地瓜淀粉品质特性改良的影响研究

王秀菊，刘石雪，袁 韵

（山东中科新锐检测检验有限公司，山东临沂 276700）

我国为地瓜种植大国，年产量约1.5亿t。地瓜营养丰富，每100 g含糖类29.5 g，蛋白质1.8 g，脂肪0.2 g，钙18 mg，胡萝卜素1.31 mg，地瓜中赖氨酸含量丰富，还含有大量黏液蛋白及膳食纤维，与米面搭配食用，机体蛋白质组成会更全面[1]。传统地瓜淀粉提取多为酸碱共用工艺，淀粉外其他营养成分都被除去，原材料浪费严重。试验采用湿热处理、乳酸处理、植物乳杆菌发酵处理3种不同改良方法对地瓜淀粉进行处理，分析3种不同处理方法下地瓜淀粉品质的变化。

1 材料及方法

1.1 原料

地瓜淀粉，山东华强农业科技发展有限公司提供；乳酸，山东百盛生物科技有限公司提供；植物乳杆菌，无敌珍康生物科技有限公司提供。

1.2 设备仪器

生化培养箱，上海博迅实业有限公司产品；多功能搅拌机，浙江苏泊尔生活电器有限公司产品；生物显微镜，奥林巴斯株式会社产品；快速黏度测定仪，吉林普锐特科技有限公司产品。

1.3 淀粉处理方法[2]

1.3.1 湿热处理

在105℃用恒质量法对淀粉水分含量进行测定，随后取50 g淀粉置于三角瓶内，水分质量分数定为22%，室温下使用塑料膜密封一夜，随后将其置于115℃烘箱反应2 h，冷却后置于40℃环境下干燥，干燥后粉碎机粉碎，过100目筛，取样待测。

1.3.2 乳酸处理

300 mL三角瓶中加入蒸馏水150 mL，0.5%食用级乳酸，50 g地瓜淀粉，密封后置于摇床，于50℃条件下以转速160 r/min离心48 h，随后用4%NaOH将反应终止，以转速3 000 r/min离心20 min，离心3次后，将上清液弃去，置于40℃环境下干燥；干燥后用粉碎机粉碎，并过100目筛，取样待测。

1.3.3 乳酸菌发酵处理

300 mL三角瓶中加入已灭菌处理的150 mL MRS液体培养基，50 g地瓜淀粉，在37℃室温下发酵3 d，随后用4%NaOH将反应终止，以转速3 000 r/min离心20 min，离心3次后，将上清液弃去；置于40℃环境下干燥，干燥后用粉碎机粉碎，并过100目筛，取样待测。

1.4 淀粉糊化特性的测定[2]

将3 g样品加入快速水分测定仪专用铝盒内，然后加入水量定量25 mL，用搅拌器将样品搅拌均匀，然后放入仪器中进行测定。采用升温/降温循环，糊化程序；于50℃条件下保持1 min，4 min内加热至95℃保温5.5 min，4 min内冷却至50℃保持4 min。另外，旋转浆在起始10 s内旋转速度为960 r/min，之后保持160 r/min至结束。

2 结果与分析

2.1 淀粉颗粒表观结构

原地瓜淀粉在扫描电镜下呈圆形，表面光滑，无裂痕及凹凸不平，仅有少量形状不规则，颗粒间相对独立。发酵处理后部分淀粉颗粒的表面出现了裂纹，有些表面出现孔洞，有些凹凸不平[3]。乳酸处理后的淀粉仅个别表面出现细小裂纹，表面无凹陷。湿热处理后淀粉表面状态同原地瓜淀粉相比没有显著差别，证实湿热处理不会影响地瓜淀粉颗粒表观结构。

2.2 淀粉糊化特性

不同改良方法下地瓜淀粉糊化特征值（cP）见表1。

由表1可看出，不同改良处理的淀粉与原地瓜淀粉相比，糊化特征值有显著差异，峰值黏度、衰减值有不同程度降低，而回生值有不同程度增加，湿热处理淀粉、乳酸菌发酵处理淀粉谷值黏度高于原地瓜淀粉，而乳酸处理淀粉谷值黏度低于原地瓜淀粉；湿热处理淀粉、乳酸菌发酵处理淀粉最终黏度高于原地瓜淀粉，而乳酸处理淀粉最终黏度低于原地瓜淀粉。

表1 不同改良方法下地瓜淀粉糊化特征值（cP）

发酵处理后表面不规则是因为乳酸杆菌发酵产物中所含有的酶及酸会让淀粉损伤，淀粉内部物质溶出，使得淀粉颗粒更为不规则。地瓜淀粉颗粒强度大，乳酸处理后，淀粉颗粒即使水解出现空隙也不会塌陷，即使经过湿热处理也不会改变淀粉颗粒表观结构。

湿热处理后，原地瓜淀粉分子链被降解，淀粉内直链淀粉的含量增加，因此加热之后黏度会变小，峰值黏度降低。乳酸发酵后，原地瓜淀粉内蛋白质被溶出，蛋白质在淀粉分子外包裹，颗粒内空间位阻变大，抗剪切力下降，淀粉糖化使得淀粉峰值黏度出现了下降[4]。衰减值反映的是淀粉在加热时的稳定性，淀粉衰减值越大，淀粉颗粒稳定性越差，加热搅拌时越容易被破坏[5]。对原地瓜淀粉进行不同改良后，淀粉衰减值有不同程度降低，这种改性处理中，地瓜淀粉支链淀粉水解，直链淀粉含量相对上升，淀粉剪化稀化相关。回生值反映的是淀粉糊化之后老化回生的速度，淀粉的回生值越高，越容易老化。不同改性处理后，淀粉直链淀粉溶出增多，因此改良后的地瓜淀粉回生值都高于原地瓜淀粉。

3 结论

同原地瓜淀粉相比，乳酸处理、植物乳杆菌发酵处理下淀粉颗粒结构表面出现了不同程度破坏，湿热处理淀粉颗粒表面结构无显著变化。3种改良方法下淀粉峰值黏度、衰减值有不同程度降低，回生值有不同程度升高，淀粉糊化特性改变，而湿热处理工艺简单，操作无污染，改良后地瓜淀粉性质更优良。