol/L KOH 溶液溶解，调整溶液淀粉的膨润力随纽虫>反打镜头
加热时间的延长而减小。这可能是因为pH4.75，加入葡萄糖苷酶80 μ L，水解后测定抗性淀随着加热时间的延长，淀粉颗粒在加热5min 时溶胀至最粉含量。大体积，其淀粉颗粒呈现片状，经再次加热后，复水1.3.5 电镜扫描率降低，即持水力或膨润力降低。在加热时间小于淀粉样品在40℃恒温干燥12h，将其均匀的涂在模10min 时，淀粉的溶解度随加热时间的延长而增大；在具上，离子溅射喷金后，采用电镜扫描进行观察。加热时间大于1 0 m i n 时，淀粉的溶解度开始减小。36 2010 Vol. 31 No. 15 食品科学※基础研究2.2 抗性淀粉含量变化淀粉颗粒，这说明颗粒经过加热后膨化，表面较光滑，浸泡一定时间后经过不同加热时间的大米淀粉其抗但不规整；图 3 C 中淀粉颗粒表面轮廓粗糙，淀粉颗粒性淀粉含量变化如图2 所示。淀粉的抗酶性主要来自结间连接较为紧密，界面模糊；图3 D 中淀粉表面的界面晶区的变化，通过不同时间的加热，可使淀粉分子重模糊，颗粒条纹破损不断增大，颗粒表面洞穴凹痕数新聚合以改变结晶区的原有结构，产生不同的抗酶性。量增多，内部出现凹
陷甚至爆裂状，转变成致密均一影响抗性淀粉的因素有内在因素与外在因素，内在因素的空间交联网状大分子体相物。淀粉颗粒粒径增大，表如淀粉的颗粒大小、平均聚合度5 等。另外，淀粉的面积增大，有利于增强淀粉分子表面的化学反应性以及晶体结构类型对抗性淀粉也有影响，罗志刚等的研究 6 试剂渗透可及性。同时说明了随着加热时间的延长，淀表明，B 型抗性最强。另外如加热、挤压膨化7 等加粉消化性提高抗性淀粉含量减少。与图3E 相对于图3D 工方式对其也有影响。没有明显的变化。从图3F 可以看出，在加热15min 后，淀粉界面已完全模糊，颗粒吸水膨胀至最大体积，表18 面平滑，大小形状比较均一。16 抗性淀粉含量/ 14 12 10 8 6 4 2 X5000 5μm X5000 5μm X5000 5μm 0 A.加热0min B.加热 2.5min C.加热5min 0 2 4 6 8 10 12 14 加热时间/min 图2 不同加热时间对抗性淀粉含量的影响Fig.2 Effect of heating time on the content of resistant starch X5000 5μm X5000 5μm X5000 5μm D.加热7.5min E.加热10min F.加热
15min 图3 不同加热时间对淀粉颗粒形貌的影响× 5000 根据淀粉来源与人体实验
的结果将抗性淀粉分为4 Fig.3 Effect of heating time on rice starch granules × 5000类8-9：RS 1 称为物理包埋淀粉，它指的是由于物理屏蔽作用，被封闭在植物细胞壁上，不能为淀粉酶所作用2.4 淀粉的凝胶特性的淀粉颗粒；R S 2 是抗性淀粉颗粒或生淀粉；R S 3 指的表2 不同加热时间之间淀粉凝胶特性方差分析结果是老化淀粉，是凝沉的淀粉聚合物，主要由糊化淀粉Table 2 Variance analysis for the gel properties of rice starch with经冷却后形成；RS 4 是改性淀粉。由图2 可以看出，淀different h
eating times粉随着加热时间的延长，抗性淀粉含量减少。加热时间1/ 时间2/ 显著水平P min min 硬度弹性聚合性胶黏性咀嚼性时间在0 ～1 0 mi n 时，抗性淀粉含量范围为1 8 .01～ 5 0.60 0.40 0.07 0.04 0.078.10，抗性淀粉含量减少显著，这部分抗性淀粉可能7.5 0.00 0.02 0.22 0.00 0.00 2.5属于RS 2 ；加热时间在10min 之后，抗性淀粉含量的变10 0.00 0.01 0.51 0.00 0.00化不是很明显，这部分抗性淀粉可能属于R S 3 。15 0.00 0.05 0.33 0.00 0.00 7.5 0.00 0.08 0.51 0.00
0.002.3 淀粉颗粒形貌变化5 10 0.00 0.06 0.22 .
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