玉米角质和粉质胚乳淀粉粒粒径、糊化特性及凝胶质构特性的研究

2014年月中国粮油学报，第卷第期玉米角质和粉质胚乳淀粉粒粒径、糊化特性及凝胶质构特性的研究伊祖涛张海艳青岛农业大学农学与植物保护学院山东省旱作农业技术重点实验室青岛摘要以莱农、青农、连胜、隆平和先玉玉米为材料，人工分离角质和粉质胚乳，通过显微镜观察淀粉粒粒径采用快速點度测定仪（和物性测试仪（分析糊化特性和质构特性，比较玉米角质和粉质胚乳淀粉粒粒径、糊化特性和质构特性的差异。结果表明，角质胚乳淀粉粒平均粒径显著大于粉质胚乳；角质胚乳的峰值黏度、崩解值和凝胶回复性显著低于粉质胚乳，峰值时间和糊化温度显箸高于粉质胚乳，而凝胶的硬度、弹性、凝聚性、胶着性和咀嚼性除了与胚乳质地有关外，也受品种的影响。在玉米实际加工利用时，可以根据需要选择不同类型的胚乳，以实现玉米胚乳的合理有效运用。关键词玉米角质胚乳粉质胚乳淀粉粒粒後糊化特性质构特性中图分类号文献标识码文章编号：胚乳是玉米籽粒的重要组成部分，占籽粒质量化钠、蔗糖及转速对淀粉糊化特性的影响。李建珍的。玉米胚乳分为角质胚乳和粉质胚乳，等以普通玉米粉为原料，研究了超高压技术对玉它们的组织结构存在显著差异。角质胚乳细胞排列米粉糊化度的影响。王富盛等研究了微波辐射对紧密，淀粉粒排列规则，呈多面体形，蛋白体数量多玉米粉质构特性的影响。目前有关玉米糊化和凝且填满淀粉体的间隙质地坚实；粉质胚乳淀粉粒排胶质构特性方面的研究多针对于玉米淀粉和玉米列不规则，呈圆球状，淀粉体间空隙多，质地疏粉，关于玉米角质胚乳和粉质胚乳糊化特性和质构松。胚乳的组织结构决定籽粒物理性状和营养特性的差异鲜见报道。本研究以个不同玉米品种品质的优劣，关系到淀粉理化特性和功能特性的好为材料对其角质胚乳和粉质胚乳的淀粉粒粒径、糊坏⑷。了解和掌握角质胚乳和粉质胚乳的特性及差化特性和凝胶质构特性进行比较分析，探讨它们之异是全面有效利用玉米胚乳资源的关键。间的关系，以明确角质胚乳和粉质胚乳的特性及差淀粉是玉米籽粒胚乳的主要成份，以大小不同异，为玉米胚乳的合理有效应用提供科学依据。的淀粉粒的形式存在。淀粉粒粒径对淀粉理化特性有显著影响进而决定淀粉的应用和加工品质。；糊化特性和凝胶质构特性是淀粉或以淀粉为主要成分物料的重要理化特性。糊化是指淀粉或以淀粉为供试玉米品种为莱农、连胜、青农、隆主要成分的物料悬浮液在加热过程中’由于淀粉粒平和先玉年月日于青岛农业大的吸水溶胀’悬浮液变成細状的现象。经过糊学胶州试验田种植。小区面积，行距种化后’淀粉在冷却时会形成有定弹性和强度的￥植密度淑随排列，重复次，生长期赚管理。开花期选择生长发育致的植株人工食用和加工品质。李米淀粉为撤。成熟期收获果穗，晒干脱粒。料研究了不同浓度玉米淀粉以及在同一浓度下氯基金项目：国家自然科学基金青岛市科技计划型快速黏度分析仪（：澳大利亚作物生物学国家重点实验室，—开放课题公司；物性测试仪简》伊祖涛，男，年出生，硕士，玉米淀粉特性（：英国公司；尼康生通讯作者：张海艳，女，年出生，副教授玉米品质生理物显微镜尼康仪器有限公司；型高速万能粉^8 中国粮油学报年第期碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；赛多利斯析、频数分布和相关分析法测验显著性。淀粉型电子天平：北京赛多利斯仪器系统粒粒径、糊化和质构特性数据采用“平均值±标准有限公司。差”表示。利用软件作图谱。试验方法角质胚乳与粉质胚乳的分离结果与分析隨选取定難玉綺粒，去离子水魏角難崎质舰的淀粉粒粒径及分布，用镊子小心剥去果种皮和糊粉层去掉胚。将二二从表可以看出，供试品种不同类型胚乳的淀胚乳纵切成两半，用小刀将处于籽粒下部、中央以及近胚侧的质地相对疏松的粉质胚乳刮下后将处在籽粒中上侧舰翻細歸下并侧剔除上面附着的粉质乳。将分离的样品置！数大于角质胚乳。显微镜下观察也发现，角质胚乳■驢肚■雌雅難大厢状不规则，呈多贿雜不形；粉雕難赚形状较规‘！则，多呈球形或椭球形。可见，玉米角质胚乳淀粉粒参考张海艳的方法。取少量样用碘碘化工一般大于粉质胚乳粉质胚乳淀粉粒的分布范围比钾试剂染色，用尼康显微镜在目镜和物镜下，每个待测样品随机观察个淀粉粒。‘‘田下数分布存日月可，淀粉采用仪进打测定，用径时，问一粒径范围内角质胚乳淀粉粒所占配套软件分析。称取样加、比例小于粉质胚乳；淀粉粒粒径时，同一粒蒸馏水，根据操作规程（，用标准々丨点■比％山播她范围内角质胚乳淀粉粒所占比例大于粉质胚乳。角‘质胚雌雌主要集中在，一麵内，占总淀的其次为，和（，特件的测定：特昨分别占和，将银餘出，采職性测试仪测定碰雌结构，删柱状探头，以速度进入凝於。的淀粉粒。粉质胚乳淀粉粒也王要集中在（胶，再回复至初位。质构参数包括硬度（廿士本、口、、仏范围内，占总淀粉粒的其次为和…分别占和、阻嚼性（腿）和回籠（孤及搞；和（淀粉粒分个指标。一一‘‘‘！别占和；彡和“断餅趣紐行據分亂貼遺議。表供试玉米品种角质胚乳和粉质胚乳淀粉粒的分布情况品种胚乳麵名，，，，莱农“角质胚乳±粉质庇乳±连胜角质胚乳±粉质胚乳±青农角质胚乳±粉质胚乳±隆平角质胚乳±粉质胚乳±先玉角质胚乳±粉质胚乳±注同一品种不同小写字母表示差异达显著水平，下同。第卷第期伊祖涛等玉米角质和粉质胚乳淀粉粒粒径、糊化特性及凝胶质构特性的研究角质胚乳和粉质胚乳的糊化特性由表可以看出，角质胚乳和粉质胚乳的糊化特性存在明显的差异。所有供试品种角质胚乳的■峰值黏度和崩解值显著低于粉质胚乳分别为粉质〒胚乳的和峰值时间和糊化温度显著高于粉质胚乳，分别为粉质；胚乳的丨倍和倍。角质胚、一乂乳和粉质胚乳谷值黏度、最终黏度和回生值的差异在不同品种间表现不同，青农角质胚乳的这°°‘‘个指标显著低于粉质胚乳其他个品种则表现为角质胚乳显著高于粉质胚乳。说明，峰值黏度、崩解值、峰值时间和糊化温度主要受胚乳质地的影响。胚乳质地坚实，峰值黏度和崩解值低，峰值时间长，糊化温度高；相反，胚乳质地疏松，峰值黏度》丨八义制：和崩解值高，峰值时间短，糊化温度低。谷值黏度、最终黏度和回生值除与胚乳质地有关外，也受品种的影响。图为供试品种角质胚乳和粉质胚乳的谱。从图可以看出，糊化过程中，角质胚乳和粉质胚乳黏度呈有规律的升高（到达峰值黏度）、降低（到达低谷黏度）、再上升（到达最终黏度）的变化趋势。“图显示所有品种粉质胚乳谱的最终黏度均丨：：显著低于峰值黏度，而角质胚乳的最终黏度与峰值％黏度差异不大甚至比峰值黏度高。妥丨旗「■！■；先玉角质胚乳——粉质胚乳“一“图供试玉米品种角质胚乳和粉质胚乳的谱；—角质胚乳和粉质胚乳的质构特性°°‘‘从表可以看出，角质胚乳和粉质胚乳的质构特性存在差异，且品种间表现不一样。莱农、青农、隆平和先玉角质胚乳的硬度、胶着性和咀嚼性（隆平除外）显著高于粉质胚乳，弹性和凝聚性显著低于粉质胚乳；连胜角质胚乳的硬“；度、胶着性和咀嚼性低于粉质胚乳，弹性和凝聚性高；于粉质胚乳；所有供试品种回复性表现为粉质胚乳‘显著高于角质胚乳。说明，胚乳质地坚实，凝胶回复°°性差；胚乳质地疏松，凝胶回复性好。凝胶的硬度、弹性、凝聚性、胶着性和咀嚼性除了受胚乳质地影响连胜外与品种也密切相关。30 中国粮油学报年第期表供试玉米品种角质胚乳和粉质胚乳的糊化特性品种胚乳类型峰值黏度谷值黏度崩解值最终黏度回生值峰值时间糊化温度莱农角质胚乳±±±±±±±粉质胚乳±±±±±±±连胜角质胚乳±±±±±±±粉质胚乳±±±±±±±青农角质胚乳±±±±±±±粉质胚乳±±±±±±±隆平角质胚乳±±±±±±±粉质胚乳±±±±±±±先玉角质胚乳±±±±±±±粉质胚乳±±±±±±±表供试玉米品种角质胚乳和粉质胚乳的质构特性品种胚乳类型硬度凝聚性胶着性阻嚼性回复性莱农角质胚乳±±±±±±粉质胚乳±±±±±±连胜角质胚乳±±±±±±粉质胚乳±±±±±±青农角质胚乳±±±±±±粉质胚乳±±±±±±隆平角质胚乳±±±±±±粉质胚？±±±±±±先玉角质胚乳土±±±±±粉质胚乳±±±±±±值高于角质胚乳，峰值时间和糊化温度低于角质胚淀粉在植物体内以大小不同的淀粉粒的形式存乳，这与前人的研究一致。此外，玉米角质胚在。爆裂玉米胚乳几乎全为角质胚乳，质地坚乳粗脂肪含量显著高于粉质胚乳而脂肪可与直硬淀粉粒平均粒径大于普通玉米。本试验链淀粉形成稳定的复合物，在水中加热到：也中个玉米品种不同类型胚乳的淀粉粒大小存在差不会解体，使淀粉难于糊化。因此，玉米胚乳细胞排异，质地坚硬的角质胚乳淀粉粒粒径显著大于质地列紧密、质地坚硬脂肪含量高是角质胚乳糊化温松软的粉质胚乳。这与前人对不同胚乳类型玉米的度高和峰值时间长的原因之一；淀粉粒粒径大吸水研究结果是一致的。玉米籽粒角质胚乳离糊粉层膨胀程度高，是角质胚乳峰值黏度高的原因之一。近细胞内淀粉体发育早；粉质胚乳离糊粉层远，细不同品种角质胚乳和粉质胚乳谷值黏度、最终黏度胞内淀粉体发育迟，且需提供胚生长所需的养分。和回生值的差异不同，即受基因型的影响。因此在笔者推测淀粉体发育早晚及物质运输距离长短是玉米实际加工利用中，要根据需求选择合适的胚乳决定淀粉粒大小的一个重要原因。淀粉体发育早，质地和品种类型。物质运输距离短形成的淀粉粒粒径大；反之物质大型淀粉粒在重结晶时容易形成有序结构，其运输距离长、淀粉体发育晚，形成的淀粉粒粒径小。凝胶分子链排布紧密，硬度和胶着性高；小型淀粉粒糊化特性受样品质地结构地影响，也受其化学在重结晶过程中容易形成网状结构凝胶硬度和胶成分的影响。肘等“”研究表明，玉米粉质胚乳着性低，弹性和凝聚性强。这与本试验中莱农淀粉的點度比角质胚乳高角质胚乳淀粉的糊化温、青农、隆平和先玉角质胚乳淀粉粒度高于粉质胚乳。吴俊等研究发现随着玉米淀粒径大凝胶硬度和胶着性高、弹性和凝聚性低的结粉粒度的减小糊化温度降低，淀粉糊黏度下降。本果是一致的。然而本试验中，连胜角质胚乳和试验中，所有供试品种粉质胚乳的峰值黏度和崩解粉质胚乳凝胶质构指标的差别与上述品种不同。凝第卷第期伊祖涛等玉米角质和粉质胚乳淀粉粒粒径、糊化特性及凝胶质构特性的研究胶质构特性除受凝胶样品的网状结构影响外，还与淀粉淀粉分子之间的相互作用、直链淀粉含量、支，链淀粉结构等因素有关°。这可能是导致品种间不誦，同类型胚凝胶质构特性存在差异的主要原因。■食品科技’：李里特食品物性学北京：中国农业出版社，结论玉米角质胚乳和粉质胚乳的淀粉粒粒径、糊化刘佳陈玲李琳，等小麦、淀粉凝胶质构特性与分特性和凝胶质构特性存在显著差异，淀粉粒粒径与子结构的关系高校化学工程学报糊化特性和质构特性之间存在密切的关系。角质胚」乳淀粉粒平均粒径显著大于粉质胚乳；与粉质胚乳李娜张英华用仪分析玉米淀粉的糊化特性相比角质胚乳的峰值黏度、崩解值及凝胶回复性降中国粮油学报，低，峰值时间和糊化温度升高；谷值黏度、最终黏度、李建珍’刘景圣’张大力’等超高压技术对玉米粉糊化回生值及凝胶硬度、弹性、凝聚性、胶着性、咀嚼性的王富盛刘景圣微波辐射对玉米粉质构特性的影响大小除了与胚巧质地有关外’也叉基因型的影响。⑴中国食物与营养在食品和工业行业中，可根据需要选择不同类型的张海艳不同类型玉米生长过程中淀粉特性变化的比较胚乳，以实现玉米胚乳的合理有效运用。中国粮油学报参考文献：张海艳不同类型玉米好粒的营养品质及其与好阵质地的关系植物生理学通讯，，：崔丽娜，张红，孟佳佳，等不同胚乳类型玉米籽粒淀粉粒王忠顾蕴洁，王慧慧，等关于玉米胚乳细胞发育的研究的粒度分布特征作物学报，，夏涛窦美安，刘纪麟若干玉米胚乳突变体基因效应的：研究作物学报，，吴俊，谢守和玉米淀粉的粒度效应对其糊化行为影响杨引福，李向拓，谢恩魁不同硬质度胚乳奧帕克研究中国粮油学报，，玉米籽粒超微结构与品质性状的相关研究中周显青玉米胚乳的特性及其应用粮食与饲料工国农业科学业，（：，，，，，，：：一，，，， 中国粮油学报年第期；，，，’，，，’，—一卜—一一”卜—“一“一■一卜卜卜—卜一上接第页）；，，