淀粉新资源—山药淀粉.ppt

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1、淀粉新资源山药淀粉,姓名：李梦 班级：B食品102 学号：1010308211,薯蓣，通称山药。在河北等地超市内又被称为麻山药。多年生草本植物，茎蔓生，常带紫色，块根圆柱形，叶子对生，卵形或椭圆形，花乳白色，雌雄异株。块根含淀粉和蛋白质，可以吃。,山药简介,山药形态特征,根茎粗，直生，长可达1米。叶互生，至中部以上对生，罕或3枚轮生，叶腋间常生珠芽（零余子），叶片形状多变化，三角状卵形至三角状广卵形，常3浅裂至深裂。花雌雄异株，极小，绿白色，均成穗状，雄花序直立，雌花序下生。蒴果有3翅。多年生缠绕草本；有块状或根状的地下茎；叶互生，稀对生，单叶或为掌状复叶，全裂或分裂；花雌雄异株；很少同株，组

2、成穗状、总状或圆锥花序；花被片6，2轮，基部合生；雄蕊6，有时3枚发育，3枚退化；雌花和雄花相似，惟雄蕊退化或缺；子房下位，8室，花柱3，分离；蒴果或浆果；种子具翅。,研究表明,山药中含糖蛋白1.5%左右,粘多糖2.5%2.92%,淀粉16%20%。近来年,国内外对山药所含粘多糖、糖蛋白、胆碱等功能保健成份及应用进行了较为深入的研究,而其主要成分淀粉作为提取功能成分后的副产物,多随生产废水流失。因此,充分研究利用山药淀粉,不仅能丰富淀粉种类,而且能拓宽山药的利用范围,提高其附加值。,一、山药淀粉的制备与组成,山药的淀粉含量较高,一般以干基计为60%85%左右。但是,淀粉的组成与含量因山药品种及

3、基因类型不同而有所差异,并且受生长过程中环境条件的影响。对山药淀粉化学组成的分析,诸多学者研究的结果不一,具体见表1。由表1可见,从7个不同品种的山药提取的淀粉中碳水化合物、蛋白质、粗脂肪等的含量均不同,其中蛋白质含量的差异最小(0.06%0.19%),直链淀粉含量的差异最大(19.98%36.00%),碳水化合物含量以。,D1alata1H ingurala 最高(89.37%),粗脂肪含量以D1alata1Fo rta leza最高(1.10%)。山药除含有大量的淀粉外,还含有粘液蛋白质、胆碱、尿囊素、皂甙等黏质物9,因这些物质的存在使得淀粉分离操作受到妨碍。目前,常用碱、乙醇或酶除去上述

4、黏质物,以制备山药淀粉。,碱浸法是去除山药中粘液蛋白质的有效方法之一,即用0.02%0.05%的N aOH 作为溶剂,浸泡山药粉8h左右,淀粉静置于下层后,弃去上层悬浮物,用水反复将淀粉洗至中性。为使山药中杂质的溶解度与粘度降低到最低限度,在提取液中加入乙醇,然后离心,以提高淀粉分离的选择性;而为了提高分离的效率,使淀粉得率最高,会使用表面活性剂如2%的十二烷基磺酸钠,以进一步除去淀粉中残留的蛋白。,山药淀粉的实验室制备方法还可以通过酶解的方式完成,即加入8mg/kg 山药提取液的果胶酶,调节pH至5.6,温度保持在45度,酶解2h,从而使提取液中的黏质分解,以降低粘度,达到分离淀粉的目的。E

5、rica等人对比了上述三种方法提取山药淀粉的效果。结果发现,利用碱法、乙醇法及酶法提取淀粉的回收率分别为70.77%、89.74%、75.28%,淀粉中对应的氮含量分别为0.02%、0.17%和0.20%。,二、山药淀粉的物理化学特性,山药淀粉的颗粒形状和大小随品种不同而有很大的差异。Wang Shujun等 的研究发现,不同来源的山药淀粉颗粒大小不一,小的粒径达3 4Lm,大的可达20 60Lm,平均粒径小于马铃薯淀粉,且呈圆形、椭圆形、不规则的多角形和立方形等多种形态,淀粉颗粒表面光滑无裂痕。目前,一般用X-射线衍射的方法来揭示淀粉颗粒的结晶结构及其特征。L1Jayakody 等发现不同品

6、种的山药淀粉分别呈现B 型和C 型的X-射线衍射图谱。,将淀粉在有过量水的条件下加热,淀粉颗粒开始可逆地吸水膨胀,随温度上升,吸收水分更多,体积膨胀更大,达到一定温度后,偏光十字消失,最后变成半透明黏稠状液体,淀粉粒发生不可逆润涨(或溶解)、糊化,同时会失去结晶性、双折射性、粘度上升、对酶(淀粉酶)和化学药品等的反应性急剧增高,因而追踪这些现象就能评价淀粉的糊化。一般用B rabender糊化仪、粘度快速分析仪(RVA)、差示扫描量热仪(DSC)等测定淀粉的糊化参数。根据文献报道,不同种类山药淀粉的糊化参数及糊化性质如表2所示。,三、山药淀粉的加工特性,1、溶解度与膨胀度 淀粉在过量的水中受热

7、,由于氢键的断裂,晶体结构被破坏,水分子可通过氢键与直链和支链淀粉中外露的羟基结合,使淀粉颗粒膨胀和增溶。淀粉的溶解度和膨胀度反映了其无定型和结晶域淀粉链相互作用的量值。E1A1M elo 等人的研究表明:山药淀粉随加热温度的升高,膨胀度增大,同时淀粉的溶解度也随之增加,山药淀粉在60e 时膨胀度较小,在70 95e 膨胀速度较快。Sw inkels等人的研究发现,在同样的温度下,山药淀粉的溶解度和膨胀度比木薯淀粉和玉米淀粉高,但比马铃薯淀粉低,其原因是不同的淀粉中无定型和有序排列部分的淀粉链的交互反应的程度不同,这种程度受直、支链淀粉的比例,直、支链淀粉分子的分子量及分布、支链度和长度以及形

8、态等影响,而马铃薯淀粉的高溶解度和膨胀度可能与其支链淀粉高的含磷量有关。,2、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,进而影响到产品的可接受性。据E1A1Me lo 等人 的报道,山药淀粉糊的透光率比玉米淀粉高,比木薯淀粉低,透明度随时间的变化而变化,山药淀粉分子相对不易凝沉。,3、淀粉凝胶 淀粉糊化后大多数能形成具有一定弹性和强度的半透明凝胶,其性质介于固体与液体之间。凝胶的粘弹性、强度等特性对淀粉质食品的加工、成型性能以及食品的口感等都有较大的影响。R1A1Freitas等人利用DSC法研究冷藏24h后的山药淀粉凝胶和木薯淀粉凝胶性质后发现,山药

9、淀粉凝胶的活化能更高,其凝胶强度比木薯淀粉凝胶大。A lves等人利用挤压法制备山药淀粉并研究了各种条件对山药淀粉凝胶的影响,结果显示,最高(24%)和最低(18%)的湿度下形成的凝胶强度更大,相对于未挤压淀粉,挤压制备的淀粉凝胶老化速率要慢些。,4、淀粉膜 将淀粉糊在光滑平面上涂薄层,干燥,形成薄膜。淀粉膜必须具有所需用途的某些质量特性,包括膜的强度、柔软性、水溶性、透明性、光泽及重湿性等。山药淀粉中直链淀粉有的高达30%,直链淀粉分子干燥成膜将会回生,不仅本身变得不溶解,还把支链淀粉分子缠在不溶性的网状结构上,且膜的韧性和抗扰折性均比较好。Suzana等人对山药淀粉膜的制备材料选择、工艺条

10、件及膜的机械性能进行了研究,结果表明:以4.00%(w/w)的山药淀粉为成膜主体,配以1.30%(w/w)甘油(增塑剂),厚度为0.11mm,在20摄氏度、相对湿度64%的条件下干燥48h,即可得到理想的阻隔性膜。应用实验表明,这种膜具有良好的抗张强度及抗形变能力。,四、山药淀粉的应用,综上所述,山药淀粉具有易糊化、吸水膨胀性强、高温下淀粉糊粘度稳定、凝胶强度大等特性。山药淀粉结构和性质上的独特性和优越性决定了山药淀粉能更好的满足一些特殊应用行业的要求,如将山药经酶处理后提取多糖、糖蛋白等保健因子,可作为加工饮品的原料,余下的淀粉类物质再经酶解加工工艺后,可用来生产山药预糊化淀粉、山药可溶性淀

11、粉等;山药淀粉可替代黄原胶、CMC 用于果冻生产中;由于山药淀粉糊液成膜性好,因此,用山药淀粉生产的氧化淀粉、阳离子淀粉等可用于造纸行业;山药氧化淀粉、羧甲基淀粉、糊精、淀粉磷酸酯等都在建材、医药、铸造、石油钻井等方面有着广阔的市场。例如：,1、淀粉薄膜的应用 淀粉是一种其分子结构可以降解，具有热塑性性质的原材料。因此山药淀粉可用于生物可降解薄膜的生产。Suzana Mali 和Maria A.Garca 等用甘油作为增塑剂来研究淀粉薄膜的机械性和热特性。研究表明，淀粉厚度越大，浓度越高，甘油浓度越低的薄膜，穿刺强度更高。随着甘油量增加，薄膜会越来越有弹性，穿刺形变也加大。薄膜的玻璃转化温度（

12、Tg）受甘油和淀粉浓度的影响。淀粉浓度高的薄膜具有更高的Tg 值；在对照试验中，没有添加增塑剂时的Tg 值比添加后的要高。,2、作为其他物质替代品 目前的饮食习惯出于对健康的考虑，消费者大都愿意选择低脂类食品。香肠是中国传统食品之一，色香味美，老少皆宜，但是香肠含有较多的脂类物质易对健康不利。因此，可以考虑用山药淀粉作为香肠中脂类物质的替代品。Fa-Jui Tan 和Fang-Yi Liao对此研究表明，山药淀粉用于香肠原料中后，可以把脂含量减少22 左右，而不影响其感官品质和总体的可接受性。另外，在香肠中添加越多的山药淀粉量，其TBA 值就越小，脂值氧化程度就小。,3、山药饮料的开发 新鲜山药中淀粉在固形物中所占比例很大，利用此类高淀粉质果实制作的饮料工艺难度较大。可以通过使用耐高温-淀粉酶水解山药淀粉和食品增稠剂来解决山药饮料易发生分层和沉淀的问题，从而提高山药饮料的稳定性和感官品质。总之,山药淀粉及利用其特性开发的改性淀粉前景看好。,谢谢欣赏,