以綠豆淀粉為基質(zhì)的模擬脂肪生產(chǎn)工藝研究

毛迪銳楊 瑾

（1.北華大學(xué)林學(xué)院，吉林 吉林 132013；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036）

以綠豆淀粉為基質(zhì)的模擬脂肪生產(chǎn)工藝研究

毛迪銳1楊 瑾2

（1.北華大學(xué)林學(xué)院，吉林 吉林 132013；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036）

以綠豆淀粉為基質(zhì)，采用酶水解方法制取淀粉水解產(chǎn)物，通過正交試驗(yàn)，以酶添加量、底物濃度、水解時間、反應(yīng)溫度為因素，確定模擬脂肪的最優(yōu)水解工藝條件，即酶添加量為6U/g，底物濃度為15%，水解時間為15min，反應(yīng)溫度為95℃。所得到的模擬物與原淀粉相比較，模擬物的凝沉性較原淀粉下降，使得模擬物不易發(fā)生回生，增加了產(chǎn)品的儲藏穩(wěn)定性。經(jīng)酶解后制備的模擬物的水溶性、持水能力、乳化性和乳化穩(wěn)定性較原淀粉都明顯增加。

模擬脂肪；綠豆淀粉；淀粉水解；α－淀粉酶

模擬脂肪是以碳水化合物或蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)成分原料經(jīng)物理方法處理，以水狀液體系的物理特性模擬出具有油脂潤滑細(xì)膩口感特性的模擬物。模擬脂肪在食品中能模擬脂肪的口感和質(zhì)構(gòu)等，但不能等量替代脂肪的碳水化合物或蛋白質(zhì)［1］，其中碳水化合物型模擬脂肪來源廣泛，產(chǎn)品最多。以碳水化合物為基質(zhì)的模擬脂肪的保健功效主要表現(xiàn)在可降低膽固醇含量和提供低熱量（其熱量值為0～16.8kJ/g，低于脂肪的37.7kJ/g），并且模擬脂肪通過結(jié)合大量不產(chǎn)生熱量的水來代替脂肪，因此，提供的熱量遠(yuǎn)少于脂肪，可減少因脂肪攝入過量而引起肥胖的危險［2］。

綠豆在中國已有兩千多年的栽培歷史，是一種藥食兼用的食物。綠豆的營養(yǎng)豐富，其種子的淀粉含量達(dá)50%以上，蛋白質(zhì)含量也相當(dāng)豐富，高達(dá)20.8%～33.1%［3］，且氨基酸種類齊全，但中國對于綠豆和綠豆淀粉性質(zhì)的研究較少。

目前中國對于模擬脂肪的研究主要集中在以不同的碳水化合物為基質(zhì)的模擬脂肪的研究，如以玉米淀粉［4］、馬鈴薯淀粉為原料，而以綠豆淀粉為基質(zhì)研制模擬脂肪的工作尚沒有實(shí)現(xiàn)，本試驗(yàn)就以綠豆淀粉為基質(zhì)研制模擬脂肪的生產(chǎn)工藝并對模擬脂肪的基本性狀進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

1.1.1 材料與試劑

綠豆淀粉：市售；

α－淀粉酶：酶活力3 760U/g，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；

鹽酸：分析純，沈陽試劑廠；

氫氧化鈉：分析純，沈陽新興試劑廠；

氯化鈣：分析純，遼寧沈陽醫(yī)藥股份有限公司；

食用油：金龍魚牌，市售。

1.1.2 主要儀器

電子天平：JA5002，上海精天電子儀器有限公司；

恒溫水浴鍋：DK－8D，上海一恒科技有限公司；

離心機(jī) ：LG10－2.4A，北京醫(yī)用離心機(jī)廠 ；

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：DHG－9140A，上海一恒科技有限公司；

可見分光光度計(jì)：722S，上海菁華科技儀器有限公司；

酸度計(jì)：PHS－3C，江蘇江分電分析儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 生產(chǎn)工藝

160mL蒸餾水＋200mmol/L的Ca2＋→加熱到95℃→加入α－淀粉酶→87℃液化→4min內(nèi)加熱到95℃，保持11 min，再調(diào)pH到3，滅酶5min后調(diào)pH到6.5→噴霧干燥100℃→模擬脂肪［5］

1.2.2 模擬脂肪最優(yōu)水解工藝條件的確定 先以DE值為檢測指標(biāo)，觀察酶添加量、水解溫度、水解時間和淀粉漿底物濃度對綠豆淀粉水解程度的影響。再采用正交表“均衡分布”的特點(diǎn)，以酶添加量、水解溫度、水解時間和淀粉漿底物濃度作為試驗(yàn)因素，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，確定各自添加量的范圍（見表1），采用L9（34）正交試驗(yàn)來優(yōu)化水解工藝條件。

表1 正交試驗(yàn)的因素水平表Table 1 The orthogonal test table of factors and levels

1.2.3 模擬脂肪性質(zhì)

（1）水溶性的測定：冷水（25℃）溶解性的測定：取一定量的樣品，在25℃條件下配成10%的溶液，混合均勻后置于離心機(jī)中，4 000r/min離心15min。取未溶物在105℃下烘干，記錄固形物的重量。

熱水溶解性的測定：取一定量的樣品，配成10%的溶液，加熱到70℃，混合均勻后置于離心機(jī)中，4 000r/min離心15min。取未溶物在105℃下烘干，記錄固形物的重量。溶解度按式（1）計(jì)算：

（2）持水性的測定：取一定量的綠豆淀粉和模擬物，分別配制濃度為15%和30%的溶液，7 500r/min離心15min，棄去上清液。持水性按式（2）計(jì)算：

（3）回生凝沉性的測定：取一定量的樣品，配制1.0%的淀粉乳，攪拌均勻，在沸水中加熱糊化并保持15min，然后自然冷卻至室溫。將冷卻后的淀粉糊放入具塞刻度管中，在室溫下靜置，分別記錄0，1，2，4，6d后上清液的體積。

（4）凍融性和凍融穩(wěn)定性測定：取一定量的樣品，配制成濃度為7%的漿液，加熱至70℃并保溫20min，在－18℃下冷凍24h，取出在室溫下自然解凍8h，然后在3 000r/min條件下離心20min，析水率按式（3）計(jì)算：

（5）乳化性和乳化穩(wěn)定性的測定：準(zhǔn)確稱取2.0g模擬物，配制2.0%的漿液，沸水中加熱糊化并保持10min，冷卻后向糊中加入100mL大豆色拉油，在2 500r/min，每次30s的條件下均質(zhì)2次，再將乳化液轉(zhuǎn)移至10mL離心管中，以3 500r/min離心15min，記錄乳化層高度和液體總高度。計(jì)算其乳化能力。

乳化能力（emulsion ability，EA）按式（4）計(jì)算：

式中：

H—— 離心管中液體總高度，cm；

H1—— 離心管中乳化層高度，cm。

乳化穩(wěn)定性（emulsion stability，ES）的測定方法：將乳化后的樣品放置24h后以3 500r/min離心15min，記錄乳化層高度和液體總高度。乳化穩(wěn)定性按式（5）計(jì)算。

式中：

H—— 離心管中液體總高度，cm；

H2——離心管中仍保持乳化層的高度，cm。

2 結(jié)果與分析

2.1 最佳工藝條件的確定

DE（dextrose equivalent）值，又稱葡萄糖值，是指淀粉水解液中還原糖的含量（以干物質(zhì)計(jì)）占干物質(zhì)的百分率，它可以間接的表示淀粉水解程度。前人的研究［6－7］表明，DE值在2～3之間的產(chǎn)品具有模擬脂肪的性質(zhì)。因此，本試驗(yàn)選擇DE值在2～3的產(chǎn)品作為脂肪模擬物。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

由表2可知，影響模擬脂肪DE值的因素主次順序?yàn)镈（水解溫度）、C（水解時間）、B（底物濃度）、A（酶添加量），其最佳水解工藝條件為A1B2C2D3，即酶添加量為6U/g淀粉、底物濃度為15%、水解時間為15min、水解溫度為95℃。但該條件不在正交試驗(yàn)的9組試驗(yàn)中，故按該工藝進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，所得制品DE值為2.64。故該條件為最佳工藝條件。

2.2 模擬脂肪性質(zhì)的分析

2.2.1 模擬脂肪的基本物理性狀 綠豆淀粉色潔白而有光澤，表面細(xì)膩光滑。而模擬物呈白色粉末狀，表面粗糙且無光澤。

2.2.2 水溶性的測定結(jié)果 由表3可知，在25℃條件下，模擬物的溶解性為100%，原淀粉的溶解性為14.26%，兩者相比，模擬物的溶解性明顯增加。在70℃條件下，兩者的溶解性均為100%，且離心后無上清液。這是因?yàn)榻?jīng)酶水解后的綠豆淀粉基質(zhì)脂肪模擬物，由于其淀粉分子的降解和分子量的降低，其分子結(jié)構(gòu)脆弱，當(dāng)其加入水中時，易于水分子的進(jìn)入，所以溶解度增加。但原淀粉和模擬物在熱水中都會形成凝膠，凝膠吸水性較強(qiáng)，因此，離心后沒有上清液出現(xiàn)［8］。

表2 L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 2 L9（34）Analysis of orthogonal test results

表3 原淀粉與模擬物的水溶性比較Table 3 Water solution of the original starch and simulation /%

2.2.3 持水性的測定結(jié)果 由表4可知，在室溫條件下，濃度為15%的綠豆淀粉的持水能力較差，為33.3%，而模擬物持水能力則顯著增加，為253%，這是因?yàn)樵矸鄯肿娱g由于羥基而形成的氫鍵作用，使得分子之間結(jié)成較大的顆粒和束狀結(jié)構(gòu)，不利于水分子進(jìn)入淀粉內(nèi)部，因而綠豆淀粉的持水能力較差。而模擬物在冷水中潤脹，吸水形成網(wǎng)狀的弱凝膠，可以把大量的水束縛在膠束內(nèi)。當(dāng)溶液濃度為30%時，模擬物和原淀粉的持水能力持衡。因?yàn)闈舛壬?，溶液凝膠強(qiáng)度和粘性也會升高，可以束縛較多的水［9］。

2.2.4 回生凝沉性的測定結(jié)果 由表5可知，在6d的時間里，模擬物形成上清液的高度是22.8cm，而原淀粉形成上清液的高度是24.4cm。上清液的體積越大，凝沉性越大，回生現(xiàn)象越明顯。說明原淀粉的凝沉性較大，回生現(xiàn)象比較明顯。模擬物的凝沉性較小，較原淀粉有下降趨勢，回生現(xiàn)象較原淀粉有所減弱［8］。

表4 不同濃度的原淀粉與模擬物的持水性比較Table 4 Water holding capacity of the original starch and simulation in different concentration /%

表5 原淀粉和模擬物上清液體積的比較Table 5 Supernatant volume of the original starch and simulation

2.2.5 凍融穩(wěn)定性的測定結(jié)果 通過試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出綠豆淀粉的析水率為58.04%，而模擬脂肪的析水率為76.28%。脂肪模擬物的析水率增大，而析水率越大說明凍融穩(wěn)定性越差。分析其原因可能是原淀粉在高溫下糊化，低溫冷卻后形成強(qiáng)度很大的凝膠，把大量的水分截留在凝膠束內(nèi)，即使在凍融解凍后水分也不會析出。模擬物在高溫加熱冷卻后形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，強(qiáng)度較弱，凍融解凍后會有水分析出，因此模擬物的凍融穩(wěn)定性降低［7］。

2.2.6 乳化性和乳化穩(wěn)定性的測定結(jié)果 由表6可知，脂肪模擬物具有一定的乳化性。而原淀粉不具備在油水界面定向吸附并降低界面張力的能力，不具備乳化性。因此脂肪模擬物的應(yīng)用性質(zhì)比原淀粉有較大的提高［7］。

表6 模擬物的乳化性和乳化穩(wěn)定性Table 6 Emulsifying ability and Emulsion stability of the simulation

3 結(jié)論

（1）通過實(shí)驗(yàn)確定了模擬脂肪最佳水解工藝條件：酶添加量為6U/g淀粉、底物濃度為15%、水解時間為15min、水解溫度為95℃。該工藝制備的模擬物DE值為2.64，具有模擬脂肪的性質(zhì)。

（2）模擬物的凝沉性較原淀粉下降，使得模擬物不易發(fā)生回生，增加了產(chǎn)品的儲藏穩(wěn)定性，但其凍融穩(wěn)定性有所下降，不適于冷藏制品的儲存。經(jīng)酶解后制備的模擬物的水溶性、持水能力、乳化性和乳化穩(wěn)定性較原淀粉都明顯增加。

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The research on the production technology of simulated fat with mung bean starch as matrix

MAO Di－rui1YANG Jin2

（1.Forestry College of Beihua University，Jilin，Jilin132012，China；2.The College of Tea and Food Technology，Anhui Agricultural University，Hefei，Anhui230036，China）

In this experiment we produced starch hydrolysis product from mung bean starch as matrix using enzyme hydrolysis method.Through the orthogonal experiment，we took the enzyme recruitment，the substrate concentration，the hydrolysis time and the reaction temperature as the factor，to determine the optimal technological conditions for hydrolysis of simulated fat，namely the enzyme recruitment was 6U/g，the substrate concentration was 15%，the hydrolysis time was 15min，the reaction temperature of 95℃.Compared with the original starch，the simulation obtained showed lower retrogradation，caused the simulation not to be easy to retrograde，increased storage stability of the product.The simulation after enzymatic hydrolysis appeared remarkable higher water－solubility，waterholding capacity，emulsifying and the emulsion stability than that of the original starch.

simulated fat；mung bean starch；starch hydrolysis；α－amylase

10.3969 /j.issn.1003－5788.2010.05.009

毛迪銳（1978－），女，北華大學(xué)林學(xué)院講師，碩士。E－mail：mdrteacher＠163.com

2010－06－11