微波处理对亚麻多糖-马铃薯淀粉糊化特性的影响

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粮食加工粮油食品科技第22卷2014年第2期微波处理对亚麻多糖—马铃薯淀粉糊化特性的影响邵子晏，王慧云，陈海华，王雨生(青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109)摘要:采用快速黏度分析法、质构分析法研究亚麻多糖在不同的微波处理条件下对马铃薯淀粉糊化特性和凝胶特性的影响。结果表明:微波处理后，亚麻多糖显著影响马铃薯淀粉的糊化特性和凝胶特性。亚麻多糖显著降低马铃薯淀粉的膨胀力，提高马铃薯淀粉的热稳定性、耐剪切力和凝胶硬度。在700W功率下微波处理120s，亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系的热稳定性最好，处理60s时，亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系凝胶强度最大。关键词:微波处理;亚麻多糖;马铃薯淀粉;糊化特性;凝胶特性中图分类号:TS215文献标识码:A文章编号:1007－7561(2014)02－0026－04Effectofmicrowaveonthephysicalpropertiesofflaxseedpolysaccharide－potatostarchcompositesystemSHAOZi－yan，WANGHui－yun，CHENHai－hua，WANGYu－sheng(CollegeofFoodScienceandEngineering，QingdaoAgriculturalUniversity，QingdaoShandong266109)Abstract:Effectofflaxseedpolysaccharideonthepastingpropertiesandgelpropertiesofpotatostarchunderdifferentmicrowaveconditionswerestudiedbyrapidviscosityanalysisandtextureanalysis．There-sultsshowedthat，thepastingpropertiesandgelstrengthofpotatostarchweresignificantlyaffectedbyflaxseedpolysaccharideafterbeingtreatedbymicrowave．Theexpansibilityofpotatostarchwasreducedsignificantlywhilethermalstability，resistancetoshearforceandgelstrengthwereimprovedbyflaxseedpolysaccharide．Flaxseedpolysaccharide－potatostarchcomplexesrevealedthebestthermalstabilityun-derthemicrowavepowerof700Wfor120s，whilegelstrengthreachedthehighesttreatedbymicrowavefor60s．Keywords:microwavetreatment;flaxseedpolysaccharide;potatostarch;pastingproperties;gelproperties［4］淀粉是食品的主要成分之一，马铃薯淀粉是食外报道很少。冷云等研究表明，添加蔗糖可使亚品工业重要的原辅料。但是，马铃薯淀粉易老化、易麻多糖—马铃薯淀粉复合体系的衰减值显著增加。［5］析水等缺点限制了其在食品工业中的应用。目前，王宏霞等报道了亚麻多糖可以减缓玉米淀粉的多采用加入亲水胶体的方式改善马铃薯淀粉的性老化。［1］质。吕振磊等研究表明，添加卡拉胶能增强马铃在食品的加工过程中，微波加热处理也会对淀［2］薯淀粉的热稳定性和凝胶性。廖瑾等研究表明粉的性质有较大影响［6－7］。微波是一种频率从阿拉伯胶可显著提高马铃薯淀粉糊的热稳定性。亚300MHz至300GHz的电磁波，其能量对氢键、范德麻多糖是由酸性亚麻多糖与中性亚麻多糖两种组分华力等次级键具有一定的破坏作用，可使其松弛、［3］构成的一种新型天然亲水胶体，可与淀粉相互作［8］断裂和重组。微波辐射影响淀粉颗粒的形态结用。关于亚麻多糖改善薯类淀粉性质的研究，国内［9］构及结晶结构，从而导致淀粉性质的转变。微收稿日期:2013－05－15波作为一种新型的加热技术，广泛用于食品工业基金项目:山东省高等学校优秀中青年骨干教师国际合作培养项目(2013－8－75)中［10］。目前，国内外关于微波对淀粉性质影响的作者简介:邵子晏，1985年出生，女，硕士研究生．［11］通讯作者:陈海华，女，教授．报道不少，Ndife等报道微波加热15～25s的玉26 粮油食品科技第22卷2014年第2期粮食加工［8］米淀粉糊化速度较慢。谢岩黎等研究表明，微P/0．5探头测定凝胶样品的硬度。测定速度为0．5波马铃薯淀粉的膨胀力显著低于原马铃薯淀粉。mm/s，下压形变量90%，探头下压过程中的最大力［12］此外，谢岩黎等还报道，微波处理20s内可以记为凝胶硬度。结果取5次试验的平均值。增加马铃薯淀粉的凝胶硬度。但是系统研究微波1．3．5微波处理对亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体处理下亚麻多糖对马铃薯淀粉性质的影响，国内系糊化特性和凝胶特性的影响外尚未见报道。因此，本试验采用快速黏度分析取马铃薯淀粉悬浊液和亚麻多糖—马铃薯淀粉法、质构分析法研究在不同的微波处理功率和处复合物，于不同的微波条件下进行处理，样品待测。理时间下，亚麻多糖对马铃薯淀粉的糊化特性和微波处理条件如表1。凝胶特性的影响，以期为淀粉基食品的加工提供表1微波处理条件理论依据。处理功率/W处理时间/s1材料与方法4203060901205603060901201．1材料700306090120亚麻多糖(FG，水分含量9．86%，m/m):新疆利世得生物科技有限公司;马铃薯淀粉(PS，水分含2结果与分析量17．27%，m/m):天津顶峰淀粉开发有限公司。2．1不同微波条件对亚麻多糖—马铃薯淀粉糊化1．2仪器性质的影响ＲVAStarchmaster型快速黏度分析仪:澳大利由图1可以看出，微波处理影响FG－PS的糊亚New－port公司;TA－XT．Plus型物性测定仪:英化温度。微波处理后，FG能显著增加PS的糊化温国StableMicroSystems公司;BS224S型电子天平:［13］度。微波功率相同时，随微波处理时间延长，常熟市双杰测试仪器厂;85－2型磁力搅拌器:北京FG－PS的糊化温度明显降低，微波处理为30s时，华人新创科技有限公司;P70D20N1L－A9(S0)微波FG－PS的糊化温度最高。微波处理时间相同时，随炉:格兰仕公司。微波功率增加，FG－PS的糊化温度逐渐升高，当微1．3试验方法波功率为700W时，FG－PS的糊化温度最高。以1．3．1样品水分含量上结果表明，高能量的微波辐射在短时间内即可增参照GB5009．3—2010《食品国家标准食品中强淀粉颗粒间的相互作用，使其难以糊化。实验结水分的测定》中的直接干燥法测定。果与罗志刚［14］的研究结果一致。1．3．2样品的制备马铃薯淀粉悬浊液:称取适量的马铃薯淀粉分散于蒸馏水中，配制成7%(w/w，干基计)的悬浊液，待用。亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系:称取一定量的亚麻多糖分散于蒸馏水中，分别配成浓度为0．3%的悬浊液，为保证快速黏度分析仪的黏度值保持在6000～9000cP之间，加入7%的马铃薯淀粉，用磁力搅拌器充分搅拌，混匀待用。1．3．3亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系糊化特性的测定取1．3．2配制好的样品，用快速黏度分析仪进行测定，测定方法参照文献［1］，记录糊化过程中样品的糊化温度、峰值黏度、末值黏度、衰减值。结果取5次试验的平均值。1．3．4亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系凝胶特性的测定取1．3．2中配制好的样品，在沸水浴中糊化10min，冷却至室温后，在－4℃下放置24h，作为凝胶图1微波处理对亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系糊化温度的影响样品。测定前，取出样品恢复至室温后，用质构仪的27 粮食加工粮油食品科技第22卷2014年第2期由图2可以看出，微波处理影响FG－PS的峰值黏度。微波处理后，FG能显著降低PS的峰值黏度。这可能是由于马铃薯淀粉颗粒在糊化过程中溢出的直链淀粉与亚麻多糖形成较稳定的氢键，因而添加亚麻多糖后，马铃薯淀粉糊的峰值黏度［15］升高。微波功率相同时，FG－PS的峰值黏度随微波处理时间的增加而增加，当微波处理时间为120s时，FG－PS的峰值黏度最高。微波处理时间相同时，FG－PS的峰值黏度随微波处理功率的增加而增加，当微波功率为700W时，FG－PS的峰值黏度最高。以上结果表明，微波功率700W下处理120s，FG－PS的峰值黏度最高，表明其膨胀力最大。图3微波处理对亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系末值黏度的影响延长，FG－PS的衰减值发生变化，当微波处理时间为120s时，FG－PS的衰减值最低。微波处理时间相同时，随微波处理功率的增加，FG－PS的衰减值逐渐降低，当微波功率为700W时，FG－PS的衰减值最低。以上结果表明，高能量且较长时间的微波处理可以使FG－PS保持较好的热稳定性。图2微波处理对亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系峰值黏度的影响由图3可以看出，微波处理影响FG－PS的末值黏度。微波处理后，FG显著增加PS的末值黏度。微波功率相同时，FG－PS的末值黏度随微波处理时间的延长而升高。微波处理时间相同时，随微波功率的升高，FG－PS的末值黏度先略有增加而后略有降低，当微波功率为560W时，FG－PS的末值黏度最高。以上结果表明在560W的微波能量下辐射120s，FG－PS的末值黏度最高，此时淀粉耐剪切力［8］最高。这与谢岩黎等的研究结果不完全一致，微波处理降低马铃薯淀粉的末值黏度。由图4可以看出，微波处理影响FG－PS的衰减值，微波处理后，FG显著降低PS的衰减值，提高其热稳定性。微波功率相同时，随微波处理时间的图4微波处理对亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系衰减值的影响28 粮油食品科技第22卷2014年第2期粮食加工结合图1～图4可知，微波处理后，亚麻多糖显著影响3结论马铃薯淀粉的糊化性质。微波处理后，与对照组(不微波处理显著影响FG－PS的糊化特性。微波添加FG)相比，添加FG后，PS的糊化温度、末值黏度处理后，亚麻多糖显著降低马铃薯淀粉的膨胀力，提显著提高，峰值黏度、衰减值显著降低。由此可以说高热稳定性和耐剪切力。在700W微波功率下处明，微波处理后，FG可以显著降低PS的膨胀力，提高理120s，FG－PS的热稳定性和膨胀力较好。其热稳定性和耐剪切力。此外，不同的微波处理条件微波处理显著影响FG－PS的凝胶特性。微波对FG－PS糊化性质的影响不同。当微波功率为700处理后，亚麻多糖显著增加马铃薯淀粉的凝胶硬度，W，处理时间为120s时，FG－PS具有较高的膨胀力使其凝胶结构更加致密。在700W功率下微波处和较好的热稳定性。以上结果可能是因为微波处理理60s，FG－PS的凝胶强度最大。过程中淀粉颗粒内直链淀粉的快速迁移和重排导致参考文献:直链淀粉和支链淀粉之间产生了一定的交互作用，分［1］吕振磊，李国强，陈海华．马铃薯淀粉糊化及凝胶特性研究［J］．［16］食品与机械，2010，26(3):22－27．子排列更加有序，导致了热稳定性的增强。［2］廖瑾，张雅媛，洪雁，等．阿拉伯胶对马铃薯淀粉糊化及流变性质2．2不同微波处理条件对亚麻多糖—马铃薯淀粉的影响［J］．食品与生物技术学报，2010，29(4):567－571．复合体系凝胶性质的影响［3］陈海华．亚麻多糖的功能性质、结构及应用［D］．江南:江南大由图5可以看出，不同的微波处理对FG－PS学，2005．复合体系凝胶硬度的影响不同。微波处理功率相同［4］冷云，赵阳，陈海华．两种糖对食品胶－马铃薯淀粉物理特性的时，FG－PS复合体系的凝胶硬度随微波处理时间的影响［J］．食品与机械，2012，24(2):1－9．［5］王宏霞，徐幸莲，周光宏．亚麻多糖对玉米淀粉老化特性的影响增加先降低后升高。当微波处理时间60s时，FG－［J］．南京农业大学学报，2011，34(2):1239－142．PS复合体系的凝胶硬度最大，此时凝胶网状结构最［6］原沙沙．微波对马铃薯淀粉特性影响的研究［D］．河南:河南工致密。微波处理时间相同时，FG－PS复合体系的凝业大学．胶硬度随微波处理功率的增加先降低后增加。当微［7］DavidG．Stevenson，AtanuBiswas，etal．ThermalandPastingProperties波处理功率为700W时，FG－PS复合体系的凝胶ofMicrowavedCornStarch［J］．Starch/Strke，2005(8):347－353．硬度最大，此时凝胶结构最为致密。［8］谢岩黎，张杰，吴晓云．微波对马铃薯淀粉特性影响的研究［J］．食品科技，2010，35(2):174－176．［9］邱怡，叶君，熊犍．微波辐射对淀粉结构及性质的影响［J］．高分子通报，2007(2):57－62．［10］SimingZhao，XiaolongShao，ShanbaiXiong，etal．StudyonMortali-tyModelofＲiceStorageInsectTreatedbyMicrowave［M］．Beijing:GIGＲInternationalConferencePaper，2004，(1):2－49．［11］NdifeM，SumnuG，BayindirhL．DifferentialscanningcalorimetrydeterminationofgelatinizationratesindifferentStarchesduetomi-crowaveheating［J］．LebensmittelWissenschaftundTechnologie，1998，(31):484－488．［12］谢岩黎，原沙沙，胡慧慧．微波对马铃薯淀粉粉丝品质影响的研究［J］．河南工业大学学报，2010，31(4):14－17．［13］BrennanCS，SuterM，Matia－MerinoL，LuethiT，ＲavindranG，GohK．，etal．Gelandpastingbehaviouroffenugreek－wheatstarchandfenugreek－wheatflourcombinations［J］．Starch/Strke，2006，58(10):527－535．［14］罗志刚，周子丹．微波辐射对木薯淀粉性质影响［J］．粮食与油脂，2010，(6):11－12．［15］ShiX，BeMillerJN．Effectoffoodgumsonviscositiesofstarchsuspen-sionsduringpasting［J］．CarbohydratePolymers．2002，50(1):7－18．［16］扶雄，罗志刚，许晓玲．微波对玉米淀粉性质影响的研究［J］．中图5微波处理对亚麻多糖—马铃薯淀粉复合体系凝胶硬度的影响国粮油学报，2007，22(5):36－38．●完29