姜 歡，繆 銘，江 波

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無錫214122)

不同品種白果淀粉的理化性質(zhì)研究

姜 歡，繆 銘*，江 波

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無錫214122)

系統(tǒng)研究測定了不同品種白果淀粉的各種理化性質(zhì)。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室堿法提取大圓鈴、大梅核、佛指品種白果淀粉中直鏈淀粉含量分別為26.51%、31.82%與29.03%，淀粉碘復(fù)合物可見光吸收光譜的最大吸收波長為625nm，吸光度值排列大圓鈴>大梅核>佛指。白果淀粉顆粒多呈橢圓的卵形，少數(shù)圓形，且偏光十字明顯，顆粒粒徑在5～20μm。淀粉的膨脹度和溶解度均隨著溫度升高而增加，三種淀粉的體外模擬消化曲線基本相似，佛指白果淀粉糊的透明度、凍融穩(wěn)定性、凝沉性優(yōu)于大梅核與大園鈴白果淀粉糊。

白果，淀粉，品種，理化性質(zhì)

白果，又稱公孫樹子、銀杏果，是我國特有古老珍貴樹種——植物銀杏(Ginkgo biloba L.)除去肉質(zhì)外種皮的種子［1－5］。我國銀杏資源的擁有量占世界總量的70%，主要栽培在江蘇、山東、廣西、四川、河南、湖北、遼寧等地，優(yōu)良品種有大佛手、大梅核、大圓鈴等［2］。白果作為藥食兼用的干果，含有豐富的營養(yǎng)成分和特殊功能的微量活性物質(zhì)，一般組分為:蛋白質(zhì)6.4%、脂肪2.4%、碳水化物36%，鈣10mg、磷218mg、鐵1mg、胡蘿卜素320mg、核黃素50μg，以及多種氨基酸。臨床研究表明，白果性平、味甘，具有斂肺平喘、祛痰定喘、收斂除濕、高效廣譜殺菌、耐缺氧等功效［2－4］。目前，白果的食用方式除了炒食、烤食、煮食、配菜，還有開發(fā)成了蜜餞、罐頭、飲料和酒類等加工產(chǎn)品。淀粉是白果的主要成分，約占總質(zhì)量的60%～70%，可作為營養(yǎng)穩(wěn)定劑提供特性黏度、組織、黏稠等功能等。然而，目前有關(guān)不同品種白果淀粉性質(zhì)的系統(tǒng)研究卻鮮有報(bào)道。本文的目的就是開展不同品種的白果淀粉的性質(zhì)研究，為指導(dǎo)生產(chǎn)和開發(fā)白果淀粉的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

不同品種白果 購自江蘇泰興(佛指，簡稱A)、山東沂蒙山(大圓鈴，簡稱B)、廣西桂林(大梅核，簡稱C)等產(chǎn)地;馬鈴薯直鏈淀粉、胰淀粉酶 美國Sigma公司;馬鈴薯支鏈淀粉 美國Fluka公司;葡萄糖、氫氧化鈉、碘、碘化鉀、鹽酸等 分析純，中國醫(yī)藥集團(tuán)。

UV－1100型紫外可見分光光度計(jì) 北京瑞利分析儀器公司;721可見光分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司;XP－201透射偏光顯微鏡 上海蔡康光學(xué)儀器有限公司;501型超級恒溫水浴 上海實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 淀粉的分離 挑選個(gè)大飽滿的白果去殼后，加入適量的水于粉碎機(jī)粉碎后經(jīng)膠體磨打漿，勻漿反復(fù)幾次加水過濾，濾液靜置4～5h后傾去上清液;沉淀的淀粉用0.01mol/L的NaOH脫蛋白，然后反復(fù)水洗，40℃烘干，過100目篩即得白果淀粉。

1.2.2 直鏈淀粉含量的測定 以純馬鈴薯直鏈淀粉和支鏈淀粉以不同比例配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入碘液后在620nm比色，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)被測樣品的碘吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上確定對應(yīng)的直鏈淀粉含量。

1.2.3 淀粉－碘復(fù)合物可見光譜分析 以0.2mL碘的100mL蒸餾水稀釋液為空白樣于紫外可見分光光度計(jì)420～800nm的可見光波段作基線掃描，再分別取不同淀粉溶液樣品1mL于100mL容量瓶用蒸餾水稀釋，添加0.2mL碘顯色液后，定容至100mL，然后取樣于比色皿在紫外可見分光光度計(jì)420～800nm的可見光波段進(jìn)行掃描，得到吸收光譜圖。

1.2.4 偏光十字 取少許淀粉樣品灑于載玻片上，滴1～2滴蒸餾水使之均勻分散，蓋上蓋玻片后置于光學(xué)顯微鏡下觀察、拍照。

1.2.5 淀粉的生物可利用性 參照體外模擬消化條件［6］，將豬胰α－淀粉酶加入到預(yù)先調(diào)好pH的淀粉乳中，在37℃下水解0～120min，吸取一定的淀粉乳離心分析水解率。

1.2.6 溶解度和膨脹度 分別在90、85、80、75、70、65、60℃等不同的溫度水浴加熱并攪拌2.0%(w/w)淀粉乳30min，再以3000r/min離心20min，分離上層清液，烘干稱重為水溶淀粉重量，計(jì)算溶解度，下層為膨脹淀粉部分，由膨脹淀粉重量計(jì)算膨脹度。

溶解度(%)=水溶淀粉重/淀粉樣品重(干)×100%

膨脹度(%)=膨脹淀粉重/［淀粉樣品重×(100－溶解度)］×100%

1.2.7 淀粉糊的透明度、凍融穩(wěn)定性、凝沉性 糊的透明度:配制1.0%(w/w)淀粉糊后冷卻至室溫，取10mL于比色皿在620nm波長下測定淀粉糊的透光率。

糊的凍融穩(wěn)定性:配制6.0%(w/w)濃度淀粉糊，置于－15℃冰箱冷凍24h，取出室溫下自然融解，離心處理并計(jì)算出淀粉糊的析水率。

糊的凝沉性:配制6.0%(w/w)淀粉糊，冷卻至室溫稱取一定量的糊置于2℃冰箱中，24h后取出離心處理(3000r/min，15min)，以離心后水的質(zhì)量和淀粉糊的總質(zhì)量之比作為凝沉值。

2 結(jié)果與分析

2.1 直鏈淀粉含量測定

由表1可知，白果淀粉的直鏈淀粉含量大致在30%左右，這與Spence等［1］報(bào)道的結(jié)論基本一致，其中品種B大圓鈴含有31.82%的直鏈淀粉，為最大值，其次為品種C大梅核，最小的為品種A佛指，分析其差異化原因可能與栽培產(chǎn)地的環(huán)境因素密切相關(guān)。

2.2 淀粉－碘復(fù)合物可見光譜分析

圖1是白果淀粉－碘復(fù)合物的可見光吸收光譜，以不同品種白果淀粉做比較，來源于佛指、大圓鈴、大梅核品種的淀粉碘復(fù)合物的可見光吸收光譜的形態(tài)十分相似，都有最大吸收峰，但大圓鈴品種白果吸光度值最大，為0.103，最大吸收峰在625nm處;佛指白果淀粉吸光度值最小，為0.071，最大吸收波長也在625nm處。吸光度值的大小與直鏈淀粉的含量相關(guān)，可以得出與2.1一致的結(jié)論。

表1 白果淀粉中直鏈淀粉含量(%)

圖1 白果淀粉－碘復(fù)合物可見光吸收光譜

2.3 顆粒結(jié)構(gòu)及偏光十字

圖2 白果淀粉的偏光顯微照片(×800)

由圖2可知，在光學(xué)顯微鏡下可觀察到白果淀粉顆粒大小不整齊，主要為橢圓卵形，也有少部分小顆粒呈球形，有些顆?？梢姷搅芽p，其裂縫形狀不規(guī)則，可見到較明顯的輪紋有些類似樹木的年輪。白果淀粉顆粒的偏光十字非常明顯，形狀不規(guī)則，較小的圓形顆粒十字交叉在顆粒中央，較大橢圓顆粒的十字不規(guī)律。有的顆粒呈十字形，若干呈“X”形，出現(xiàn)中間盲區(qū)。

利用顯微鏡測微尺測量淀粉的長軸來表示淀粉粒的大小，白果淀粉顆粒的粒徑范圍為5～20μm，其中大圓鈴與大梅核品種白果淀粉的大顆粒淀粉較多，而佛指品種淀粉含有小顆粒淀粉。顆粒的大小是由遺傳因素決定的，它與淀粉的生物合成機(jī)理有關(guān)，淀粉粒的理化性質(zhì)與其顆粒大小也有關(guān)系［5］。

2.4 淀粉的溶解度和膨脹度

由圖3和圖4可知，白果淀粉樣品隨加熱溫度上升，膨脹度上升，同時(shí)淀粉的溶解度也增加，兩種白果淀粉在65℃時(shí)膨脹較小，在75～90℃時(shí)膨脹較快，存在一個(gè)初始膨脹階段和迅速膨脹階段，為典型的二段膨脹過程，屬限制型膨脹淀粉［7］。淀粉顆粒的膨脹是從相對松散的無定性區(qū)開始，然后是靠近結(jié)晶區(qū)的無定性區(qū)，最后是結(jié)晶區(qū)。因而，在不同時(shí)間，大圓鈴白果淀粉的膨脹度和溶解度均略低于佛指白果或大梅核白果淀粉。

圖3 不同白果淀粉的膨脹度

圖4 不同白果淀粉的溶解度

2.5 淀粉的酶解

從圖5可以看出，白果淀粉在前20min水解率逐漸增大，之后20～120min水解減慢。Englyst等［6］在體外模擬的條件下依據(jù)淀粉的生物可利用性將淀粉分為三類:易消化淀粉(RDS)，指那些能在小腸中被迅速消化吸收的淀粉(＜20min);慢消化淀粉(SDS)，指那些能在小腸中被完全消化吸收但速度較慢的淀粉(20～120min);抗性淀粉(RS)，指在人體小腸內(nèi)無法消化吸收的淀粉(>120min)。由圖5的結(jié)果可知，白果淀粉中RDS與RS含量較高，而SDS含量較少。α－淀粉酶水解是從酶吸附顆粒表面開始的，作用于較容易水解的無定形區(qū)，隨著水解的進(jìn)行，殘留的結(jié)晶區(qū)部分將限制α－淀粉酶的水解進(jìn)行［8］。同時(shí)，由2.1可知，大圓鈴白果的直鏈淀粉含量高于大梅核及佛指白果淀粉，從而導(dǎo)致這三種白果淀粉在同等條件下水解率不同。

圖5 不同白果淀粉的酶水解曲線

2.6 淀粉糊的性質(zhì)研究

從表2中可以看出，3種白果淀粉中佛指白果淀粉透明度較好，其原因可能是因?yàn)槠渲辨湹矸鄣暮坎桓撸@樣，使其直鏈淀粉－脂肪復(fù)合物的生成量也較少，從而提高了糊的透明度。同樣，佛指白果淀粉的凍融穩(wěn)定性優(yōu)于大圓鈴與大梅核品種淀粉，可能由于其黏度穩(wěn)定性好。大梅核品種白果淀粉的凝沉值比佛指與大圓鈴白果淀粉大，這是由于大梅核白果淀粉中含有的非淀粉物質(zhì)(蛋白質(zhì)和脂肪)含量高，使得回生后形成的凝膠塊強(qiáng)度比較弱，在離心作用下有較多的水分損失［8］?？傊?，佛指白果淀粉糊的性質(zhì)優(yōu)于其他兩種白果淀粉。

表2 白果淀粉糊的性質(zhì)

3 結(jié)論

白果淀粉的直鏈淀粉含量大致在30%左右，其中大圓鈴>大梅核>佛指;不同品種白果淀粉－碘復(fù)合物具有相似形態(tài)的可見光吸收光譜，最大吸收波長都為625nm，吸光度值:大圓鈴>大梅核>佛指;白果淀粉顆粒大小不整齊，多呈橢圓的卵形，少數(shù)呈球形，有些顆粒可見到裂縫，其裂縫形狀不規(guī)則，可見到較明顯的輪紋有些類似樹木的年輪。顆粒的偏光十字非常明顯，形狀不規(guī)則，較小的圓形顆粒十字交叉在顆粒中央，較大橢圓顆粒的十字不規(guī)律。有的顆粒呈十字形，若干呈“X”形，出現(xiàn)中間盲區(qū)。隨加熱溫度上升，白果淀粉的膨脹度上升，同時(shí)溶解度也增加，而且三種淀粉屬于限制型膨脹淀粉。白果淀粉酶解時(shí)，在前20min水解率逐漸增大，之后水解減慢，120min時(shí)水解率達(dá)到最大值。根據(jù)淀粉透明度、凍融穩(wěn)定性、凝沉性可推知佛指白果淀粉糊的性質(zhì)優(yōu)于大梅核與大園鈴白果淀粉。

［1］Spence K E，Jane J.Chemical and physical p roperties of ginkgo(Ginkgo biloba)starch［J］.Carbohydrate Polymers，1999，40:261－269.

［2］丁之恩.銀杏［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1997:25－37.

［3］楊貴蘭.銀杏的藥用價(jià)值及栽培技術(shù)［J］.藥用植物，2004(7):22－23.

［4］張衛(wèi)明，吳國榮，趙伯濤.銀杏種仁保健功能的研究［J］.南京師大學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1998，21(3):72－74.

［5］敖自華，王漳，許時(shí)嬰.銀杏淀粉特性的研究［J］.食品科學(xué)，1999(10):35－39.

［6］繆銘，江波，張濤.淀粉的慢消化性能與酶水解速率研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34(8):140－142.

［7］A － C Eliasson.Starch in food:Structure，function and applications［M］.Cambridge: Woodhead Publishing Limited，2004.

［8］二國二郎.淀粉科學(xué)手冊［M］.王薇青等譯，北京:中國輕工業(yè)出版社，1990.

Physicochemical properties of starch from Ginkgo biloba L.cultivars

JIANG Huan，MIAO Ming*，JIANG Bo
(State Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

The physicochemical properties of different varieties of Ginkgo biloba L.starch were systematically studied.The amylose content of Dayuanlin，Dameihe and Fozhi starch were 26.51%，31.82%and 29.03%，respectively.The compound of Ginkgo biloba L.starch with iodine had the maximal bsorbance at the 625nm，the absorbance followed the order:Dayuanlin>Dameihe>Fozhi.Most of the granules are oval olivary shape，others are spherical.Obvious birefringence also were observed and the diameter of granule size ranges were from 5 to 20μm.The swelling power and solubility enhanced when the temperature rise.In vitro enzyme hydrolysis course of three starches were similar.The transparency，freeze－thaw stability and degree of retrogrdation of Fozhi starch were better than Dayuanlin or Dameihe starch.

Ginkgo biloba L.;starch;variety;physicochemical properties

TS235.4

A

1002－0306(2011)06－0182－04

2010－08－10 *通訊聯(lián)系人

姜?dú)g(1989－)，女，本科生，研究方法:功能性碳水化合物。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20976073);江蘇省自然基金創(chuàng)新學(xué)者攀登項(xiàng)目(BK2008003);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(JUSRP10930);江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室目標(biāo)導(dǎo)向資助項(xiàng)目(SKLF－MB－200804)。