刺槐豆胶与魔芋胶对玉米淀粉糊化特性影响的研究

摘 要：为研究刺槐豆胶、魔芋胶与玉米淀粉混合后体系的热力学特性，将刺槐豆胶、魔芋胶分别与玉米淀粉按0：5、1：4、2：3、3：2、4：1的比例混合，并用差式扫描量热仪测量不同体系的糊化特性。测定温度范围 10～120℃，升温速度为10℃/min。结果显示随着刺槐豆胶、魔芋胶含量的上升，糊化起始温度和糊化温度逐渐上升，而糊化焓逐渐下降。

关键词：刺槐豆胶；魔芋胶；淀粉；糊化；差式扫描量热仪

中图分类号：Q539.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160132005

淀粉是农产品的主要组分之一，被广泛应用于食品中， 在人体内被一系列消化酶水解成葡萄糖，是人类生命活动的主要能量来源。淀粉糊化是指淀粉在高温下（高于53 ℃）溶胀、分裂进而形成糊状溶液。研究淀粉的热学特性，对于确定谷物食品的生产设计流程、保证淀粉产品质量具有重要的作用与意义。影响淀粉热力学特性的因素主要有淀粉来源、支直淀粉含量、改性的方式及常被用于食品中的亲水性胶体[1]。

在淀粉含量高的食品中加入亲水性胶体，能够增强产品的稳定性，简化加工流程，减少成本损耗。而利用淀粉与胶体间的相互作用对指导新型食品的研究与开发有较好的推动作用。如今人们越来越关注亲水性胶体对淀粉特性的影响。Alloncle 等[1]的研究显示瓜尔胶、黄原胶、刺槐豆胶会使淀粉的粘度上升，而Biliaderis 等[2]发现，加入黄原胶、瓜尔胶后淀粉的糊化温度与糊化焓变化范围变大。

根据淀粉糊化前与糊化后物理化学特性的变化来判断淀粉的糊化程度。测定淀粉糊化程度的方法主要有酶水解法、双折射法及差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）等。DSC法具备检测温度范围广、热精度高等优点被广泛应用于食品的热力学分析中。本实验采用DSC法测刺槐豆胶、魔芋胶与玉米淀粉不同比例混合物的糊化特性，为这2种亲水性胶体在淀粉食品中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

淀粉；刺槐豆胶、魔芋胶；高纯氮（纯度为99.999%）。

1.2 仪器与设备

差式热量扫描仪 DSC Q2000；压样机；铝皿；BSZ-2型自动双重蒸馏水器；电子天平；200目标准筛。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

分别取大约50mg的刺槐豆胶和魔芋胶放入不同的研钵中充分研磨，用200目标准筛筛分。将刺槐豆胶、魔芋胶与玉米淀粉按0：5、1：4、2：3、3：2、4：1的比例进行充分混合。在铝皿中用电子天平准确称量4.000mg混合体系，再加入10ul的蒸馏水，用压样机密封压制，放入4℃冰箱中平衡24h，待测。

1.3.2 样品测试

打开氮气，调整到0.15MPa左右。设定炉温为40℃，保持10min，然后进行制冷。待法兰温度下降至-60℃时开始测定样品。打开炉盖将制备好的样品放到炉内，并用空铝皿做对照，盖上炉盖准备测试。扫描的温度范围为10～120℃，升温速度为10℃/min。

1.4 统计分析

本次试验数据用SPSS软件进行处理。

2 结果与分析

本次研究中DSC测定刺槐豆胶、魔芋胶与玉米淀粉不同配比的热力学体系-糊化特性的结果如图1、图2。从图1～2与表1与表2的统计结果中可以看出随着刺槐豆胶、魔芋胶含量的增加，糊化起始温度与糊化峰温度逐渐增加，而整个体系的糊化焓逐渐减小，并且变化有显著性的差异。

由于淀粉糊化的实质是生淀粉颗粒吸水膨胀，破坏结晶区与无定型区中缔合的氢键。刺槐豆胶与魔芋胶都属于亲水性胶体，当它们进入该混合体系后，会快速吸附溶液中的水分子，从而抑制了淀粉的吸水速度，使得淀粉糊化的过程变的缓慢、推迟了糊化时间，从而导致糊化起始温度升高、糊化温度升高。亲水性胶体吸水后使淀粉中的水分减少，淀粉颗粒能够接触到水分的面积减少，颗粒中能够吸水膨胀的淀粉较少，导致热量变化的幅度变小[3]。刺槐豆胶、魔芋胶没有能够吸水膨胀的结晶区，加热后也不会出现糊化特性，所以在整个过程中每次测定图谱只出现了一个单一的峰，也因此它们在体系中的含量越高，能量变化越少，糊化焓越小。此外，刺槐豆胶、魔芋胶和淀粉之间可能存在一定的协同性，改变了混合体系的峰值黏度。

a-e、A-E不同比例刺槐豆胶与淀粉之间T0、TP、H的显著性变化（P

a-e、A-E不同比例魔芋胶与淀粉之间T0、TP、H的显著性变化（P

3 结论

在刺槐豆胶、魔芋胶与玉米淀粉混合的体系中，随着两种亲水胶体比例的增加，与淀粉竞争水的作用越大，淀粉颗粒吸水速度及吸水量下降。整个体系糊化特性发生明显的变化，糊化焓逐渐减小，糊化峰值温度和糊化起始时间逐渐升高。

参考文献

[1]Alloncle M，Doublier J L.Viscoelastic properties of maize starch / hydr℃olloid pastes and gels[J]. Food Hydr℃olloids，1991（5）： 455-467.

[2]Biliaderis C G，Arvanitoyannis I，Izydorczyk M S， Prokopowich P A. Effect of hydr℃olloids on gelatinization and structure formation in concentrated waxy maize and wheat starch gels[J]. Starch，1997（49），278-283.

[3]Funami T，Kataoka Y，Omoto T，Gota Y，Asai I，Nishinari K. Effect of non-ionic polysaccharides on the gelatinization and retrogradation behavior of wheat starch[J]. Food Hydrolloids， 2005（19），1-13.

作者简介：张盼盼（1989-），女，硕士，吉林农业大学，主要从事食品科学方面的研究；李丹（1972-），男，教授，博士，主要从事食品科学方面的研究。