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红小豆蒸煮过程中的糊化特性及微观结构

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-06-06
核心提示:红小豆种皮致密、组织坚硬、吸水困难,因此蒸煮工序成为红小豆食品加工的关键步骤,决定其生产效率的高低及产品的最终品质。研究表明,蒸煮过程直接影响豆类淀粉的糊化和水解,从而影响豆类的蒸煮品质。因此,在蛋白质和脂肪的存在下,研究红小豆淀粉的变化情况最能真实的反映红小豆蒸煮过程中体系内部的变化。
   红小豆种皮致密、组织坚硬、吸水困难,因此蒸煮工序成为红小豆食品加工的关键步骤,决定其生产效率的高低及产品的最终品质。研究表明,蒸煮过程直接影响豆类淀粉的糊化和水解,从而影响豆类的蒸煮品质。因此,在蛋白质和脂肪的存在下,研究红小豆淀粉的变化情况最能真实的反映红小豆蒸煮过程中体系内部的变化。
 
  北京食品科学研究院的白洁、刘丽莎、李玉美等人通过研究蒸煮过程中红小豆的糊化特性和结构特性的变化规律,明确蒸煮过程对红小豆的影响,以期为红小豆蒸煮过程机理研究提供依据,为优化和改进现有红小豆蒸煮工艺、提高红小豆制品生产效率提供借鉴与参考。
 
  1、蒸煮过程中红小豆
 
  基本组分的变化
 
  随着蒸煮时间的延长,红小豆淀粉、蛋白质含量显着降低(P<0.05),其中淀粉含量降低了71.2%,脂肪含量略微升高,但不显着(P>0.05)。
 
  2、蒸煮过程中红小豆
 
  糊化度和硬度的变化
 
  随着蒸煮时间延长,红小豆糊化度显着升高(P<0.05),硬度显着降低(P<0.05)。蒸煮时间在15~30 min之间,糊化度升高速率变化较快,硬度降低也十分明显,变化曲线上升和下降的总体速率较大。随着蒸煮时间继续延长,红小豆糊化度和硬度变化趋缓,蒸煮45 min后,糊化度和硬度变化不显着(P>0.05)。
 
  3、蒸煮过程中红小豆
 
  糊化特性的变化
 
  随着蒸煮时间的延长,快速黏度分析(RVA)曲线趋于平缓,峰值黏度、低谷黏度、衰减值、最终黏度以及回生值均逐渐降低。蒸煮45 min后,峰值黏度、低谷黏度随时间变化差异不显着(P>0.05),最终黏度、回生值降低幅度也趋于平缓,这与绿豆蒸煮过程中糊化特性的变化趋势一致,也与湿热处理红小豆的变化趋势相似。
 
  4、蒸煮过程中红小豆
 
  微观形态的变化
 
  蒸煮15 min时,叶肉细胞的形貌未发生大的变化,这是因为红小豆种皮细胞壁致密,吸水困难,短时间蒸煮对红小豆子叶结构无显着影响;蒸煮30 min时,淀粉颗粒不断吸水膨润,此时叶肉细胞排列不再紧密,网络组织更加松散,细胞间隙变大,轮廓几乎消失,淀粉颗粒明显暴露出来,豆粒叶肉细胞结构明显变形。这与大米微波处理后的横截面结构变化相似,并被认为可能是淀粉颗粒内部无定型区域和结晶结构发生变化所致。蒸煮45 min时,细胞膜包裹着的淀粉颗粒完全暴露出来,附着在淀粉颗粒表面的蛋白质、果胶等物质降解,呈现出较为光滑、规则的椭球形颗粒。继续蒸煮至60 min,红小豆微观形貌变化不明显,但个别淀粉颗粒相互黏结。
 
  5、蒸煮对红小豆
 
  晶体结构的影响
 
  蒸煮0 min红小豆的结晶度为42.02%。随着蒸煮时间的延长,红小豆淀粉的结晶度显着降低(P<0.05),说明红小豆内部颗粒遭到破坏,淀粉结晶区域破坏。在蒸煮15 min之前结晶度下降趋势较为缓慢,蒸煮15 min后结晶度大幅降低,说明此时淀粉开始糊化,而当蒸煮时间超过45 min时,结晶度变化不显着(P>0.05),说明在蒸煮45 min时红小豆样品的糊化程度达到最大。
 
  6、蒸煮对红小豆
 
  官能团的影响
 
  随着蒸煮时间的延长,红小豆样品的吸收峰波数并没有出现明显的红移或蓝移,但部分吸收峰的图谱宽度出现窄化,吸收峰的强度改变。一般认为,红外光谱图中1 300~900 cm-1区域内的吸收峰为淀粉的构型敏感带,也是指纹区的一部分。蒸煮过程中1 047 cm-1处的吸收峰逐渐减弱,说明淀粉的结晶区随时间延长被破坏;指纹区928、858 cm-1处的吸收峰消失,说明蒸煮过程中淀粉短程有序的结构遭到破坏。
 
  7、相关性分析
 
  红小豆蒸煮过程中淀粉含量与硬度、糊化特性参数以及结晶度均呈极显着正相关(P<0.01),与糊化度呈极显着负相关(P<0.01),糊化度与硬度、结晶度均呈极显着负相关(P<0.01),蛋白质含量与糊化度、硬度、衰减值以及结晶度无显着相关性(P>0.05),脂肪含量与其他指标均无显着相关性(P>0.05)。
 
  结 论
 
  随着蒸煮时间的延长,红小豆淀粉、蛋白质含量、糊化特性、硬度以及结晶度均呈现显着降低(P<0.05)后又趋于平缓的趋势,糊化度变化趋势相反,脂肪含量变化不显着(P>0.05)。蒸煮过程中红小豆叶肉细胞横截面的组织结构发生明显变化,细胞间隙变大,轮廓几乎消失,淀粉颗粒明显暴露出来,呈现较为光滑、规则的椭球形颗粒。红外光谱图表明蒸煮过程中,红小豆样品的吸收峰波数并没有出现明显的红移或蓝移,但部分吸收峰的图谱出现窄化,吸收峰的强度改变,其中表征淀粉构型敏感带的吸收峰强度减弱,指纹区的部分吸收峰减弱甚至消失。X射线衍射图谱中特征吸收峰强度及宽度也都逐渐变小。X射线衍射、红外光谱扫描两种方法都证明了蒸煮过程中淀粉结构的变化。
 
  从相关性分析可知,红小豆淀粉含量与糊化度、糊化特性、硬度以及结晶度之间具有极显着的相关性(P<0.01),这一研究结果将为实现通过淀粉含量对蒸煮过程中红小豆品质及糊化程度的预测提供参考,并为红小豆相关制品的高效工业化生产提供技术和理论依据。
 
 
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