by differential scanning calorimetry (DSC). Results indicated that higher water content in starch resulted in the increase of
gelatinization temperature and significant change of gelatinization enthalpy. In addition, different water contents were required
1.2.3 老化实验 将 1.2.2 节中的样品分别于第 5、10、15、20 天从
低温冰箱中取出，放入差示扫描量热仪的量热计中，以 10℃/min 的升温速率从 20℃扫描到 85℃进行老化实验。
２ 结果与分析
2.1 淀粉的糊化 2.1.1 水分含量对大米淀粉糊化的影响
热流量(mW)
4.56 4.4
for the gelatinization of different types of starch. Moreover, water content in starch could also attenuate the aging process of
starch. Furthermore, higher water content level exhibited a slower aging process in rice starch compared with potato starch.
影响淀粉糊化和老化特性的因素主要有水分含量、 温度、分子组成以及糖类脂类添加剂等[8-11]。水作为一 种增塑剂，可影响淀粉分子的迁移，决定淀粉分子链 间的聚合速率，对淀粉的糊化和老化特性影响很大。本 实验选取大米淀粉和马铃薯淀粉两种最为常用的淀粉为 原料，通过 DSC 扫描分析进行对比研究，从热力学角 度来探讨水分含量对淀粉糊化老化的影响，从而为淀粉 的加工、应用和保藏提供理论和技术参考。
T0=65.01℃
T0=73.13℃ ΔH=2.273J/g
50% 40%
63.72 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86.38
温度(℃)
图 １ 不同水分含量大米淀粉糊化的 ＤＳＣ 图谱
Fig.1 DSC plot for gelatinization of rice starch with various water
1.2.1 样品的制备 称取 4.00mg 的大米淀粉(或者马铃薯淀粉)置于 PE 标
准液体皿中，用移液器依次吸取 2.7、4.0、6.0、12.0、 16.0μl 双蒸水于 PE 标准液体皿中并混合，制成水分含 量分别为 40%、50%、60%、75%、80% 的淀粉水溶 液，然后用 PE 压样机密封，其中每个样品做 3 个平行 实验。
Key words：DSC；gelatinization；aging；water content
中图分类号：TS231
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2009)19-0089-04
糊化和老化是淀粉的重要特性之一。在糊化过程 中，淀粉颗粒胀大，晶体熔融，淀粉糊变得黏稠，透 明度增加。糊化淀粉可用做食品增稠稳定剂、黏接剂 等，还可赋予食品特定的组织结构和外观。但是糊化 淀粉，会随着时间的推移发生一系列内在品质的变化， 从而降低其营养价值和食用时的感官质量，如米饭的变 硬、馒头的干缩、面包由松软变硬脆等等，这些变化 是由于淀粉的老化作用所致，淀粉的老化又称为淀粉的 回生。目前，研究淀粉糊化和老化特性的主要方法有 用偏光显微镜、黏度仪、差示量热扫描仪、X- 衍射仪、 核磁共振光谱等[1-5]。
60 68.27 67.82 67.24 74.08
75 68.20 68.51 67.64 75.13
80 68.33 67.93 68.82 75.16
Tp(℃)
Δ H(J/g)
b
c
a
b
c
72.36 73.12 2.815 3.254 3.539
73.31 73.00 4.345 4.301 3.887
1.2.2 糊化实验 在常温条件下将 1.2.1 节中制备好的样品放入差示扫
描量热仪的量热计中，以 10℃/min 的升温速率从 45℃扫 描到 95℃进行糊化实验。将糊化后的样品置于 4℃低温 环境保藏(因为 0～4℃条件下淀粉的老化速率最快)[12]， 分别储存 5、10、15、20d 后进行老化实验。
Abstract：Water, as a plasticizer, may affect the migration of starch molecules so that it plays an important role in gelatinization
and aging of starch. In this study, the effects of water content on thermal kinetics of rice and potato starches were investigated
差示扫描量热法(differential scanning calorimetry， DSC)在程序温度下测量输入到试样和参比物的功率差与 温度关系的技术，是检测物质在热力作用下的物理化学 变化的分析技术。糊化及老化是淀粉的两个重要的热性
质，D SC 不仅可用于淀粉的糊化、老化及相变化的 定量分析，也可用于淀粉颗粒内部晶体结构的定性分 析[2,6-7]。由于不同淀粉的组成不同，其糊化、老化峰 的起始温度、峰值温度及热焓值也不同，糊化的淀粉 经贮存后发生不同程度的老化，在 DSC 曲线上可以对老 化程度进行定量分析。因此 DSC 是研究淀粉糊化及老化 特性的重要手段。
食品科学
※基础研究
１ 材料与方法
1.1 材料与仪器 大米淀粉、马铃薯淀粉 市售；双蒸水 自制。 DSC-Pyris Diamond 差示扫描量热仪[样品冲洗气体
为高纯氮气(纯度≥ 99.999%)，流量 30ml/min]、PE 标准 液体皿、压样机 美国 Perkin Elmer 公司；BP 系列天平 (精度 0.01mg) 赛多利斯公司；单道微量可调数显移液 器 德国 Eppendorf 公司；SZ-93 自动双重纯水蒸馏器 上海亚荣生化仪器厂；BCD-217Y 型冰箱 海尔公司。 1.2 方法
2.1.2 水分含量对马铃薯淀粉糊化的影响 图 2 是不同水分含量马铃薯淀粉糊化的 DSC 图谱，
并将不同水分含量马铃薯淀粉糊化的起始温度 T0、峰值 温度 Tp 和热焓Δ H 列于表 2。
※基础研究
食品科学
2009, Vol. 30, No. 19 91
热流量(mW)
5.553
5.0
4.5
4.0 3.5 3.0 2.829
80%
75% 60%
50% 40%
62 64 66 68 70 72 74.39
温度(℃)
图 ２ 不同水分含量马铃薯淀粉糊化的 ＤＳＣ 图谱
74.63 73.97 5.087 5.120 4.720
75.98 75.31 5.531 5.808 5.456
75.14 75.54 5.858 5.629 5.591
对表 1 的数据进行方差分析，得出水分含量的变化 极显著(P ＜ 0.01)影响大米淀粉糊化的起始温度、峰值温 度和热焓值。从图 1 和表 1 分析可得：随着水分含量的 增加，大米淀粉糊化所需的起始温度、峰值温度都有 所提高，水分含量从 50% 增到 60% 时，糊化温度升高 明显，再随着水分含量的增加，温度变化趋于平缓。 此外，随着水分含量的增加，大米淀粉糊化的热焓也 在升高，水分含量小于 7 5 % 时，糊化热焓升高明显， 随着水分含量的进一步增加，热焓变化趋于平缓。可 见，水分含量的多少对大米淀粉糊化特性有很大影响。 当水分含量较少的时候(低于 50%)，由于淀粉糊化时吸 收的水分有限，淀粉颗粒内部之间的氢键断裂不完全， 导致淀粉颗粒吸水膨胀没有完全，即淀粉没有完全糊 化，从而淀粉的起始温度和峰值温度提前，淀粉糊化 热焓较低。当水分含量逐渐提高，淀粉颗粒吸水膨胀 越完全，特别是当水分含量达到 8 0% 时，大米淀粉糊 化基本完全，温度变化不明显，热焓变化平缓。由此 可见，水分含量到达 80% 以上，大米淀粉可完全糊化， 其糊化的起始温度大约为 68℃、峰值温度为 75℃、热 焓变为 5.5～5.9J/g。
※基础研究
食品科学
2009, Vol. 30, No. 19 89
水分含量对淀粉糊化和老化特性影响的 差示扫描量热法研究
周国燕，胡琦玮，李红卫，袁 颉
(上海理工大学低温医学与食品冷冻研究所，上海 200093)
摘 要：采用差示扫描量热法(DSC)研究水分含量对大米淀粉和马铃薯淀粉热力学行为产生的影响。结果表明，随 着水分含量的增加，淀粉糊化温度提高，糊化热焓变化明显，且不同淀粉完全糊化所需的水分含量也不同。同 时，水分含量不同，淀粉发生老化的程度不同，水分含量对不同淀粉老化的延缓作用也存在差异，水分含量对大 米淀粉老化的影响较马铃薯明显。 关键词：差示扫描量热法(DS C)；糊化；老化；水分含量
T0=60.69℃ T0=60.86℃
T0=60.78℃ T0=60.11℃ T0=59.85℃
56.25 58 60
TT00=ΔΔ=66HH55..==56115133℃℃..632554JJ//gg T0Δ=6H4.=8111℃.400J/g
T0=Δ6H4.=481.℃133J/g T0Δ=6H4.=462.℃791J/g
contents
当差示扫描量热仪从 45℃扫描到 95℃时，液体皿
中的大米淀粉的温度也会随着升高，该过程中，大米 淀粉被加热，导致颗粒内部分子间氢键的断裂，淀粉 分子与水分子之间形成氢键，颗粒吸水膨胀，分子从 颗粒内部游离出来，表现出淀粉乳黏度逐渐上升，最 终形成黏稠的淀粉糊。该过程伴随有能量变化，在 DSC 分析图谱中表现为向上的吸热曲线。