淀粉是高分子碳水化合物,天然存在的多糖类,由两种多糖分子组成,即直链淀粉和支链淀粉,一般情况下,两者的比例相当稳定,大多数谷类淀粉含直链淀粉在20-30%之间。由于分子内氢键的作用,直链淀粉的链发生卷曲,能与一些有机或无机的基团进行络合,如碘、二甲基亚砜、脂类、酒精和香味混合物等形成螺旋状复合物,复合物的形成导致了淀粉的粘滞性、质构性和热特性指标发生变化,而这些特性的变化都与其微观结构的变化密切相关。本研究首先利用碱法去除米粉中的蛋白质,获得较纯的稻米淀粉;随后研究了不同直链淀粉含量的稻米淀粉同脂肪酸复合规律;不同稻米品种间复合物黏滞性、质构性和热特性指标的差别;主要结论如下:
(1)采用正交试验分别考察NaOH浓度、固液比、浸泡时间三个因素对蛋白质除去率和淀粉得率的影响,得到碱提取淀粉的最佳工艺:NaOH浓度为0.3%,固液比为1∶4,浸泡时间为2h,蛋白质含量最低为0.443%,淀粉得率为74.0%。
(2)淀粉-脂类复合物的制备:依据稻米淀粉添加脂肪酸后在620nm处吸光度的差异,来表示淀粉和脂肪酸的复合程度。研究表明,不同直链淀粉含量的稻米淀粉可以与油酸、硬脂酸发生不同程度的复合。与油酸相比,硬脂酸更易与淀粉结合形成复合物,在同一添加量下,硬脂酸与稻米淀粉形成复合物数量大于油酸。随着脂肪酸用量的增加,稻米淀粉与油酸、硬脂酸复合量增大,吸光度减小,复合指数变大。
(3)用快速粘度仪测定不同直链淀粉含量(AC)的稻米淀粉的黏滞谱,结果显示根据RVA谱的主要特征值消减值和崩解值,可以区分出稻米样品的AC高低,就是AC相仿的品种之间的粘滞特性的差异也可区分开,并且这种差异与稻米食用品质有密切的关系,因而可根据RVA谱黏滞特性判断稻米样品食用品质的优劣。脂肪酸的加入有利于淀粉-脂类复合物的形成,并对黏滞性指标产生显著的影响,结果表明,随着脂肪酸浓度的增加,最终粘度(FV),回生值越大,呈正相关;脂肪酸浓度增加,崩解值有变小的趋势。
(4)用质构仪(TPA)测定不同直链淀粉含量(AC)的稻米淀粉的质构参数,结果显示:AC含量越高,稻米淀粉的硬度、粘结性及咀嚼度越大;AC含量越高,稻米淀粉的粘附性越小(粘附性为负值,绝对值表示其大小)。淀粉-脂类复合物的生成,随着脂肪酸浓度的增加,硬度、粘结性和咀嚼度变大,呈显著性相关;脂肪酸添加浓度与粘附性呈显著负相关。
(5)用差示扫描量热仪(DSC)测定不同AC含量稻米淀粉以及添加不同浓度脂肪酸后稻米淀粉的热力参数。结果表明,AC含量与热焓呈显著性负相关。脂肪酸对籼米淀粉的热力学性质有显著影响,油酸的添加加速了淀粉颗粒分子排列的无序化进程,使糯米淀粉的糊化起始温度、峰值温度以及糊化焓减小;硬脂酸由于吸热温度范围与稻米淀粉复合物糊化温度范围部分重合,表现为糊化焓值随硬脂酸用量增加而显著增大。