稻米淀粉糊老化特性的流变学和质构特性研究

稻米淀粉糊老化特性的流变学和质构特性研究

淀粉主要由直链淀粉和支链淀粉组成，主要是淀粉来源。通过研究存放过程糊化淀粉的粘度和弹性模量等指标可以评价淀粉的老化特性。通常采用Brabender粘度仪研究较高浓度淀粉糊(10%左右,w/w)的粘性、糊化特性和老化特性稻米的特性、稻米食品的品质主要取决于其淀粉的特性。稻米淀粉糊的流变学和质构特性与稻米流质食品的品质和稳定性密切相关。目前对稻米淀粉的糊化机理、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进行了研究1材料和方法1.1材料表面稻米(东北产,粳型),市售。1.23昆虫制备将稻米粉碎过孔径0.175mm(80目),用无水乙醚和无水乙醇(4:1,体积比)在索氏抽提器中回流72h,脱去脂肪后用索氏抽提法1.3传输淀粉和法提取“三大淀粉”将脱去脂肪和蛋白质的淀粉用正丁醇-异戊醇法反复结晶10次,所得上清液经真空浓缩后再用无水乙醇沉淀4～5次,室温真空干燥,即得支链淀粉。沉淀物用无水乙醇洗涤4～5次,室温真空干燥,即得直链淀粉。直链淀粉、支链淀粉的碘结合力分别为19.6mg/g和0.06～0.09mg/g。1.4显微结构观察及照片照片取少量淀粉糊样品,置于载玻片上,铺成薄层,加少量碘液,静置5min,在相差显微镜(日本Olympals,放大400倍)下观察淀粉糊的显微结构,并照相。1.5淀粉糊的制备取0.20g过孔径0.246mm(60目)的淀粉(天然淀粉或支链淀粉)样品,加入0.2mol/L的NaOH溶液约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,备用。1.63沉降率的测定取用本文1.5的方法制备的淀粉糊W1.7上清液和支链淀粉糊的切应力用流变仪(HAAK型旋转流变仪,德国,转子型号:MVSP),在转速n=4r/min、8r/min、16r/min、32r/min、64r/min和128r/min下,于4℃下分别测定天然淀粉糊、离心后所得的上清液和支链淀粉糊的扭矩s(N),并计算出各自对应的切应力τ(τ=As,Pa)。采用幂率定律由于式中,u为转子线速度(m/s);r为转子任意处半径(m);R采用非线性回归(SAS,nlin)计算流变指数和粘度系数。2结果与分析2.1分离相分离淀粉糊在存放过程中,支链淀粉颗粒或团块因凝聚而产生相分离。将天然淀粉糊离心后(3000r/min,20min),所得沉淀以支链淀粉团块为主要成分,上清液则以直链淀粉胶体溶液为主要成分2.2剪切速率的影响根据切应力-剪切速率曲线,采用幂率定律流体的流变指数a反应了流体中分子的刚性,当a>1时,表现为胀塑性流体的特性,流体分子的刚性较大,随剪切速率增大,切应力迅速上升。当a=1时,为牛顿流体,切应力与速度梯度成正比。当a<1时,为假塑性流体,随剪切速率增大,切应力缓慢上升,在较大剪切速率下,切应力趋于定值。具有一定柔性的高分子流体通常都表现出假塑性流体的特征,a值愈小表明其流体分子的柔性愈大,流体愈偏离牛顿流体。由图1和表1可知,天然淀粉糊及其上清液和支链淀粉糊的流变指数a均小于1,为假塑性流体。新鲜淀粉糊的质构较均匀,粘稠度较大,离心后未分离出(或极少量)上清液和沉淀。由表1可知,在存放过程中,随存放时间的延长,天然淀粉糊及其上清液、支链淀粉糊的流变指数都有所上升,表明其刚性增加。其中以天然淀粉糊的流变指数最小,表明其分子的柔性最大,其次依次为支链淀粉糊和上清液。存放过程中天然淀粉糊的粘性系数变化不大,上清液和支链淀粉糊的粘性系数随存放时间有所下降,其中以支链淀粉的流变系数下降较大。表明天然淀粉糊的老化是由于其连续相和分散相中分子的刚性增大所至。2.3淀粉糊在存放过程中的质构特性天然全淀粉糊在存放过程中的沉淀特性见图2。新鲜天然淀粉糊为由直链淀粉的连续相和由支链淀粉的分散相组成的较均匀的两相体系。由图2可知,随存放时间的延长,沉淀率不断上升,淀粉糊的沉淀主要发生在存放的前12d,12d以后沉淀率较平稳。在显微镜下可观察到淀粉糊的质构特性。将均匀分散的新鲜淀粉糊于4℃下存放10d,其质构和分散相的凝聚见图3。图3中可观察到糊化淀粉糊在存放过程的散光现象(浅色斑点),表明淀粉分子链段在存放过程中形成胶体网络,网络的结点在光束下产生散光现象。淀粉糊的胶体网络主要集中在支链淀粉的边缘,由于此位置的淀粉分子链段浓度较大,同时又有一定的流动性,因而为网络的形成提供了较好条件。凝聚导致了相分离,同时,胶体网络结构的产生,使淀粉糊物系的粘度系数下降,流变指数上升,淀粉糊的刚性增大。3淀粉糊物系的稳定性测定淀粉糊呈假