大米陈化过程中淀粉性质变化研究.pdf

收稿日期：!#$%$!&作者简介：钱海峰（#%($!），男，博士，副教授，现主要从事粮油、食品资源的深度开发与利用。碾米工业大米陈化过程中淀粉性质变化研究钱海峰#陈玉铭!（#)江南大学食品学院，江苏 无锡!#&(*；!)广东乐百氏集团有限公司，广东 广州+#）摘要：对陈化过程中大米淀粉性质的变化进行了研究，探讨了陈化导致的直链淀粉和支链淀粉各自的化学组成的变化，发现陈化导致支链淀粉最长链组分含量（,-.）的降低以及结晶性的增强，是造成大米陈化以后糊化特性变化的主要因素。关键词：陈化大米；淀粉；食用品质中图分类号：/0!#1!文献标识码：2文章编号：#($*!（!#）#$#!$(!#$%&(#)*#+,-).,/*,#&0)+(1*2 3(43-*!13(1.,-*22!564!06/34 56.783 97:9476;83.?7=784.=41 2 634 83.=45:B 834C8.-8:C9:465 .C;-:54.C;-:946 B7:C 784.=58?5541 D6 A.5 B:?63.6 634 4874.5=:B,-.（-:=456 83.B7.86:）8:646.C;-:9486.634 C97:E=:B 784 56.783 87;56.-F.6:A474 634 C.B.86:75 B:7 634 83.=:B=4-.65.6:97:947645.B647784.=1789:;4 784；56.783；4G-4 H?.-6;=前言人们对大米的新、陈是十分敏感的，新米具有的美好风味，包括色泽、气味和食味，能够引起人们的食欲。陈米相对于新米而言，食用品质明显下降，主要表现出如粘性降低，口感变劣，米饭缺乏光泽，香味丧失等。研究陈化导致大米食用品质下降的原因，提高陈米饭的食用品质，已成为国内外的科学工作者研究和关注的中心问题。多年来国内外许多学者致力于这方面的研究，从米的化学成分变化、各种酶的作用，米的物理特性差异以及蒸煮品质等方面开展了大量的工作，得到了不少有意义的结论。综合各种学说，可以认为稻米的陈化是多种因素共同作用的结果，即是在微生物、酶和底物共同存在的条件下，发生了复杂的化学和生物学反应，最终形成了大米陈化以后的各种表现，这同时也说明了导致大米陈化原因的复杂性#I(。作为大米主要成分的淀粉，在大米陈化过程中发生的变化对大米蒸煮以后的品质变化关系很大，本文主要对大米淀粉中直链淀粉和支链淀粉的性质、淀粉热水可溶出程度、J6实验材料与仪器（#）不同陈化程度的大米!武育粳+号（无锡本地产），陈米（武育粳+号，上一年种植），#强制陈化米（武育粳+号新米，经过 KL 1M，&N!个月得到）&，$+年陈米（无锡市第七粮库提供，#!年入库），%+年以上陈米（无锡市第一米厂提供，#M 年入库，因陈化严重，米粒带上黄色）。（!）主要试剂十二烷基苯磺酸钠（O:P0），P.0Q&，甲醇，乙醇，异丙醇，正丁醇，(，+R二硝基水杨酸（OS0），苯酚，亚硫酸钠，S.QL，酒石酸钾钠，麦芽糖，D!，TD，TU-，LU-，丙酮，乙醚等。（(）实验仪器精米机：VP!型，浙江黄岩新桥粮食仪器厂小型粉碎机：上海嘉定粮油检测仪器厂超声波破碎仪：W0U$!型，上海波龙电子设备有限公司高速离心机：/XJ$#*X 型，上海安亭科学仪器厂分光光度计：%!型，上海第三分析仪器厂乌氏粘度计等。?实验方法?=淀粉的制备由 O:P0 法制备+?直链淀粉和支链淀粉的分离正丁醇重结晶法。提取的直链淀粉用碘电位滴定方法测定纯度。#第#期!#年钱海峰等：大米陈化过程中淀粉性质变化研究 万方数据万方数据!#端基法测定直链淀粉的数均聚合度（!$%&）#!#试剂配制：(!#，)%*(苯酚，)%)+(亚硫酸钠，(,-.，*)(酒石酸钾钠，储于棕色瓶中，周后稳定。精确称量直链淀粉)/0，加+/1!#试剂，2+3保温 4，最后定容至+)/1，以麦芽糖为参比，试剂为空白，做光密度麦芽糖浓度曲线图，读取样品测定以后的光密度值，计算样品中含有的还原端基的摩尔数。样品的!$%&计算方式如下：!$%&5样品中用硫酸蒽酮法测定的总糖的摩尔数还原端基的摩尔数!$特性粘度法测定直链淀粉的重均聚合度（!$%6）和支链淀粉的最长链组分含量（71%,）%前述方法得到的大米直链淀粉和支链淀粉用)%/819:的,-.溶液配成浓度为+/09/1 的溶液，取+/1 在乌氏粘度计上用同样浓度的+/1,-.溶液逐渐稀释，通过回归计算得到直链淀粉和支链淀粉的特性粘度!。直链淀粉的!5)%;（!$%6）)%?;，/190!&淀粉的水结合性能及直链淀粉的热水可溶性成分含量测定（）淀粉的水结合性能测定方法准确称取 0 磨碎过)目筛已知水分含量的大米淀粉，添加*+/1 蒸馏水，室温下振荡 4，快速吸取+/1 于已知重量的离心管中，2)9/A&离心+/A&，倒去上层清液称重，淀粉的水结合性能计算方式如下：淀粉的水结合性能 5每 0 干淀粉吸收的水的质量原淀粉的质量B)(（*）直链淀粉的热水可溶性成分含量测定方法+/0 磨碎过)目筛的大米淀粉，加+)/1?)3水，（先加一点润湿，然后加足量，注意勿让淀粉沾到烧瓶壁上，也勿超过+)/1 水的水平），立即用 个+)/1 的烧杯盖上，沸腾水浴准确加热+/A&，移入?)3水浴保温*+/A&后，过滤，取滤液?/1，加 /1 碘溶液（0 碘加)0 碘化钾!:），/1质量分数为+(.C1，定容至+)/1，混匀，室温放至少?)/A&，2)&/比色，/1 碘溶液加 /1 质量分数为+(的.C1加;=/1 水为空白。!#淀粉的:A&D&E 化程度%+0 淀粉加入)/1*%*/819:.C1，?+3保温+F，不时摇动，+F 以后在)9/A&下离心+/A&，沉淀物用水洗至 G.中性，同样离心以后，真空干燥（*+H?)3），称量，淀粉的:A&D&E 化程度计算方式如下：淀粉的:A&D&E 化程度 5.C1 水解以后的淀粉残留物的质量原淀粉的质量B)($实验结果与讨论$(淀粉的分级分离在丁醇重结晶+次以后，直链淀粉的碘电位滴定曲线如图 所示。图(大米直链淀粉的碘电位滴定曲线注：样品为新米直链淀粉，称样量为?=%;/0，结合碘的量为%*/0，碘结合力为%*/09?=%;/05=%=(。从实验结果看，丁醇重结晶+次以后的大米直链淀粉的碘结合能力可以达到 I(左右。由于大米直链淀粉的碘结合能力与品种还有一定关系，所以实验采用的重结晶方法和次数基本满足了以下实验对大米直链淀粉的纯度要求（实验在更多次的重结晶操作以后并没有发现碘结合力有增加的趋势）。$)直链淀粉和支链淀粉的分子特性对于直链淀粉!$%&，!$%6值和支链淀粉 71%,含量的测定结果如表，*所示。表(不同陈化度大米直链淀粉!$%&值测定结果项目新米 年陈米+年陈米强制陈化米+年以上陈米称样量9/0I2%=)%*II%?I=%2I%;吸光度!)%*I2)%?*)%?)%*I?)%*I=还原端基数9/81)%)*=)%)?*)%)*I=)%)*=;)%)*=I!$%&)*)I=+I;)?由实验结果可以看出，陈化对直链淀粉的聚合度影响很小，对于本文选择的大米品种，其直链淀粉的!$%&和!$%6分别为)和)左右，说明大米陈化导致的食用品质变化与大米优良品种的选育有本质上的不同，前者与大米中直链淀粉的含量和性质关系不大。表)不同陈化度大米直链淀粉!$%6值和支链淀粉 71%,测定结果项目新米 年陈米+年陈米强制陈化米+年以上陈米直链淀粉的!9/1 0J?*2;?)?+直链淀粉的!$%6 2;+;2=2)I 2=支链淀粉的!9/1 0J*+*;*?=*;*?+支链淀粉的 71%,9(;I%);*%2;%;+%);)%*对支链淀粉的 71%,（长链组分）的测定结果显示，陈化使其在总支链淀粉中的比例有明显下降，说明在陈化过程中，支链淀粉有脱支的倾向。这是导致陈米饭粘度下降的原因*粮食与饲料工业*)年第 期 万方数据万方数据之一。!#淀粉的!#$#%&化程度采用()浸蚀法测定的大米淀粉!#$#%&化程度结果如表*所示。表#不同陈化度大米淀粉!#$#%&化程度结果样品新米+年陈米,年陈米强制陈化米,年以上陈米!#$#%&化程度-.+/012+3021+041+30*/+*0+/淀粉的!#$#%&化程度表示淀粉可以被水解的非结晶性区域含量的多少，也间接地表示淀粉的结晶性的大小。!#5$%#%&化程度越高，淀粉的结晶性也就越大。一般说来，淀粉的!#$#%&化程度与直链淀粉含量无关。从表*可以看出，新米淀粉的结晶性是最低的，表明大米在存放过程中，淀粉的微晶束得到加强，组织结构变得更加紧密，从而导致水分渗透、扩散到淀粉颗粒内部的能力和速度降低，内部淀粉难以糊化。!淀粉的吸水性能及直链淀粉的热水溶解性能采用离心法测定的大米淀粉吸水性能和 1/#6 比色法测定的直链淀粉热水可溶性组分含量结果如表 7 所示。表!大米淀粉吸水性能和直链淀粉热水可溶性成分含量测定结果样品新米+年陈米,年陈米强制陈化米,年以上陈米淀粉吸水率-.410,220/280,220/820,热水可溶性直链淀粉含量-.380,83,0,83307+370*2330,2注：热水可溶性直链淀粉含量以干淀粉（.）计。淀粉的吸水性能表示了淀粉颗粒的结构致密程度。从表 7 可以看出，陈米淀粉吸水率比新米淀粉要低，说明陈米淀粉颗粒的致密程度要比新米淀粉的高，这正是影响到陈米蒸煮时淀粉的糊化特性的主要因素。热水可溶性直链淀粉含量测定结果表明，在排除脂类物质和蛋白质的影响以后（制备淀粉的过程），陈米淀粉在热水中的分散性质要比新米淀粉来得差，这说明陈化导致了淀粉微晶束结构的加强，即在加热过程中，当水分子渗入到淀粉的结晶区和非定形区时，膨胀力不足以使这一部分具有加强结构的淀粉分子发生结构破裂和相的转移（糊化以及溶出），导致测定时这种热水溶解程度的降低。$结论在对大米淀粉制备和分级分离的基础上，测定了不同陈化度大米的淀粉的直链淀粉和支链淀粉的性质，发现陈化对大米直链淀粉的影响较小，而支链淀粉由于脱支酶的影响使其中的最长链组分（9)0:）含量降低。用离心法和()浸蚀法测定的大米淀粉吸水性能和!#$#%&化程度，结果显示陈化使大米淀粉的微晶束得到加强，组织结构变得更加紧密，使水分难以渗透，这是影响到淀粉糊化特性的重要原因。参考文献+;:;=?$:，;:$:#C&A6D E:$A0(AA%6，+42*，78（*）：,7*P,7403 E:$=?:&?Q:=?6:$=?，J#$:&A RA$:SATA U:T:0 J?C%=A#(%&%:)=：V:&$!，J$:)%9):FA&AH J$A&%C ID%M 0 N&D OA)(%6，+411，*/（,）：72*P 7210*M(&:=$)0(%6D:):#C VS=DAD%6D:)(:#%=AH ID%L?&#J$A&:%:$LHH%&%#$;%6W%&:$?&%=M 0 M(%&%:)JD，+44/（+）：8+P2,07 M(&:=$)0 V&A$%#X J$:&D Y#$%&:D$A#ID%Z&:#=0 Y#H)?%#D%AHJ$A&:%A#B&ST%#:#C J$:&D M 0 M N&D 9AAC(%6，+44/（*2）：+2/7 P+2/40,N?&A&:(I%S%=，%&!N):#A，F:#V O&A#%=，O%#F%#CA B M?5):#A0:&%$:)LHH%&%#D%=#VS=DAD%6D:)V&AW%&$%=AH ID%J$:&D:#C$=9&:D$A#=M 0 M N&D 9AAC(%6，+41,，+*（,）：7*2 P 77+01 张维杰0复合多糖的生化研究技术 R 0 上海：上海科技文献出版社，+48208JS)F:!:#=A6:=MA#JDAD0 V&AW%&$%=AH9&:D$A#=:#C!#%:&J?H&:D$A#=H&A6:&A?=J$:&D%=M 0 M N6(%6 JAD，+474（8+）：7/11 P 7/8,02 M?):#A O B:#C V%&%T(R0!A=O:#A=，):#?#:（V)WW#%=），(&S=5$:)#$S AH I:ID%J$:&D Z&:#?)%=:=Y#C%G%C S(A&A=A#$S5C&AD)A&D NDC:#C N6S):=%M 0 J$:&D，+44/，73（3）：74 P,30!#（责任编辑：俞兰苓）3/+年制粉技术论坛交流会在河北赞皇召开本刊讯3/+5+/538 X*/，河北皇牌机械有限公司在河北赞皇举办了 3/+年制粉技术论坛交流会。大会由河北皇牌机械有限公司副董事长王志强同志主持，公司董事长、总经理于建英同志致开幕词，赞皇县人民政府县长罗二虎致欢迎词。国家农机协会秘书长刘伟华，河北省机械厅陈欣厅长，省人大财经委范广悌主任，市机械局王玉山书记，河北省粮食学校宋卫东校长，杜平高级讲师，郑州粮食学院王晓曦教授等到会祝贺。杜平高级讲师，王晓曦教授分别作了学术报告，总工程师郝增义作了新产品开发方面的报告，中央人民广播电台、河北电视台、河北日报社、粮食与饲料工业 杂志社等新闻媒体，对会议进行了采访。来自山东、河南、山西、新疆、四川等十二省、市*,/余名面粉加工企业的代表参加了会议并进行了广泛交流。会议期间，共签订购销合同金额达 3/余万元，大会取得了圆满成功。*第+期3/+年钱海峰等：大米陈化过程中淀粉性质变化研究 万方数据万方数据大米陈化过程中淀粉性质变化研究大米陈化过程中淀粉性质变化研究作者：钱海峰，陈玉铭作者单位：钱海峰(江南大学食品学院,)，陈玉铭(广东乐百氏集团有限公司,)刊名：粮食与饲料工业英文刊名：CEREAL&FEED INDUSTRY年，卷(期)：2001(11)被引用次数：9次 参考文献(8条)参考文献(8条)1.Takashi Tsugita;Takeo Ohta;Hiromichi Kato Cooking Flavor and Texture of Rice Stored Under DifferentConditions 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