酸漿法改善澱粉的冬粉加工適性機制研究

《酸漿法改善澱粉的冬粉加工適性機制研究》是依託西南大學，由葉發銀擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：酸漿法改善澱粉的冬粉加工適性機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：葉發銀
• 依託單位：西南大學

項目摘要

澱粉預處理方式直接影響著冬粉的品質。酸漿法是我國冬粉製作工藝中經典的澱粉預處理方式，在澱粉的分離純化和澱粉的冬粉加工適性提升等方面最具優勢，但是存在操作憑經驗、生產周期長，產品質量受原料、季節和地理環境因素干擾大等問題，而且酸漿提升澱粉特性及冬粉品質的相關機理至今仍不明確，制約了該傳統工藝的現代化進程。本項目主要對酸漿改變澱粉物性的作用機制以及澱粉物性變化與其冬粉加工適性的改善相互關係進行研究。通過對比研究酸漿法與旋流法製取澱粉的組成、結構差異，以及按照統一方法生產的冬粉的品質差異，並將這兩種差異進行關聯分析，明確澱粉的冬粉加工適性關鍵指標，通過比較酸漿中各組分對澱粉冬粉加工適性的貢獻以確定關鍵組分，並進一步對酸漿關鍵組分的作用方式進行探討，研究將揭示酸漿法提升澱粉的冬粉加工適性的科學原理，以期為建立現代化的酸漿法工藝提供支撐，同時為調控澱粉及其製品的品質提供新的途徑和方法。

結題摘要

本項目通過對比研究澱粉在酸漿處理過程中組分結構和理化性質的變化，明確了酸漿關鍵組分改善澱粉的冬粉加工適性的作用方式，主要結論如下：（1）自然酸漿發酵處理使甘薯澱粉製作的冬粉的結晶度明顯提高，5.6º（2θ）衍射峰增強，冬粉糊化焓增加；同時使冬粉的復水速率增大，但冬粉的膨潤度不受影響；發酵處理使煮熟冬粉冷卻過程中回生速度加快，放涼冬粉的不透明度、硬度、膠著性和咀嚼性增加，表明自然酸漿發酵可改善冬粉的烹飪和食用品質。（2）甘薯澱粉顆粒的粒度、結晶度、近程有序程度等特徵參數未受自然酸漿影響，但發酵導致表觀直鏈澱粉及蛋白質含量下降，灰分增加，澱粉分子的Mw下降，支鏈澱粉分子的短側鏈占比增加，平均鏈長降低，發酵過程澱粉降解遵循內切型模式。發酵還導致了澱粉糊化溫度範圍變窄，澱粉糊的回生率增加，這對冬粉的熟化成型有利。（3）以冬粉工廠採集的自然酸漿為發酵劑製備人工酸漿，處理甘薯澱粉乳後分離出澱粉。酸漿侵蝕了澱粉顆粒表面，大幅改變了澱粉的糊化特性。酸漿微生物通過代謝產生澱粉酶和酸類物質來對澱粉進行作用，從而導致澱粉結構及物性改變。從中分離鑑定了醋酸桿菌屬、葡萄糖醋酸桿菌屬和芽孢桿菌屬的8種產澱粉酶微生物。研究發現澱粉凝膠特性變化與水解圈存在一定關聯性，但中等水解酶活性的獨具增加凝膠強度的能力。（4）採用改善凝膠特性明顯的三株菌分別發酵甘薯澱粉，觀測澱粉結構、物性及其冬粉品質的變化。發酵體系pH在最初5d快速下降，10d後穩定維持在pH3.7左右；發酵過程未監測到微生物對澱粉顆粒的粘附現象。發酵降低了直鏈澱粉含量，澱粉顆粒表面被侵蝕，但未改變澱粉的結晶型，結晶度沒有發生變化。發酵使甘薯澱粉的支鏈澱粉分子發生了較大變化，特別是中長側鏈和平均鏈長增加。這些變化導致了凝膠硬度和內聚性增大，澱粉老化能力提升，冬粉的咀嚼性大幅增加。該研究為酸漿引起澱粉結構及加工性能變化提供了實驗證據，也為調控冬粉的品質提供了新方法。