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葛根淀粉的研究进展

2010年第2期(总第135期)
张晶晶,陈敏青,金立斌,杨海龙(温州大学生命与环境科学学院,浙江温州 325035)
 
  【摘 要】 葛根是一种具有多种保健功效的药食两用植物,其主要成分为葛根淀粉。综述了葛根淀粉的加工、性质、产品开发等方面的研究进展。
  【关键词】 葛根淀粉;酶解;产品加工;综述
 
  葛根为豆科葛属(Pueraria)植物的肥大块根,其原植物有野葛(pueraria lobata (wild) ohwi)和粉葛(P.thomsonii benth)。葛根在我国分布很广,除新疆、西藏外,全国大部分省区均有分布。葛根的主要成分包括淀粉、纤维素、黄酮类物质,是一种开发前景广阔的药食两用植物,味甘、性平,具有清热解毒、生津透疹,升阳止泻等作用,不仅对冠心病、心绞痛、肠癌等具有明显的疗效,还可促进人脑的血液循环、增强记忆、降低血脂、减肥健美、解酒等功效[1]
葛根淀粉是葛块根的主要成分,新鲜块根中淀粉含量约在20%-25%左右,葛根淀粉富含钙、磷、钾、铁、锌等多种人体所必需的矿质元素,并吸附有黄酮类物质,具有良好的保健功能,使之成为开发新型保健食品的较好原料[2]
 
1 葛根淀粉的性质
  葛根淀粉颗粒较小,粒径平均值为12.2~24.08μm,小于玉米淀粉的38.97μm,直链淀粉含量为19.8%,糊化温度范围为57.5~64.7℃。葛根淀粉凝沉性比玉米淀粉弱,冷糊粘度稳定性较好。葛根淀粉和玉米淀粉颗粒的偏光十字接近颗粒中心,但葛根淀粉颗粒的偏光十字不明显;葛根淀粉的X-射线衍射图谱为C型,玉米淀粉为A型,而两者的结晶度分别为18%和37%;葛根淀粉和玉米淀粉对α-淀粉酶的作用都极为敏感,但在酶解方式上,葛根淀粉是在淀粉粒表面形成许多微孔并经脐心进入淀粉粒内部,而玉米淀粉则是被层层水解,在淀粉粒表面形成很少的微孔[3,4]
  杜先锋等通过差示扫描量热法研究糖和盐对葛根淀粉糊化特性的影响,结果表明葡萄糖、果糖和蔗糖均可使葛根淀粉的糊化温度和糊化焓升高,不同的糖对提高葛根淀粉糊化温度的顺序依次为蔗糖>葡萄糖>果糖。NaCl的添加也可导致葛根淀粉糊化温度和糊化焓升高,其上升的幅度与NaCl的添加量呈正相关性[5]。杜先锋等还研究了葛根淀粉的储存稳定性,表明完全糊化的葛根淀粉储存于-22℃、4℃和28℃,均会发生老化作用而具有明显的X-射线衍射峰。储存于4℃时老化度最大,所测衍射峰的强度相应地也最大,储存于28℃时老化度最小,储存于-22℃的老化度居两者之间。在储存初期(0~4d)老化度与储存时间基本呈正相关。储存于4℃时的老化速率是-22℃储存时的1.6倍,是28℃储存时的3.4倍[6]
 
2 葛根淀粉的生产
  葛根的采收时间以1月底~2月初为宜,此时葛根中的总黄酮及异黄酮含量最高,葛根从出土到加工,存放期限以一周为宜,存放时间过长,很容易氧化变色、发酵、腐烂,致使淀粉品质下降[7]
  葛根淀粉的生产一般经过清洗、粉碎磨浆、筛分(过滤、离心或沉淀)、脱水、干燥等工序。粉碎后的葛根经碱液浸泡后,绝大部分黄酮类化合物被浸提到淀粉乳液中,再用HCI调节所得淀粉乳液的pH至5~6,由于黄酮类化合物在酸性环境下难溶而随淀粉一道沉积下来,从而使淀粉中的总黄酮的含量增加[8]
  作坊式的葛根淀粉加工以手工为主,近年来机械化程度也在不断提高,孙庆杰等采用集薯机、输送机、滚筒式清洗机、飞锤式碎解机、120℃压力曲筛、立式离心筛,蝶式分离机研究了葛根淀粉工业连续化生产工艺,通过筛分、离心等工艺,将葛根中的淀粉与纤维、蛋白及其它杂质分开制取葛粉,日产葛粉可达10吨以上,回收率可达90%以上[9]
  由于葛根皮所携带的部分色素会吸附在淀粉颗粒上,可通过增白工艺改善葛根淀粉的外面,周先汉等选用次氯酸钠为漂白剂,六偏磷酸钠为品质改良剂,通过正交试验确定最适增白工艺条件为:料水比1:2,料液pH6.5,漂白时间40min,温度40℃[10]
 
3 葛根淀粉的酶解
  葛根淀粉不溶于冷水,在热水中溶胀,蒸煮后淀粉糊粘性很大,似糯米汁状,这些特性限制了葛粉在许多食品工业中的应用,采用酶解技术可有效地改善葛根淀粉的性质。陈丽凤采用正交试验确定了利用α-淀粉酶和β-淀粉酶水解葛根液的工艺条件。液化条件为:液化温度95℃、pH6.0、α-淀粉酶添加量0.1%、酶解时间60min;糖化条件为:糖化温度60℃、pH 5.0、β-淀粉酶添加量为8.0mL/kg原料、糖化时间60min[11]。丁晓雯等利用α-淀粉酶酶解制备多孔葛根淀粉,通过正交实验得出使葛根淀粉多孔化的最佳工艺参数为:在葛根淀粉浓度为20%的条件下,α-淀粉酶用量1%、pH4.4、温度65℃、酶解5h,所得葛根多孔淀粉的吸水率可达到140%以上[12]
  熊汉国等研究了影响葛根淀粉水解度(DE值)的因素,探讨了DE值与麦芽糊精溶解度的关系,并对麦芽糊精的流变特性进行表征。结果表明:随着酶用量增加,水解速度加快,DE值增加。在一定温度范围内,随温度的升高,水解速度加快,DE值增加。DE值越大,葛根麦芽糊精的溶解度越大[13]
 
4 葛根产品的开发
  葛根淀粉具有一系列特殊的性质,如刚加热糊化的淀粉糊透明、粘度高,淀粉凝胶在冷冻情况下不易脱水收缩,且带有葛根特有的芳香气味。从葛根中提取的葛根淀粉因含有生物类黄酮而具有一定的保健作用。近年来,葛根淀粉作为食品的配料,在多种食品中部分或全部替代亲水胶体,被加工成各种糕点、冷饮、粉丝及强身滋补的高级营养疗效食品。在国内,已经研制出防治高血压、高血脂、冠心病、糖尿病等的葛根挂面、葛根软糖等大众食品,同时,还开发出了葛根口服液、葛根黄酮茶等食品[14]
  李积华等[15]以葛根为原料,采用浸提和酶解工艺,生产功能性天然饮料,所得产品清亮透明,香气浓郁,固形物含量达6.3%,黄酮保留率可达58%;王淑珍等将干燥的葛根原料分选、提取后,对提取液中的葛根素、黄豆甙等进行纯化与精制,除去其中的淀粉及杂质,加工成葛根保健茶,具有退热、解饥、生津、透疹、升阳止渴、解酒之功效,是一种气味与口感俱佳的天然保健饮料[16];张丽杰等[17]以葛根为原料,液化后采用糖化酶进行糖化,使用活性干酵母为发酵剂生产葛根保健酒。工艺条件优化后可得最大酒精度6.4%vol,最大总黄酮溶出量为28.66 mg/mL。夏慧玲等通过优化糊化温度、pH值及添加的乳化剂种类,确定了制备速溶葛根淀粉的最佳工艺条件为予糊化温度为145℃、pH值为5.0[18]
 
5 结语
  葛根的主要活性成分为黄酮类化合物,包括:大豆甙、葛根素、大豆甙元、葛根木糖甙、芒柄花异黄酮及6,7-二甲氧基-3,4-次甲二氧基异黄酮等。在葛根淀粉的加工过程中,通过工艺及装备的优化尽量保存这些活性成分可效地提高葛根淀粉的保健功能。另外,葛根淀粉水溶性差,食用时需先用冷水调浆、开水冲泡,食用不方便,采用控制酶解技术,开发低DE低的速溶葛根淀粉产品,应是葛根淀粉加工的一个方向。
 
参考文献
[1]尹巍,王帅.葛根淀粉分离纯化及其药用价值现状分析[J].粮食加工,2008,33(1):84-86.
[2]潘波汉,吴彪.葛根淀粉的工业化生产及其深加工技术[J].淀粉与淀粉糖.1997,(1):4-11.
[3]钟耕,李天真.葛根淀粉颗粒性质的研究[J].中国粮油学报,2004,19(5):33-37.
[4]熊丽苹,黄立新,李彦萍.葛根淀粉理化性质的研究[J].食品科技,2004,(5):10-13.
[5]杜先锋.NaCl和糖对葛根淀粉糊化特性的影响[J].食品科学,2002,23(7):33-35.
[6]杜先锋,宛晓春,许时婴,等.葛根淀粉老化动力学的研究[J].中国农业科学,2002,35(9):1145-1149.
[7]夏慧玲,李华栋.葛根淀粉加工过程中的影响因素研究[J].食品研究与开发,2002,23(5):27,80.
[8]杜先锋等.葛根淀粉生产工艺的研究[J].中国粮油学报.1998,13(5):28-32.
[9]孙庆杰,杨明毅.葛根淀粉连续化生产工艺的研究[J].食品科学,2002,23(4):93-94.
[10]周先汉,张莉,徐再林.葛根淀粉增白工艺的研究[J].粮油食品科技,2005,13(2):35-36.
[11]陈丽凤.葛根淀粉水解工艺的试验研究[J].大连轻工业学院学报,1999,18(3):234-237.
[12]丁晓雯,刁恩杰,李洪军 葛根淀粉多孔化技术研究[J].粮油食品科技,2007,15(1):45-47.
[13]熊汉国,张家年,谭军,等.葛根淀粉的酶法水解及其水解产物的流变学特性研究[J].食品科学,2002,23(2):46-49.
[14]李悦,李艳菊.国内外葛根功能食品研究进展[J].食品研究与开发,2007,28(12):174-177.
[15]李积华,刘成梅,李明.功能性葛根天然饮料工艺研究[J].江西食品工业,2004(1):20-22.
[16]王淑珍,萧伟,沈磊等.天然葛茶的开发与保健意义分析[J].食品工业, 2004,25(3):45-46.
[17]张丽杰,赵天涛,全学军等.葛根酒的发酵工艺优化[J].酿酒科技,2007,(10):40-42.
[18]夏慧玲,夏为民.速溶葛根淀粉的研究[J].食品研究与开发,2001,22(6):30-31.
 
[作者简介]张晶晶(1987-),女,浙江嘉兴人,研究方向;生物技术。
[基金项目]浙江省科技厅新苗计划资助
   
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