黄原胶对马铃薯淀粉糊流变特性的影响.pdf

研究与探讨?Vo.l 28,No.08,2007?食品工业科技2007年第 08期?115?黄原胶对马铃薯淀粉糊流变特性的影响柴春祥1,Sundaram Gunasekaran2(1?天津商学院食品科学与工程系,天津 300134;2?Department of Biological Syste ms Engineering,University ofW isconsin M adison,M adison,W isconsin 53706)?摘?要:对 3%马铃薯淀粉,黄原胶含量为 0?2%、0?4%和 0?6%的淀粉糊流变特性进行了探讨。静态流变特性测定结果表明,在实验范围内,不同黄原胶含量的淀粉糊的流变模型为幂率模型,均为假塑性流体。在相同流动方式下,随着黄原胶含量的增加,淀粉糊的粘度增加。动态流变特性测定结果表明,随着温度的增加,不同黄原胶含量淀粉糊的弹性模量、粘性模量逐渐下降,到 62?,两模量降低到某恒定最低值,温度继续增加,两模量急剧增加,到 72?后,两模量增加变缓。随着黄原胶含量的增加,两模量增加。?关键词:黄原胶,淀粉,粘度,弹性模量,粘性模量?Abstrac:t I nvesti gated w er e rheolog i ca l p r ope rti es of pas tes of3%po tato starch and 0?2%,0?4%,0?6%of xanthancontent?Staticrheolog i cal propertiesi nvesti gati onshowedthat power law w asobservedfor s tarchpas tes and each pas te was pseudop las ticity?A t thesam e sheari ngfl ow,w ith xanthan content increase,theviscos ityof s tarchpastesadded?Dynam i crheolog ical propertiesi nvesti gati onind icatedthatelas tic and vi scous m odule of starch decreased below62?w ith tem per ature added?A t 62?,t w o modu l edecreased to m inm i um?W ith temperature increase,elas ticandviscousmodu l eo f s tarchi ncreasedsharp l y,then increased s low l y when tem peratur e upto 72?Two modul e both increased w ith the increaseof xanthan content?Keywords:xanthan;s tarch;viscosity;elas ticmodu l e;viscous modu l e?中图分类号:TS201?7?文献标识码:A?文 章 编 号:1002-0306(2007)08-0115-04收稿日期:2007-01-17作者简介:柴春祥(1971?),男,博士,副教授,主要从事食品物性研究。马铃薯淀粉具有优良的特性,在方便食品、果子羹、浓缩调料汁、香肠、火腿肠、膨化食品等的生产中作为增稠剂和赋型剂被广泛使用。已有很多人对马铃薯淀粉的性质进行了考察1 5。黄原胶无毒、安全、低浓度、有高粘性,可控制最终产物的流变性,可以控制产品的外观、结构和风味。因此也被广泛用于罐装、瓶装食品、面包、奶制品和饮料等。正是由于黄原胶的诸多优点,黄原胶对淀粉糊流变特性影响的研究引起了人们的重视,有人考察了黄原胶对木薯、玉米淀粉糊流变特性的影响6,7。本文探讨了黄原胶对马铃薯淀粉糊流变特性的影响,为实际生产提供理论指导。1?材料与方法1?1?材料与仪器马铃薯淀粉?用常规方法加工的乳白色精细粉末,来自于Wal mart Super marke,t US;黄原胶 来自于 systemsBio-industries,I NC?,WAUKES HA,WI53186US。C-VOR 流变仪(Bohlin Instrument),恒温搅拌仪(Fisher Scientific Instrument),DSC 2920ModulatedDSC(TA Instru m ent)。1?2?实验方法1?2?1?样品的制备?动态流变特性测量样品的制备,取淀粉样品,用电子天平准确称量 3g,再用电子天平准确称量黄原胶 0?2g,把称量的淀粉、黄原胶加入到放有 100g蒸馏水的烧杯中,把烧杯放在恒温搅拌仪上在常温下以 500r/m in进行搅拌,搅拌 20m in,使淀粉、黄原胶与水混合均匀,就配成了淀粉浓度为3%、黄原胶浓度为 0?2%的溶液。在搅拌过程中为了防止水分蒸发,用薄膜封住烧杯口。取样之前,使样品混合均匀。静态流变特性测量样品的制备基本同上,唯一不同 的是把 烧杯 放在恒 温搅 拌仪 上在 90?以500r/m in 进行搅拌完成样品准备的。1?2?2?静态流变特性的测定?用 C-VOR 流变仪的平板式装置对样品进行流变测量。首先,用取样器取适量样品均匀涂在平板的下表面,驱动平板上表面下降,当两平板间距为 5mm 时停止,除去多余的样品。然后在试样周围涂抹油,防止样品水分蒸发。盖上测试盖,调节恒温装置,使试样温度达到所设定的温度 25?,启动流变仪进行流变测量。数据采集和记录由计算机自动完成。1?2?3?动态流变特性的测定?动态流变特性的测量也是用平板式装置进行的,操作步骤同上。在测量过程中以固定的频率给试样施加恒定的力,温度食品工业科技?Science and Technology of Food Industry研究与探讨?2007年第 08期116?以 5?/m in的速率从 25?升高到 100?。数据采集和记录也是由计算机自动完成。2?结果与分析2?1?静态流变特性的测定结果与分析2?1?1?静态测定的淀粉糊剪切应力与剪切速率的关系?图 1为 3%淀粉,0?2%、0?4%、0?6%黄原胶淀粉糊的剪切应力与剪切速率的关系图。从图中可以看出,黄原胶含量不同的淀粉糊在流动过程中需要的剪切应力随着剪切速率的增加而增加。随着黄原胶含量的增加,淀粉糊流动过程中需要的剪切应力增加。换句话来说,若要使不同黄原胶含量的淀粉糊以相同的方式流动,需要给黄原胶含量高的淀粉糊施加更大的力。图 1?3%淀粉、不同黄原胶浓度剪切应力与剪切速率的关系?根据图中实验数据点的分布情况,对数据点进行回归拟和,结果表明可以用幂率方程?=K?n式中:?剪切应力(Pa);K?稠度系数(Pa?sn);n?流变特性指数;?剪切速率(s-1)进行表示(见表 1),复相关系数基本都在 0?99以上。流变特性指数 n小于 1,说明在该实验条件下,不同黄原胶含量的淀粉糊为假塑性流体。表 1?3%淀粉,不同黄原胶含量淀粉糊的流变特性参数流变方程?=K?nKnR20?2%Xanthan1?670?470?99870?4%Xanthan4?480?340?98550?6%Xanthan6?690?330?99452?1?2?静态测定的淀粉糊粘度与剪切速率的关系?淀粉糊都具有阻碍流动的特性,这种特性叫做粘性。淀粉糊的粘性只有在流动过程中才能表现出来,其大小是用粘度度量的。图 2为 3%淀粉,不同黄原胶含量淀粉糊的粘度与剪切速率的关系。从图中可以看出,在初始剪切速率增加的很小范围内,淀粉糊粘度下降很快,然后随着剪切速率逐步增加,淀粉糊粘度缓慢降低。换句话说,淀粉糊刚开始时不易流动,一旦流动起来,淀粉糊粘度下降很快,越容易流动。可能原因为,淀粉和黄原胶形成一种网状结构,该结构把水分包裹起来,淀粉和淀粉,黄原胶和黄原胶以及黄原胶和淀粉之间互相连接,这样淀粉糊粘度高,不易流动。如果破坏了这种网状结构,释放出包裹的水分,淀粉和黄原胶被水分子包围,水的粘度低,淀粉糊粘度下降很快,淀粉糊也易于流动。在同样的流动方式下,黄原胶含量为 0?6%的粘度最大,其次为 0?4%,黄原胶含量为 0?2%的粘度最小。从图中可以看出,各种不同含量黄原胶的淀粉糊,当剪切速率增加到一定程度时,粘度逐渐稳定,而且在稳定段,在实验范围内,随着黄原胶含量的增加,淀粉糊粘度增加很少。图 2?3%淀粉、不同黄原胶浓度淀粉粘度与剪切速率的关系2?2?动态流变特性的测定结果与分析在实际使用淀粉糊过程中,由于加工条件(如温度、压力等)的变化,淀粉糊处于动态变化中,很有必要考察淀粉糊在动态变化过程中的特性。本文只探讨了当给试样施加固定频率的力时,温度变化时淀粉糊流变特性的变化情况。在动态流变特性的测量过程中,弹性模量和粘性模量是相当重要的两个参数。弹性模量表示的是当物质受到力的作用时的物质变形程度。弹性模量越大,物质受到力时变形程度越小,反之,则相反。粘性模量表示的是物质受到力的作用时,阻碍物质流动的特性。粘性模量越大,表明受到力时,物质越不易流动,反之,相反。2?2?1?黄原胶含量不同淀粉糊的弹性模量、粘性模量与温度的关系?对不同黄原胶含量淀粉糊弹性模量、粘性模量和温度的关系进行了考察,以淀粉含量为 3%,黄原胶含量为 0?4%的淀粉糊动态流变特性测定结果为例进行说明,实验结果如图 3所示。图 3为 3%淀粉、0?4%黄原胶含量淀粉糊的弹性模量、粘性模量与温度的关系图。从图中可以看出,随着温度的增加,弹性模量和粘性模量逐渐将低,到 62?时,弹性模量和粘性模量都降到最小值。逐渐升温,温度超过 62?时,弹性模量和粘性模量急剧增加。到 72?左右时,弹性模量和粘性模量增加缓慢。黄研究与探讨?Vo.l 28,No.08,2007?食品工业科技2007年第 08期?117?原胶含量为 0?2%和 0?6%的弹性、粘性模量随温度增加的变化情况和 0?4%类似。马铃薯淀粉在温度超过 60?后,其淀粉颗粒吸收水分,逐渐膨胀,淀粉颗粒裂解,与周围水的界限消失,最终和水形成某种稳定结构的溶胶,这就是淀粉的糊化过程。淀粉的糊化过程表现在淀粉弹性、粘性模量的变化上,当温度超过 62?后,弹性、粘性模量开始增加,直到最大值。因此,弹性模量和粘性模量随温度增加出现突变是由于未糊化淀粉的存在造成的,不是由于黄原胶的存在形成的。图 3?0?4%黄原胶淀粉糊的弹性模量、粘性模量与温度的关系图 4?不同黄原胶含量的淀粉糊弹性模量与温度的关系2?2?2?黄原胶含量不同淀粉糊弹性模量与温度的关系?为了详细了解黄原胶含量对淀粉糊流变特性的影响,把黄原胶含量不同淀粉糊的弹性模量表示在一张图上,如图 4所示。从图中可以看出,刚开始,随着温度的升高,弹性模量逐渐降低,到 62?时,弹性模量降到最低值。然后随着温度的继续增加,弹性模量急剧增加,到 72?时,增加放缓。随着黄原胶含量的增加,弹性模量增加,黄原胶含量为 0?6%的淀粉糊的弹性模量远远高于 0?2%和 0?4%的。可能原因为黄原胶的加入固化了淀粉溶胶形成的结构,使淀粉糊更加稳定,因而,随着黄原胶含量的增加,弹性模量逐渐增加。在实际生产中,可考虑通过增加黄原胶含量的方式增加淀粉糊的稳定性。2?2?3?黄原胶含量不同淀粉糊粘性模量与温度的关系?为了详细了解黄原胶含量对淀粉糊流变特性的影响,把黄原胶含量不同淀粉糊的粘性模量表示在一张图上,如图 5所示。从图中可以看出,刚开始,随着温度的升高,粘性模量逐渐降低,到 62?时,粘性模量降到最低值。然后随着温度的继续增加,粘性模量急剧增加,到 72?时,增加放缓。随着黄原胶含量的增加,粘性模量增加,黄原胶含量为 0?6%的淀粉糊的粘性模量远远高于 0?2%和 0?4%的。可能原因为黄原胶的加入固化了淀粉溶胶形成的结构,使淀粉糊更加稳定,因而,随着黄原胶含量的增加,粘性模量逐渐增加。在实际生产中,可考虑通过增加黄原胶的含量的方式增加淀粉糊的稳定性。图 5?不同黄原胶含量淀粉糊的粘性模量与温度的关系3?结论?静态流变特性测定结果表明,在实验范围内,黄原胶含量不同的淀粉糊的流变模型为幂率模型,均为假塑性流体。在相同流动方式下,黄原胶含量为0?6%的淀粉糊粘度最大,其次为 0?4%、0?2%。动态流变特性测定结果表明,随着温度的增加,0?2%、0?4%和 0?6%黄原胶含量的淀粉糊的弹性模量、粘性模量刚开始逐渐降低,到 62?后,两模量降到最低值;继续增加温度,弹性模量和粘性模量急剧增加,72?后,两模量增加变缓。随着黄原胶含量的增加,弹性模量和粘性模量增加。参考文献:1 JaspreetSingh,N arpinderSingh?Studiesonthemorphological and rheological properties of granular cold watersoluble corn and potato starches J?Food Hydrocolloids,2003,17:63 72?2 Lovedeep Kaur,Narpinder Singh,et al?So me properties ofpotatoes and their starches I?Cooking,textural and rheologicalproperties of potatoes J?Food Che m istry,2002,79:177 181?食品工业科技?Science and Technology of Food Industry研究与探讨?2007年第 08期118?紫苏提取物对紫苏油抗氧化作用的研究胡晓丹1,张德权2,*,杜为民1,王建中1,刘玉军1(1?北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;2?中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100094)?摘?要:采用不同溶剂从紫苏叶及紫苏籽皮中提取抗氧化成分,比较它们在紫苏油中的抗氧化活性。实验结果表明,紫苏籽皮乙醇提取物显示出较高的抗氧化活性,其合适的添加量为 0?09%,如果与柠檬酸或甘氨酸配制成复合抗氧化剂,能显著提高抗氧化活性。?关键词:紫苏提取物,紫苏油,抗氧化性,天然抗氧化剂?Abstrac:t The d ifferent antioxi dant com ponents were extractedfrom the perillaleaves or seed peel using d ifferentso l ven,tand the iranti oxi dant acti v ity i n perill a seed oilwasm easured?Theresultsshow edthattheantioxi dant acti vity of the extract from perilla seed peelus i ngalcohol w as p referab letothat of theotherextr acts,and the suitab l e concentrati on was 0?09%?When the extract from perilla seed peel us ing alcoholwas added to g l ycine or citric ac i d,it gainedthebetterantioxi dant acti vity?Keywords:perilla extracts;perill a seed o i;l anti oxi dant acti vity;natural anti oxidant?中图分类号:TS202?3?文献标识码:A?文 章 编 号:1002-0306(2007)08-0118-03紫苏 Perilla frutescens(L.)Britt属唇形科一年生草本植物,现主要分布于中国、印度、日本、朝鲜等国,在我国已有 2000多年的栽培历史,是国家卫生部首批颁布的既是食品又是药品的 60种中药之一 1。收稿日期:2007-03-18?*通讯联系人作者简介:胡晓丹(1974?),男,在读博士,讲师,研究方向:食品化学与天然产物化学。基金项目:中德基金资助项目(051/4)。紫苏籽含油率为 30%5%l,油中含大量的不饱和脂肪酸:?-亚麻酸(64?725%)、亚油酸(13?802%)、油酸(14?278%)等,总量达 94?682%,是一种理想的食用油。?-亚麻酸是?-3系列脂肪酸,有独特的保健作用,抗衰老、降血脂、抗癌、消炎、抗过敏,在体内能转化成二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),已成为功能性食品的重要原料。日本在对国民食用油标准进行的第 5次修订中,要求在食用油中必须有一定比例的紫苏油。但是不饱和脂肪酸极易氧化,氧化后的产物对人所产生的毒性及影响要远远大于它的保健作用 2。紫苏油富含 3个双键的?-亚麻酸,故极易氧化变质。氧化是影响油脂食用品质的主要因素,也是安全食用紫苏油必须解决的首要问题。目前,防止脂肪氧化酸败最经济有效的方法是添加高效抗氧化剂。尽管传统的合成抗氧化剂,如 BHA、BHT、TBHQ 经济高效,但被证明有累积性致癌作用,因此,筛选出高效低毒且经济的天然抗氧化剂是防止脂肪氧化的发展趋势。国内外学者的研究发现,香料特别是药草型的紫苏科植物具有强烈的抗氧化作用,如迷迭香、鼠尾草、百里香、马玉兰等,紫苏也具有这种作用3。因此,本实验对紫苏茎叶及紫苏籽皮的抗氧化活性成分进行了提取,比较了其在紫苏油中的抗氧化效果,并对紫苏提取物的使用剂量及复合抗氧化剂的配制进行了研究。1?材料与方法1?1?材料与仪器紫苏叶、紫苏籽?产自浙江,叶采收后冷冻干燥备用,籽采收后晾干备用;正己烷、乙酸乙酯、95%乙醇、柠檬酸、甘氨酸、三氯甲烷、冰乙酸、碘化钾、硫代硫酸钠、可溶性淀粉等?均为分析纯;茶多酚?为食 3 EleniChiotell,i M artine LeM este?Effect of triglycerides ongelatinisation and rheological properties of concentrated potatostarch preparations J?FoodHydrocolloids,2003,17:629 639?4 M asakuniTako,SusumuH izukuri?Gelatinizationmechanis m of potato starch J?Carbohydrate Polymers,2002,48:397 401?5 Fernando E Ortega-O jeda,Helena Larsson,et al?Gelfor mation in m ixtures of a mylose and high a mylopectin potatostarch J?Carbohydrate Polymers,2004,57:55 66?6 M ontri Chaisa wang,M anop Suphantharika?Pasting andrheological properties of native and anionic tapioca starches asmodified by guar gum and xanthan gum J?FoodHydrocolloids,2005?7C K i m,B Yoo?Rheological properties of rice starch-xanthan gum m ixtures J?Journal of Food Engineering,2005(2):1142 1156?