不同类型大米淀粉物化特性的研究

不同类型大米淀粉物化特性的研究
蔡沙;梅新;何建军;徐瑾;施建斌;陈学玲;关健;蔡芳;包刚;李俊如
尿孔 调教 扩张【摘 要】以不同类型的大米为原料,采用碱提法制备大米淀粉,分析了大米和大米淀粉的成分以及大米淀粉的物化特性.结果表明,粳米中蛋白质及Ca含量最高,分别为7.51%和98.80 mg/kg,糯米中淀粉及Fe含量最高,分别为74.77%和14.00 mg/kg;糯米淀粉的水溶性蛋白质含量和透光率较高,分别为10.74 μg/g、48.60%,而直链淀粉含量及碘蓝值较低,仅为1.50%和0.05;3种淀粉平均粒径均为5μm左右,平均聚合度在53左右;大米淀粉糊化后的黏度随着剪切应力的增大表现出假塑性流体的特征,不同类型淀粉黏弹性大小顺序为粳米淀粉>籼米淀粉>糯米淀粉;籼米淀粉的糊化和回生的To、Tp和Tc值最大,回生后,大米淀粉To、Tc、Tp以及AH值明显降低,重结晶的晶形完整程度不如原晶体,热稳定性也比原晶体差.%Rice starches were prepared by alkaline extraction method from different types of rice,the composition of rice and rice starches,the physicochemical properties of rice starches were investigated.The results showed that,Japonica rice had the highest protein and Calcium ion content,achieved 7.51% and 98.80 mg/kg respectively,while glutinous rice had the highest starch and iron co
ntent,achieved 74.77% and 14.00 mg/kg respectively.The water soluble protein content and transmittance in Japonica rice starch were higher as 10.74% and 48.60% respectively,while the amylose content and iodine blue value were lower,only 1.5% and 0.05.The mean particle size of three rice starches were about 5 μm,and the mean degree of polymerization were 53 around.The viscosity of rice starch after gelatinization showed the characteristic of pseudoplastic fluid with increase of shear stress,and the viscoelasticity of different types of starches were in order as japonica rice>indica rice>glutinous rice.The indica rice starch had the highest value of To,Tp and Tc during the process of gelatinization and retrogradation.After the retrogradation,the value of To,Tc,Tp and AH obviously reduced,and the shape of rice starch crystal descended in degree of integrity,and thermal stability got worse.
【期刊名称】《湖北农业科学》
【年(卷),期】2016(055)022
【总页数】6页(P5897-5902)
【关键词】大米淀粉;物化特性;流变特性
【作 者】蔡沙;梅新;何建军;徐瑾;施建斌;陈学玲;关健;蔡芳;包刚;李俊如
【作者单位】湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉430064;湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉430064;湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉430064;武汉设计工程学院食品与生物科技学院,武汉430205;湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉430064;湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉430064;湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉430064;湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉430064;武汉市第六粮库,武汉430065;武汉市第六粮库,武汉430065
【正文语种】中 文
【中图分类】TS232
大米是世界半数以上人口的主要粮食,也是中国的重要农产品。近几年来,中国稻谷年产量连续稳定在1.8~2.0亿t,占全国粮食总产量的40%[1-3]。大米中含碳水化合物75%
左右,蛋白质7%~8%,所含的蛋白质主要是米谷蛋白质,其次是米胶蛋白质和球蛋白质,其蛋白质的生物价和氨基酸的构成比例都比小麦、大麦、小米、玉米等谷类作物高,消化率介于66.8%~83.1%,也是谷类蛋白质中较高的一种,因此,大米具有很高的营养价值。
大米大致可分为籼米、粳米和糯米3种类型。不同类型的大米淀粉物化特性和流变特性存在一定的差异。大米淀粉的碘蓝值、酶解力与淀粉直链和支链的比例、分子量大小、颗粒的结构等有着密切的关系,这些差异导致在糊化升温的过程中直链淀粉溶出的难易程度不同,在冷却过程中淀粉分子重新缔合形成凝胶的能力不同,在糊化曲线上反映出不同的特性[4-6]。 梁丽松等[7]在研究板栗的品种、粒径和糊化特性等的相关性时发现,板栗的直链淀粉含量和糊化峰值黏度可以作为衡量板栗糯性品质的指标。丁文平等[8]对8种大米淀粉的回生特性进行研究时发现,直链淀粉通过参与支链淀粉晶核的形成来影响支链淀粉的重结晶过程,但不参与支链淀粉后期晶体的生长和稳定。
本研究以3种不同类型大米为原料,测定大米中各成分的含量,并采用碱法得到高纯度大米淀粉,对大米淀粉进行理化指标的测试,比较它们在碘蓝值、透明度上的差异,利用旋转
流变仪和DSC等测定其流变特性和糊化特性,研究大米淀粉碘蓝值对糊化过程中糊化温度、峰值黏度、最低黏度等参数的影响,为探寻大米淀粉糊化、老化的机理,抑制和利用大米淀粉糊化、老化特性提供理论依据。中板厂
1.1 材料与设备
粳米、籼米、糯米为市售(湖北)。MJ33型快速水分测定仪,瑞士梅特勒-托利多梅特勒公司;2300型全自动凯氏定氮仪,瑞典Foss公司;DSC200F3型差示量热扫描仪,德国耐驰科学仪器公司;FEI Quanta 200型扫描电镜,荷兰FEI公司;ICP6300型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪,美国Thermo Jarrell公司;2 800 UV/VIS型紫外可见分光光度计,尤尼柯上海仪器有限公司;RU-200B/D/MAX-RB型转靶X射线衍射仪,日本理学株式会社;Mastersizer2000型马尔文粒度仪,英国马尔文仪器有限公司;Haake RheoStress 6000型旋转流变仪,Thermo Fisher Scientific公司。
1.2 方法
1.2.1 大米中各成分的测定 大米粉中水分、灰分、蛋白质、脂肪、淀粉、矿物质元素含量
网络服务商分别按照标准GB/T 5009.3-2010、GB/T 5009.4-2010、GB/T 5009.5-2010、GB/T 5512.6-2008、GB/T 5009.9-2003、DB 53/T 288-2009进行测定。大米淀粉中水溶性蛋白质的测定参照史俊丽[1]的方法。配制2%的淀粉乳,搅拌30min后于3 000 r/min离心20 min,取0.5 mL上清液加5 mL考马斯亮蓝,振荡均匀,2 min后于595 nm波长处测定吸光度。以牛血清蛋白质为样品制作标准曲线,得标准曲线方程为:y=0.005 7x+0.078 8(R2=0.993 3)。大米淀粉中直链淀粉含量的测定采用GB/T15683-2008的方法。
排课算法1.2.2 大米淀粉碱提工艺 大米清洗后,按1∶5的比例于蒸馏水中浸泡24 h,打浆,离心,弃上清液。收集沉淀并将之与0.2%的NaOH溶液以1∶5的比例混匀,于37℃下低速振荡反应24 h,反应液于5 000 r/min离心10 min,收集沉淀,反复水洗,室温下离心(5 000 r/min,10 min)弃去上清液,沉淀多次水洗至上清液为中性,沉淀冷冻干燥后粉碎过200目筛,即得大米淀粉。
1.2.3 大米淀粉透明度、碘蓝值测定
1)大米淀粉透明度的测定。配制0.2%的淀粉乳,在沸水浴中搅拌加热30 min,冷却至室
温,振荡均匀,以蒸馏水作空白,用分光光度计于620 nm波长下测定透光率。
2)大米淀粉中碘蓝值的测定。取0.25 g淀粉,用1 mL无水乙醇润湿,加入10 mL 0.5 mol/L的KOH溶液,在沸水浴中振荡至样品完全分散溶解,冷却后定容至50 mL。取0.5 mL样液加入10 mL蒸馏水,调节pH至3.0,加入0.5 mL碘试剂,用蒸馏水定容至100 mL,静置15 min后用分光光度计于620 nm波长下比。
空白对照蒸馏水中加入0.5 mL 0.1 mol/L的HCl和0.5 mL碘试剂后定容至100 mL。
1.2.4 大米淀粉结构特性
1)大米淀粉粒径分布。采用Mastersizer 2000粒径分布仪测定,将一定量的样品加入到水中,在转速为2 000 r/min的条件下测定,得粒径分布图。光亮淬火
2)大米淀粉的颗粒形态。采用Quanta-200扫描电子显微镜观察淀粉的表面形态。将喷金的样品放于薄层双面胶上再进行真空镀膜,放大倍数为5000倍。
3)大米淀粉平均聚合度的测定。采用还原末端法测定大米淀粉的平均聚合度。称取400 msent协议
g淀粉样品,溶解于2 mol/L的KOH溶液中,充分溶解,再用HCl调pH至中性,定容至100 mL。取1 mL溶液用3,5-二硝基水杨酸法测还原末端的数量,得到数据GR(以葡萄糖的量表示)。
式中,W为淀粉样品的质量400 mg;1.1为淀粉换算成葡萄糖的系数;V为定容的体积100 mL。
4)X-射线衍射扫描。特征射线CuKα,管压40 kV,电流50 mA,扫描区域2θ(3~60°),扫描速度10°/min,射线波长λ=1.540 6Å。
参照史俊丽[1]的方法计算相对强度、面间距、结晶度。相对强度I=2θ的衍射强度/最大衍射强度;面间距 d(Å)=λ/2sinθ;结晶度 Wx=结晶区面积重量/(结晶区面积重量+非结晶区面积重量)。
1.2.5 大米淀粉流变特性的研究
1)大米淀粉黏弹性的测定。准确称取0.964 g淀粉,加入10 mL蒸馏水,配成8.8%的淀粉乳。将淀粉乳脱气后置于旋转流变仪测试平台。测定选用60mm、1°的锥板,设置间隙为0.
05 mm,剪切速率200 s-1,温度变化程序为:50℃保持1 min;以12℃/min的速度上升到95℃;95℃保持2.5 min;以12℃/min下降到50℃;50℃保持1 min。
将流变仪温度设为65℃,对糊化后的大米淀粉凝胶进行黏弹性扫描,范围为0.1~100 Pa,频率控制在1 Hz。
2)大米淀粉黏度的测定。由上述试验得出大米淀粉的线性黏弹区间在0.1~10 Pa,对糊化后的大米淀粉凝胶进行黏度测定,在稳态剪切模式下,夹具仍使用60 mm、1°的锥板,设置间隙为0.05 mm,温度保持在65℃。
1.2.6 大米淀粉的热特性分析 称取3 mg淀粉样品于杜邦液体坩埚中,按1∶2的比例(W/W)加入去离子水,密封后隔夜放置平衡。用DSC分析大米淀粉糊化的热特性,程序如下:25℃保持1 min,以10℃/ min的速率升至95℃,再以10℃/min的速率降至25℃;经DSC糊化后的样品在4℃下存放4 d和7 d以后再重新用DSC进行回生热特性的测定,测定程序同糊化热特性的测定。
利用DPS7.05软件进行数据统计分析,数据均以均值±标准差(mean±SD)表示,显著水平为P<0.05。

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