林偉靜 曾志紅 鐘 葵 王 強 王 燕 周素梅

不同品種綠豆的淀粉品質(zhì)特性研究

林偉靜1曾志紅2鐘 葵1王 強1王 燕1周素梅1

(農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所1，北京 100193)
(重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所2，重慶 401329)

為研究綠豆淀粉品質(zhì)的品種變異性并從中篩選適宜加工的優(yōu)良品種，選取我國16個綠豆品種，從中提取淀粉，并對淀粉的基本組成、糊化及凝膠特性進行了對比分析。結(jié)果表明，不同綠豆品種的總淀粉、直鏈淀粉及抗性淀粉含量存在不同程度的差異，其中總淀粉差異最小(變異系數(shù)2．32%)、抗性淀粉最大(變異系數(shù)22．77%)，直鏈淀粉變幅為23．65%～34．08%。淀粉的糊化特性中，成糊溫度的品種間差異最小、破損值差異最大，變幅分別為66．8～72．1℃及4．5～46．5 BU。凝膠特性中，硬度、黏附性和咀嚼度的差異尤為顯著(變異系數(shù)＞40%)。在所選取的綠豆樣品中，中綠1號的淀粉易糊化，且淀粉糊的熱穩(wěn)定性強;鄭綠8號及中綠10號的淀粉易老化、凝膠硬度大、彈性好。

綠豆淀粉 品種 特性 糊化 凝膠

綠豆在我國已有兩千多年的栽培歷史，是我國主要食用豆類作物，且在全國大部分地區(qū)均有種植生產(chǎn)［1］。綠豆?fàn)I養(yǎng)豐富，含有蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維等多種營養(yǎng)素，作為我國傳統(tǒng)藥食兼用的食材［2］，有“食中佳品，濟世長谷”之美稱，其清熱、消暑、解毒、保肝等功能為人們所熟知。

淀粉是植物體中貯存的宏量營養(yǎng)素之一，是食物的重要組成部分，目前廣泛應(yīng)用于食品、造紙、紡織、精細化工、包裝材料制造等工業(yè)［3］。在淀粉的品質(zhì)特性中，黏度和凝膠性質(zhì)對其應(yīng)用影響最大，尤其是在食品加工中，不同產(chǎn)品類型對所添加的淀粉性質(zhì)要求可能有較大差別［4］。直鏈淀粉含量高的淀粉，具有成糊溫度高、成膠能力強、凝膠強度高等優(yōu)良性能，是制備粉絲、粉皮等的良好原料［5］，因而綠豆淀粉被認(rèn)為是制作粉絲最好的原料［6］。但是，淀粉容易老化，在飲料生產(chǎn)中容易產(chǎn)生凝沉現(xiàn)象，對產(chǎn)品的穩(wěn)定性有負(fù)面影響。

淀粉是綠豆中的主要成分，對綠豆品質(zhì)起著決定性作用。由于綠豆在我國廣泛種植，不同地區(qū)、品種間淀粉理化性質(zhì)的差異會影響綠豆的功能特性并最終影響其對產(chǎn)品的適用性［7］。目前國內(nèi)的綠豆加工主要以淀粉利用為主，對不同品種間綠豆淀粉營養(yǎng)品質(zhì)和功能特性的差異性研究較少，因此有必要對綠豆淀粉的品種差異性進行系統(tǒng)的研究。本研究收集了國內(nèi)16份綠豆主栽品種，對其中的淀粉品質(zhì)特性進行分析比較，旨在為綠豆遺傳育種、品質(zhì)改良和綠豆淀粉的開發(fā)利用提供理論依據(jù)和參考。

1 材料和方法

1．1 試驗材料

從全國綠豆主產(chǎn)地收集2010年產(chǎn)綠豆品種16個，樣品品種及來源如表1所示。

表1 試驗所用綠豆品種

總淀粉、直鏈淀粉測定試劑盒:愛爾蘭Megazyme公司。

1．2 儀器設(shè)備

U－3010紫外可見分光光度計:日本Hitachi公司;TA－XT2i物性測試儀:英國Stable Micro Systems公司;MVAG803202型微量快速黏度儀:德國Brabender GmbH食品儀器公司。

1．3 試驗方法

1．3．1 綠豆淀粉的制備

綠豆→粉碎→過60目篩→綠豆粉→去離子水調(diào)漿(料液比1∶15)→1 mol/L NaOH調(diào)pH 9．0→40℃攪拌20 min→過濾網(wǎng)(100目)→收集濾液→離心(3 000 r/min、15 min)→收集沉淀→洗滌沉淀至中性→干燥(50℃)→粉碎→綠豆淀粉

1．3．2 綠豆淀粉主要化學(xué)成分測定

參照GB 5497—1985，105℃恒重法測定籽粒水分含量;參照AOAC 996．11方法測定總淀粉含量;參照Megazyme Amylose/Amylopectin Assay Procedure測定直鏈淀粉含量;參照AOAC 2002．02測定抗性淀粉。

1．3．3 綠豆淀粉糊化特性測定［8］

向綠豆淀粉中加入適量蒸餾水將其調(diào)配成6%的淀粉乳，置于微量快速黏度儀測量筒中，30℃開始計時，以7．5℃/min的速率升溫至93℃，保溫5 min，再以7．5℃/min的速率冷卻至50℃，保溫2 min，測量時攪拌機轉(zhuǎn)速250 r/min。黏度計自動繪制一條隨時間和溫度變化的連續(xù)黏度曲線，根據(jù)曲線可得淀粉糊的起始成糊溫度、峰值黏度(升溫期間淀粉糊達到的最高黏度)、谷值黏度(在93℃保溫5 min后的黏度值)、破損值(峰值黏度與谷值黏度之差)、冷黏度(冷卻到50℃時的黏度值)和回生值(冷黏度與谷值黏度之差)，黏度單位為BU。

1．3．4 綠豆淀粉凝膠特性測定［9］

將5%的淀粉乳于沸水浴中加熱糊化20 min。趁熱將淀粉糊倒入鋁盒(φ4．0 cm×1．5 cm)中，加蓋密封，冷卻至室溫后于4℃冰箱中放置24 h。使用物性測試儀，選用P/0．5R圓柱探頭，采用2次下壓的TPA(Texture Profile Analysis)模式，測定凝膠的質(zhì)構(gòu)特性。設(shè)定參數(shù):測定前探頭速度2．0 mm/s，測定時速度0．8 mm/s，測定后速度2．0 mm/s，壓縮距離為10 mm，觸發(fā)類型自動，觸發(fā)力5．0 g，2次壓縮間隔時間5 s。根據(jù)TPA曲線(圖1)，可得硬度(峰1，單位為g)、黏聚性(面積2/面積1)、彈性(長度2/長度1)、黏附性(面積3，單位為g·s)和咀嚼度(硬度×彈性×黏聚性，單位為g)等淀粉凝膠特征性指標(biāo)。

圖1 典型TPA測定曲線

1．4 統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel進行數(shù)據(jù)整理，用DPS軟件包進行顯著性測驗和相關(guān)性分析，其中顯著性測驗采用t測驗，取α=0．05。測定重復(fù)次數(shù)n=3。

2 結(jié)果與分析

2．1 綠豆淀粉組成分析

不同綠豆品種來源的淀粉主要化學(xué)成分分析見表2。16個綠豆品種提取所得淀粉的純度均達到85%以上，其中白綠8號淀粉純度達92．98%。不同綠豆品種其淀粉的直鏈淀粉含量存在一定差異(CV∶9．32%)，平均達28．57%，直鏈淀粉含量最低和最高的品種分別是中綠1號(23．65%)和內(nèi)蒙明綠豆(34．08%)。另外，不同品種綠豆淀粉中抗性淀粉含量的差異較大，變異系數(shù)達22．77%，含量最高的品種為中綠1號，達18．78%。

注:除水分含量外所有指標(biāo)均以干基計。同一列數(shù)據(jù)后的不同字母代表0．05水平下差異顯著，下同

2．2 綠豆淀粉的糊化特性

根據(jù)淀粉糊化特性測定結(jié)果(表3)可知，不同品種綠豆淀粉所表現(xiàn)的糊化特性有所不同，其中以成糊溫度的差異最小，而破損值的差異最為明顯，變異系數(shù)分別為1．34%和32．61%。不同品種綠豆淀粉的成糊溫度整體差異不大，但最低的品種中綠1號成糊溫度僅66．8℃，顯著低于其他品種。峰值黏度、破損值最高的均為是吉綠8號(209．5 BU、46．5 BU)、谷值黏度最高的是白綠8號(173．0 BU)、冷黏度和回生值最高的是冀綠9號(290．0 BU、127．5 BU)，而除成糊溫度外各項指標(biāo)最低的均是河南毛綠豆。圖2為淀粉糊化特性具有代表性的冀綠9號、中綠1號和河南毛綠豆的黏度曲線。

表3 不同品種綠豆淀粉的糊化特性

圖2 綠豆淀粉黏度曲線

2．3 綠豆淀粉的凝膠特性

不同品種綠豆淀粉其凝膠特性存在著不同程度的差異(表4)，硬度、黏附性和咀嚼度的差異尤為顯著(CV＞40%)，其中黏附性的變異系數(shù)超過100%(115．55%)。綠豆淀粉凝膠的硬度變幅為27．95～173．50 g，平均值為89．92 g，彈性平均值為0．88。硬度、咀嚼度最高的品種均為鄭綠8號(173．50 g、53．92 g)，顯著高于其他品種(P＜0．05);彈性、黏聚性和黏附性最高的品種分別為中綠10號(0．97)、內(nèi)蒙明綠豆(0．51)和鄭綠10號(28．29 g·s)。除內(nèi)蒙明綠豆的黏附性最小外(0 g·s)，其余指標(biāo)均以河南毛綠豆最低，顯著低于其他品種(P＜0．05)，說明河南毛綠豆的凝膠特性最差。圖3為分別代表較高、中等、較低水平凝膠特性的河南毛綠豆、中綠1號和鄭綠8號的淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)圖。

圖3 綠豆淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)圖

表4 不同品種綠豆淀粉的凝膠特性

3 討論與結(jié)論

在淀粉組成中，直鏈淀粉較支鏈淀粉易老化而不易糊化，對淀粉的成糊溫度、黏度、膨潤力、回生性質(zhì)等影響較大，進而影響到綠豆及其制品的食用與加工品質(zhì)［10］。本研究中，直鏈淀粉含量最低是中綠1號(23．65%)，其成糊溫度僅為66．8℃，顯著低于直鏈淀粉含量較高的內(nèi)蒙明綠豆、07安－2、吉綠8號的70．2、72．1和71．2℃，即直鏈淀粉含量低的綠豆品種較含量高的易于糊化，與前人所得結(jié)論一致［6，10］。抗性淀粉是指在健康人體小腸中不能被消化但卻可在大腸中被微生物分解的淀粉及其降解物，對糖尿病和結(jié)腸癌具有預(yù)防和輔助治療效果［11］，因此篩選具有較高抗性淀粉含量的綠豆品種，對綠豆淀粉類功能食品的開發(fā)具有一定的作用，而本研究中抗性淀粉含量較高的品種為中綠1號和鄭綠8號。

在食品加工中，淀粉品質(zhì)特性的差異決定了其在不同類型產(chǎn)品中的應(yīng)用，其中以糊化和凝膠性質(zhì)影響最大，如高溫罐制食品，一般要求淀粉糊具有較好的熱穩(wěn)定性，冷凍食品要求淀粉的凍融穩(wěn)定性好，凝凍類產(chǎn)品則要求淀粉的膠凝能力強［4］。峰值黏度與谷值黏度之差稱為降落值或破損值，表示淀粉糊的熱穩(wěn)定性，破損值大表明淀粉易于降解，淀粉糊熱穩(wěn)定性差，變化小則淀粉糊的黏度熱穩(wěn)定性高，本研究中以河南毛綠豆的熱穩(wěn)定性最強，吉綠8號最弱;冷黏度與谷值黏度的差值反映淀粉糊的老化或回生的程度，也可表示冷卻時形成凝膠的強弱，回生值高即降溫時黏度上升快，說明淀粉糊在降溫時易于老化而形成分子間的氫鍵交聯(lián)［12］，冀綠9號回生值最高，即淀粉糊老化回生程度高，具有最強的凝膠性，同時鄭綠8號、吉綠3號和中綠10號也具有較高的回生值。另外，良好的淀粉凝膠性質(zhì)，還需具備持水性好、結(jié)構(gòu)緊密、富有彈性等特點，一般認(rèn)為凝膠硬度大、彈性好、咀嚼度高的淀粉凝膠品質(zhì)較好，鄭綠8號及中綠10號均符合以上要求。

淀粉作為粉絲、粉條的加工原料，火腿、午餐肉等肉制品加工的輔料，對其凝膠性質(zhì)要求較高，鄭綠8號及中綠10號淀粉的老化回生程度高，凝膠具有硬度大、彈性好、咀嚼度高等特性，適用于此類產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用。但若開發(fā)綠豆乳飲料，上述品種可能會因淀粉容易老化、發(fā)生凝沉現(xiàn)象則太適合。中綠1號因其淀粉容易糊化，淀粉糊熱穩(wěn)定性較強且不容易老化回生，相對可能較適宜飲料類產(chǎn)品的加工。

［1］成珊，沈群．不同品種和不同產(chǎn)地綠豆分離蛋白功能特性的研究［J］．食品科技，2009，34(9):148－153

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Study on Characteristics of Starch from Different Mung Bean Cultivars

Lin Weijing1Zeng Zhihong2Zhong Kui1Wang Qiang1Wang Yan1Zhou Sumei1
(Comprehensive Key Laboratory of Ago－Products Processing，Ministry of Agriculture Institute of Agro－Products Processing Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences1，Beijing 100193)
(Chongqing Academy of Agricultural Sciences，Institute of Agro － Products Storage＆ P rocessing2，Chongqing 401329)

In order to study the characteristics of starch from different mung bean cultivars，providing the basis for application of mung bean starch，and screening the suitable ones for processing，we collected 16 mung bean samples from the major production areas in China．The compositions，pasting and gel property of starches extracted from the samples mentioned above were compared．The results showed that，the contents of total starch，amylose and resistant starch demonstrated differences in varying degree，and the content of total starch had the lowest coefficient of variation(CV)，which was 2．32%．In contrast，resistant starch content had the largest variation among cultivars with the CV of 22．77%．And the amylose content varied from23．65%～34．08%．According to Brabender visoamylograph，the pasting temperatures of starches were similar，but the breakdown viscosities were significantly different，which varied from 66．80 to 72．15℃and from 4．00 to 45．50 BU respectively．Among the texture parameters of starch gel，the differences of hardness，adhesiveness and chewiness among different cultivars were significant(CV＞40%)．According to the results，the starch form Zhonglv No．1 was easily to paste，and had better thermal stability．On the contrary，the starches form Zhenglv No．8 and Zhonglv No．10 were easily to retrograde and form gels with strong hardness and springiness．

mung bean starch，cultivars，characteristics，pasting，gel

TS231

A

1003－0174(2012)07－0047－05

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項(2011ZW04－03B)

2011－09－16

林偉靜，女，1985年出生，碩士，功能食品

周素梅，女，1971年出生，副研究員，糧油深加工與功能食品