第１１期（总第１５４期） 农产品加： ・学刊 Ｎｏ．１１ ２００８年１ １月 Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌ ｏｆ Ｆａｒｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＮＯＶ． 文章编号：１６７１—９６４６ ｆ ２００８）１ １－００１６—０３ 淀粉类制品加工特性影响因素的研究 张 宏， 林向阳，朱榕璧，彭树美，娄广庆，张丽晶，李雁晖 （福州大学生物科学与Ｔ程学院，福建福州 ３５０１０８） 摘要：淀粉类制品的加工特性与其成分（淀粉、蛋白质、脂肪等）、添加剂（胶、乳化剂、多糖等）、加工工艺（加 工温度、ｐＨ值等）等有直接关系。主要论述了淀粉类制品的成分、添加剂和加工１二艺对其加Ｔ特性产生的影响，为 淀粉在食品工业中的进一步应用提供参考。 关键词：淀粉制品；成分；添加剂；加工特性 ． 中图分类号：ＴＳ２３１ 文献标志码：Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｓｔｒａｃｈ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｚｈａｎｇ Ｈ０ｎｇ，‰Ｘｉａｎｇｙａｎｇ，ＺｈｕＲｏｎｇｈｉ，Ｐｅｎｇ Ｓｈｕｍｅｉ，ＬｏｕＧｕａｎｇｑｉｎｇ，Ｚｈａｎｇｕｊｉ￣ｇ，ＬｉＹａｎｈｕｉ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．，Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ，ＦｕｊＪａｎ ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｔａｒｃｈｙ ｆｏｏｄ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ（ｓｔａｒｃｈ，ｐｒｏｔｅｉｎ，ｌｉｐｉｄ ｅｔｃ），ａｄｄｉｔｉｖｅｓ（ｇｅｌ， ｅｍｕｌｓｉｉｆｅｒ，ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｅｔｃ），ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐＨ ｅｔｃ）ａｎｄ ＳＯ彻．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｓｔａｒｃｈ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｒｃｈ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ａｄｄｉｔｉｖｅｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ 淀粉以颗粒形式存在于植物中，在种子和块茎中 淀粉制品的糊化黏性一般随直链淀粉含量的增加 的含量最多，是重要的食品加工原料Ｉｌ＿。通常情况下， 而降低，产品呈现硬度增加、坚韧度下降；随着支链 淀粉类制品的加＿Ｔ特性会受其直链淀粉、支链淀粉和 淀粉含量的增加，会增加产品的黏性及柔软度。同 水分含量，以及加工过程中ｐＨ值、温度控制、添加 时，直链淀粉的含量和支链淀粉的分枝、链长分配也 剂的使用等因素的影响。这些影响因素的研究对改善 会影响淀粉制品的生产特性。有研究表明，支链淀粉 淀粉类食品的结构及品质有着重要的意义。 结构中的长葡萄糖苷链和中等大小的直链淀粉有利于 １ 原料成分 淀粉糊黏度的增加。 蔡一霞等人［３１的研究表明，支链淀粉含短链部分 淀粉类制品的原料成分包括直链淀粉、支链淀 的比例高，利于淀粉糊化，易形成较高的黏度和崩解 粉、水分、蛋白质和脂肪等。其中直链淀粉和支链淀 值，有利于改善米饭的食昧。因此在淀粉类食品的加 粉及水分是其主要成分；蛋白质含量在有些原料中也 工过程中，可根据产品对直链、支链淀粉含量的具体 较高，它对淀粉制品的加］二影响很大；脂肪的含量较 要求，选择原料，或通过处理改变两者的比例以符合 少，主要影响淀粉类制品的黏度和膨胀度等。 原料要求。如在米粉加工中，要求原料中直链淀粉含 １．１直链淀粉和支链淀粉 量为２２％～２５％，而碎米中的直链淀粉含量偏低，使 直链淀粉和支链淀粉含量通过影响淀粉粒的晶体 生产出的米粉黏性过高、坚韧性较差。可通过发酵 结构，进而影响淀粉的黏度、弹性、坚韧度和保水性 法、高压处理、螺杆挤压、酶处理等方法来改变直链 等。如在米粉加热过程中，直链淀粉从淀粉粒中游离 淀粉和支链淀粉的比例，从而满足米粉的加工 出来，形成三维的矩阵结构，将淀粉粒包埋在里面， 要求。 若在加工过程中加入直链淀粉，可以使这种结构矩阵 １．２水分 排列更加紧密，不易被破坏，从而达到增加米粉硬度 水分对淀粉的功能特性有着重要的影响。淀粉的 的目的 加工处理（如冷冻、加热等）都与淀粉水合作用的动 收稿日期：２００８—０９—０８ ． 基金项目：福建省青年科技人才创新项目（２００７Ｆ３０５２）；福建省教育厅科研项目（ＪＢ０６０５７）。 作者简介：张宏（１９８２一），男，山东人，在读硕士，研究方向：食品加工与保藏。 为通讯作者：林向阳（１９６９一），男，博士，副教授，研究方向：食品质量与安全。 ２００８年第１１期 张宏，等：淀粉类制品加工特性影响因素的研究 ．１７． 力学状态相关，水分含量同样直接影响到淀粉颗粒的 膨胀度及糊化过程。食品中水的固定化可以防止微生 物的滋生，从而延长货架期【４】。 般在淀粉溶液中，流动组分主要受到水分子的 控制，而非流动组分主要受刚性淀粉链的控制。当水 分含量为０％～５％时，水分的增加可以使淀粉双螺旋 结构的比例明显增加，超出这一范围则无影响，但由 于刚性淀粉域或与淀粉结晶域的水合作用，这时的水 分处于非流动状态。通常进入结晶区的水分含量分别 占Ａ型淀粉质量的４％～７％，Ｂ型淀粉质量的２５％ 一面蛋白质和脂肪的提取可以将其转变为快速膨胀，而 在性膨胀阶段，蛋白质、脂肪的提出对其无影响 （高直链玉米淀粉、马铃薯淀粉）１１４】。 因此在加工过程中，在支链淀粉含量较高的原料 中适当添加一些脂类物质，不仅可以降低产品黏性， 还可以显著降低淀粉的体外消化速度；但脂类的添加 也会明显增加糊化过程中的热焓值Ｉｌ５．－６１。另外在脂类 物质的选择上，应注意脂肪链的长短，因为它对产品 的糊化速率及黏性均有影响旧。 ～２７％。其他的水分会分散到淀粉颗粒的非结晶区Ｉ ５】。 有研究表明，Ａ型、Ｂ型淀粉结晶区的这部分“结 构”水的流动性是不同的。Ａ型淀粉结晶结构是由强 束缚水组成的；而Ｂ型淀粉除了强束缚水外还包括 弱束缚水，这些弱束缚水可能位于结晶通道中，比强 束缚水的流动性更强。如土豆淀粉为Ｂ型淀粉，与 Ａ型的木薯淀粉相比，具有更开放的双螺旋结构，其 流动性更强。 １．３蛋白质 蛋白质与淀粉发生相互作用，是由于淀粉分子上 的羟基与蛋白质上的正电荷基团（ 一ＮＨ ，８一ＮＨ ， 胍基，咪唑基等）作用形成静电复合物。这种相互作 用，会形成特定的空间网络结构，并与淀粉和蛋白质 的种类有关。蛋白质的这种网络结构会阻碍淀粉的膨 胀和糊化，降低其吸水陛、膨胀度和黏性。关于蛋白 质与淀粉的相互作用影响共存体系的质构特性、热变 性及流变性的机理尚待研究［６１。 当前的研究结果表明，大分子米谷蛋白比小分子 米谷蛋白同淀粉的相互作用强用；蛋白质品质和淀粉 糊化特性对我国干面条食用品质的影响大于蛋白质数 量的作用［鄙；蛋白质处理样品可以在较短的时间内吸 水、膨胀，并迅速达到其最高黏度，蛋白质对稻米淀 粉的膨胀过程有抑制作用１９１。从目前的研究结果来看， 蛋白质种类和组成对淀粉黏性的影响是明显的，只是 目前的研究主要集中在淀粉、蛋白质对加工品质作用 的单因素的研究，对两大物质之间的相互作用对加工 品质的影响，以及淀粉糊化特性与其他加工品质的相 关性研究较少ｌ】ｏｌ。 ｌ－４脂类 淀粉一脂质复合物的形成过程可描述为：葡萄糖 残基与螺旋结构内部排除在外的水分之间形成氢键， 实现缠绕一螺旋的转换；脂质和淀粉螺旋结构憎水内 部产生疏水相互作用…】。脂类和淀粉作用后会使其黏 性和膨胀力下降。这主要是因为脂肪易于与直链淀粉 形成复合物，减弱淀粉分子，特别是直链淀粉分子间 的相互作用，使淀粉分子形成有效交联点的数目和密 度减小『ｌ２．．３１。事实上，在淀粉颗粒膨胀的不同阶段， 脂肪的影响也不尽相同。淀粉颗粒低速膨胀阶段，表 ２添加剂 添加剂的种类较多，主要包括增稠剂、乳化剂及 多羟基醇等。这里仅就几种主要的添加剂加以概述。 ２．１黄原胶和瓜耳胶 黄原胶和瓜耳胶均有增稠的作用，这些增稠剂对 食品的黏性及弹性均有影响。相关研究表明，随着黄 原胶含量的增加，马铃薯淀粉糊的弹性模量和黏性模 量也会增加。目前国内关于增稠剂的添加对淀粉性质 影响的研究较多。柴春祥等人【－｛Ｉ】的静态流变特性测定 结果表明，在相同流动方式下，黄原胶含量为０．６％ 时，淀粉糊的黏性最大。 李洁等人【Ｊ 对不同添加物对莲藕淀粉糊剪切应力 和表观黏度影响的测定结果表明，黄原胶使莲藕淀粉 糊的剪切应力明显提高，表观黏度稍有增大。 Ｔａｎ等人Ｉ２ｏ］研究表明，与羧甲基纤维素和黄原胶 相比，瓜耳胶可以使任何对淀粉糊化的影响降到 最低。 但在食品加工过程中，应注意一点，即同一种添 加剂作用于不同来源的淀粉，其效果也不尽相同。如 与玉米和燕麦淀粉相比，马铃薯淀粉需要较少的黄原 胶来达到预期要求 】。因此，应根据食品加工中所使 用的原料性质来决定使用增稠剂的种类及添加量。 ２．２单甘酯等乳化剂 研究表明，乳化剂之间或乳化剂与淀粉间的交互 作用，会促进较弱网络结构的形成。如添加硬酯酰一 乳酸基一２一乳酰钙或甘油基单硬脂酸盐，会减少浓 缩马铃薯支链淀粉的分散，从而导致软凝胶的形 成 ；不同的乳化剂对产品黏性影响的效果也不同， 如卯磷脂、单甘酯会使板栗淀粉糊黏性上升，而硬脂 酸钠添加后的效果则相反㈣。 ２－３糖类及多元醇 羟基结合水的能力很强，向淀粉生料中加入含糖 溶液后，羟基与淀粉中的含水区域作用，会影响淀粉 分子的吸水、膨润及伸展，抑制糊化过程中淀粉结合 和水分吸收［２３－２５］。而且淀粉一淀粉及淀粉一溶剂间的 氢键，在颗粒结构及增塑等方面起着重要的作用。某 种程度上，如果羟基浓度保持恒定，分子量和糊化温 度问的关系是一定的。甘油、葡萄糖、蔗糖等均有大 ．１８． 农产品加工・学刊 ２００８年第１１期 量的羟基，一般这些添加剂的分子量越大，对淀粉颗 淀粉特性影响的差异性也需进行深人研究。 粒的增塑能力越小，淀粉糊化峰值温度越高，如蔗 糖、葡萄糖、甘油的质量分数为４０％时，其对糊化 温度的影响顺序为：蔗糖＞葡萄糖＞甘油 。 Ｐｏｎｇｓａｗａｔｍａｎｉｔ等人的研究结果也显示，蔗糖会 推迟木薯淀粉（Ｔｓ）和罗望子果实木葡聚糖（ＸＧ） 混合物的糊化过程，并通过弹性组分强化凝胶［２７１。但 这就会使含有羟基的增塑剂同时降低淀粉分子问的作 用力，如壳聚糖和甘油的添加可以增加淀粉可食性薄 膜的柔软度及弹性，但同时也降低了可食性薄膜对水 （本文在研究过程中得到福建省东南香米业发展 有限公司的大力支持，在此表示衷心感谢！） 参考文献： ［１】 王璋，许时婴，汤坚．食品化学［Ｍ】．北京：中国轻工业 出版社，２００５． 【２】 张艳霞，丁艳锋，李刚华，等．直链淀粉含量不同的稻 米淀粉结构、糊化特性研究ＩＪＪ．作物学报，２００７，３３ 分的阻隔 。 ３￣ｊｎ－ｒ条件 食品的流变性质对食品的运输、传送、加工工 艺，以及食品的感官特性都有重要的影响。淀粉质流 体食品的流变特性影响到食品的品质，如硬度、黏稠 性和咀嚼度性 。黏性是表现流体流动性质的指标， 而处理温度和ｐＨ值会影响到淀粉的黏性及产品的弹 性和韧性。 ３．１处理温度 温度对样品的影响主要表现为，温度越高，淀粉 糊的黏性系数越低，当温度达到一定值时，淀粉糊的 流变指数会趋于常数 ；如果加热温度过低，淀粉不 能充分糊化，形成的凝胶韧性和弹性较差；加热温度 过高，淀粉链段充分伸展，支链淀粉和直链淀粉级分 充分分离，容易产生结晶，从而形成的凝胶过硬 。 ３．２ ｐＨ值 ｐＨ值对样品黏性的影响主要表现为，低ｐＨ值 的样品，具有低的稠度指数 】。另外，ｐＨ值对淀粉 级分的构象也有较大影响。中性溶液中直链淀粉是以 相当刚性的蠕虫状线团的形态存在，该线团主要由有 缺陷或变形的螺旋形主链构成；碱性溶液中直链淀粉 链比在水中柔软，ｐＨ值接近ｌ２时，螺旋结构开始断 裂，形成带羟基的离子，会增大链的柔顺性，使流体 动力学体积缩小；在更高的ｐＨ值时，由于离子化程 度提高，使聚合物分子上的负电荷不断增多，结果使 线团因电荷排斥而舒展开来ｌ３３】。 ４结束语 我国居民主要依赖于植物性来源的食品（如稻 米、面粉等），而在这些植物性来源的食品中，淀粉 是其主要组成成分，因此，对淀粉功能特性影响因素 的研究，将为这些淀粉类原料的深加工提供理论基 础。目前，国内对淀粉的流变学特性及淀粉糊和糊化 特的性研究较多，而对两相体系的研究极少。如果能 对其进行进一步研究，了解其对淀粉功能特性的影 响，将为淀粉在食品及其他加工领域的进一步应用提 供基础。另外，不同食品原料中，脂肪的存在与否对 （７）：ｌ ２０２—１ ２０５． 【３】 蔡一霞，王维，朱智伟，等．不同类型水稻支链淀粉理 化特性及其与米粉糊化特征的关系ｆＪ１．中国农业科学， ２００６，３９（６）：１ １２２—１ １２９． １ ４ｌ Ｍｅｎａ Ｒｉｔｏｔａ，Ｒａｆｆａｅｌｌａ Ｇｉａｎｆｅ￣ｉ，Ｒｅｍｏ Ｂｕｃｃｉ，ｅｔ ａ１． Ｐｒｏｔｏｎ ＮＭＲ ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｗｅｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｇｅｌａｔｉｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｒｉｃｅ ｓｔａｒｃｈ—ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ『Ｊ］．Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００８，１ １０：１４—２２． ［５］Ｐａｔｈａｍａ Ｃｈａｔａｋａｎｏｎｄａ，Ｌｅｏｎａｒｄ Ｃ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ，Ｐａｖｉｎｅｅ Ｃｈｉｎａｃｈｏｔ１．Ｍｏｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ ｉｎ Ｃａｓｓａｖａ ａｎｄ Ｐｏｔａｔｏ Ｓｔａｒｃｈｅｓ ｂｙ １ Ｈ ａｎｄ ２Ｈ ＮＭＲ…．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ，２００３，５１：７ ４４５—７ ４４９． ［６】 陈学玲．大豆１１Ｓ、７Ｓ球蛋白的功能特性及其与淀粉相 互作用研究［Ｄ］．武汉：华中农业大学，２００５． ［７】 任顺成，周瑞芳，李永红．大米陈化过程中谷蛋白与大 米质构特性的变化『Ｊ１．中国粮油学报，２００２，１７（３）： ４２—４６． 【８】 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最佳工艺条件是可行的。 ４结论 Ｍ】．北京：中国农业出版 【２】 叶兴乾．果品蔬菜加工工艺学【社，２００２：］０７一】０８． 【ｊＪ Ａｒｎａｂ Ｓａｒｋａｒ，Ｒ Ｐａｕｌ Ｓｉｎｇｈ．Ａｉｒ ｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｆｏｏｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｉｅｓ【Ｊ】．ＥＬＳＥＶＩＥＲ， ２００４，３７：８７３—８７４． 一 高振江．气体射流冲击颗粒物料干燥机理与参数试验研 究【Ｄ】．北京：中国农业大学，２０００． 『５１ 孟宇竹，肖旭霖．真空低温气流膨化苹果脆片技术研究 … １０Ｊ 『Ｊ］．食品Ｔ业，２００７（２）：３３—３５． 韩清华．微波真空干燥膨化苹果片的机理及品质研究和 设备设计【Ｄ］．北京：中国农业机械化科学研究院， ２００７． （１）气体射流冲击干燥技术干制苹果片的最佳工 艺条件为：干燥温度７０℃，喷嘴与物料的距离为 １２０ ｍｍ，干燥室宽度为２００ ｍｍ，待干燥物料堆积厚 Ｊ 度为３５ ｍｍ 该条件得到产品的ＶＣ含量为 ４．９１ ｍｇ／ｌＯ０ ｇ，产品感官品质较好。 ｆＲ１ （２）与其他干燥方法相比，气体射流冲击干燥速 。 度较快，大大缩短了干燥时间，能较好地保存苹果的 『９１ 有效成分，产品感官品质良好，应用前景广阔。 ｎ０１ 韩清华，李树君，马季威，等．微波真空干燥膨化苹果 片的能耗与品质分析ｆＪ］．农业机械学报，２００８，３９ （１）：１５５—１５７． 王永德，廖传华．干燥新技术和干燥机在食品工业中的 应用［Ｊ】．粮油加工与食品机械，２００２（９）：２７—２９． 张培正，石启龙．膨化苹果脆片的研制和生产『Ｊ１．农牧 产品开发，２０００（７）：２４—２５． 董全，黄艾祥．食品干燥加工技术ｆＭ］．北京：化学工业 出版社，２００７：２０． 出版社。２００６：２５． 参考文献： 【１】 张振华，胡小松，葛毅强，等．我国苹果加工工业的发 展思路、战略布局和优先领域［Ｊ］．饮料丁业，２００３，６ （６）：２３—３１． 丁［Ｍ】．北京：化学工业 【ｌ１】 徐怀德，仇农学．苹果储藏与加ｌ矿 矿 。 矿 ‘穹 。辞 。 矿ｑ 。肆 Ｐ （上接第１８页） 柴春祥，Ｓｕｎｄａｒａｍ Ｇｕｎａｓｅｋａｒａ．黄原胶对马铃薯淀粉糊 流变特性的影响ｆＪ１．食品Ｔ业科技，２００７，２８（８）： １１５－１１７． 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