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粉条是我国传统的淀粉类食品，谷类、豆类、薯类淀粉是制备粉条的主要原料。豆类淀粉如绿豆淀粉由于直链淀粉含量高，被认为是最适合制作粉条的原料。淮山是全球除马铃薯、木薯、红薯外的第四大薯类作物，也是许多热带亚热带国家的主粮作物，据联合国粮食及农业组织统计，2017年全球淮山的总产量为0.73亿t。淀粉是淮山中主要营养物质，在淮山中干物质质量分数高达60%～85%。淮山淀粉中直链淀粉含量高，凝胶能力强，具有开发成粉条的潜力。

湖南农业大学食品科学技术学院的邹金浩、李 燕、李清明*等人对红薯淀粉、木薯淀粉和淮山淀粉的粒径、分子结构、结晶结构等结构性质进行表征，研究薯类淀粉粒径、分子结构、结晶结构与其粉条品质间的关系，旨在为薯类淀粉的开发提供新的思路，为粉条品质的改善提供理论参考。

1、不同薯类淀粉的颗粒微观样貌

由图1可知，不同薯类淀粉在颗粒大小和形貌上存在差异，木薯淀粉颗粒多为椭球形，颗粒表面光滑，部分颗粒表面存在裂缝或凹陷（LMC箭头所示），可观察到大量不规则的小颗粒，其中SC205中小颗粒最多。淮山淀粉颗粒为椭圆形，颗粒粒径较大，颗粒粒径分布较木薯和红薯淀粉均匀，表面光滑，裂痕和凹陷较少，但表面附有絮状物（SFY箭头所示），这与赵小梅等观察的淮山淀粉超微结构基本一致。

2、不同薯类淀粉的结晶性质分析结果

由图2a可知，各薯类淀粉红外光谱的吸收峰非常相似，仅在吸收峰出峰位置和强度上存在微小的差别。红外光谱对淀粉链的构象和螺旋的有序比较敏感，通过去卷积处理各薯类淀粉的红外光谱图，可以定量研究其有序区域与无定型区域的比例。1 045 cm－1和1 022 cm－1附近的吸收峰分别代表淀粉的有序结构和无序结构，995 cm－1附近的吸收峰为C－OH的弯曲振动，1 045 cm－1/1 022 cm－1和1 022 cm－1/995 cm－1的峰强度比值是淀粉有序结构的指标。1 045 cm－1/1 022 cm－1峰强度比值反映淀粉的有序程度，峰强度比值越大，有序度越高。1 022 cm－1/995 cm－1峰强度比值反映淀粉的无序程度，峰强度比值越大，无序程度越高。通过OMNIC软件对各薯类淀粉及粉条的傅里叶变换红外光谱原始波谱1 200～800 cm－1段进行去卷积处理。由表2可知，不同品种的薯类淀粉的有序结构与无序结构的比例存在明显差异。淮山淀粉的1 045 cm－1/1 022 cm－1峰强度比值大于木薯淀粉和红薯淀粉，1 022 cm－1/995 cm－1的峰强度比值小于木薯淀粉和红薯淀粉，说明淮山淀粉有序程度较高，无序程度较低。其中GY2的1 045 cm－1/1 022 cm－1峰强度比值最大为1.036，SC205的1 045 cm－1/1 022 cm－1峰强度比值最小为0.757。

由图2b可知，淮山淀粉与木薯淀粉、红薯淀粉的衍射峰出峰位置及强度存在明显差异。根据衍射峰的个数和位置可以将天然淀粉的结晶结构分为A、B、C 3种类型。GY2和MPY在2θ为15°、17°处有较强的特征峰，在2θ为22°处存在较弱的双峰，是B型淀粉的特征峰。SC9、SFY在15°、17°、23°处有明显的衍射峰，是A型淀粉的特征峰。SC205在2θ为15°、23°处有明显的衍射峰，在17°、18°处为相连的双峰，是典型的A-型晶体。LMC、XSSP在2θ为15°、17°、18°处有较强的特征峰，且在2θ为23°处有明显的单峰，在2θ为5.6°附近有一个较弱的衍射峰，既具备A-型淀粉的特征峰，又有B-型淀粉的特征峰，所以为C-型淀粉。

由表2可知，各淀粉相对结晶度由高到低依次为：淮山淀粉（GY2、SFY、MPY）＞红薯淀粉（XSSP）＞木薯淀粉（SC9、SC205、LMC）。其中GY2的相对结晶度最大为31.48%，SC9相对结晶度最小为25.1%，这与傅里叶变换红外光谱测定的各薯类淀粉的有序结构和无序程度比例的结果一致。

3、淀粉颗粒粒径与分子结构分析结果

由表3可知，各薯类淀粉的平均粒径范围在11.5～20.0 µm之间，不同品种间的粒径大小分布有着明显的差异，按平均粒径大小排列为：淮山淀粉（GY2、SFY、MPY）＞红薯淀粉（XSSP）＞木薯淀粉（SC9、SC205、LMC），其中MPY有着最大的平均粒径20.0 µm，SC205的平均粒径最小为11.5 µm，这与SEM观察的结果一致。

由表3可知，各薯类淀粉的重均相对分子质量较大，均在107以上，其中LMC的重均相对分子质量为17.76×107，远大于其他6 种薯类淀粉（4.416×107～8.853×107 ），这是由于其淀粉的相对分子质量主要分布于较大的区间。SFY的均方根旋转半径（228.601 nm）明显大于LMC的均方根旋转半径（176.571 nm），这可能是由于SFY的直链淀粉含量较低，直链淀粉/支链淀粉含量比值较LMC低的原因。不同品种薯类淀粉的多分散系数差别很大，其中MPY的多分散系数为2.039，最接近于1，这说明MPY的分子质量分布较窄且比较均匀，而LMC的多分散系数高达18.539，远大于其他6 种薯类淀粉。

4、不同薯类淀粉粉条品质特性

由表4可知，不同品种的淀粉粉条的硬度、内聚性、拉伸功、烹煮损失和膨胀系数差异显著（P＜0.05）。淮山淀粉粉条（MPY、SFY）的断条率高达30%，红薯淀粉粉条（XSSP）的断条率次之、木薯淀粉（SC9、SC205、LMC）粉条的断条率较低。淮山淀粉粉条（SFY、MPY）的烹煮损失、膨胀系数高于木薯淀粉和红薯淀粉。而GY2粉条的断条率、烹煮损失、膨胀系数较小，不易断条糊汤，拥有较好的烹煮性质。淮山淀粉（GY2、SFY、MPY）粉条的拉伸功均小于木薯淀粉粉条和红薯淀粉粉条，说明淮山淀粉粉条的延伸性较差。MPY粉条的硬度最大（4 850.48 g），是硬度最小的LMC粉条（421.88 g）的11 倍。通过综合评价，SC205粉条综合得分最高为11.34，LMC粉条次之，为10.94。淮山淀粉（GY2、SFY、MPY）中，GY2粉条得分最高，其粉条综合品质与木薯淀粉粉条、红薯淀粉粉条接近。

5、淀粉结构与粉条品质的相关性分析结果

由表5可知，淀粉的直链淀粉含量与其粉条的断条率、烹煮损失显著负相关（P＜0.05）。淀粉的粒径与粉条的膨胀系数显著正相关（P＜0.05），Chen Zenghong等研究结果也表明，颗粒粒径小的淀粉制作的粉条的膨胀系数较低。

结 论

本实验比较了淮山淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉等7 种薯类淀粉的微观形貌、结晶结构、颗粒粒径和分子结构的差异，结果表明，各薯类淀粉的颗粒大小有着明显的差异，按平均粒径由高到低依次为：淮山淀粉（GY2、SFY、MPY）＞红薯淀粉（XSSP）＞木薯淀粉（SC9、SC205、LMC）。傅里叶变换红外光谱和X衍射衍射对淀粉的结晶结构分析结果一致，淮山淀粉的结晶度和1 045 cm－1/1 022 cm－1峰强度比值均大于木薯淀粉和红薯淀粉。各薯类淀粉的分子结构有明显的差异，LMC的重均相对分子质量最大，达到17.76×107，GY2的重均相对分子质量最小，仅为4.416×107。

薯类淀粉的结构性质对粉条品质具有重要影响，淀粉的粒径与粉条的膨胀系数显著正相关（P＜0.05）。淀粉的分子结构对粉条的品质影响显著，淀粉的旋转半径与粉条的断条率极显著正相关（P＜0.01），与粉条的膨胀系数显著正相关（P＜0.05）。淀粉的多分散系数与粉条的硬度显著负相关（P＜0.05），与粉条的拉伸功显著正相关（P＜0.05）。淀粉的结晶结构对粉条品质也有影响，淀粉的1 045 cm－1/1 022 cm－1 峰强度比值与粉条内聚性极显著负相关（P＜0.01）。薯类淀粉粉条加工时，可以选择粒度、旋转半径小的淀粉作为优质的原料，以提高薯类淀粉粉条的品质。

本文《不同薯类淀粉结构性质与粉条品质的关系》来源于《食品科学》2020年41卷23期77-82页，作者：邹金浩，李燕，欧阳华峰，郭时印，苏小军，宋勇，李清明。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191123-271。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于摄图网及文章原文

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