路志芳　袁超　郝贵增

摘要：对莲藕淀粉的提取工艺进行优化，并对莲藕淀粉的理化性质进行分析，结果表明，莲藕淀粉提取工艺的最优组合为料水比1 g ∶2.5 mL、反应温度30 ℃、反应时间60 min，在此条件下莲藕淀粉的提取率为73.273%；莲藕淀粉颗粒呈圆形、椭圆形2种，颗粒平均粒径为33.16 μm，糊化温度为60 ℃；莲藕淀粉水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、直链淀粉含量分别为13.560%、1.210%、0.230%、0.471%、23.742%，莲藕淀粉的膨润力和溶解度随温度升高而升高。

关键词：莲藕；淀粉；提取工艺；理化性质；优化

中图分类号： TS235.9文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）15-0157-03

莲藕原产亚洲南部热带沼泽地区，为睡莲科多年生植物。莲藕在我国有3 000多年的栽培历史，是我国种植面积最大的水生蔬菜，栽培面积达13.3万hm2[1]。淀粉是莲藕的主要营养成分，其理化特性和功能特性对莲藕食品的品质及稳定性起决定性作用。本试验探讨莲藕淀粉的最优提取工艺，开展莲藕淀粉的理化特性研究，为莲藕淀粉的工业化生产、莲藕新产品的开发提供参考依据，以提高莲藕的附加值，推动淀粉产业发展。

1材料与方法

1.1试验原料及试剂

新鲜莲藕，购自上海华联超市；无水乙醚、亚硫酸氢钠、氯化钠、酒石酸钾钠、硫酸铜、葡萄糖、二甲基亚砜均为分析纯，市购。

1.2仪器设备

JYL-350A型料理机，山东九阳公司生产；XYJ-B型台式低速大容量离心机，金坛市金南仪器有限公司生产；DHG-9070A 型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备公司生产；SZF-06A型粗脂肪测定仪、KDN-04型消化炉，上海洪纪仪器设备有限公司生产；BT-1600型颗粒分析系统，丹东百特科技有限公司生产；I2型可见分光光度计，济南海能仪器股份有限公司生产；NDJ-8S数字式黏度计，上海舜宇恒科学仪器有限公司生产。

1.3原料预处理

去除莲藕表面的皮；破碎过程中加入0.15%柠檬酸、0.15% 抗坏血酸（维生素C）、0.25%苹果酸、0.15% L-半胱氨酸作为抑制剂[2]，并结合60 ℃热烫，以抑制酶促褐變的发生[3]。

1.4莲藕及淀粉的成分分析

分别采用105 ℃恒重法、索氏抽提法、凯氏定氮法、灼烧法、酸水解法测定水分、粗脂肪、粗蛋白质、粗灰分、淀粉的质量分数。

1.5莲藕淀粉提取的优化

淀粉提取率是衡量淀粉生产效能的重要指标[4]，其计算公式为：

[JZ]莲藕淀粉提取率=（m1×f1）/（m2×f2）×100%。

式中：m1为粗莲藕淀粉质量，g；f1为粗莲藕淀粉中淀粉的质量分数；m2为莲藕的质量，g；f2为莲藕中淀粉的质量分数。

1.5.1单因素试验

1.5.1.1料水比对莲藕淀粉提取率的影响取新鲜莲藕切成薄片，置于料水比分别为1 ∶2、1 ∶3、1 ∶4、1 ∶5（g ∶mL），温度为 20 ℃ 的1% NaCl、0.2% NaHSO3水溶液中，料理机均浆 2 min；保持温度20 ℃浸泡1 h，分别用40、100目的筛过滤，滤下液体3 000 r/min离心15 min；水洗3次，收集淀粉，于 45 ℃ 烘箱中干燥至恒质量；测定莲藕淀粉的提取率。

1.5.1.2温度对莲藕淀粉提取率的影响将藕片置于料水比为1 g ∶3 mL、温度分别为20、30、40、50、60 ℃的1% NaCl、0.2% NaHSO3水溶液中，料理机均浆2 min，并保温1 h；依次过筛、离心、水洗、干燥，测定莲藕淀粉的提取率。

1.5.1.3时间对莲藕淀粉提取率的影响将藕片置于料水比为1 g ∶3 mL、温度为20 ℃的1% NaCl、0.2% NaHSO3水溶液中，料理机均浆2 min；保持温度20 ℃分别浸泡40、60、80、100 min；依次过筛、离心、水洗、干燥，测定莲藕淀粉的提取率。

1.5.2正交试验在单因素试验基础上，对料水比、温度、时间进行L9（34）正交试验（表1），以提取率为指标，确定莲藕淀粉提取的最佳条件，并在最佳条件下进行重现性试验。

1.6莲藕淀粉的理化性质测定

1.6.1莲藕淀粉颗粒的形状观察取2 g自制脱脂、脱蛋白莲藕淀粉，干燥箱105 ℃烘干至恒质量；冷却至室温，取少许淀粉均匀分散到洁净的载玻片上，在颗粒分析系统中观察莲藕淀粉的形态特征及粒径并拍照。

1.6.2莲藕淀粉溶解度和膨润力的测定称取一定质量用干燥箱105 ℃烘干至恒质量的莲藕淀粉，配制成2%的淀粉乳；分别于50、60、70、80、90 ℃下搅拌加热30 min，3 000 r/min 离心15 min；取上层清液水浴蒸干，105 ℃烘干至恒质量，称质量即得到被溶解的淀粉量，计算其溶解度，由离心管中膨胀淀粉质量计算其膨胀度，计算公式[5]分别为：

[JZ]S=（mr/m）×100%；

[JZ]SW=mt/（m-mr）。

式中：mr为上清液烘干至恒质量后的残留物质量，m为样品质量，mt为沉淀物质量，单位均为g。

1.6.3莲藕淀粉中直链淀粉质量分数的测定

1.6.3.1标准曲线的绘制[6]取直链淀粉、支链淀粉各 50 mg，分别置于50 mL容量瓶中，加入几滴无水乙醇湿润；加入10 mL 0.5 mol/L NaOH溶液，沸水中加热溶解、冷却；蒸馏水定容，混匀，即得1 mg/mL的直链淀粉、支链淀粉标准溶液；按表2要求，分别吸取相应体积的直链淀粉、支链淀粉标准溶液于50 mL容量瓶中，加入20 mL蒸馏水，用0.1 mol/L HCl溶液将pH值调至3；加入0.5 mL碘试剂（2 g KI溶于少量蒸馏水中，再加入0.2 g碘，溶解定容至1 000 mL，静置 10 min），620 nm波长处用1 cm比色皿测定其吸光度；以混合液中直链淀粉质量分数为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。endprint

至恒质量；40 mL 90%二甲基亚砜溶解，搅拌20 min；85 ℃水浴15 min。并間断搅拌；冷却至室温，定容至50 mL；取1 mL溶液，与40 mL水、5 mL I/KI溶液（0.006 5 mol/L KI、0.002 5 mol/L I2）混合，定容至50 mL，摇匀；室温下静置15 min，620 nm波长处测吸光度。

1.6.4莲藕淀粉黏度的测定参照国标GB/T 22427.7—2008测定淀粉黏度：称样品6.0 g置于烧杯中，加蒸馏水 94.0 g；将测定筒和淀粉乳液的温度分别控制在50、60、70、80、90、95 ℃保温30 min，50 ℃保温30 min，计算黏度值，绘制相应曲线图。

2结果与分析

2.1莲藕中的成分分析

不同品种的莲藕其外观、口感有较明显的区别，所含的营养物质及生理特性也有所不同。由图1可知，新鲜莲藕的水分含量相对最高，为79.24%；淀粉、粗脂肪、粗蛋白、粗灰分含量分别为14.35%、0.59%、1.63%、0.65%。一般莲藕中的淀粉含量为10%～20%[8]，本试验采用的莲藕淀粉含量相对较高。

2.2莲藕淀粉提取的优化

2.2.1单因素试验

2.2.1.1料水比对莲藕淀粉提取率的影响由图2可知，随料水比的增大，莲藕淀粉的提取率增加，这是由于料水比越大，细胞壁充分吸水膨胀，使淀粉颗粒结构疏松而容易分离出来；当料水比达到1 g ∶3 mL后继续增加料水比，莲藕淀粉的提取率虽略有增加，但较为缓慢，这是由于料水比过大，不利于淀粉沉降所导致。综合考虑，适合的选择料水比为1 g ∶3 mL。

2.2.1.2温度对莲藕淀粉提取率的影响由图3可知，温度为30 ℃时莲藕淀粉的提取率相对最高，温度继续升高，淀粉的提取率反而略有下降，这是由于温度过高，有可能使部分淀粉颗粒发生糊化，从而影响淀粉的提取效果。因此，浸泡温度以30 ℃为宜。

2.2.1.3浸泡时间对莲藕淀粉提取率的影响由图4可知，随浸泡时间的延长，莲藕淀粉的提取率呈先升高后降低趋势；

浸泡时间为60 min时，莲藕淀粉的提取率相对最高，继续延长浸泡时间，淀粉提取率反而下降，这是由于藕片用水浸泡，淀粉颗粒结构变得足够疏松，有利于莲藕淀粉游离出来，随浸泡时间的延长，浆水中微生物的活动加剧，进一步影响莲藕淀粉的提取。

2.2.2正交试验由表3、表4可知，影响淀粉提取率的因素主次顺序为A（时间）>B（料水比）>C（温度），且对淀粉提取的影响显著；淀粉提取的最优工艺组合为A1B2C2，即料水比1 ∶2.5、温度30 ℃、时间60 min。

2.3莲藕淀粉的理化性质

2.3.1莲藕淀粉颗粒性状及粒径分布由图5、图6可见，莲藕淀粉颗粒较为完整，没有裂缝，颗粒形状有圆形、椭圆形2种，且大多呈椭圆形，长短径比为1.55；莲藕淀粉最小粒径为1.53 μm，最大粒径为65.61 μm，平均粒径为33.16 μm，仅次于马铃薯淀粉的平均粒径约43.59 μm[9]；淀粉颗粒比表面积为0.053 m2/g。

2.3.2莲藕淀粉的溶解度和膨润力由图7可知，随温度升高，莲藕淀粉的溶解度、膨润力呈增大趋势；60 ℃时，莲藕淀粉的膨润力迅速增大明显，这是由于在糊化温度范围内，由于淀粉颗粒受热膨胀而急剧吸附周围水分，造成膨润力的快速增加；90 ℃时，莲藕淀粉的膨润力约为24，属于中等膨润型，可用于工业上配制一定黏度的淀粉糊。

2.3.3莲藕淀粉的直链淀粉含量试验结果（图8）表明，以直链淀粉质量分数为横坐标，吸光度为纵坐标，得到标准曲线方程为：y=0.009 7x+0.229 7（r2=0.999 3）；测得莲藕淀粉溶液的平均吸光度为0.460，则得莲藕淀粉中的直链淀粉含量为23.742%。直链淀粉和支链淀粉在分子形状、聚合度、还原能力及立体结构上有很大差别，直链淀粉含量越高，其凝沉性越强，溶液越不稳定。

2.3.4莲藕淀粉的组成成分试验结果表明，莲藕淀粉中水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白直链淀粉含量分别为13.560%、1.210%、0.471%、0.230%、23.742%。

2.3.5莲藕淀粉的黏度由图9可知，60 ℃为成糊温度，即淀粉开始糊化的温度； 76 ℃为最高热糊黏度， 即升温期间淀粉糊达到的最高黏度；76 ℃的淀粉糊黏度值与95 ℃保温 30 min 的黏度值差值为降落值或破损值，其值变化越小，说明淀粉糊黏度的热稳定性越高；淀粉糊95 ℃保温30 min的黏度值与淀粉糊冷却到50 ℃时的黏度值差值反映淀粉糊的老化或回生程度及冷却时形成凝胶的强弱，其差值越小，说明莲藕淀粉糊的凝胶性越强，不易老化；淀粉糊冷却到50 ℃时的黏度值与淀粉糊50 ℃保温30 min的黏度值差值反映淀粉糊的冷稳定性，变化越小，说明淀粉的冷稳定性越好。

3结论

莲藕淀粉提取单因素试验结果表明，料水比为 1 g ∶3 mL、温度为30 ℃、浸泡时间为60 min时，淀粉的提取率相对较高；对料水比（1 g ∶2.5 mL、1 g ∶3.0 mL、1 g ∶3.5 mL）、温度（25、30、35 ℃）、浸泡时间（40、60、80 min）进行正交试验，得出莲藕淀粉提取的最优组合为料水比1 g ∶2.5 mL、温度30 ℃、时间60 min；经光学显微镜观察发现，莲藕淀粉有圆形和椭圆形2种颗粒形状，且多为椭圆形，长径比为1.55，平均粒径为33.16 μm，最大粒径为 65.61 μm。经黏度计测定，莲藕淀粉的糊化温度为60 ℃；莲藕淀粉中水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、直链淀粉含量分别为13.560%、1.210%、0.230%、0.471%、23.742%；莲藕淀粉的膨润力和溶解度均随温度的升高而升高。

[HS2*3]参考文献：

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[3]张美霞. 藕淀粉与超微全藕粉的制备技术及性质研究[D]. 重庆：西南大学，2009.

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