余世锋*，刘金玲，李冬秋，王岩，宫春宇，郑喜群

 齐齐哈尔大学食品与生物工程学院（齐齐哈尔161006）

摘要  以红小豆和红花豆为研究对象，分析比较了两种淀粉的化学组成、颗粒形状、结晶性质、热性质及回生性质。SEM结果表明，大颗粒红小豆和红花豆淀粉大颗粒成肾状或卵形，小淀粉颗粒成球形；XRD试验结果表明’红小豆和红花豆淀粉结晶类型为A型，结晶衍射峰20角均在15．00，17．00，19．00和22.80左右；DSC扫描结果表明，红小豆和红花豆淀粉的熔点温度分别为62.12℃±0.29℃和62.17 ℃±0.22℃，峰值温度分别为68.87℃±0.22℃和68.76℃±0.31℃，糊化焓变值分别为11.73±0.62 J/g和14.63 J/g。回生试验结果表明，红小豆和红花豆淀粉凝胶在4℃贮藏期间，回生淀粉熔点和峰值随时间延长而下降，回生焓变随时间延长而增长，红小豆和红花豆淀粉凝胶在7d时重结晶过程基本结束，且与直链淀粉含量相关。因此，在工业应用中可以通过测定淀粉热性质来预测其用途，也可通过控制淀粉基食品中直链淀粉比例加速或抑制淀粉基食品老化过程，进而提高淀粉基食品的食用价值。

关键词  淀粉；红小豆：红花豆；颗粒；热性质；老化

  红小豆和红花豆是东亚等国重要的食物资源。豆沙( Bean paste)广泛应用于豆沙包、蛋糕、月饼及果酱食品中。由于淀粉是豆沙最主要成分，豆沙的食用品质与豆淀粉的性质密切相关。因此，豆淀粉的性质方面的研究可为豆类产品的可发提供理论依据。近年来，国内外有一些学者关注过红小豆和红花豆类淀粉性质的研究。研究发现发芽会对红花豆淀粉颗粒表面结构有影响，红花豆中抗性淀粉含量高达9%～10%，处理过程如浸泡、蒸煮都会改变红花豆淀粉消化特性，而且红花豆中其它成分也会影响红花豆淀粉性质。另外，红小豆淀粉粉丝与绿豆粉丝品质有差别，可能由于绿豆与红小豆淀粉性质差异所致。因此，不同豆类淀粉特性决定了其不同用途。然而，红小豆和红花豆淀粉性质比较方面研究较少，红花豆和红小豆淀粉性质仍不十分清楚，这影响红花豆和红小豆淀粉基食品（如豆沙、豆饼和粉丝等）的开发。因此，通过比较红小豆和红花豆淀粉性质，有望为红花豆和红小豆淀粉基产品开发提供理论

参考。

1  材料与方法

1.1材料与试剂

 红小豆和红花豆淀粉均采用亚硫酸氢钠浸泡法制备。氢氧化钠、亚硫酸氢钠、碘、碘化钾、无水乙醇、冰乙酸等化学试剂均为分析纯。

1.2仪器与设备

 DSC Q20差示扫描量热仪：美国TA公司；TW80Ⅱ万能粉碎机：天津能斯特公司；TG-16型台式离心机：上海安亭科学仪器厂；BCD-228F型电冰箱：青岛海尔股份有限公司。

1.3方法

1.3.1淀粉的制备

 豆类淀粉的制备采用亚硫酸氢钠浸泡法。采用万能粉碎机把豆子粉碎成100目豆粉，然后按1：4（质量比）加入0.16%亚硫酸氢钠，在室温下浸泡18 h。然后，采用组织捣碎机将浸泡过的豆粉溶液捣碎（高速，2 min），匀浆过200目筛去除粗粒，离心沉淀匀浆液(3 000 r/min，15 min)，去除上清液，刮掉表面黑色物质，沉淀加入蒸馏水，制成淀粉浆，重新离心，至少重复三次至沉淀为白色为止，将沉淀转移至干燥皿，40℃干燥24 h，过100目后密封保存备用。

1.3.2水分含量的测定

 淀粉水分含量根据GB/T 12087-2008测定，1 30℃烘干至衡重。

1.3.3直链淀粉含量的测定

 淀粉中直链淀粉含量根据GB 7648-87中方法测定。

1.3.4淀粉颗粒形貌测定

 根据方法对淀粉颗粒测定：均匀把淀粉颗粒分散于双面胶上，固定，喷金，电镜扫描（日

立S-4300），电压8.0～20.0 kV。

1.3.5结晶性质测定

 淀粉颗粒结晶性质采用文献[10]中方法测定。X-ray衍射仪（理学公司Rint-2000 type），电压40 kV、电流30 mA，20为50～600，扫描速度为8.0 0 /min。

1.3.6热性质的测定

  采用差示扫描量热仪( DSC Q20，TA)测定淀粉的热性质。称取3.0 mg（干基）淀粉样品，放于铝制坩埚，按质量比1：2比例加入去离子水，压盖密封后，置于室温隔夜平衡后测定。扫描温度范围为20℃～150℃，扫描速率为10℃/min。样品主要融化温度在30℃~90℃范围内（在120℃～150℃范围内有融化峰，试验不予计算），计算出30℃~90℃范围内淀粉热特征参数熔点( Onset)和熔化峰值(Peak)温度及糊化焓变值（△H，J/g）。每个样品重复三次，结果取平均值。

1.3.7  回生性质的测定

  淀粉回生性质采用方法测定。经差示扫描量热仪( DSC Q20，TA)扫描后的铝坩埚，放入4

℃±1℃冰箱，分别放置不同时间，定时取出并于室温下平衡0.5 h后，采用差示扫描量热仪(DSC Q20，TA)进行扫描，扫描温度范围为20℃～150℃，扫描速率为10℃/min。计算出40℃～70℃范围内淀粉凝胶回生特征参数熔点和熔化峰值温度及回生热焓变值（△H，J/g）。每个样品重复三次，结果取平均值。

1.4数据分析

 采用Origin 7.0软件进行绘图和SPSS 19.0统计分析。

2结果与分析

2.1化学组成

 红花豆和红小豆淀粉的主要化学组成如表1所示。红花豆和红小豆淀粉的直链淀粉含量分别为29.56%和35.60%；红花豆和红小豆淀粉的水分含量分别为6.68%和7.13%，红花豆和红小豆淀粉的水分含量相近；红花豆和红小豆淀粉的蛋白质含量分别为0.35%和0.31%，无显著性差异(p<0.05)；红花豆和红小豆淀粉的脂肪含量分别为0.09%和0.11%，红花豆和红小豆淀粉中脂肪含量无显著性差异。红花豆和红小豆淀粉的化学组成与绿豆淀粉及豌豆淀粉均有差异。豆类淀粉的化学组成差异导致了豆类淀粉在食品工业中不同的用途。

 红小豆和红花豆淀粉颗粒形貌如图1所示。从图1可知，大红小豆和红花豆淀粉大颗粒成肾状或卵形，小淀粉颗粒成球形。红小豆和红花豆淀粉颗粒形貌与绿豆淀粉相似。然而，红小豆和红花豆淀粉颗粒形状与玉米颗粒有差异，这可能是由于基因不同所致，而且淀粉颗粒性状不同，也导致了淀粉不同用途。但是，淀粉颗粒性状与淀粉性质之间的关系目前仍不清楚，仍需深入研究。

2.3淀粉颗粒结晶特性

红小豆和红花豆淀粉颗粒结晶特性如图2所示。

从图2可知，红小豆和红花豆淀粉结晶类型为A型，结晶衍射峰20角均在15.00，17.00，190和22.80附近。红小豆和红花豆淀粉结晶类型与绿豆淀粉一致均为A型，衍射峰强度相近。由此可以推测淀粉颗粒的A型结晶类型与支链淀粉双螺旋紧密程度相关。

2.4淀粉热性质

  红小豆和红花豆淀粉的热特征参数如表2所示。

由表2可知，红小豆和红花豆淀粉的熔点温度分别为62.12℃±0.29℃和62.17℃±0.22℃，峰值温度分别为68.87℃±0.22℃和68.76℃±0.31℃；糊化焓变值分别为11.73±0.62 J/g和14.63 J/g。红小豆和红花豆淀粉的的糊化焓变值间差异显著性，可能是由于红小豆淀粉直链淀粉含量较高，颗粒结晶度高，颗粒崩解需要更多的热能，因此糊化焓变较高。试验结果一致。然而，从表1数据可知，红小豆和红花豆淀粉的糊化熔点和峰值温度相近，与直链淀粉含量不成线性相关，可能是由于分子结构不同所致。

 豆类淀粉的热特性温度和峰值与淀粉分子结构等因素有关，而糊化焓变与直链淀粉含量成相关性，由于红小豆和红花豆淀粉热特性相近，通常作为豆沙包的豆馅而应用，而豌豆则不易为豆沙馅。因此，在淀粉深加工中可以根据淀粉热特性来判断其用途，进而可指导淀粉基食品实际生产加工。

2.5回生性质

2.5.1不同种类淀粉的回生特征熔点和峰值温度比较

 红小豆和红花豆淀粉的凝胶在4℃贮藏过程中的回生熔点和峰值温度如图3所示。从图3可知，回生（或老化）的红小豆和红花豆淀粉的熔点和峰值温度在起始的0～7 d内显著下降，在7~14 d内，随贮藏时间延长淀粉熔点和峰值温度差异不显著，这可能是由于贮藏初期淀粉分子迅速重聚，随着时间延长淀粉分子重聚基本完成，熔化温度趋于恒定。结果说明红小豆和红花豆淀粉凝胶在7d时重结晶过程基本结束，贮藏初期淀粉的熔点迅速下降，可能是由于直链淀粉迅速结晶形成晶核，促进了淀粉重结晶的发生所致。4℃贮藏过程中，红小豆和红花豆淀粉凝胶的特征温度变化趋势与绿豆淀粉及豌豆淀粉回生过程基本一致。由此可以推测豆类淀粉在4℃贮藏7d回生过程基本完成，也就是说含有较高水分的淀粉基食品4℃冷藏7d其食用品质及口感因老化而降到最低值。

2.5.2淀粉回生焓变比较

  在4℃贮藏过程中，红小豆和红花豆淀粉凝胶的回生焓变如图4所示。从图4可知，红小豆和红花豆淀粉凝胶的回生焓变值在起始的0～7 d内显著增长，在11～14 d内随贮藏时间延长淀粉回生焓变值差异不显著。

 红小豆淀粉回生焓变高于红花豆淀粉，说明直链淀粉含量影响淀粉回生焓变值和回生过程，这可能是由于直链淀粉含量高易于形成晶核，进而促进淀粉重结晶的发生所致。而且，淀粉回生过程与直链淀粉含量成相关性。因此，通过控制淀粉中直链淀粉比例可有效控制淀粉基食品回生过程，进而控制冷藏过程中淀粉基食品的食用品质。

3结论

  1)红小豆和红花豆淀粉大颗粒成肾状或卵形、小颗粒成球形。红小豆和红花豆淀粉结晶类型为A型，结晶衍射峰2θ角均在15.00，17.00，19.00和22.80左

右。DSC扫描结果表明，红小豆和红花豆淀粉的熔点温度分别为62.12℃±0.29℃和62.17℃±0.22℃，峰值温度分别为68.87℃±0.22℃和68.76℃±0.31℃，糊化焓变值分别为11.73±0.62 J/g和14.63 J/g。

  2)红小豆和红花豆淀粉凝胶(淀粉与水质量比1：2)4℃贮藏期间，回生淀粉的熔点和峰值随时间延长而下降，回生焓变随时间延长而增长。DSC扫描结果表明，红小豆和红花豆淀粉凝胶在7d时重结晶过程基本结束，且直链淀粉含量与淀粉回生焓变值呈相关性。因此，在工业应用中可以通过测定淀粉热性质来预测其用途，也可通过控制淀粉基食品中直链淀粉比例加速或抑制淀粉基食品老化（回生）过程，进而提高淀粉基食品的食用品质。