※基础研究食品科学；2011,Vol.32,No.13；131；生姜淀粉的基本性质；李媛，乔旭光*；(山东农业大学食品科学与工程学院，山东泰安271；摘要：研究生姜淀粉糊的相关性质；PropertiesofGingerStarch；LIYuan，QIAOXu-guang*；(CollegeofFoodScienceand；Abstract：Thepresen
※基础研究食品科学
2011, Vol. 32, No. 13
生姜淀粉的基本性质
李 媛，乔旭光*
(山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安
要：研究生姜淀粉糊的相关性质。结果表明：生姜淀粉中直链淀粉含量为27.47%，糊化温度为84.98℃；随着淀粉乳质量分数、淀粉乳pH值的增加，淀粉糊黏度增大；随着剪切速率的增加，存在剪切稀化的现象；淀粉糊溶解度、膨胀度均较小，且都随着温度的增加而增加；透明度为8.20%；具有触变性；凝沉体积为73%；冻融稳定性不强，蔗糖添加量较大时能增强生姜淀粉糊的冻融稳定性。关键词：生姜；淀粉；性质
Properties of Ginger Starch
LI Yuan，QIAO Xu-guang*
(College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an
271018, China )
Abstract：The present study was conducted to investigate properties of ginger starch. The results showed that the amylasecontent of ginger starch was 27.47% and the pasting temperature 84.98 ℃. Ginger starch paste revealed an increase in itsviscosity as its concentration and pH increased. Thinning behavior and thixotropy were observed with increasing shear rate.Both solubility and swelling power of ginger starch paste exhibited a low value, which increased with increasing temperature.The transparency and sedimentation volume of ginger starch paste were 8.20% and 73%, respectively. Poor freeze-thawstability was found for ginger starch paste and the addition of large amounts of sucrose could enhance its freeze-thaw stability.Key words：ginger；starch；properties
中图分类号：S632.5
文献标识码：A
文章编号：11)13-0131-05
生姜(Zingier officinal Rose)，具有抗氧化、降低胆固醇、抗炎、抗微生物、抗肿瘤、抗运动病、降血糖等作用[1]。民间也有“冬吃萝卜夏吃姜，不劳医生开药方”的说法。正是由于生姜的这些药理功能，目前市场上已出现姜汁、姜芽、姜片、姜酒、姜脯、姜粉、姜糖等多种产品。姜中含有少量的挥发油、脂肪、辛辣素、蛋白质、维生素、淀粉和矿物元素等，其中淀粉含量占姜干质量的40%～60%[2]。但很多厂家在生产生姜饮料时直接将生姜淀粉作为沉淀滤掉，从而造成资源的浪费。迄今为止，关于生姜淀粉性质的研究还鲜见报道。本实验对生姜淀粉的相关性质进行初步研究，以期为生姜淀粉的综合利用提供参考。11.1
材料与方法材料与试剂
市售；生姜淀粉
天津北方天医化学试剂厂；氢氧化钠、
石油醚、无水乙醇、蔗糖、硼砂
天津市凯通化学试剂有限公司；盐酸
莱阳市康德化工有限公司；无水乙醚
天津市恒兴化学试剂制造有限公司；冰乙酸
天津市盛奥化学试剂有限公司；碘化钾
北京化工厂；碘
上海化学试剂采购供应站；柠檬酸
上海试剂一厂；柠檬酸钠
徐州试剂厂 。1.2
仪器与设备
DV-Ⅲ+流量黏度计
美国Brookfield公司；TA-XT2i物理特性测定仪
美国Stable Mzicro Systems公
司；HH-4恒温水浴锅
常州国华电器有限公司；JT502N电子精密天平
上海奥豪斯国际贸易有限公司；UV-2000紫外分光光度计
尤尼柯(上海)仪器有限公司；88-1型定时恒温磁力搅拌器
上海司乐仪器厂；202-2型电热干燥箱
上海精密科学仪器厂。1.31.3.1
生姜淀粉中直链淀粉、支链淀粉含量的测定[3-6]称取淀粉0.1000g于100mL小烧杯中，加入1mL无
收稿日期：
作者简介：李媛(1986―)，女，硕士研究生，研究方向为功能性食品。E-mail：*通信作者：乔旭光(1965―)，男，教授，博士，研究方向为果蔬加工。E-mail：xgqiao@
2011, Vol. 32, No. 13
食品科学※基础研究
水乙醇充分润湿样品，加入9mL 1mol/LNaOH糊化，室温糊化10min，然后于85℃水浴15min，冷却后转移至100mL容量瓶，定容，剧烈摇匀。50mL比色管中注入25mL水，然后移取2.5mL样品溶液(空白为2.5mL 0.09mol/LNaOH)，移取0.5mL乙酸溶液，混匀后，加入1mL碘试剂，定容至50mL静置显色20min，620nm波长处测吸光度，根据标准曲线计算直链淀粉含量。标准曲线为：y=－0.5x (r=0.9989)。1.3.2
生姜淀粉溶解度与膨胀度的测定[7]
淀粉颗粒在热水中膨胀。并有一部分溶解于水中，在不同温度(70、75、80、85、90、95℃)条件下将50mL质量分数2%淀粉乳加热搅拌30min，以3000r/min离心20min，将上层清液置于水浴上蒸干，入80℃烘箱烘干，称质量得被溶解淀粉量(m1)，计算出其溶解度(S)；由离心管中膨胀淀粉质量(m2)，计算其膨胀度(B)。
S/%＝――×m1
B＝――――――m2
式中：m为淀粉质量/g，以干基计。1.3.3
RVA分析生姜淀粉黏度变化曲线[8-9]
称取生姜淀粉各2g，加水25mL，用RVA分析在温度和时间变化过程中生姜淀粉的黏度变化。RVA分析淀粉黏度变化测定程序为：50℃保温1min，在3.75min内温度从50℃匀速上升至95℃，保温2.5min，在3.75min内从95℃匀速降至50℃，保温1.5min。黏度计绘出一条黏度随温度和时间变化的曲线。1.3.4
生姜淀粉糊黏度性质研究
研究淀粉糊质量分数、旋转黏度计转速、pH值对淀粉糊黏度的影响。在不同条件下制备淀粉糊，加热至糊化，糊化完全后降到室温，用旋转黏度计测定淀粉糊的黏度。1.3.5
生姜淀粉糊透明度的测定[10-12]
称取淀粉样品，配成质量分数1%的淀粉乳。取50mL于100mL烧杯中，置沸水浴中加热，搅拌15min并保持淀粉糊的体积(加热过程中不断加水)，冷却至室温，用分光光度计测定淀粉糊的透光率，以蒸馏水为参照，用1cm的比色杯，波长为650nm。透光率越大，淀粉糊的透明度越高。
(3)式中：A为吸光度；T为透光率。1.3.6
生姜淀粉糊的触变性[13]
将质量分数6%的淀粉糊，在恒温条件下，用DNJ-1
型转子黏度计，从转速2r/min开始，逐渐增加到60r/min，再逐渐减至2r/min，依次测定糊的黏度，绘出黏度随转子速度的变化曲线，上行线与下行线之间存在滞后圈表示淀粉糊具有触变性，滞后圈大小则表示触变性的强弱。1.3.7
生姜淀粉糊的凝沉性质和沉降体积测定[7,13]配制质量分数1.0%淀粉糊，糊化后冷至室温，取100mL于100mL量筒静置24h，记录不同时间淀粉糊体系上清液的体积，其中24h淀粉糊所下沉的体积为沉降体积。1.3.8
生姜淀粉冻融稳定性[10,14]
把在不同条件下烧煮成的质量分数4.0%的淀粉糊，冷却至室温，放入－18℃的冰箱中冷冻16h，再取出在室温下解冻8h，观察糊形态。重复上述步骤，直至糊体泌水或分层，记录冻融次数。2结果与分析
生姜淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量
表1 生姜淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量
Contents of amylase and amylopectin in ginger starch淀粉种类直链淀粉支链淀粉含量/%
由表1可知，生姜淀粉的直链淀粉含量较高，高于玉米淀粉(26.43%)和马铃薯淀粉(11.20%)的直链淀粉的含量[9]，因此生姜淀粉糊透明度差，易老化。2.2
生姜淀粉的溶解度和膨胀度
表2 不同温度条件下生姜淀粉的溶解度和澎胀度
Solubility and swelling power of ginger starch at different
temperature
温度/℃95溶解度/%
0.441.142.113.696.859.14膨胀度/%1.88
由表2可知，淀粉样品随加热温度上升，膨胀度上升，同时淀粉的溶解度也增加。这是由于淀粉的晶体结构使淀粉不溶于冷水，然而随着温度的上升，微晶束结构开始松动，极性基团暴露出来与水形成氢键结合，淀粉开始部分溶解，继续加热淀粉团粒崩解，直链、支链淀粉游离出来，溶解度就随之增加[15-19]。与此同时，未溶解的淀粉颗粒由于充分吸水而膨胀。但与其他淀粉如菱角淀粉和马铃薯淀粉[8]相比，生姜淀粉在整个温度范围内溶解度和膨胀度都较小。
※基础研究
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RVA分析生姜淀粉黏度变化曲线
最终黏度2864.52
s?2160峰值黏度1868.04
aPm谷值黏度1760.04
(1440谷值黏度1707
/度黏72000
图1 生姜淀粉RVA糊化曲线Fig.1
RVA pasting profiles of ginger starch
由图1可知，生姜淀粉的黏度曲线呈4个变化阶段，糊化过程中黏度上升迅速，降温时有形成凝胶倾向，且黏度再度上升。生姜淀粉的黏度曲线特征值见表3。
表3 生姜淀粉的糊化特性
Pasting properties of ginger starch
指标峰值黏度/谷值黏度/稀懈值/最终黏度/回冷值/峰值时糊化(mPa?s)(mPa?s)(mPa?s)(mPa?s)(mPa?s)间/min温度/℃
由表3可知，生姜淀粉黏度开始变化的时间较迟，从而可推断姜淀粉颗粒的结构比较紧密，破坏这种结构所需要的能量较高，因此，生姜淀粉的糊化温度也较其他的淀粉要高。生姜淀粉黏度曲线的上升斜率较大，这与淀粉的晶体结构有关。生姜淀粉的谷值黏度较高，可能是生姜淀粉中分子间的缔合、交联较多。回冷值高，说明生姜淀粉糊易老化，与其直连淀粉含量较高有关[20]。2.4
生姜淀粉的糊化温度
经RVA分析生姜淀粉的糊化温度为84.98℃，而据文献[21]得，明显高于玉米淀粉的糊化温度(63.5～71.5℃)和木薯淀粉的糊化温度(57～67.5℃)。这与其直链淀粉含量较高是有关联的。2.5生姜淀粉糊的性质
淀粉乳质量分数对生姜淀粉糊黏度的影响
s600?a500Pm400(/度300黏
质量分数/%
图2 淀粉乳质量分数对生姜淀粉糊黏度的影响Fig.2
Effect of concentration on viscosity of ginger starch paste
由图2可知，生姜淀粉乳的质量分数对淀粉糊黏度有影响，糊黏度随着质量分数的升高而升高。淀粉糊质量分数在5%附近时，黏度随着质量分数增加斜率增大，其原因是质量分数增加到某一临界值，淀粉分子之间的内摩擦作用发生突变性增大。
剪切速率对生姜淀粉糊黏度的影响
s180?a170Pm160(/度150黏
转速/(r/min)
图3 剪切速率对生姜淀粉糊黏度的影响
Effect of shear rate on viscosity of ginger starch paste
由图3可知，随着剪切速率的增加，糊化淀粉的黏度呈现先减小后增大的趋势，即先表现出剪切稀化现象，当剪切速率大于临界值后，表现出剪切稠化。这一特性在食品的加工方面有重要的意义。2.5.3
pH值对生姜淀粉糊黏度的影响
s130?a120Pm110(/度100黏908070
图4 pH值对生姜淀粉糊黏度的影响
Effect of pH on viscosity of ginger starch paste
由图4可知，淀粉分子具有众多的羟基，亲水性很强。测定质量分数为4%的生姜淀粉糊在不同pH值条件下的黏度，随着pH值的增加而增大，pH值越大，淀粉越容易糊化，因而其黏度增大。2.6
生姜淀粉糊的透明度
透明度是淀粉糊所表现出的重要外在特征之一，直接关系到淀粉类产品的外观和用途。影响淀粉糊透明度的因素很多，淀粉颗粒吸水膨润和受热糊化后，淀粉
分子重新排列互相缔合的程度是影响淀粉糊透明度的重要因素。直链淀粉含量高的淀粉透明度低。这是由于直链淀粉的分子质量小，很容易相互凝聚缔合使淀粉糊老化，产生胶凝或凝沉作用，使光线反射，减弱了光的穿透百分率，糊的透明度降低[20]。实验测得生姜淀粉的透明度较低，仅为8.20%，从另一方面证明了生姜淀粉的直链淀粉含量高。此外，脂类也可使淀粉透明度降低。
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※基础研究
生姜淀粉糊的触变性
saPm4000(/度00
转速/(r/min)
图5 生姜淀粉糊的触变性Fig.5
Thixotropy of ginger starch paste
淀粉悬浮体液加热时测量其黏度或稠度变化对估计其或其改性物的应用性质具有实际意义。流动体系受到搅动时结构可能会遭到破坏，静置后结构又能自动复原。但是，结构恢复的速度总是落后于拆散的速度，这就是体系的触变性[13]。由图5可见，生姜淀粉糊黏度随转子速度增大的上行线与随转子速度减小的下行线之间存在滞后圈，说明生姜淀粉糊具有触变性。滞后圈越大，触变性越大。2.8
生姜淀粉糊的凝沉性质
80/数70分60积体50占40所30液20清10上00
图6 生姜淀粉糊的凝沉特性
Sedimentation curve of ginger starch paste
凝沉主要是由于直链淀粉分子间的结合形成较大的颗粒或束状结构，当体积增大到一定程度时，就形成了凝沉
。该实验条件下淀粉糊的凝沉性反映的是在充
足水分下淀粉的老化[8]。直链淀粉构成比例越大，凝沉性越大。由图6可知，生姜淀粉的凝沉体积为73%，且16h前生姜淀粉糊基本上呈线性凝沉，老化速度较快，16h后基本上不再凝沉，趋于稳定。其较大的凝沉性与生姜淀粉直链淀粉含量最高的结果是一致的。但是在日常生活中，这种凝沉的结果是不利的。比如，人们常会在做汤时加用淀粉以增加黏度，但放置时黏度会消失，并有沉淀析出，这就是凝沉的结果，应当避免。工业上已能用变性方法引基团入淀粉分子以降低或消除凝沉性。
生姜淀粉糊的冻融稳定性
在pH3.0、4.5、6.5时和蔗糖添加量为 8.0、16.0g/100mL时，在沸水浴中糊化加热30min烧煮成淀粉糊。其冻融
次数如表4所示。
表4 生姜淀粉糊的冻融稳定性
Freeze-thaw stability of ginger starch paste
项目原淀粉pH
蔗糖添加量/(g/100mL)3.04.56.58.016.0冻融次数
冷冻和解冻会使淀粉糊出现脱水收缩的现象，最明
显的是形成海绵状结构，水分被挤出，形成较硬的结构。0℃以上温度经过较长时间放置也会出现脱水收缩现象，因此，可以认为淀粉糊的冻融稳定性与贮存稳定性是一致的。所有含直链淀粉的淀粉糊都有脱水收缩现象[14]。该实验可以反映淀粉糊对低温的对抗性，对于淀粉的应用有很大的实用参考价值[8]。由表4可知，测定生姜淀粉糊经冻融2次后，淀粉糊的胶体结构破坏，变成海绵状态，这表明生姜淀粉糊冻融稳定性不强。pH6.5时，淀粉糊的冻融次数减少，即冻融稳定性减弱，而pH3.0、4.5和添加高质量浓度的蔗糖时均有助于提高淀粉糊的冻融稳定性，其中，蔗糖添加量为16.0g/100mL时能显著提高糊的冻融稳定性。这对于如何增强淀粉的冻融稳定性具有较大的借鉴意义。3结
生姜淀粉的直链淀粉含量为27.47%，支链淀粉含
量为72.53%。较高的直链淀粉含量与较小的溶解度和膨胀度、较高的糊化温度(84.98℃)、较高的回冷值、较低的透明度(8.20%)、较大的凝沉性是相关联的。3.2
随着剪切速率的增加，生姜淀粉糊表现出剪切稀化的作用。同时实验测定，生姜淀粉糊具有触变性。
这些对产品的加工都是有利的。另外，生姜淀粉乳质量分数、pH值都对淀粉糊黏度有很大的影响。3.3
生姜淀粉糊冻融稳定性不强。高添加量的蔗糖能显著提高淀粉糊的冻融稳定性。
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淀粉糖的性质
    淀粉糖 -淀粉糖的性质 不同淀粉糖产品在许多性质方面存在差别，如甜度、黏度、胶黏性、增稠性、吸潮性和保潮性，渗透压力和食品保藏性、颜色稳定性、焦化性、发酵性、还原性、防止蔗糖结晶性、泡沫稳定性等等。这些性质与淀粉糖的应用密切相关，不同的用途，需要选择不同种类的淀粉糖品。下面简单的叙述淀粉糖的有关特性。1 甜度甜度是糖类的重要性质，但影响甜度的因素很多，特别是浓度。浓度增加，甜度增高，但增高程度不同糖类之间存在差别，葡萄糖溶液甜度随浓度增高的程度大于蔗糖，在较低的浓度，葡萄糖的甜度低于蔗糖，但随浓度的增高差别减小，当含量达到40%以上两者的甜度相等(表6―1)。淀粉糖浆的甜度随转化程度的增高而增高，此外，不同糖品混合使用有相互提高的效果。下面是几种糖类的甜度。表6-1 几种糖类的相对甜度糖类名称 相对甜度 糖类名称 相对甜度蔗糖 1.0 果葡糖浆（42型） 1.0葡萄糖 0.7 淀粉糖浆（DE值42） 0.5果糖 1.5 淀粉糖浆（DE值70） 0.8麦芽糖 0.52 溶解度各种糖的溶解度不相同，果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖。葡萄糖的溶解度较低，在室温下浓度约为50%，过高的浓度则葡萄糖结晶析出。为防止有结晶析出，工业上储存葡萄糖溶液需要控制葡萄糖含量42%(干物质)以下，高转化糖浆的糖分组成保持葡萄糖35%～40%，麦芽糖35%～40%，果葡糖浆(转化率42%)的质量分数一般为71%。3 结晶性质蔗糖易于结晶，晶体能生长很大。葡萄糖也容易结晶，但晶体细小。果糖难结晶。淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能结晶，并能防止蔗糖结晶。糖的这种结晶性质与其应用有关。例如，硬糖果制造中，单独使用蔗糖，熬煮到水分1．5%以下，冷却后，蔗糖结晶，破裂，不能得到坚韧、透明的产品。若添加部分淀粉糖浆可防止蔗糖结晶，防止产品储存过程中返砂，淀粉糖浆中的糊精，还能增加糖果的韧性、强度和黏性，使糖果不易破碎，此外，淀粉糖浆的甜度较低，有冲淡蔗糖甜度的效果，使产品甜味温和。4 吸湿性和保湿性不同种类食品对于糖吸湿性和保湿性的要求不同。例如，硬糖果需要吸湿性低，避免遇潮湿天气吸收水分导致溶化，所以宜选用蔗糖、低转化或中转化糖浆为好。转化糖和果葡糖浆含有吸湿性强的果糖，不宜使用。但软糖果则需要保持一定的水分，面包、糕点类食品也需要保持松软，应使用高转化糖浆和果葡糖浆为宜。果糖的吸湿性是各种糖中最高的。5 渗透压力较高浓度的糖液能抑制许多微生物的生长，这是由于糖液的渗透压力使微生物菌体内的水分被吸走，生长受到抑制。不同糖类的渗透压力不同，单糖的渗透压力约为二糖的两倍，葡萄糖和果糖都是单糖，具有较高的渗透压力和食品保藏效果，果葡糖浆的糖分组成为葡萄糖和果糖，渗透压力也较高，淀粉糖浆是多种糖的混合物，渗透压力随转化程度的增加而升高。此外，糖液的渗透压力还与浓度有关，随浓度的增高而增加。6 黏度葡萄糖和果糖的黏度较蔗糖低，淀粉糖浆的黏度较高，但随转化度的增高而降低。利用淀粉糖浆的高黏度，可应用于多种食品中，提高产品的稠度和可口性。7 化学稳定性葡萄糖、果糖和淀粉糖浆都具有还原性，在中性和碱性条件下化学稳定性低，受热易分解生成有色物质，也容易与蛋白质类含氮物质起羰氨反应生成有色物质。蔗糖不具有还原性，在中性和弱碱性条件下化学稳定性高，但在pH值9以上受热易分解产生有色物质。淀粉糖对酸和热的稳定性高，不易发生美拉德反应，食品色泽稳定。如在 pH3，120℃加热 90min，麦芽糖几乎不分解；熬汤温度高达 160℃。因此，在加热时不易焦化，不易吸湿。在糖果工业中，可用于浇注成型来制作硬糖，且成品不易发砂返潮。8 发酵性酵母能发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等，但不能发酵较高的低聚糖和糊精。有的食品需要发酵，如面包、糕点等；有的食品不需要发酵，如蜜饯、果酱等。淀粉糖浆的发酵糖分为葡萄糖和麦芽糖，且随转化程度而增高。生产面包类发酵食品应用发酵糖分高的高转化糖浆和葡萄糖为好。
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湿热处理对淀粉性质的影响
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