速凍玉米餃子皮抗老化研究

翟愛華 張鐘宇

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶 163319)

速凍玉米餃子皮抗老化研究

翟愛華 張鐘宇

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶 163319)

研究3種不同類型的抗老化劑——蔗糖酯、氧化變性淀粉及細(xì)菌α－淀粉酶對(duì)速凍玉米餃子皮在儲(chǔ)藏期內(nèi)品質(zhì)的影響，通過單因素試驗(yàn)和二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出復(fù)合改良劑抗老化效果的回歸模型并確定抗老化劑的最佳配方。結(jié)果表明，復(fù)合改良劑增強(qiáng)了速凍玉米餃子皮的抗老化回生性能;各因素影響大小順序?yàn)檎崽酋ヌ砑恿浚睛粒矸勖柑砑恿浚狙趸矸厶砑恿?復(fù)合抗老化劑的最佳工藝配方為α－淀粉酶添加量0.02%、蔗糖酯添加量0.36%、氧化淀粉添加量4.41%，儲(chǔ)藏17 d后玉米餃子皮的硬度值僅為7.93 N，較空白對(duì)照樣的硬度值降低了69.9%。

速凍玉米餃子皮 抗老化劑 硬度

速凍食品一般采用嚴(yán)格的工藝和先進(jìn)的設(shè)備，最大限度的保持食品原有的色澤、口感及營(yíng)養(yǎng)成分［1］。在生活節(jié)奏日益加快的今天，速凍餃子以其方便、快捷、營(yíng)養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)深受人們的青睞。

玉米是世界第三大糧食作物，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。為拓寬玉米粉的食用范圍，使玉米粉在人們?nèi)粘ｏ嬍持姓加幸欢ǖ奈恢茫{(diào)整人們的飲食結(jié)構(gòu)，本研究將小麥與玉米粉按一定比例混合制作玉米餃子皮。淀粉含量的增加使速凍玉米餃子皮在儲(chǔ)藏過程中易老化結(jié)晶，因此，添加抗老化劑是解決這一問題最便捷而有效的方法。變性淀粉、食品乳化劑、食品膠類、淀粉酶及β－環(huán)狀糊精等都是較有效的抗老化物質(zhì)。這幾類抗老化物質(zhì)在饅頭、面包、糕團(tuán)等食品中應(yīng)用已有一些文獻(xiàn)報(bào)道［2－10］。但將這些抗老化物質(zhì)組成的復(fù)合添加劑應(yīng)用于玉米餃子皮中的報(bào)道則不多。

本研究的目的旨在將3種不同類型的抗老化劑添加到速凍玉米餃子皮中，延緩餃子皮在儲(chǔ)藏過程中淀粉老化，從而延長(zhǎng)速凍餃子的貨架期。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米餃子專用粉:實(shí)驗(yàn)室配制;蔗糖酯:上海武馬食品科技有限公司;氧化變性淀粉:甘肅圣大方舟馬鈴薯變性淀粉有限公司;細(xì)菌α－淀粉酶:北京奧博星生物技術(shù)責(zé)任有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

TMS－Pro型質(zhì)構(gòu)儀:美國(guó)FTC公司;HLSY－Ⅱ小型速凍機(jī):鄭州亨利制冷設(shè)備有限公司;小型壓面機(jī):河北棗陽(yáng)巨鑫機(jī)械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 速凍玉米餃子皮制作

參考SB/T 10138—1993餃子用小麥粉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［11］，取100 g玉米餃子專用粉按比例加入抗老化劑，混合均勻，并加入玉米餃子專用粉干基重50%的水(水溫30℃)，人工和面，制成表面光滑的粉團(tuán)，然后用濕紗布包裹粉團(tuán)，室溫醒發(fā)15 min，接著在電動(dòng)壓面機(jī)的 3.0、2.0、1.5 mm 軋距上分別軋面 4、2、2道，再用直徑為80 mm的鍍鋅薄鋼板制的圓筒切割成若干張的餃子皮，將制作好的樣品放入溫度－30℃的小型速凍機(jī)中，冷凍30 min后取出放入溫度為－18℃冰箱中凍藏2 h，在25℃下解凍2 h后再在－18 ℃下凍藏2 h，反復(fù)4 次(加速試驗(yàn))［12－13］，最后儲(chǔ)藏于－18℃冰箱中，以供試驗(yàn)用。餃子皮厚1.5 mm，直徑80 mm。

1.3.2 速凍玉米餃子皮最佳蒸煮時(shí)間的確定

在不銹鋼小盆中加入500 mL水，放在電磁爐上加熱至水沸騰，然后放入15張速凍餃子皮進(jìn)行煮制，從放入餃子皮開始計(jì)時(shí)，2 min后，每0.5 min撈出一個(gè)。撈出的餃子皮放在玻璃板上，用小刀沿其直徑縱向切斷，在自然光下觀察其切斷面是否有白心，直到餃子皮白心完全消失為止，記錄所用時(shí)間，即為速凍玉米餃子皮的最佳蒸煮時(shí)間。

1.3.3 速凍玉米餃子皮硬度測(cè)定

隨著淀粉老化的發(fā)生，淀粉凝膠的堅(jiān)實(shí)性或剛性顯著增強(qiáng)，傳統(tǒng)方法常用單軸向壓力分析來跟蹤這種變化［8，14］，但此法要求凝膠具有較高的強(qiáng)度，且不適用于實(shí)際食品體系。食品中測(cè)定淀粉老化的指標(biāo)相對(duì)較多，如結(jié)晶熔融焓、老化程度、結(jié)晶程度、老化硬度等。由于質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定的硬度值方便快捷，且準(zhǔn)確度高，因此人們通常利用質(zhì)構(gòu)儀的硬度指標(biāo)來評(píng)價(jià)淀粉的老化程度。

本研究采用TMS－Pro型質(zhì)構(gòu)儀對(duì)熟制的速凍玉米餃子皮硬度進(jìn)行分析，測(cè)定試樣在儲(chǔ)藏0～17 d內(nèi)硬度的變化。參照AACC74－09測(cè)試方法，測(cè)定模式TPA，探頭型號(hào)PT－2B，檢測(cè)探頭兩次下壓餃子皮，并應(yīng)用Xrad軟件(FTC)進(jìn)行分析。得熟制玉米餃子皮的硬度值。

測(cè)定條件:測(cè)試速度60 mm/min，觸發(fā)力0.1 N，形變量97%。

1.3.4 二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)方案。以α－淀粉酶添加量(x1)、蔗糖酯添加量(x2)、氧化變性淀粉添加量(x3)為自變量，試驗(yàn)硬度為因變量(y)。試驗(yàn)因素水平及編碼見表1。采用SAS9.2統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

表1 因素水平編碼表

2 結(jié)果分析

2.1 蔗糖酯對(duì)速凍玉米餃子皮老化程度的影響

蔗糖酯，全稱蔗糖脂肪酸酯，為白色或黃褐色粉末。水溶液黏度高，有濕潤(rùn)性，乳化效果好。具有最大的親水性，廣泛用于食品生產(chǎn)中，起到乳化、保濕防潮、抗老化等作用［15－17］。這主要是由于蔗糖酯的脂肪酸基團(tuán)能夠伸入到直鏈淀粉的α－螺旋構(gòu)型中，形成穩(wěn)定的螺旋復(fù)合物，從而抑制了直鏈淀粉的老化。

試驗(yàn)選用蔗糖酯 0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%(以混合粉干基重計(jì))5個(gè)水平，分別考察5個(gè)水平的蔗糖酯對(duì)試樣在儲(chǔ)藏0～17 d內(nèi)硬度變化情況，并與空白樣對(duì)照。如圖1，不同水平的蔗糖酯在試樣儲(chǔ)藏期間硬度呈波動(dòng)變化，但其硬度均明顯低于對(duì)照空白樣，說明蔗糖酯對(duì)試樣淀粉老化結(jié)晶有明顯的抑制作用。從圖1可以看出，添加0.3%蔗糖酯的試樣在儲(chǔ)藏期間硬度值變化始終保持相對(duì)平緩趨勢(shì)，淀粉老化結(jié)晶程度相對(duì)一致，在儲(chǔ)藏后期其硬度值低于其他蔗糖酯添加量試樣，并明顯低于空白樣。蔗糖酯添加量的增加，試樣硬度變化波動(dòng)變大，主要是由于過量的蔗糖酯使面團(tuán)充分膨脹，巨大的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難以維持，蔗糖酯與直鏈淀粉復(fù)合體系遭到破壞，淀粉分子重新定向排列，制品的老化程度反而提高。因此，0.3%蔗糖酯的抗老化效果要好于其他添加量水平。

圖1 蔗糖酯對(duì)試樣在儲(chǔ)藏期內(nèi)硬度的影響

2.2 氧化變性淀粉對(duì)速凍玉米餃子皮老化程度的影響

變性淀粉即經(jīng)物理、化學(xué)或酶等方法改性的淀粉，能獲得許多原淀粉沒有的次級(jí)特性［19］，如吸水膨潤(rùn)速度加快、糊化溫度降低、保持穩(wěn)定的黏性、凝膠性、改善保存性、能改善食感與烹調(diào)性、延長(zhǎng)貨架期、防止老化、減少淀粉溶出等。

本研究選用變性淀粉1%、2%、3%、4%、5%(以混合粉干基重計(jì))5個(gè)水平，考察變性淀粉對(duì)速凍玉米餃子皮中淀粉在儲(chǔ)藏期間的老化結(jié)晶抑制作用。如圖2，添加不同比例變性淀粉的試樣在儲(chǔ)藏期間硬度逐漸增加，但與空白樣相比其硬度均小于空白樣的硬度值。說明變性淀粉對(duì)淀粉的老化結(jié)晶有明顯的抑制作用。從圖2可以看出，氧化變性淀粉添加量增加時(shí)，試樣在儲(chǔ)藏期間的硬度值不斷降低;當(dāng)氧化變性淀粉添加量增大至5%時(shí)，試樣在儲(chǔ)藏期間硬度值基本趨于不變。這是由于氧化淀粉分子鏈上引入了羧基和羰基，干擾了淀粉羥基間的氫鍵締合，減少了混合體系中淀粉分子的羥基含量，增大了淀粉分子的親水性，提高了淀粉分子的水分散性，阻礙了直鏈淀粉分子的定向排列，增強(qiáng)了面制品的抗老化性能。

圖2 氧化變性淀粉對(duì)試樣在儲(chǔ)藏期內(nèi)硬度的影響

因此，速凍玉米餃子皮中添加5%氧化變性淀粉對(duì)淀粉的老化結(jié)晶有明顯的抑制作用，與張良華等［18］研究結(jié)論一致。

2.3 細(xì)菌α－淀粉酶對(duì)速凍玉米餃子皮老化程度的影響

α－淀粉酶是一種水解酶，能水解直鏈淀粉和支鏈淀粉中的α－1，4糖苷鍵，生成麥芽糊精和麥芽糖，產(chǎn)物的末端殘基C1碳原子為α－構(gòu)型，最適pH為4.0～5.0，最適溫度為50～60℃。α－淀粉酶熱穩(wěn)定性高，高溫后一段時(shí)間內(nèi)仍能繼續(xù)發(fā)生水解作用。淀粉酶不能分解天然狀態(tài)淀粉。然而在試樣制作過程中，部分淀粉顆粒被破壞形成破損淀粉，在加入細(xì)菌α－淀粉酶情況下，這些破損淀粉顆粒被水解成麥芽糖［21］。

細(xì)菌α－淀粉酶分解淀粉產(chǎn)生糖類物質(zhì)，防止淀粉結(jié)晶老化。本研究選取淀粉酶0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%(以混合粉干基重計(jì))5 個(gè)水平，考察細(xì)菌α－淀粉酶對(duì)速凍玉米餃子皮在儲(chǔ)藏期內(nèi)的淀粉回生抑制作用。如圖3，與空白樣對(duì)照比較，細(xì)菌α－淀粉酶明顯降低試樣在儲(chǔ)藏期內(nèi)的硬度值。添加細(xì)菌α－淀粉酶0.01%時(shí)，試樣在儲(chǔ)藏期內(nèi)的硬度發(fā)生變化，可能是由于細(xì)菌α－淀粉酶在試樣中對(duì)淀粉作用不均一所致。添加細(xì)菌α－淀粉酶0.02%和0.03%的試樣，在整個(gè)儲(chǔ)藏期內(nèi)其硬度值均保持相對(duì)平緩。但是添加0.04%和0.05%細(xì)菌α－淀粉酶試樣，在熟制后其表面無光澤，有大量的微孔，且利用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定試樣硬度值無法測(cè)出。由于細(xì)菌α－淀粉酶添加量過大時(shí)，試樣完整度遭到破壞，因此不易選取此水平下的淀粉酶添加量。然而從節(jié)省成本角度考慮選取添加0.02%細(xì)菌α－淀粉酶來達(dá)到抑制淀粉老化的目的。此結(jié)論與高穎［20］研究的結(jié)論相同。

圖3 細(xì)菌α－淀粉酶對(duì)試樣在儲(chǔ)藏期內(nèi)硬度的影響

2.4 復(fù)合抗老化劑二次回歸模型建立

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定α－淀粉酶、蔗糖酯和氧化變性淀粉添加量的各因素水平，作為自變量，以儲(chǔ)藏第17天速凍玉米餃子皮的硬度為因變量，進(jìn)行三因素二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用SAS9.2統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得回歸方程，并對(duì)方程進(jìn)行診斷，得最優(yōu)處理組合。

回歸方程:y=65.962 －838.994x1－88.618x2－15.242x3+14 972x1x1－382.500x1x2+20.717x2x2+82.750x1x3+18.475x2x3+0.781x3x3

SAS9.2統(tǒng)計(jì)分析軟件診斷分析結(jié)果:F回歸＞F0.01(9，13)，說明方程在 0.01 水平上達(dá)到極顯著;F失擬＜F0.05(5，8)，說明失擬項(xiàng)不顯著。根據(jù)回歸模型診斷及失擬性分析表明，該回歸方程無失擬因素存在，回歸模型與實(shí)測(cè)值能較好地?cái)M和。

2.5 確定各因素水平的最優(yōu)組合及回歸模型驗(yàn)證

采用三因素二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用SAS9.2統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得優(yōu)化處理結(jié)果見表2。同時(shí)，在試驗(yàn)得出的最優(yōu)組合條件下，進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)(儲(chǔ)藏第17天的硬度值)，3次重復(fù)結(jié)果見表2。

表2 模型優(yōu)化及驗(yàn)證結(jié)果表

由表2可見，各因素水平的理論最優(yōu)組合為α－淀粉酶添加量0.02%、蔗糖酯添加量0.36%、氧化變性淀粉添加量4.41%。在此預(yù)測(cè)組合條件下，通過驗(yàn)證試驗(yàn)得出的3次硬度平均值為7.93 N，略高于由模型得出的最小理論硬度值，但實(shí)際平均值與最小理論硬度值的誤差率為1%＜5%。說明該模型擬合性較好，即:通過二次回歸旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)建立的數(shù)學(xué)模型得到可靠的預(yù)測(cè)值，具有實(shí)用性。

3 結(jié)論

3.1 復(fù)合改良劑具有增強(qiáng)速凍玉米餃子皮抗老化回生性能的功效。

3.2 選用蔗糖酯、氧化變性淀粉和α－淀粉酶作為速凍玉米餃子皮抗老化劑。通過單因素試驗(yàn)確定3種抗老化劑的添加量范圍。即:蔗糖酯0.2% ～0.4%，氧化變性淀粉4% ～6%，α － 淀粉酶0.01% ～0.03%。

3.3 3因素對(duì)儲(chǔ)藏17 d后速凍玉米餃子皮抗老化性能影響的重要性先后順序?yàn)檎崽酋ヌ砑恿浚睛粒矸勖柑砑恿浚狙趸矸厶砑恿?。?fù)合改良劑對(duì)玉米餃子皮抗老化效果的最佳工藝參數(shù)為α－淀粉酶添加量0.02%、蔗糖酯添加量0.36%、氧化淀粉添加量4.41%，儲(chǔ)藏17 d后玉米餃子皮的硬度值最小為7.93 N，較空白對(duì)照樣的硬度值降低了69.9%。

3.4 得出了α－淀粉酶添加量、蔗糖酯添加量以及氧化淀粉添加量3個(gè)因素對(duì)儲(chǔ)藏17 d后速凍玉米餃子皮硬度值影響的回歸模型為:

y=65.962 －838.994x1－88.618x2－15.242x3+14 972x1x1－382.500x1x2+20.717x2x2+82.750x1x3+18.475x2x3+0.781x3x3。

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Study on Anti－staling of Quick－freeze Corn Dumpling Skin

Zhai Aihua Zhang Zhongyu
(Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319)

The effect of three different types of inhibitors(sucrose ester，oxidized starch and bacterial α － amylase)on quality of quick－frozen corn dumpling skin during storage period were studied and the regression equation of the modification parameters was established by single－factor test and quadratic general rotary experiment design.The results showed that the anti－aging properties of quick－frozen corn dumpling sheet were increased with the added amount of complex improver and composite inhibitor formula.The ordor of various factors impacting on anti－ aging properties of quick － frozen corn dumpling sheet was sucrose ester，α － amylase and oxidized starch.The optimum technical conditions were confirmed as follows:the sucrose ester addition was 0.36%，the oxidized starch addition was 4.41%and the α － amylase addition was 0.02%，and the hardness value of quick － frozen corn dumpling sheet after depositing for seventeen days was only 7.93 N，which decreased by 69.9%compared with the negative control.

quick － frozen corn dumpling skin，inhibitor，hardness

TS211.2

A

1003－0174(2011)11－0083－05

黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目(GA06B401－3)

2010－11－25

翟愛華，女，1970年出生，教授，糧食精深加工