稻米淀粉糊老化特性的流變學(xué)和質(zhì)構(gòu)特性研究

稻米淀粉糊老化特性的流變學(xué)和質(zhì)構(gòu)特性研究

淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，主要是淀粉來(lái)源。通過(guò)研究存放過(guò)程糊化淀粉的粘度和彈性模量等指標(biāo)可以評(píng)價(jià)淀粉的老化特性。通常采用Brabender粘度儀研究較高濃度淀粉糊(10%左右,w/w)的粘性、糊化特性和老化特性稻米的特性、稻米食品的品質(zhì)主要取決于其淀粉的特性。稻米淀粉糊的流變學(xué)和質(zhì)構(gòu)特性與稻米流質(zhì)食品的品質(zhì)和穩(wěn)定性密切相關(guān)。目前對(duì)稻米淀粉的糊化機(jī)理、淀粉糊物系特性、淀粉糊的老化特性和稻米食品的深加工等進(jìn)行了研究1材料和方法1.1材料表面稻米(東北產(chǎn),粳型),市售。1.23昆蟲(chóng)制備將稻米粉碎過(guò)孔徑0.175mm(80目),用無(wú)水乙醚和無(wú)水乙醇(4:1,體積比)在索氏抽提器中回流72h,脫去脂肪后用索氏抽提法1.3傳輸?shù)矸酆头ㄌ崛　叭蟮矸邸睂⒚撊ブ竞偷鞍踪|(zhì)的淀粉用正丁醇-異戊醇法反復(fù)結(jié)晶10次,所得上清液經(jīng)真空濃縮后再用無(wú)水乙醇沉淀4～5次,室溫真空干燥,即得支鏈淀粉。沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌4～5次,室溫真空干燥,即得直鏈淀粉。直鏈淀粉、支鏈淀粉的碘結(jié)合力分別為19.6mg/g和0.06～0.09mg/g。1.4顯微結(jié)構(gòu)觀察及照片照片取少量淀粉糊樣品,置于載玻片上,鋪成薄層,加少量碘液,靜置5min,在相差顯微鏡(日本Olympals,放大400倍)下觀察淀粉糊的顯微結(jié)構(gòu),并照相。1.5淀粉糊的制備取0.20g過(guò)孔徑0.246mm(60目)的淀粉(天然淀粉或支鏈淀粉)樣品,加入0.2mol/L的NaOH溶液約40ml,于80℃下水浴30min,用0.1mol/LHCl中和,定容至100ml,制成淀粉糊,于4℃下保存,備用。1.63沉降率的測(cè)定取用本文1.5的方法制備的淀粉糊W1.7上清液和支鏈淀粉糊的切應(yīng)力用流變儀(HAAK型旋轉(zhuǎn)流變儀,德國(guó),轉(zhuǎn)子型號(hào):MVSP),在轉(zhuǎn)速n=4r/min、8r/min、16r/min、32r/min、64r/min和128r/min下,于4℃下分別測(cè)定天然淀粉糊、離心后所得的上清液和支鏈淀粉糊的扭矩s(N),并計(jì)算出各自對(duì)應(yīng)的切應(yīng)力τ(τ=As,Pa)。采用冪率定律由于式中,u為轉(zhuǎn)子線速度(m/s);r為轉(zhuǎn)子任意處半徑(m);R采用非線性回歸(SAS,nlin)計(jì)算流變指數(shù)和粘度系數(shù)。2結(jié)果與分析2.1分離相分離淀粉糊在存放過(guò)程中,支鏈淀粉顆粒或團(tuán)塊因凝聚而產(chǎn)生相分離。將天然淀粉糊離心后(3000r/min,20min),所得沉淀以支鏈淀粉團(tuán)塊為主要成分,上清液則以直鏈淀粉膠體溶液為主要成分2.2剪切速率的影響根據(jù)切應(yīng)力-剪切速率曲線,采用冪率定律流體的流變指數(shù)a反應(yīng)了流體中分子的剛性,當(dāng)a>1時(shí),表現(xiàn)為脹塑性流體的特性,流體分子的剛性較大,隨剪切速率增大,切應(yīng)力迅速上升。當(dāng)a=1時(shí),為牛頓流體,切應(yīng)力與速度梯度成正比。當(dāng)a<1時(shí),為假塑性流體,隨剪切速率增大,切應(yīng)力緩慢上升,在較大剪切速率下,切應(yīng)力趨于定值。具有一定柔性的高分子流體通常都表現(xiàn)出假塑性流體的特征,a值愈小表明其流體分子的柔性愈大,流體愈偏離牛頓流體。由圖1和表1可知,天然淀粉糊及其上清液和支鏈淀粉糊的流變指數(shù)a均小于1,為假塑性流體。新鮮淀粉糊的質(zhì)構(gòu)較均勻,粘稠度較大,離心后未分離出(或極少量)上清液和沉淀。由表1可知,在存放過(guò)程中,隨存放時(shí)間的延長(zhǎng),天然淀粉糊及其上清液、支鏈淀粉糊的流變指數(shù)都有所上升,表明其剛性增加。其中以天然淀粉糊的流變指數(shù)最小,表明其分子的柔性最大,其次依次為支鏈淀粉糊和上清液。存放過(guò)程中天然淀粉糊的粘性系數(shù)變化不大,上清液和支鏈淀粉糊的粘性系數(shù)隨存放時(shí)間有所下降,其中以支鏈淀粉的流變系數(shù)下降較大。表明天然淀粉糊的老化是由于其連續(xù)相和分散相中分子的剛性增大所至。2.3淀粉糊在存放過(guò)程中的質(zhì)構(gòu)特性天然全淀粉糊在存放過(guò)程中的沉淀特性見(jiàn)圖2。新鮮天然淀粉糊為由直鏈淀粉的連續(xù)相和由支鏈淀粉的分散相組成的較均勻的兩相體系。由圖2可知,隨存放時(shí)間的延長(zhǎng),沉淀率不斷上升,淀粉糊的沉淀主要發(fā)生在存放的前12d,12d以后沉淀率較平穩(wěn)。在顯微鏡下可觀察到淀粉糊的質(zhì)構(gòu)特性。將均勻分散的新鮮淀粉糊于4℃下存放10d,其質(zhì)構(gòu)和分散相的凝聚見(jiàn)圖3。圖3中可觀察到糊化淀粉糊在存放過(guò)程的散光現(xiàn)象(淺色斑點(diǎn)),表明淀粉分子鏈段在存放過(guò)程中形成膠體網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)在光束下產(chǎn)生散光現(xiàn)象。淀粉糊的膠體網(wǎng)絡(luò)主要集中在支鏈淀粉的邊緣,由于此位置的淀粉分子鏈段濃度較大,同時(shí)又有一定的流動(dòng)性,因而為網(wǎng)絡(luò)的形成提供了較好條件。凝聚導(dǎo)致了相分離,同時(shí),膠體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生,使淀粉糊物系的粘度系數(shù)下降,流變指數(shù)上升,淀粉糊的剛性增大。3淀粉糊物系的穩(wěn)定性測(cè)定淀粉糊呈假