添加劑對(duì)熟制甘薯抗老化作用的研究

李新華，翟婭萍

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧沈陽110866）

添加劑對(duì)熟制甘薯抗老化作用的研究

李新華，翟婭萍

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧沈陽110866）

為了抑制熟制甘薯在貯藏期間的老化，以優(yōu)質(zhì)甘薯為原料，經(jīng)烘烤、熟制、攪拌成泥，加入抗老化劑制成熟制甘薯食品，并進(jìn)行冷凍儲(chǔ)藏。研究了添加不同抗老化劑對(duì)熟制甘薯的保水力、糊化性質(zhì)和老化程度的影響。結(jié)果表明，添加了抗老化劑的熟制甘薯保持了其特有的口感風(fēng)味，且保水力較大，糊化特性和老化度都不同程度地優(yōu)于不添加抗老化劑的熟制甘薯。

熟制甘薯，抗老化劑，黏度，糊化度，感官評(píng)價(jià)

由于甘薯具有獨(dú)特的生理保健作用和藥用價(jià)值[1-3]，近年來越來越受到廣大消費(fèi)者的關(guān)注。以烤地瓜為代表的甘薯食品，其風(fēng)味獨(dú)特，香味濃郁，口感香甜，備受人們喜愛。但是，烘烤或蒸煮熟制后的甘薯只能即食，久置后老化變硬，食用口感明顯變劣。因此保持熟制甘薯的口感風(fēng)味、延長保存期成為研究重點(diǎn)。由于甘薯的主要成分是淀粉，熟制甘薯在長時(shí)間的貯藏過程中，口感風(fēng)味易發(fā)生劣變現(xiàn)象，這與淀粉的老化密切相關(guān)[4]。為了解決淀粉制品的老化問題，本研究在熟制甘薯泥中添加不同的抗老化劑，再利用冷凍保藏方法，以最大限度地保持熟制甘薯原有的感官品質(zhì)和延長保質(zhì)期。通過探索甘薯熟制品淀粉老化問題，應(yīng)用抑制淀粉回生技術(shù)手段，解決甘薯熟制食品保質(zhì)期短的問題，有利于甘薯食品加工企業(yè)解決熟制甘薯食品加工中的技術(shù)瓶頸問題，為其拓展甘薯食品市場打下基礎(chǔ)，同時(shí)也為其它薯類食品的保藏提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甘薯 2009年沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)大棚9號(hào)棚種植，形狀為紡錘形、圓筒形等，皮為紅色，肉為黃色；蒸餾單甘酯、β-環(huán)狀糊精 國藥集團(tuán)化工試劑有限公司；瓜爾豆膠 北京恒業(yè)中遠(yuǎn)化工有限公司；糖化酶 張家港市金源生物化工有限公司。

冷藏冷凍箱 青島海爾電冰箱有限公司；電子分析天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、HZP-250型全溫振蕩培養(yǎng)箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；高速粉碎機(jī) 溫嶺市大德中藥機(jī)械有限公司；高速離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠；RVA快速黏度儀 澳大利亞Newport科學(xué)儀器有限公司；索式抽提器 上海玻璃儀器廠；WP700（21）型微波爐 佛山市格蘭仕微波爐電器有限公司；B20-BS強(qiáng)力食品攪拌機(jī) 江蘇如東恒宇食品機(jī)械有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 熟制甘薯食品加工流程

將在-18℃冷藏60d的甘薯熟制食品經(jīng)解凍，剝除外皮，將甘薯泥餡料烘干，并磨成粉狀，對(duì)其甘薯全粉進(jìn)行各指標(biāo)的測定。

1.2.2 感官評(píng)定方法 從冰柜中取出熟制甘薯，經(jīng)微波爐解凍，編號(hào)后打亂順序，分發(fā)給評(píng)價(jià)小組的八位評(píng)價(jià)員品嘗，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)定，對(duì)熟制甘薯對(duì)照組和添加抗老化劑組儲(chǔ)存60d的樣品感官品質(zhì)進(jìn)行比較。熟制甘薯的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 熟制甘薯抗老化性的測定 將分別添加0.1%、0.2%、0.4%、0.6%單甘酯，0.1%、0.2%、0.3%、0.4%瓜爾豆膠和0.2%、0.4%、0.6%、0.8%β-環(huán)狀糊精的熟制甘薯，置于-18℃冷凍貯藏60d，進(jìn)行以下指標(biāo)的測定。1.2.3.1 保水力的測定 稱取干重1g的樣品，置入預(yù)先稱重的離心管中，加入蒸餾水25mL，在室溫下振蕩1h后，以5000r/min離心20min，傾去上層液后稱重。保水力為每克樣品所吸附的水量。

其中：m0—樣品的質(zhì)量，g；m1—樣品與離心管的質(zhì)量，g；m2—倒去上層液后樣品與離心管的質(zhì)量，g；ρ—水的密度，1g/mL。

1.2.3.2 糊化性質(zhì)的測定 量取25mL水于RVA測量筒中，加入甘薯全粉樣品3.00g，用攪拌漿預(yù)攪30s，使甘薯粉散開后，卡入RVA旋轉(zhuǎn)塔，開始測定。測定結(jié)束后記錄峰值粘度（peak viscosity）、谷底粘度（trough viscosity）、破損值（breakdown）、最終粘度（finalviscosity）、回生值（setback）、糊化溫度（pasting temperature）和峰值時(shí)間（peak time）。

1.2.3.3 糊化度的測定 采用酶水解法。

基本原理：糊化淀粉在糖化酶作用下，水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖在堿性溶液中被碘氧化成葡萄糖酸，過量的碘經(jīng)酸化后用硫代硫酸鈉滴定。其反應(yīng)式如下：

樣品經(jīng)酶水解產(chǎn)生的葡萄糖量與樣品完全糊化后酶水解產(chǎn)生的葡萄糖量之比即為糊化度。

操作方法：將甘薯樣品粉碎，用索氏抽提器脫脂后研磨過60目篩。稱取樣品各1.000g，分別放入2個(gè)100mL的錐形瓶（V1、V2）中，另取一個(gè)錐形瓶（V0）做空白。3個(gè)錐形瓶中各加入50mL蒸餾水，搖勻。將V1錐形瓶在電爐上用小火微沸20min，使其完全糊化（注意不能燒干），時(shí)時(shí)搖動(dòng)。然后冷卻至室溫，將3個(gè)錐形瓶中各加入糖化酶3mL，搖勻后放入50℃恒溫水浴中保溫1h，并不斷攪拌。到時(shí)取出立即加入1mol/L鹽酸各2mL終止反應(yīng)，然后分別定容至100mL，過濾備用。

分別取濾液10mL于3個(gè)250mL的碘量瓶中，準(zhǔn)確加入10mL 0.05mol/L碘液和18mL 0.1mol/L氫氧化鈉溶液，密封置于暗處15min后，各加入2mL 10%硫酸，用0.05mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定至無色，記錄各用去硫代硫酸鈉溶液的體積（mL）。

其中：V0—滴定空白消耗硫代硫酸鈉溶液體積（mL）；V1—滴定完全糊化樣品消耗硫代硫酸鈉溶液體積（mL）；V2—滴定樣品消耗硫代硫酸鈉溶液體積（mL）。1.2.4 正交實(shí)驗(yàn) 根據(jù)各添加劑的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按表2因素水平表安排L9（34）正交實(shí)驗(yàn)。

表2 因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 添加抗老化劑對(duì)熟制甘薯保水力的影響

由圖1可見，冷凍儲(chǔ)藏60d后，添加抗老化劑的熟制甘薯保水力顯著高于對(duì)照實(shí)驗(yàn)組。對(duì)照實(shí)驗(yàn)組熟制甘薯保水力約為1.5mL/g，而添加了單甘酯、瓜爾豆膠和β-環(huán)狀糊精的熟制甘薯保水力均接近或高于2.0mL/g。其中添加瓜爾豆膠的甘薯熟制食品保水力最佳，持水能力較強(qiáng)；添加單甘酯的熟制甘薯保水力較好，β-環(huán)狀糊精對(duì)水分也有良好的保持作用。

圖1 添加劑對(duì)熟制甘薯保水力的影響

2.2 添加抗老化劑對(duì)熟制甘薯糊化性質(zhì)的影響

用RVA測定添加抗老化劑的熟制甘薯的黏度特性變化，如圖2所示。

從圖2可以看出，添加了抗老化劑的熟制甘薯的黏度都高于對(duì)照，各種添加劑的加入均在不同程度上提高了甘薯熟制食品的峰黏度、保持強(qiáng)度、衰減度、最終黏度和回生值，但整個(gè)RVA輪廓線與原淀粉相似，這與Mali等人[5-7]的研究結(jié)果一致。其中添加瓜爾豆膠、β-環(huán)狀糊精效果較為明顯。

圖2 添加抗老化劑的熟制甘薯RVA曲線

2.3 添加抗老化劑對(duì)熟制甘薯糊化度的影響

糊化度是衡量淀粉老化的標(biāo)志。在完全熟制的甘薯中，淀粉的糊化度最高，隨著保藏時(shí)間的延長，淀粉發(fā)生老化，糊化度降低[8-9]。

圖3 添加劑對(duì)熟制甘薯糊化度的影響

由圖3可見，添加了抗老化劑的熟制甘薯在冷凍保藏60d后，其糊化度接近或超過80%，淀粉老化程度較小。添加了0.1%～0.4%的瓜爾豆膠的樣品，均能有效提高熟制甘薯的糊化度。當(dāng)添加量大于0.3%時(shí)，熟制甘薯的抗老化能力更強(qiáng)，其糊化度由對(duì)照組的68.2%提高到90%以上。原因是瓜爾豆膠具有良好的成膜性，能夠防止熟制甘薯在加工或保藏過程中水分的散失，且膠體本身的羥基能與淀粉鏈上的羥基及周圍的水分形成大量的氫鍵，起到阻止甘薯淀粉老化的作用[10]。

在熟制甘薯中添加β-環(huán)狀糊精，均能夠提高冷凍60d后甘薯熟制食品的糊化度，其中0.4%～0.8%處理的熟制甘薯糊化度均達(dá)到85%以上，比對(duì)照提高17%以上。由于β-環(huán)狀糊精分子具有特殊的環(huán)狀空腔結(jié)構(gòu)，外表面親水而內(nèi)腔疏水，可吸附于甘薯淀粉顆粒的表面，改善淀粉的組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)也能防止淀粉分子間氫鍵的形成，減少淀粉的聚合，防止甘薯淀粉回生[11-14]。

添加0.2%～0.6%單甘酯的熟制甘薯抗老化效果較好，熟制甘薯糊化度達(dá)到83%以上，比對(duì)照提高15%以上。這是由于單甘酯的疏水基團(tuán)進(jìn)入α-螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)，并在這里借助氫鍵加成到甘薯淀粉表面上，與淀粉以疏水方式結(jié)合起來，形成一種穩(wěn)定的強(qiáng)復(fù)合物，直鏈淀粉在淀粉粒中被固定下來，防止了因淀粉粒之間的再結(jié)晶而發(fā)生老化[15]。

從保水力（圖1）、RVA測定結(jié)果（圖2）和糊化度測定結(jié)果（圖3）來看，瓜爾豆膠、β-環(huán)狀糊精和單甘酯可以有效地延緩熟制甘薯中的淀粉老化?？紤]到食品添加劑的劑量應(yīng)盡量小，故選用瓜爾豆膠添加量為0.1%、0.2%、0.3%，β-環(huán)狀糊精添加量為0.4%、0.6%、0.8%和單甘酯添加量為0.2%、0.4%、0.6%進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

2.4 正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在熟制甘薯中添加單甘酯、瓜爾豆膠和β-環(huán)狀糊精進(jìn)行L9（34）正交實(shí)驗(yàn)，以確定最佳組合。三因素組合進(jìn)行改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，各個(gè)處理的熟制甘薯均在-18℃冷凍60d，以糊化度為衡量指標(biāo)，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果如表3所示，方差分析如表4所示。

表3 添加瓜爾豆膠、β環(huán)狀糊精和單甘酯的L9（34）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 正交實(shí)驗(yàn)方差分析結(jié)果

表4極差分析結(jié)果表明，影響提高熟制甘薯抗老化能力的因素依次為瓜爾豆膠添加量＞β-環(huán)狀糊精添加量＞單甘酯添加量。各個(gè)處理樣品的糊化度有差異，其中最佳組合為A3B3C2，即在熟制甘薯中添加0.3%瓜爾豆膠，0.8%β-環(huán)狀糊精和0.4%單甘酯。9號(hào)樣品的糊化度最大，抗老化能力最強(qiáng)。由表4方差分析可以看出，三因素在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)對(duì)熟制甘薯抗老化能力的提高有顯著作用。

2.5 感官評(píng)定對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為進(jìn)一步證實(shí)實(shí)驗(yàn)分析的結(jié)果，對(duì)添加抗老化劑并冷凍保存60d的熟制甘薯進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)，并與對(duì)照進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可以看出，添加抗老化劑的熟制甘薯保持了其特有的口感風(fēng)味，感官評(píng)定結(jié)果與對(duì)照組相比，可以在較長時(shí)間內(nèi)保持其良好的質(zhì)構(gòu)。其中添加0.4%的瓜爾豆膠的熟制甘薯口感較好，以淀粉糊化度為指標(biāo)，利用正交實(shí)驗(yàn)篩選的三種添加劑最佳組合感官評(píng)價(jià)總分最高，這與抗老化測量結(jié)果相一致。

表5 對(duì)照組與添加劑組感官評(píng)定比較結(jié)果

3 討論

淀粉老化一般是在降溫過程中發(fā)生，特別是在1～5℃老化速度最快，在-18℃條件下水分形成穩(wěn)定的冰晶，淀粉老化過程一般不再繼續(xù)。但生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品研制過程中發(fā)現(xiàn)，在-18℃凍藏60d的產(chǎn)品老化比較嚴(yán)重，本實(shí)驗(yàn)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)條件設(shè)定實(shí)驗(yàn)方法，并進(jìn)行抗老化處理，結(jié)果表明，未進(jìn)行抗老化處理的樣品老化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，適宜的抗老化處理明顯抑制了熟制甘薯粉的老化。分析樣品在凍藏條件下老化的原因，可能是以下三方面引起的：

首先，甘薯加熱熟制后進(jìn)行攪拌并冷卻至室溫，過程約需2h，作為餡料放入冰柜中冷凍至-18℃的時(shí)間約為1h。在此過程中，正是樣品中淀粉老化的重要時(shí)期，而進(jìn)行適當(dāng)?shù)目估匣幚?，較好地避免了淀粉老化，因此，還建議熟制淀粉產(chǎn)品冷凍保藏前，應(yīng)采用速凍處理，盡量縮短降溫冷凍時(shí)間。

其次，在冷凍儲(chǔ)藏60d中，凍藏環(huán)境的溫度一般會(huì)有波動(dòng)，導(dǎo)致樣品中的冰晶體積變化，從而使熟制甘薯中的淀粉老化繼續(xù)發(fā)生，因此應(yīng)盡量減少冷凍條件的溫度波動(dòng)。

還有，鮮甘薯泥中碳水化合物含量為10%～30%，其中以淀粉為主，其次含有少量的低聚糖和單糖，特別是在熟制過程中部分淀粉轉(zhuǎn)化為糖，在降溫和冷凍過程中，甘薯中的淀粉也會(huì)有適應(yīng)性的降解，另外還含有約2.0%的蛋白質(zhì)、0.2%的脂肪和0.5%的纖維[16]等其他成分，熟制甘薯中的淀粉老化也可能與一般的淀粉老化過程有所不同。

4 結(jié)論

4.1 添加抗老化劑的熟制甘薯，其保水力、黏度特性得到改善。單獨(dú)添加0.1%～0.6%的單甘酯或添加0.2%～0.8%的β-環(huán)狀糊精，以及添加0.1%～0.4%的瓜爾豆膠均可有效提高熟制甘薯在-18℃下的糊化度，隨著添加量的增加，樣品抗老化能力加強(qiáng)，且添加抗老化劑在長時(shí)間冷凍保藏條件下能較好地保持熟制甘薯的感官品質(zhì)。

4.2 抗老化劑復(fù)合應(yīng)用可進(jìn)一步提高抑制老化的效果，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，添加量為0.3%瓜爾豆膠、0.8%β-環(huán)狀糊精和0.4%單甘酯，由此制成的熟制甘薯，淀粉不容易發(fā)生老化，感官性狀也最好。

4.3 添加抗老化劑的熟制甘薯在一般的降溫、冷凍條件下，在-18℃保藏60d，產(chǎn)品色澤、氣味、口感和組織形態(tài)等品質(zhì)均好于未添加抗老化劑的樣品，說明添加抗老化劑可以較好地保持熟制甘薯的感官品質(zhì)。

[1]何勝生.甘薯的藥用價(jià)值及其加工利用[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，18（2）：57-58.

[2]蔡自建，龍虎.甘薯營養(yǎng)研究及食品開發(fā)[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，31（1）：103-105.

[3]杜連起.甘薯食品加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：1-12.

[4]WALTER J W M.Effect of curing on sensory properties and carbohydrate composition of vaked sweet potatoes[J].J Food Sci，1987，52（4）：1026-1029.

[5]MALI S，F(xiàn)ERRERO C，REDIGONDA V，et al.Influence of pH and hydrocolloids addition on yam （Dioscorea alata）starch pastes stability[J].Lebensm-Wiss u-Technol，2003，36：475-481.

[6]JASIM AHMED，RAMASWAMY HOSAHALLI S.Viscoelastic properties of sweet potato puree infant food[J].Journal of Food Engineering，2006，74：376-382.

[7]HAMANN D D， MILLER N C，PURCELL A E，et al.Effects of curing on the flavor and texture of baked sweet potatoes[J].J Food Sci，1980，45：992-994.

[8]付中華，薛曉金，田素芳.糊化度的測定方法[J].食品工業(yè)，2004（3）：27-29.

[9]王春娜，龔院生.方便面糊化度測定方法的研究[J].鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，20（2）：31-34，43.

[10]孫寶國.食品添加劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：107-108.

[11]李慧娟，柴松敏.淀粉的老化機(jī)理及抗老化研究[J].食品加工，2006（3）：42-45.

[12]劉海燕，郭秒.環(huán)狀糊精的性質(zhì)和應(yīng)用[J].中國食品添加劑，2004（5）：67-69.

[13]張燕萍，吳加根，鐘麗玉，等.提高即食米飯抗老化的研究[J].中國糧油學(xué)報(bào)，1997，12（6）：15-18.

[14]蘇瓊，王彥斌.淀粉精細(xì)化學(xué)品合成及其應(yīng)用[M].北京：民族出版社，2004：249.

[15]姚嶺柏.裸燕麥方便米的加工工藝及燕麥米飯抗老化的研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，2008.

[16]樊黎生.甘薯淀粉基本特性的研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2001（2）：49-51.

Effect of additives on the anti-aging of cooked sweet potatoes

LI Xin-hua,ZHAI Ya-ping

（Food Institute，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866,China）

In order to inhibit aging of the cooked sweet potatoes during storage term，the subject of high quality sweet potato as the raw materials，through cooking by baking，stirring to mud，adding anti-aging agents to execute food of cooked sweet potato，and carrying on freezing storage.The influence of adding different antiaging agents on moisture holding capacity，pasting properties and degree of aging of cooked sweet potato were studied.The results showed that cooked sweet potatoes by adding the anti-aging agents could maintained its unique mouthfeel and good flavor，and greater moisture holding capacity，gelatinization characteristic and degree of aging which are varying degrees better than not.

cooked sweet potatoes；anti-aging agents；viscosity；gelatinization degree；sensory evaluation

TS202.3

A

1002-0306（2011）10-0402-04

2010－11－30

李新華（1955-），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事糧油加工與轉(zhuǎn)化的教學(xué)和科研工作。