羧甲基化对马铃薯淀粉糊性质的影响

26 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vol 27 No．3 羧甲基化对马铃薯淀粉糊性质的影响 徐 忠 张亚丽 (黑龙江商学院化学中一12"，哈尔滨，150076) 王 遂 (啥尔滨师范大学化学系，哈尔滨，150080) 摘 要 竣甲基化对改善马铃l薯涟毋概 约性质具有 重要作 。车支对马蛰薯赣 甲基 淀粉枢 的期恒质进行 了详细研究，包括糊 的冷热粘度稳定性、冻融稳定性、透 明度 、pH值和舟质 (蔗 桔、氯化铜)对糊粘度性质 的最；响。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，马铃喜淀粉经过羧 甲基化后，橱 的热粘 度稳定 性及冷爿{}度稳蔗性均古所 降低，在 pH为 6．5～8．5范围内，箍 甲基 淀粉糊有最大 的粘度。蔗 糖膏搜 甲基淀粉棚括度有一定影响，氯化钠膏羧甲基淀粉棚拮度有显著影 响。马铃l薯箍甲基 淀粉具有 易l牲E 、粘度太、糕凝沉性低、球融稳 定一生好南透明度 高的优 良性质。 关键词 马铃l薯琏糟 羧 目基化 槎性质 括廑 羧甲基淀粉是 目前生产和应用较为广泛 的变性 淀粉之一，其应用范 围包括食 品、医 药、纺织、造纸和 日用化工业。马铃薯淀粉是 我国生产的主要薯类淀粉，它 的结构和性 质 不同于其它种类淀粉。用马铃薯淀粉制得的 羧甲基淀粉糊化温度低、冻融稳定性好、透明 度高、粘度大，更适于在现代食品工业和其它 工业中应用。 在碱性条件下马铃薯淀粉与氯乙酸作用 得到马铃薯羧 甲基淀粉： 淀粉一OH+CICH2COOH+NaOH一 淀 粉一OCH2CA)OH+NaCI+H20 淀粉分子引入羧甲基团后具有阴离子特 征，糊性质得到改善，能适合更广泛的应用要 求_l- 。本文研究了不同取代度马铃薯羧 甲 基淀 粉糊 的性 质，其 中包 括糊 的 Brabender 粘度性质、糊的冻融稳定性、透明度 及 口H 值和介质(蔗糖、氯化钠)对糊粘度的影响，研 究结果对马铃薯淀粉的进一步开发利用提供 了一定的理论依据。 1 实验材料 1．1 实验材料 马铃薯淀粉 (大兴安岭丽雪 淀粉公司) 马铃薯羧 甲基淀粉(用乙醇溶剂法制备 ) 第一作者 ：硕士，副教授 。 收稿时间：2000—07一l8，改回时间：2000一l1一∞ 蔗糖、氯化钠、氢氧化钠、盐酸(均为分析纯 ) 2 实验 方 法 2．1 淀粉糊的 Brabender粘度性质的测定 用 Brabender连续粘度计测定马铃薯羧 甲基淀粉的粘度曲线，研 究其粘度性 质。称 取一定量的样品，用水调成 6％淀粉乳，置于 Brabender测量杯中，从 25℃开始，以 1．5"C／ rain的速度升温，升至 95℃，保温 1h，然后以 1．5"C／min速度降温，降至50℃，再维持 1 h， 粘度 变化为记录仪 自动记录，得 Brabender 粘度曲线 图(见图 1和图 2)。曲线上的粘度 单位为 Pa·s。 每条淀粉 Brabender粘度曲线上有 6个 关键点： A点 ：糊化温度，即曲线开始上升时的温 度；B点：峰值粘度，即升温期间淀粉糊达到 的最高粘度值 ；C点：升温到 95℃ 时的粘 度 值 ；D点 ：95℃保温 1h后的粘 度。B～D绝 对值表示淀粉糊的热粘度稳定性，差值越小 越稳 定，反 之不 稳定；E点 ：淀粉 糊冷 却 到 50℃的粘度值 ；F点：50℃保温 1h后的 粘度 值。E～F绝对值表示糊的冷粘度稳定性，差 值越小越稳定。 2．2 淀粉糊的冻融稳定性的测定 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 27卷 第 3期 德 忠等：羧 甲基化对马铃薯淀粉糊性质的影响 27 称取一定量 的样 品，加水配成 6％的淀 粉乳，加热至 95℃．冷却后倒入塑料杯中，加 盖，放入 一20℃冰箱中冷冻一昼夜以上，取出 在室温下自然解冻，观察糊的状况，再放入冰 箱中冷冻。如此重复冷冻、解冻，直至糊开始 有清水析出为止。记录冻融次数。表示糊的 冻融稳定性。 2．3 淀粉糊透明度的测定 称取一定量的样 品，配成 1％的淀粉乳 。 取 50mL于 100mL烧杯 中，置 沸水滔 中加 热．搅拌 15 rain并保持淀粉糊 的体积，冷却 至 25℃．用分光光度计进行测定， 蒸馏水 作参照，用 1 cm 比色杯在 620 am波长下测 定糊的透光率。透光率越大．糊的透 明度越 高。 2．4 pH值对援 甲基淀粉糊粘度影响的测定 用 0 1 mol／L 的 HCI或 0．1 m。I／L NaOH溶液 将蒸馏水调 至所测 的 pH值．用 于将羧 甲基淀粉样品配成 2％的淀粉乳 。在 25℃下，用 NDJ一85型旋转牿度计测定不 同 pH值下淀粉糊的粘度．做粘度与 pH值的关 系曲线。 2．5 介质对援甲基淀粉糊粘度影响的测定 根据食品应用的要求．选用蔗糖和氯化 钠为添加介质。用蒸馏水将蔗糖和氯化钠配 成不同浓度的溶液．用于将羧 甲基淀粉样品 调配成 2％的淀粉乳，在 25℃下用 NDJ一85型 旋转粘度计测定不同介质浓度下淀粉糊的牯 度．做粘度与介质浓度关系曲线。 2．6 取代度测定 采用硫酸铜沉淀法 ] 3 结果与讨论 3．1 援甲基化对淀粉糊粘度的影响 将马铃薯羧 甲基淀粉样品配成 6％的淀 粉乳．用 Brabender连续粘度计测定 其粘 度 曲线．并用相应的马铃薯原淀粉做对照。找 出粘度 曲线上 的关键 点．并计算 出它们的 B ～ D和 E--F绝对值，结果列于表 1。 图 l 马铃薯淀粉的 Brabender粘度 曲线 图 2 马铃薯羧 甲基淀粉(MS=0．39)的 Brabender粘度曲线 表 1 马特暮淀粉殛羧甲基淀粉糊的 Brabender粘度性质 PⅡ．3 P rs 3 56 0．056 4．00 0 205 原淀粉 教甲基淀粉 由表 1可见，马铃薯淀粉羧甲基化后，淀 粉糊化温度降低，常温下极易糊化，淀粉糊的 维普资讯 http://www.cqvip.com 28 食 品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．27 No．3 峰值粘度、热粘度和冷粘度均升高，表明羧 甲 基淀粉颗粒 易被水膨胀。当淀粉糊粘度达到 峰值后，随着温度的升高而下降，这是 由于高 度膨胀的淀粉颗粒在连续搅拌下破裂分散所 引起 的。马铃薯原淀粉的热粘度和冷粘度变 化值分别为 3 56Pa—s和 O．056Pa·s，经羧甲 基化后，热粘度和冷粘度变化值分别为 4．00 Pa—s和 O．205Pa_s1 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 马铃薯淀粉羧甲基 化后淀粉热粘度稳定性和冷粘度稳定性均有 所下降，原因是羧 甲基化使淀粉颗粒 出现洞 穴裂纹和发生破裂．部分结晶结构受到破坏． 使得其抗机械及热剪切能力下降。 3．2 羧甲基化对淀粉糊冻融稳定性的影响 用马铃薯原淀粉和不同取代度的马铃薯 羧甲基淀粉分别制成糊，进行冻融稳定性实 验，结果如表 2所示。 衰 2 马铃薯淀粉爰羧甲基淀粉糊的冻融稳定性 从表 2可知，原淀粉在低温冷冻时，易发 生凝沉现象，冻融稳定性差，羧 甲基化后．由 于引入了羧 甲基团，一方面与水分子更好 地 水合，另一方面与链淀粉的脱水葡萄糖羟基 形成分子内氢键，阻碍了链淀粉分子间氢键 的形成，使其不易重新排列和缔合，使淀粉糊 在冷冻条件下也不易发生凝沉．从而提高 了 冻融稳定性。 3．3 羧甲基化对淀粉糊透明度的影响 用分光光度计测定马铃薯淀粉及不同取 代度羧 甲基淀粉的糊透光率，结果如表 3所 示 。 衰 3 马特薯淀粉爰粒甲基淀粉糊的透度牢 透光率越大，淀粉糊 的透 明度越高，表 3 数据表明，淀粉经羧甲基化后，糊透明度显著 提高。这是因为羧 甲基化使得链淀粉分子凝 沉性降低的缘故。淀粉糊透 明度的提高．有 利于在果冻及饮料等食品加工中的应用。 3．4 pit值对羧甲基淀粉糊粘度的影响 不同的食 品加工是在不 同的 pH条件下 进行 ，淀粉糊粘度性质稳定与否．对产品质量 有很 大影 响。图 3是 羧 甲基淀 粉 (DS = 0．39)的粘度与 pH值关 系曲线。由图 3可 看出，在 pH为 4～11范围内羧甲基淀粉糊 保持了一定高的粘度，在 pH为 6．5～8．5范 围内有最高粘度，在强酸性及强碱性范围，淀 粉糊粘度下降很快．因此在食品加工中．应控 制一定的 pH值以保证羧甲基淀粉糊有较好 的粘度效应。 曲 6 4 ＼ 。 O 图 3 pH值一粘度关系曲线 3．5 介质对羧甲基淀粉糊粘度的影响 根据食品加工的特点，选 用蔗糖和氯化 钠为添 加介质，图 4和 图 5是 羧 甲基淀 粉 (DS：0 39)糊粘度与蔗糖及 氯化钠浓度 的 关系曲线。由图 4和 图 5可看出，蔗糖对 淀 粉糊粘度有一定影响，随蔗糖浓度增加，淀粉 糊粘度有所增加 ；氯化钠对淀 粉糊粘 度有显 著影响，随着氯化钠浓度提高 ，淀粉糊粘度迅 速下降。因此，在食品加工中．应用羧甲基淀 粉时要严格控制溶液 中氯化钠的浓度，以保 证羧 甲基淀粉有 良好的粘度效应。 穹6 魁 2 颦 0 0 2 4 6 蔗糖 ，吧 图 4 蔗塘一粘度关系曲线 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 27卷 第 3期 安 II争等 ：啤酒大麦早代筛选技术的研究 29 嚅 6 0 0．5 1 1．5 曩化钠 ，咣 图 5 曩化钠 一粘度关系曲线 4 结 论 马铃薯淀粉经羧甲基化后对改善淀粉糊 的性质具有重要作用。经过羧 甲基化，淀粉 糊化温度 显著 降低，室温即能糊 化。在 pH 为 6．5～8．5范围内 羧 甲基淀粉有最高的粘 度。蔗糖对羧 甲基淀粉糊粘度有 一定影响， 氯化钠会抑制羧甲基淀粉糊化并对其粘度性 质有较大 的影响 羧甲基团的引入，阻碍了 淀粉糊中链 淀粉分子间的排列和缔合，减少 了凝沉倾 向，增加了淀粉分散系的保水性，从 而防止脱水现象 的发生。因此，羧 甲基淀粉 糊具有粘度大、凝沉性弱、冻融稳定性好、透 明度高的优良性质。 参 考 文 献 l 张力 田 ．变性淀粉 ．广州 ：华南理工大学 出 版社 ．1992．154～164 2 武宗文 ．郑 _州粮 食学院学 报。1998．19(2)： 82～ 86 3 陈玲。杨连生 ．余 敬君等 ．食 品工业 科技， 1997。(2)：9～l2 4 徐忠。张亚丽 ．马枯薯淀粉羧 甲基化 影响因 素研 究 ．中国粮油学报(待发表) Effect of Carboxymethlation on the Properties of Potato Starch Paste Xu Zhong Zhang Yali (Chemic[R~earch Centre．HeiIonsjian8 Institute of Commerce，Harbin，150076) W ang Sui (Department Df Chemistry。Harbin Normal University，Harbin，150080) ABSTRACT The paste properties of carboxymethyl potato starch，including the heat and cold viscosity stability，freeze—thaw stability and clarity，and the effect of pH values and media(cane sugar and sodium chloride)on them have been studied．The results indicated that after retmgra· dation，the paste heat viscosity stability and cold viscosity stability of starch decreased in the pH range of 6．5～ 8．5，carboxymethlation starch had the highest viscosity．Addition of can e sugar to the paste produced some effects on their paste viscosity properties，addition of sodium chloride to the paste produced obvious effects on their pas te viscosity， properties， carboxym ethlation starch has good properties of easier gelatinization，higher viscosity，lower retmgradation，better freeze- thaw stability，and higher clarity． Key words potato starch． carboxymethlation，paste property，viscosity 审磅劫奄 世界主要糖果市场状况 硬糖仍将是东 欧糖果糕 点市场 中苷 别大宗和传 统的食 品。谖 地 区 1988年 的硬 糖 产 量 占垒 球 的 29％．为 42710Dt；但在 1994～ 1998圭 间．谖 地区 拘 硬糖产值 下 降 了 27．9％。东 欧硬 糖 的价 格低，1998 董其产 僵 只 占全球 的 儿 4％， 世界上主要 糖果 市两是 俄 罗斯、美 国、二 乖其。 1998圭俄罗斯的糖果销售量 为 27万 t，虽比 1994年 约减少 1／3。但产值稳定。为 4．87亿美元。美 国的硬 糖市场媳 定．二 乖其 市场 持 续增 长，产 量 在 1994～ 1998年期 间增长 38．1％．产值增加 2倍 。从产值看， 美 国是最大 的硬糖 市场。1998年其 销曹额几 乎达 l2 亿美元。1994～1998年闻产量增长最大的国家是越 南。其销售量在 1998年上升了76．2％，达26600kg。 维普资讯 http://www.cqvip.com