外界因素對馬鈴薯淀粉粘度的影響研究
來源： http://www.pfyin.com/ 類別：實(shí)用技術(shù) 更新時間：2013-03-20 閱讀次
【本資訊由中國糧油儀器網(wǎng)提供】 近幾年來，馬鈴薯淀粉工業(yè)蓬勃發(fā)展，馬鈴薯淀粉及其衍生物的用途十分廣泛，對馬鈴薯淀粉的品質(zhì)的研究也日益得到越來越多的人們的重視，特別是對性能指標(biāo)的研究，不但能使馬鈴薯淀粉的品質(zhì)得到一定的提高、改善，而且還能進(jìn)一步拓寬馬鈴薯淀粉及其衍生物的用途，粘度就是馬鈴薯淀粉眾多性能指標(biāo)中重要的一項(xiàng)指標(biāo)，明確其影響因素意義重大。大興安嶺地區(qū)地處寒溫帶大陸性季風(fēng)區(qū)域，冬寒夏暖，晝夜溫差大，馬鈴薯的種植與其他地區(qū)相比有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。
由于晝夜溫差的關(guān)系致使馬鈴薯中的淀粉形成特有的輪紋結(jié)構(gòu)，具有高粘度、高膨化度、低糊化溫度的特點(diǎn)，這些指標(biāo)高低直接決定著產(chǎn)品在市場上的占有率。以往由于不了解影響粘度的因素有哪些，在生產(chǎn)加工過程中就會忽略一些問題，人為導(dǎo)致了淀粉粘度降低，這是得不償失的。所以對影響馬鈴薯淀粉粘度的因素的研究迫在眉睫。分別跟蹤抽取麗雪精淀粉公司馬鈴薯加工過程中2009年、2010年、2011年三年馬鈴薯精淀粉樣本做布拉班德粘度檢測。在生產(chǎn)過程中2009年的粘度指標(biāo)在常規(guī)狀態(tài)下進(jìn)行，在2010年、2011年有目的對生產(chǎn)用水、馬鈴薯原料選材、CIP清洗，水處理及干燥工藝的溫度及精制工藝攪拌等各環(huán)節(jié)進(jìn)行了控制。對2009年、2010年及2011年三年馬鈴薯淀粉加工過程中的粘度數(shù)值進(jìn)行了比對：在2009年度的生產(chǎn)過程中，連續(xù)抽取了9月份40個批次精淀粉測定布拉班德粘度值（BU值），大多數(shù)在1250BU以下，其中最低值1110BU，最高值1410BU。10月份連續(xù)抽取了26個批次，多數(shù)數(shù)值在1200BU上下波動，最低值為1060BU，最高值為1400BU。在2010年度生產(chǎn)過程中，連續(xù)抽取了9月6日到10月8日的86個批次精淀粉測定布拉班德粘度值（BU值），粘度數(shù)值大多數(shù)在1300BU-1400bU范圍內(nèi)波動，有的數(shù)值還達(dá)到了1500BU，粘度數(shù)值較2009年有所提升。2011年連續(xù)觀察了8月28到9月28的62個批次，我們明顯的發(fā)現(xiàn)，粘度數(shù)值有了很大的提高，數(shù)值都在1400BU-1500BU波動，有的數(shù)值將近達(dá)到了1700BU。
分析通過三年來生產(chǎn)過程的現(xiàn)場的觀察、數(shù)據(jù)的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，影響粘度的因素很多，通過現(xiàn)場觀察、實(shí)際運(yùn)用以及專家理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，主要影響因素有以下幾個方面：1生產(chǎn)用水的影響。馬鈴薯淀粉主要是由淀粉和水組成，在我國現(xiàn)行的馬鈴薯淀粉標(biāo)準(zhǔn)《食用馬鈴薯淀粉（GB/T8884-2007）》、《工業(yè)薯類淀粉國家標(biāo)準(zhǔn)（QB1840-93）》中，水占到18%-20%之間，生產(chǎn)用水直接影響馬鈴薯淀粉的粘度。不同的水質(zhì)制備的淀粉所測得的淀粉糊化溫度、峰值粘度溫度、峰值粘度、崩解值、回升值差異較大，自來水的差異要顯著不同于蒸餾水和去離子水。所以水質(zhì)是馬鈴薯淀粉制備中對淀粉粘度的主要影響因素。在實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)及理論上證明硬度小或者經(jīng)過軟化的水能夠大大提高馬鈴薯淀粉的粘度，而沒有軟化的水則使馬鈴薯淀粉的粘度降低很多。2馬鈴薯原料的影響。馬鈴薯淀粉的綸紋結(jié)構(gòu)與晝夜溫差有關(guān),而糊化溫度的高低有綸紋結(jié)構(gòu)決定，光照時間越長，淀粉密度大，分子間聚合緊密，糊化溫度就越高，淀粉的粘度也就越高。這和馬鈴薯的生長環(huán)境、馬鈴薯的品種等有關(guān)，如果馬鈴薯生長期間光照時間短，陰雨天多的年份，馬鈴薯淀粉的粘度明顯降低。淀粉的粘度與生育期也有一定的關(guān)系，晚熟品種的淀粉粘度要高于早熟品種,在生產(chǎn)加工過程中，對作為加工的馬鈴薯要進(jìn)行控制，盡量種植適合加工的馬鈴薯品種，從而獲得更高的粘度值,另外，外界的環(huán)境條件對淀粉的粘度也有一定的影響，如溫度、栽培條件和管理模式等。其中緯度和海拔的因素影響較大，在一定的緯度范圍內(nèi)也表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，即高緯度地區(qū)的淀粉粘度要高于低緯度地區(qū)。
以下馬鈴薯淀粉粘度的測量均采用粘度測定儀進(jìn)行測定，堿對馬鈴薯淀粉粘度的影響：淀粉在強(qiáng)堿作用下，室溫就能糊化。堿達(dá)到一定限量，淀粉就糊化，據(jù)研究馬鈴薯淀粉糊化所需NaOH的量為0.32毫克當(dāng)量/克，在日常生活中，煮稀飯加堿，就是因?yàn)閴A有促使淀粉糊化的性質(zhì)。在馬鈴薯淀粉生產(chǎn)過程中進(jìn)行CIP清洗時，堿液的濃度、清洗的徹底程度，都直接影響淀粉的粘度。所以在生產(chǎn)過程中，CIP清洗一定要徹底，管道走清水的時間一定要得到保證，這也是獲得高粘度淀粉所必備的條件之一。酸對馬鈴薯淀粉粘度的影響。在酸性條件下，淀粉糊化溫度高，各點(diǎn)粘度值低，且隨著pH值的降低，糊化溫度升高，各點(diǎn)粘度值下降，說明馬鈴薯淀粉糊粘度的抗酸能力較差。但酸性條件下，淀粉糊黏度的熱穩(wěn)定性、凝膠性和凝沉性增強(qiáng)，冷穩(wěn)定性較差；在馬鈴薯生產(chǎn)加工過程中，要想得到高粘度的馬鈴薯淀粉，對二氧化硫的加入量要進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免其對淀粉粘度的影響。食鹽對馬鈴薯粘度的影響。食鹽對淀粉糊粘度性質(zhì)的影響較大。隨著食鹽濃度的增加，淀粉糊化穩(wěn)定升高，各點(diǎn)粘度值降低，熱穩(wěn)定性、凝膠性、凝沉性減弱，而冷穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。這是由于食鹽是強(qiáng)電解質(zhì)，在水中解離為Na+和Cl-，這兩種離子的存在影響了體系中水分子與淀粉分子之間的相互作用，抑制淀粉顆粒膨脹，阻礙淀粉的糊化過程；且食鹽濃度越大，淀粉越難糊化。另外，食鹽中的Na可與淀粉分子中的羥基發(fā)生作用，也導(dǎo)致淀粉糊粘度性質(zhì)變化。在生產(chǎn)加工時進(jìn)行水處理的過程中，如果使用電解食鹽水的方法，加入食鹽的量要嚴(yán)格控制。溫度對馬鈴薯淀粉粘度的影響。當(dāng)溫度較高時，無定型區(qū)的分子鏈的凝結(jié)解開，部分微晶熔融，他們的水化與潤張對相鄰的微晶施加壓力，從而加速了它們的熔融，溫度小的躍升，將糊化所有的團(tuán)粒，使糊化溫程縮短。因此在干燥工序，溫度最好控制在45-55度之間，控制好溫度避免淀粉顆粒糊化。攪拌速度對馬鈴薯淀粉粘度的影響。攪拌也是影響粘度的因素，攪拌的速度越高，粘度就會下降。原因就是利用機(jī)械的方法，使淀粉糊中膠體質(zhì)點(diǎn)或分子集聚體解體，減少膠體質(zhì)點(diǎn)，使粘度降低。當(dāng)然各種植物淀粉糊年度降低的幅度是各不相同的。在精制工序要避免高速攪拌，做到不能導(dǎo)致淀粉凝沉的速度為宜。
從三年來的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，在生產(chǎn)過程中各工序注意一些細(xì)節(jié)的控制，要提高馬鈴薯淀粉的粘度是可行的，為客觀地研究探討馬鈴薯淀粉的品質(zhì)提供參考。
由于晝夜溫差的關(guān)系致使馬鈴薯中的淀粉形成特有的輪紋結(jié)構(gòu)，具有高粘度、高膨化度、低糊化溫度的特點(diǎn)，這些指標(biāo)高低直接決定著產(chǎn)品在市場上的占有率。以往由于不了解影響粘度的因素有哪些，在生產(chǎn)加工過程中就會忽略一些問題，人為導(dǎo)致了淀粉粘度降低，這是得不償失的。所以對影響馬鈴薯淀粉粘度的因素的研究迫在眉睫。分別跟蹤抽取麗雪精淀粉公司馬鈴薯加工過程中2009年、2010年、2011年三年馬鈴薯精淀粉樣本做布拉班德粘度檢測。在生產(chǎn)過程中2009年的粘度指標(biāo)在常規(guī)狀態(tài)下進(jìn)行，在2010年、2011年有目的對生產(chǎn)用水、馬鈴薯原料選材、CIP清洗，水處理及干燥工藝的溫度及精制工藝攪拌等各環(huán)節(jié)進(jìn)行了控制。對2009年、2010年及2011年三年馬鈴薯淀粉加工過程中的粘度數(shù)值進(jìn)行了比對：在2009年度的生產(chǎn)過程中，連續(xù)抽取了9月份40個批次精淀粉測定布拉班德粘度值（BU值），大多數(shù)在1250BU以下，其中最低值1110BU，最高值1410BU。10月份連續(xù)抽取了26個批次，多數(shù)數(shù)值在1200BU上下波動，最低值為1060BU，最高值為1400BU。在2010年度生產(chǎn)過程中，連續(xù)抽取了9月6日到10月8日的86個批次精淀粉測定布拉班德粘度值（BU值），粘度數(shù)值大多數(shù)在1300BU-1400bU范圍內(nèi)波動，有的數(shù)值還達(dá)到了1500BU，粘度數(shù)值較2009年有所提升。2011年連續(xù)觀察了8月28到9月28的62個批次，我們明顯的發(fā)現(xiàn)，粘度數(shù)值有了很大的提高，數(shù)值都在1400BU-1500BU波動，有的數(shù)值將近達(dá)到了1700BU。
分析通過三年來生產(chǎn)過程的現(xiàn)場的觀察、數(shù)據(jù)的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，影響粘度的因素很多，通過現(xiàn)場觀察、實(shí)際運(yùn)用以及專家理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，主要影響因素有以下幾個方面：1生產(chǎn)用水的影響。馬鈴薯淀粉主要是由淀粉和水組成，在我國現(xiàn)行的馬鈴薯淀粉標(biāo)準(zhǔn)《食用馬鈴薯淀粉（GB/T8884-2007）》、《工業(yè)薯類淀粉國家標(biāo)準(zhǔn)（QB1840-93）》中，水占到18%-20%之間，生產(chǎn)用水直接影響馬鈴薯淀粉的粘度。不同的水質(zhì)制備的淀粉所測得的淀粉糊化溫度、峰值粘度溫度、峰值粘度、崩解值、回升值差異較大，自來水的差異要顯著不同于蒸餾水和去離子水。所以水質(zhì)是馬鈴薯淀粉制備中對淀粉粘度的主要影響因素。在實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)及理論上證明硬度小或者經(jīng)過軟化的水能夠大大提高馬鈴薯淀粉的粘度，而沒有軟化的水則使馬鈴薯淀粉的粘度降低很多。2馬鈴薯原料的影響。馬鈴薯淀粉的綸紋結(jié)構(gòu)與晝夜溫差有關(guān),而糊化溫度的高低有綸紋結(jié)構(gòu)決定，光照時間越長，淀粉密度大，分子間聚合緊密，糊化溫度就越高，淀粉的粘度也就越高。這和馬鈴薯的生長環(huán)境、馬鈴薯的品種等有關(guān)，如果馬鈴薯生長期間光照時間短，陰雨天多的年份，馬鈴薯淀粉的粘度明顯降低。淀粉的粘度與生育期也有一定的關(guān)系，晚熟品種的淀粉粘度要高于早熟品種,在生產(chǎn)加工過程中，對作為加工的馬鈴薯要進(jìn)行控制，盡量種植適合加工的馬鈴薯品種，從而獲得更高的粘度值,另外，外界的環(huán)境條件對淀粉的粘度也有一定的影響，如溫度、栽培條件和管理模式等。其中緯度和海拔的因素影響較大，在一定的緯度范圍內(nèi)也表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，即高緯度地區(qū)的淀粉粘度要高于低緯度地區(qū)。
以下馬鈴薯淀粉粘度的測量均采用粘度測定儀進(jìn)行測定，堿對馬鈴薯淀粉粘度的影響：淀粉在強(qiáng)堿作用下，室溫就能糊化。堿達(dá)到一定限量，淀粉就糊化，據(jù)研究馬鈴薯淀粉糊化所需NaOH的量為0.32毫克當(dāng)量/克，在日常生活中，煮稀飯加堿，就是因?yàn)閴A有促使淀粉糊化的性質(zhì)。在馬鈴薯淀粉生產(chǎn)過程中進(jìn)行CIP清洗時，堿液的濃度、清洗的徹底程度，都直接影響淀粉的粘度。所以在生產(chǎn)過程中，CIP清洗一定要徹底，管道走清水的時間一定要得到保證，這也是獲得高粘度淀粉所必備的條件之一。酸對馬鈴薯淀粉粘度的影響。在酸性條件下，淀粉糊化溫度高，各點(diǎn)粘度值低，且隨著pH值的降低，糊化溫度升高，各點(diǎn)粘度值下降，說明馬鈴薯淀粉糊粘度的抗酸能力較差。但酸性條件下，淀粉糊黏度的熱穩(wěn)定性、凝膠性和凝沉性增強(qiáng)，冷穩(wěn)定性較差；在馬鈴薯生產(chǎn)加工過程中，要想得到高粘度的馬鈴薯淀粉，對二氧化硫的加入量要進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免其對淀粉粘度的影響。食鹽對馬鈴薯粘度的影響。食鹽對淀粉糊粘度性質(zhì)的影響較大。隨著食鹽濃度的增加，淀粉糊化穩(wěn)定升高，各點(diǎn)粘度值降低，熱穩(wěn)定性、凝膠性、凝沉性減弱，而冷穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。這是由于食鹽是強(qiáng)電解質(zhì)，在水中解離為Na+和Cl-，這兩種離子的存在影響了體系中水分子與淀粉分子之間的相互作用，抑制淀粉顆粒膨脹，阻礙淀粉的糊化過程；且食鹽濃度越大，淀粉越難糊化。另外，食鹽中的Na可與淀粉分子中的羥基發(fā)生作用，也導(dǎo)致淀粉糊粘度性質(zhì)變化。在生產(chǎn)加工時進(jìn)行水處理的過程中，如果使用電解食鹽水的方法，加入食鹽的量要嚴(yán)格控制。溫度對馬鈴薯淀粉粘度的影響。當(dāng)溫度較高時，無定型區(qū)的分子鏈的凝結(jié)解開，部分微晶熔融，他們的水化與潤張對相鄰的微晶施加壓力，從而加速了它們的熔融，溫度小的躍升，將糊化所有的團(tuán)粒，使糊化溫程縮短。因此在干燥工序，溫度最好控制在45-55度之間，控制好溫度避免淀粉顆粒糊化。攪拌速度對馬鈴薯淀粉粘度的影響。攪拌也是影響粘度的因素，攪拌的速度越高，粘度就會下降。原因就是利用機(jī)械的方法，使淀粉糊中膠體質(zhì)點(diǎn)或分子集聚體解體，減少膠體質(zhì)點(diǎn)，使粘度降低。當(dāng)然各種植物淀粉糊年度降低的幅度是各不相同的。在精制工序要避免高速攪拌，做到不能導(dǎo)致淀粉凝沉的速度為宜。
從三年來的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，在生產(chǎn)過程中各工序注意一些細(xì)節(jié)的控制，要提高馬鈴薯淀粉的粘度是可行的，為客觀地研究探討馬鈴薯淀粉的品質(zhì)提供參考。
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