馒头中淀粉的提取及结构分析

馒头中淀粉的提取及结构分析

芋头是天南星科植物，芋头是芋头的地下块。原产于印度、马来半岛,以中国和日本的栽种面积较大,产量较高,在中国北方又以山东栽培面积较大,主要分布在胶东。芋头味甘辛、平,性滑,具有消疬散结作用。主治肿毒、腹中癖块、牛皮癣、烫火伤等症。芋头不仅作为药用,也是常用的食品,含蛋白质1.75%～2.30%、淀粉69.6%～73.7%、脂类0.47%～0.68%、钙0.059%～0.169%、磷0.113%～0.274%、铁0.0042%～0.0050%。此外,尚含有比较多的维生素B1和B2。另据报道,芋头中含甾醇、过氧化氢酶、胡萝卜素及维生素D2等。从不同生物材料中提取的淀粉有不同的化学组成和不同的颗粒形状、大小、糊化温度,淀粉糊又有其不同的性能而导致其在应用领域有不同的价值。玉米、小麦、大麦、大米、马铃薯等淀粉的特性、组成及应用均有较深入的研究。因芋头中含有一种既粘又滑的粘多糖将很小的淀粉颗粒包围,常规方法不易提取,故影响了其性能及应用的研究。因而本文着重研究芋头淀粉的提取工艺及一些特性,将有助于了解芋头淀粉的特性,对其应用具有一定的指导意义。1材料和方法1.1实验仪器和仪器DS-1型高速组织捣碎机(上海标本模型厂),TDL-4型低速台式离心机(上海安亭科学仪器厂),SY2-4电热恒温水浴锅(北京市医疗设备厂),200目标准检验筛(浙江上虞五四纱筛厂),1KW单联电炉(北京化玻联医疗器械有限公司),102型立鹤牌电热恒温干燥箱(山东潍坊精鹰医疗器械有限公司),YP202N电子天平(上海精密科学仪器有限公司),TG328B光学电子分析天平(长春计量仪器厂),烧杯等。1.2试剂的类型分析亚铁氰化钾,葡萄糖,次甲基蓝,无水硫酸铜酒石酸钾钠,盐酸,氢氧化钠,乙酸,醋酸铅,乙酸锌,淀粉酶,硫酸,过氧化氢,乙酸乙酯,甲醇等,以上试剂均为分析纯。2结果与分析2.1通过添加糊精采用图1所示流程,分别用10g、20g、30g、50g芋头做试验,淀粉产品率结果见表1。2.2通过测定芋头的性质2.2.1测定了淀粉和还原糖的含量采用直接滴定法测定还原糖及淀粉的含量,结果为还原糖含量2.42%(质量分数),淀粉含量43.85%(质量分数)。2.2.2点样的准备和吹干用氢氧化钡作沉淀剂,除去样液中的蛋白质和色素后过滤、浓缩,用毛细管吸取一定量样液,轻轻点于距层析板下端2.5cm处,每个样应有一定间隔,点样直径不超过2mm,点样量一般不宜大于5μg。将玻璃板上靠近样品的一端浸入展开剂(乙酸乙酯∶甲醇∶乙酸∶水=12∶3∶3∶2)中,展开至离上缘1～2cm时,取出层析板用吹风机吹干。喷洒乙醇溶液显色,吹干后在105℃烘箱中显色10min,均显示为一个黄色斑点,淀粉水解液和葡萄糖标准溶液的Rf值分别为0.83和0.835,可推测,芋头淀粉水解液中含有一种单糖—葡萄糖。2.2.3控制以有机碳为原料的含量采用食品成分的测定方法测定芋头淀粉中直链淀粉的含量,结果为直链淀粉含量14.95%(质量分数),支链淀粉含量85.05%(质量分数)。2.2.4淀粉糊化温度的测定将淀粉溶液在水浴中加热,不断搅拌,目测温度计读出淀粉糊化温度。以颗粒开始出现粘胶状为糊化温度开始,溶液全部透明为糊化结束温度,忽略少数异常的颗粒,测定3次,平均结果与其他淀粉比较列于表2。2.2.5温度对馒头淀粉颗粒溶解度的影响借鉴豌豆淀粉溶解度的测定方法,测定了不同温度下淀粉颗粒的溶解度,结果(表3)所示,芋头淀粉的溶解度随温度上升而增大,这一点与其他淀粉相似。2.2.6粉脱色试验芋头淀粉的颜色为灰色,这严重影响了产品的色泽和感官品质,本研究借鉴甘薯淀粉的脱色方法,选择H2O2的用量、脱色温度和脱色时间3个要素,通过正交试验设计探讨了芋头淀粉脱色的最优条件。每次取芋头淀粉0.4g,pH=11,进行脱色试验,各因素及水平列于表4中,结果列于表5中。比较40℃和50℃脱色后淀粉的白度相差不大,又考虑到能源问题,选择脱色温度为40℃,时间为1h,因为过量会破坏淀粉结构,所以用H2O2的浓度为4%(质量分数)进行试验,能使粗淀粉脱色,结果列于表6中。若将此工艺用于生产中,必须考虑到成本,则H2O2不能过量。本文试验了能使粗淀粉脱色的最小用量,试验结果表明,使用9ml脱色效果为62.5%,8ml以下仅起到糊化效果。3馒头淀粉芋头淀粉的糊化温度为68～80℃,是目前已有淀粉中糊化温度最高的一种,芋头淀粉糊化后冷热稳定性好,做饮料增稠剂和稳定剂会有很好的效果,也可将其用于固液粘合剂的研究。芋头粗淀粉脱色的最佳条件为:0.4g粗淀粉,需4%(质量分数)的H2O210ml,脱色温度为40℃,脱色时间为1h。因此可将脱色后的芋头淀粉用于造纸工业作纸张