板栗糯性质地的物质基础研究

论文摘要

板栗(C. mollissima B1)糯性是人们最为关注的食用品质之一,但来自不同品种及产区板栗间的糯性质地存在较大差异,并缺乏客观的板栗糯性质地评价方法。本文选取3个不同品种群9个产区共24个主栽品种板栗为试材,比较了不同品种间糯性质地的差异；研究了板栗种仁组织形态结构、物质组成和理化性质与糯性的关系；通过观察不同糯性板栗淀粉形态特征,分析了淀粉特性与糯性质地的关系；应用主成份分析讨论了糯性质地各影响因素间的相关性,构建了板栗糯性评价方法,旨在通过板栗糯性质地构成物质建立板栗糯性质地评价体系,为板栗选种育种和深加工利用提供理论依据。主要研究结果如下1、板栗品种不同,种仁糯性水平不同,并具有一定的区域特性。板栗种仁糯性质地与品种密切相关,“北方品种群”板栗普遍有较高的糯性水平,来自安徽(“中间类型品种群”)和湖南(“南方品种群”)产：区的板栗糯性水平较低。2、板栗糯性水平与淀粉粒结构有关。板栗熟化后,种仁组织细胞内的淀粉粒膨胀糊化,呈蜂窝状结构,“高糯性”与“低糯性”板栗熟化后蜂窝状结构中的蜂窝孔致密程度不同,存在组织形态差异。其中“高糯性”板栗组织的蜂窝孔相对较少,组织粘连在一起;而“低糯性”板栗组织的蜂窝孔数量多,形成类似于立体网状结构。“低糯性”组织结构较为松散,“高糯性”板栗组织结构相对紧密。这种组织形态差异是不同品种板栗呈现不同糯性口感质地的。3、淀粉是板栗质地构成的最基本要素。淀粉膨胀势和糊化特征值与种仁糯性感官评分呈显著相关性表明,淀粉的膨胀特性和糊化特性与板栗糯性紧密相连。进一步研宄表明,淀粉膨胀势大小与淀粉结晶度显著负相关,与支链淀粉碘蓝值、淀粉碘结合力以及支链淀粉/直链淀粉含量比值显著正相关;其糊化特征值与支链淀粉碘蓝值、全淀粉碘蓝值以及支链/直链淀粉含量比值有显著相关性。表明淀粉中的直链淀粉与支链淀粉构成比例及其各自的分子结构特性(结晶度、支链淀粉分支链长和直链淀粉链长分布)使板栗具有了最本质的糯性质地特性。研究证实,“高糯性”板栗淀粉普遍具有较低的结晶度和支链淀粉碘蓝值、较高的全淀粉碘蓝值和支链/直链淀粉比例;“低糯性”板栗则相反。支链淀粉分支化程度越高、直链淀粉链长越短、结晶度越低,板栗的基本糯性越强。4、蛋白质和脂肪在很大程度上通过与淀粉形成复合物对淀粉的膨胀、糊化和回生特性产生影响,进而显著影响板栗种仁的糯性质地。(1)种仁中的蛋白质含量以及淀粉含量与蛋白质含量的比值均与板栗糯性显著相关,与淀粉结合的蛋白质种类和含量在不同糯性等级板栗之间存在明显差异；而淀粉结合脂中的脂肪酸组成与板栗糯性评分关系密切,其中C16：0脂肪酸、C18：2脂肪酸以及C16脂肪酸/C18脂肪峻/支链淀粉/直链淀粉的比值与种仁糯性的关系更为显著。(2)脱脂、脱蛋白处理后板栗粉和板栗淀粉的膨胀、糊化、回生特性都发生了显著变化,表现为膨胀势显著升高、“糊化温度”降低和糊化“峰值时间”提前,在很大程度上蛋白质和脂质的存在限制了淀粉的膨胀与糊化。这种变化与品种密切相关,并具有明显的地域分布特性。“北方品种群”板栗粉及板栗淀粉通常具有更高的膨胀势水平、较低的“糊化温度”和“峰值时间”,容易膨胀和糊化。进一步研究表明,脱脂、脱蛋白板栗粉和板栗淀粉膨胀势和糊化特征值的变化与蛋白质含量、淀粉结合脂含量、淀粉结合脂中C16/C18脂肪峻比例以及饱和/不饱和脂肪酸比例之间存在显著相关性。可见,板栗粉和板栗淀粉的膨胀、糊化、回生特性显著受到种仁物质组成及其性质的影响,是各物质组成对种仁糯性质地协同作用的综合反映。通过改变淀粉、蛋白质、脂肪的组成可以有目的地改善板栗种仁食用品质和加工性状。5、内在外在因素综合作用使板栗种仁具有不同的糯性质地特性。基于24个与种仁糯性相关因子的重要性排序,构建了板栗种仁糯性质地多元评价方法,该方法对24个品种板栗糯性检验表明,19个板栗品种的糯性与感官评价结果相吻合,正确率达79%以上。表明已建立的板栗糯性质地数字模型预测水平高,能够比较客观、真实地反映板栗种仁的糯性水平,有较好的实用价值。本文首次对板栗糯性质地的物质基础进行系统研究,初步揭示板栗糯性质地构成的物质,提出了板栗糯性质地等级划分依据,初步建立了以板栗内外在因素为基础的糯性质地多元评价方法,这些工作为板栗产业从品种选育到精深加工利用提供了理论支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 物质组成与食物糯性的关系
• 1.1.1 淀粉与食物糯性的关系
• 1.1.1.1 淀粉的分子特性
• 1.1.1.2 淀粉主要理化性质
• 1.1.1.3 淀粉分子特性与淀粉理化性质的关系
• 1.1.1.4 淀粉与食物糯性的关系
• 1.1.2 蛋白质与食物糯性
• 1.1.2.1 淀粉-蛋白质复合物
• 1.1.2.2 蛋白质对淀粉理化性质的影响
• 1.1.2.3 蛋白质与食物糯性的关系
• 1.1.3 脂类物质与食物糯性的关系
• 1.1.3.1 淀粉-脂质复合物
• 1.1.3.2 脂质对淀粉理化性质的影响
• 1.1.3.3 脂类物质与食物糯性的关系
• 1.2 板栗糯性质地差异的物质基础研究的意义
• 1.2.1 板栗资源
• 1.2.2 板栗产量及消费状况
• 1.2.3 板栗品质研究现状
• 1.2.3.1 板栗种仁营养成分
• 1.2.3.2 板栗淀粉特性
• 1.2.3.3 板栗糯性
• 1.2.4 本研究意义和主要内容
• 1.2.4.1 研究意义
• 1.2.4.2 主要研究内容
• 1.2.4.3 技术路线
• 2 板栗糯性质地感官评价
• 2.1 实验材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.2.1 生鲜板栗和参照物的熟化
• 2.1.2.2 板栗糯性质地感官评价
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同品种板栗糯性质地感官评价
• 2.2.2 不同品种群板栗糯性感官评分比较
• 2.3 小结
• 3 板栗种仁组织及淀粉粒形态结构
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.2.1 生鲜板栗的熟化
• 3.1.2.2 板栗种仁组织及淀粉粒形态结构观察
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 生鲜板栗组织及淀粉粒形态结构
• 3.2.1.1 淀粉粒形态及偏光特性
• 3.2.1.2 板栗组织形态
• 3.2.2 熟化板栗组织及淀粉粒形态结构
• 3.2.2.1 熟化板栗组织及淀粉粒形态
• 3.2.2.2 板栗熟化过程中组织形态及淀粉粒形态的变化过程
• 3.2.3 不同糯性品种板栗熟化后组织形态结构比较
• 3.3 小结
• 4 板栗种仁主要物质组成及其与板栗糯性的关系
• 4.1 实验材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.2.1 板栗种仁物质组成测定
• 4.1.2.2 系列板果粉的制备
• 4.1.2.3 板栗粉膨胀势测定
• 4.1.2.4 板栗粉糊化特性测定
• 4.1.2.5 数据处理
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 板栗种仁主要物质组成
• 4.2.1.1 种仁水分含量
• 4.2.1.2 种仁淀粉含量及组成
• 4.2.1.3 种仁蛋白质种类及含量
• 4.2.1.4 种仁脂肪含量及脂肪酸组成
• 4.2.2 板栗粉的膨胀特性
• 4.2.3 板栗粉的糊化特性
• 4.2.3.1 板栗粉糊化特征曲线
• 4.2.3.2 板栗粉糊化特征值
• 4.2.3.3 板栗粉糊化特征值之间的关系
• 4.2.4 种仁物质组成与板栗粉膨胀特性、糊化特性和板栗糯性的关系
• 4.2.4.1 种仁中蛋白质与脂质对板栗粉膨胀特性的影响
• 4.2.4.2 种仁中蛋白质与脂质对板栗粉糊化特性的影响
• 4.2.4.3 种仁物质组成与板栗糯性的关系
• 4.2.5 板栗粉膨胀特性、糊化特性与板栗糯性的关系
• 4.2.5.1 板栗粉膨胀特性与板栗糯性的关系
• 4.2.5.2 板栗粉糊化特性与板栗糯性的关系
• 4.2.5.3 板栗粉糊化特性与膨胀特性的关系
• 4.3 小结
• 4.3.1 板栗种仁的主要物质组成
• 4.3.2 板栗粉膨胀特性及种仁物质组成与板栗粉膨胀特性的关系
• 4.3.3 板栗粉糊化特性及种仁物质组成与板栗粉糊化特性的关系
• 4.3.4 板栗种仁物质组成与种仁糯性的关系
• 4.3.5 板栗粉糊化特性与膨胀特性的关系
• 4.3.6 板栗粉糊化特性和膨胀特性与板栗种仁糯性的关系
• 5 板栗淀粉主要特性及其与板栗糯性的关系研究
• 5.1 实验材料与方法
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 实验方法
• 5.1.2.1 系列板栗淀粉制备
• 5.1.2.2 淀粉中支链淀粉与直链淀粉的分离纯化
• 5.1.2.3 淀粉结晶度测定
• 5.1.2.4 淀粉粒粒度分布测定
• 5.1.2.5 淀粉碘蓝值、最大吸收波长、碘结合力测定
• 5.1.2.6 淀粉糊化特性测定
• 5.1.2.7 淀粉膨胀势测定
• 5.1.2.8 淀粉结合蛋白含量测定
• 5.1.2.9 淀粉结合蛋白质种类测定
• 5.1.2.10 淀粉结合脂含量测定
• 5.1.2.11 淀粉结合脂肪酸组成测定
• 5.1.3 数据处理
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 板栗淀粉主要分子特性
• 5.2.1.1 淀粉粒粒径
• 5.2.1.2 淀粉结晶度
• 5.2.1.3 淀粉碘蓝值、碘结合力和最大吸收波长
• 5.2.2 板栗淀粉复合物性质
• 5.2.2.1 淀粉结合蛋白
• 5.2.2.2 淀粉结合脂含量及脂肪酸组成
• 5.2.3 板栗淀粉糊化特性
• 5.2.3.1 淀粉糊化特征曲线
• 5.2.3.2 淀粉糊化特征值
• 5.2.3.3 淀粉糊化特征值之间的关系
• 5.2.4 板栗淀粉膨胀特性
• 5.2.5 淀粉分子特性和淀粉复合物与淀粉膨胀特性的关系
• 5.2.5.1 淀粉复合物与淀粉膨胀特性的关系
• 5.2.5.2 淀粉分子特性与淀粉膨胀特性的关系
• 5.2.6 淀粉分子特性和淀粉复合物与淀粉糊化特性的关系
• 5.2.6.1 淀粉复合物与淀粉糊化特性的关系
• 5.2.6.2 淀粉分子特性与淀粉糊化特性的关系
• 5.2.7 淀粉分子特性和淀粉复合物与板栗糯性的关系
• 5.2.7.1 淀粉复合物与板架糯性的关系
• 5.2.7.2 淀粉分子特性与板栗糯性的关系
• 5.2.8 淀粉膨胀特性、糊化特性与板栗糯性的关系
• 5.2.8.1 淀粉膨胀特性与板栗糯性的关系
• 5.2.8.2 淀粉糊化特性与板栗糯性的关系
• 5.2.8.3 淀粉糊化特性与膨胀特性的关系
• 5.2.9 板栗糯性质地影响因素的相关性分析
• 5.2.9.1 种仁物质组成与淀粉复合物的关系
• 5.2.9.2 板栗粉膨胀特性与淀粉膨胀势的关系
• 5.2.9.3 板栗粉糊化特性与淀粉糊化特性的关系
• 5.3 小结
• 5.3.1 板栗淀粉分子特性
• 5.3.2 板栗淀粉复合物
• 5.3.3 板栗淀粉糊化特性及其影响因素
• 5.3.4 板栗淀粉膨胀特性及其影响因素
• 5.3.5 板栗淀粉糊化特性与膨胀特性的关系
• 5.3.6 影响板栗种仁糯性的因素
• 6 板栗糯性质地评价方法的建立
• 6.1 板栗糯性质地影响因子的确定
• 6.2 影响板栗糯性质地的主成分分析
• 6.3 板栗糯性质地评价方法的建立
• 6.4 板栗糯性质地的评价方法
• 7 结论与讨论
• 7.1 板栗种仁组成
• 7.2 板栗组织形态特征
• 7.3 板栗淀粉分子特性及其复合物组成
• 7.4 板栗种仁的糯性质地及其影响因素
• 7.4.1 淀粉是板栗质地构成的基本要素
• 7.4.2 蛋白质和脂质协同作用对板栗糯性质地产生影响
• 7.4.3 水分与板栗种仁糯性的关系
• 7.5 板栗种仁糯性质地评价方法的初步建立
• 7.6 本文创新点
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢