乙酰化羥丙基糯玉米淀粉對速凍湯圓品質(zhì)的影響

楊世雄，張玲，張雪梅，李雪，梁葉星，張歡歡，高飛虎

(重慶市農(nóng)業(yè)科學院，農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，重慶，401329)

湯圓是一種漢族傳統(tǒng)小吃，是由糯米淀粉做的球狀食品，也是我國元宵節(jié)最具有特色的美食。手工湯圓的加工繁瑣費時，而速凍湯圓的出現(xiàn)在某種程度上很好地解決了這一問題，但是由于糯米粉并不能像面粉那樣形成面筋而具有筋力，本身的吸水性、保水性較差[1]，因此在凍藏過程中水分易散失，導致湯圓易開裂、渾湯，導致口感較差[2-4]，嚴重影響了產(chǎn)品的品質(zhì)和銷售狀況。全面改善速凍湯圓的品質(zhì)是當前許多加工企業(yè)的迫切需要。

PAL等[5]研究發(fā)現(xiàn)，在淀粉中引入具有親水性的羥丙基后，可提高其凍融穩(wěn)定特性和糊透明度，進一步發(fā)現(xiàn)改性后的淀粉可作為冷凍食品和冷凍面制品品質(zhì)改良劑。朱嬋嬋[6]發(fā)現(xiàn)在糯米粉中添加1%的羥丙基糯米淀粉，能更好地改善速凍湯圓的品質(zhì)。FREITAS等[7]發(fā)現(xiàn)，將酯化淀粉添加到食品中作增稠劑使用，具有低溫儲存等優(yōu)點。有研究表明[8]，糯玉米淀粉經(jīng)過醚化處理得到的羥丙基淀粉可以較大程度地提高糯玉米淀粉的凍融穩(wěn)定特性和透明度等，經(jīng)過酯化處理后得到的乙酰化淀粉也可以不同程度地改善其凍融特性[9]。與普通玉米淀粉相比，糯玉米淀粉幾乎全由支鏈淀粉組成，具有凍融穩(wěn)定特性較好、不易老化、透明度較高等特點[10]。糯玉米淀粉雖然具有廣泛的應用前景，但天然糯玉米淀粉結構存在缺陷，致使其不能完全滿足食品工業(yè)的需求[11]。引入一些特定化學基團，如羥丙基和乙?；瘑我桓男缘牡矸?，便能大大改進原淀粉的性能。但是單一改性在其應用方面具有局限性，而復合改性可以兼顧兩者的優(yōu)點。

目前糯玉米淀粉改性研究主要集中在單一化學改性工藝、特性以及應用等方面，而通過醚化酯化復合得到的乙?；u丙基糯玉米淀粉(acetylated hydroxypropyl waxy corn starch，AHWCS)作為速凍湯圓品質(zhì)的改良劑鮮有報道。本研究在制得AHWCS的基礎上，分析了其對速凍湯圓的蒸煮特性、質(zhì)構特性及感官品質(zhì)的影響，以期在改善速凍湯圓品質(zhì)的同時也為其在速凍湯圓中的應用提供一定的理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

糯玉米淀粉(GB/T 8885—2017)，山東福洋生物科技有限公司；糯米粉(食品級)，長沙威昇科技有限公司；湯圓餡料(食品級)，常州市溧陽勤富食品有限公司。

1.2 設備

CP224C電子天平, 奧豪斯儀器(常州)有限公司；EX324ZH電子分析天平，上海上天精密儀器有限公司；DHG-9140恒溫鼓風干燥箱；HWS-23恒溫水浴鍋，上海齊欣科學儀器有限公司；BCD-210N冰箱，中山路蘭仕日用電器有限公司；GL-12A離心機，上海菲恰爾分析儀器有限公司；UV-6000PC紫外可見分光光度計，上海分析儀器有限公司；CT3質(zhì)構儀，美國博勒飛公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 AHWCS制備

參照劉麗艷[12]的方法，略有改動，將一定量的糯玉米淀粉置入含有14%Na2SO4和1.3%NaOH(按淀粉干基量進行計算)溶液的反應器中，配成40%淀粉乳，攪拌均勻后，將反應器置于18 ℃水浴中，快速加入質(zhì)量分數(shù)為4.0%環(huán)氧丙烷，密封后，在此溫度下水浴振蕩30 min，使環(huán)氧丙烷與糯玉米淀粉混合均勻，然后轉(zhuǎn)入50 ℃恒溫水浴振蕩器中反應25 h，最后用0.5 mol/L HCl調(diào)pH值至中性，經(jīng)5次洗滌、沉淀，然后在40 ℃下干燥。

將羥丙基淀粉配成質(zhì)量分數(shù)為35%(按淀粉干基量進行計算)的淀粉乳，于25 ℃攪拌1 h后，用質(zhì)量濃度30 g/L NaOH溶液調(diào)pH值至8.0，緩慢加入6%(按淀粉干基量進行計算)的醋酸酐，同時用30 g/L NaOH將pH值保持在9.0左右，置于30 ℃恒溫水浴振蕩器中反應1.5 h，用0.5 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH，使其保持在 6.0～7.0，并加水洗滌，沉淀5次，然后將其放入40 ℃烘箱中干燥，制得AHWCS。

1.3.2 AHWCS對速凍湯圓品質(zhì)的影響

1.3.2.1 速凍湯圓制作工藝流程(圖1)。

圖1 工藝流程Fig.1 Process flow

1.3.2.2 操作要點

(1)調(diào)制面團：稱取適量糯米粉倒入潔凈干燥的容器中，將80%AHWCS溶解到(按糯米淀粉干基量進行計算)25 ℃的蒸餾水中，然后加入糯米粉中，使糯米粉與蒸餾水充分混合，并揉成粉團，平衡水分20 min。

(2)包餡成型：按照質(zhì)量比3∶1稱取調(diào)制好的粉團和餡心，將粉團捏皮，包入餡心，搓成圓形。

(3)速凍：將包制好的湯圓迅速在0～5 ℃環(huán)境中冷卻30 min，然后及時轉(zhuǎn)入-30 ℃冰柜中冷凍30～40 min，使湯圓中心溫度降至-18 ℃。

(4)包裝：選擇形狀規(guī)則、大小均勻、表面圓潤、色澤光亮、表皮無露餡、無開裂的湯圓，用密封袋包裝，最后放入-18 ℃的冰箱中冷藏。

1.3.2.3 反復凍融加速試驗

參照李真等[13]的方法，稍有改進。選取重量、體積相同的10個湯圓在-30 ℃條件下速凍30 min，然后在-18 ℃條件下冷藏12 h，最后在室溫條件下解凍1 h，如此反復速凍、解凍3次。

1.3.2.4 AHWCS對速凍湯圓蒸煮特性的影響

(1)失重率：失重率的大小是反映速凍湯圓品質(zhì)的一個重要指標，分別稱量含質(zhì)量分數(shù)為5%、10%、15%、20%、25%(按糯米粉干基計算，下同)AHWCS的速凍湯圓反復凍融加速試驗前后的質(zhì)量，并按公式(1)進行計算。

(1)

式中：X1，速凍前湯圓的質(zhì)量，g；X2，速凍后湯圓的質(zhì)量，g；L，速凍湯圓的失水率，%。

(2)凍裂率：綜合王紹文[14]和艾志錄等[15]的方法，略有修改。在分別含質(zhì)量分數(shù)為5%、10%、15%、20%、25%AHWCS的速凍湯圓中，每個梯度分別選取10個，在-30 ℃條件下速凍30 min，然后在-18 ℃冷藏4 h，最后在常溫條件下解凍0.5 h，如此反復冷凍、解凍6次，測定其凍裂率。速凍湯圓的凍裂情況可分為3個等級：表面無裂口，褶皺不明顯為無凍裂湯圓；一半以上表面積有褶皺，且起伏明顯，但無明顯裂口，為凍裂0.5個；整個湯圓表面均有褶皺，且裂紋明顯，為凍裂1個。

(2)

式中：η，速凍湯圓的凍裂率，%；n1，凍裂的湯圓個數(shù)；n，湯圓總個數(shù)。

(3)蒸煮損失率：在分別含質(zhì)量分數(shù)為5%、10%、15%、20%、25%AHWCS的速凍湯圓中，挑選6個體積、質(zhì)量相同的速凍湯圓，稱重后緩慢放入沸水中，待其煮沸后再蒸煮3 min后撈起，然后將湯汁轉(zhuǎn)移到250 mL恒重燒杯中并用蒸餾水洗滌原燒杯3次轉(zhuǎn)入湯汁，最后在105 ℃條件下烘干至恒重后再次稱重。

(3)

式中：G1，燒杯質(zhì)量，g；G2，燒杯質(zhì)量和干物質(zhì)質(zhì)量，g；G0，湯圓質(zhì)量，g。

(4)煮后湯汁透光率：參照黃忠民等[16]的辦法，在含質(zhì)量分數(shù)為5%、10%、15%、20%、25%AHWCS的速凍湯圓中，分別選取體積、質(zhì)量相同，經(jīng)反復凍融加速試驗后的6個完好無裂口的湯圓。量取500 mL蒸餾水倒入1 000 mL燒杯中，加熱至水沸騰，并把選好的湯圓加入沸水中，3 min后將其撈出，待湯汁冷卻后定容至500 mL。用蒸餾水作空白，在620 nm處測定湯汁透光率。透光率的大小反映湯汁的渾濁程度，透光率越高，則沉淀物越少，湯汁渾濁度越低，速凍湯圓品質(zhì)越好，反之亦然。

1.3.2.5 AHWCS對速凍湯圓質(zhì)構特性的影響

分別將含質(zhì)量分數(shù)為5%、10%、15%、20%、25%AHWCS的速凍湯圓置于沸水中，煮好撈出，并放在冷水中冷卻1 min后，吸去湯圓表面的水分，然后置于TA-DEC平臺上，選擇TPA模式，進行質(zhì)構特性的測定。參數(shù)設置：探頭為TA251000.50mmΦ，測前速度為1 mm/s，測后速度為1 mm/s，觸發(fā)值為5.0 g，壓縮比為60%，進行2次壓縮，停留間隔時間為2 s，平行測定6組最后求平均值。

1.3.2.6 AHWCS對速凍湯圓感官品質(zhì)的影響

分別含質(zhì)量分數(shù)為5%、10%、15%、20%、25%AHWCS的速凍湯圓品質(zhì)進行感官評定，選取6人(男女比例為1∶1)本專業(yè)人員組成感官評定小組，采用雙盲法進行檢驗，按外觀、色澤、口感、氣味、可接受性進行逐一打分，總分為100分，評分標準參照鄭春燕[17]和王德志等[18]的方法，稍作修改，具體見表1。

表1 速凍湯圓感官評分標準Table 1 Sensory scoring standard of quick-forzen rice dumplings

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

應用Excel統(tǒng)計所有數(shù)據(jù)，采用SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和差異顯著性比較(P<0.05表示差異顯著)。采用Origin 7.5軟件進行繪圖，所有試驗重復3次。

2 結果與分析

2.1 AHWCS對速凍湯圓蒸煮特性的影響

2.1.1 失重率

如圖2所示，含不同比例AHWCS的速凍湯圓與對照組相比，能夠顯著降低速凍湯圓的蒸煮率，隨著AHWCS添加比例的增大，湯圓失水率呈下降趨勢。添加比例在15%～25%時，雖然失水率有下降趨勢，但無顯著性差異。因AHWCS具有羥丙基淀粉和乙?；矸鄣奶攸c，非常適合應用在冷凍食品及面制品的制作中[19]，將其添加到湯圓中能使湯圓經(jīng)過反復凍融后仍保持致密結構，降低水分損失，最大程度地保留產(chǎn)品原有的品質(zhì)。

圖2 不同添加量對失重率的影響Fig.2 Effects of different additives on weightlessness rate

2.1.2 凍裂率

如圖3所示，添加不同比例的AHWCS能顯著減小速凍湯圓的凍裂率，對照組與含不同比例AHWCS的速凍湯圓均有顯著性差異，當AHWCS淀粉添加比例增加到15%時，繼續(xù)增大其添加比例，凍裂率也會隨之降低，但無顯著性差異，故AHWCS最適添加量在15%～25%，湯圓粉團的開裂主要是在冷凍過程中形成不均一、體積較大的冰晶所致[20-21]，由于AHWCS較好的凍融特性和保水能力[22]，使湯圓粉團中的水分分布比較均勻，在速凍過程中形成的冰晶體積相對較小，減緩了湯圓的凍裂。

圖3 不同添加量對凍裂率的影響Fig.3 Effects of different additives on the cracking rate

2.1.3 蒸煮損失率

如圖4所示，湯圓經(jīng)過反復凍融試驗后，其蒸煮損失較大，對照組與含添加不同比例的AHWCS速凍湯圓均有顯著性差異。在5%～20%時，隨著AHWCS添加量的增加，蒸煮損失明顯減小，這是因為AHWCS具有良好的凍融穩(wěn)定性和黏性[23]，隨著其添加量的增加速凍湯圓的凍融穩(wěn)定性和黏性也隨之增加，避免了湯圓在速凍過程中產(chǎn)生較大的冰晶體和裂紋，抑制了煮制過程中溶出物的溶出。當添加比例到達20%時，湯圓蒸煮損失率最小。再繼續(xù)增大AHWCS的比例，蒸煮損失不會明顯減小，故最適添加量為20%。

圖4 不同添加量對蒸煮損失率的影響Fig.4 Effects of different additives on cooking loss rate

2.1.4 煮后湯汁透光率

如圖5所示，通過添加AHWCS能夠顯著提高速凍湯圓的煮后湯汁透光率。當添加量到達20%后再繼續(xù)增大時，透光率的大小沒有明顯變化。制作湯圓的糯米粉團中加入AHWCS，湯圓皮的黏性增大，經(jīng)反復凍融后裂紋較少、表面光滑，煮后湯汁澄清。當AHWCS淀粉的添加比例增大時，湯圓皮黏度黏度也隨之增大，使得湯圓在煮制過程中溶出物較少，透光率增大，但AHWCS的添加量超過一定比例時，湯圓皮的黏度不會繼續(xù)增大，煮后湯汁透光率也不會繼續(xù)增大。因此，AHWCS的最佳添加量為20%。

圖5 不同添加量對煮后湯汁透光率的影響Fig.5 Effects of different additives on the transmittance of cooked soup

2.2 AHWCS對速凍湯圓質(zhì)構特性的影響

2.2.1 硬度

由圖6可看出，在添加量為5%～20%時，隨著AHWCS添加量的增加，湯圓的硬度呈逐漸減小的趨勢，且當AHWCS為20%時，湯圓的硬度最小，為1 416.33，此時，湯圓質(zhì)地松軟、柔軟適口。與對照組相比，硬度減小了1 311.33，可能是因為速凍湯圓在凍藏過程中隨著AHWCS添加量的增加，因AHWCS良好的凍融穩(wěn)定性和保水性，抑制了水分由內(nèi)向外的遷移和冰晶的生長，使損傷淀粉小分子顆粒無法鑲嵌空隙；蒸煮時水分進入其中并進行熱量交換，糯米淀粉充分糊化，因此硬度降低[24]。只有湯圓的硬度在一定范圍內(nèi)才被人們所接受，硬度太大影響湯圓的感官品質(zhì)。

圖6 不同添加量對硬度的影響Fig.6 Effects of different additions on hardness

2.2.2 彈性

由圖7可看出，隨著AHWCS添加量的增加，湯圓的彈性呈逐漸增大的趨勢，且在AHWCS添加量為20%時，湯圓的彈性達到了最大值，為10.59，與對照組相比較提高了2.08。AHWCS添加量在10%～25%內(nèi)，湯圓的彈性均大于對照組，可能是由于AHWCS的添加降低了較大冰晶的形成，降低了冰晶對糯米淀粉的損傷，抑制了小分子的產(chǎn)生、小分子顆粒鑲嵌所形成的致密的組織結構的生成，使水分子能夠在蒸煮時順利進入[25]，因此湯圓硬度下降的同時彈性升高。彈性較高的湯圓口感較好，彈性較低的湯圓品質(zhì)較差。

圖7 不同添加量對彈性的影響Fig.7 Effects of different additions on the elasticity

2.2.3 咀嚼性

由圖8可看出，隨著AHWCS添加量的增加，咀嚼性呈先減小后增大再減小再增大的趨勢，在AHWCS添加量為20%時達到最小值，為53.86，與對照組有顯著性差異，含AHWCS的湯圓咀嚼性均小于對照組，可能是因為對照組自身的凍融穩(wěn)定性和保水性較差，在凍藏過程中水分散失并形成較大冰晶，損傷糯米淀粉結構使其形成大量小分子顆粒，而小分子顆粒填充糯米淀粉縫隙，增強其組織結構緊密性，使水分在蒸煮時難以進入[26]，因此對照組咀嚼性較大。含AHWCS的速凍湯圓的咀嚼性較小，表明質(zhì)地較為松軟，口感適宜。

圖8 不同添加量對咀嚼性的影響Fig.8 Effects of different additions on chewability

2.3 AHWCS對速凍湯圓感官品質(zhì)的影響

速凍湯圓透亮圓潤、有糯米香、不黏牙、口感較好，品質(zhì)較佳[27]。由圖9可看出，隨著AHWCS添加量的增加，湯圓的感官評分呈先增大后減小的趨勢，且在AHWCS添加量為20%時，感官評分最高，為90.67分。此時與對照組相比，湯圓表面完整、光滑、無褶皺、色澤光亮且有濃厚的糯米清香味、口感不黏牙、柔軟有咬勁。當AHWCS添加量為25%時，糯米清香味開始變淡，湯圓感官評分降低，可能是由于過量的AHWCS對湯圓的糯米清香味有一定的影響，使其品質(zhì)變差，故AHWCS最適添加量為20%。

圖9 不同添加量對感官評分的影響Fig.9 Effects of different additions on sensory score

2.4 速凍湯圓感官評分與蒸煮特性及質(zhì)構特性的相關性分析

由表2可看出，速凍湯圓感官評分和凍裂率呈極顯著負相關(r=-0.851**)，和湯汁透光率呈極顯著正相關(r=0.962**)，和硬度呈顯著負相關(r=-0.923*)，和彈性呈極顯著正相關(r=0.689**)，與失重率、蒸煮損失率及咀嚼性均呈顯著負相關；湯圓失重率和硬度呈極顯著正相關(r=0.971**)，和彈性呈極顯著負相關(r=-0.651**)，與咀嚼性不具有相關性；湯圓凍裂率和硬度呈極顯著正相關(r=0.943**)，和彈性呈顯著負相關(r=-0.569*)，和咀嚼性呈顯著正相關(r=0.487*)；湯圓蒸煮損失率和和硬度呈極顯著正相關(r=0.925**)，和彈性呈顯著負相關(r=-0.514*)，和咀嚼性呈極顯著正相關(r=0.621**)；速凍湯圓煮后湯汁透光率和硬度呈極顯著負相關(r=-0.955**)，和彈性呈極顯著正相關(r=0.660**)，和咀嚼性不具有相關性。湯圓蒸煮特性和質(zhì)構特性各指標之間也存在一定相關性，比如硬度和咀嚼性呈顯著正相關(r=0.504*)，這與RAHMAN等[28]研究認為硬度與咀嚼性呈極顯著正相關略有差異，可能是由于樣品的差異性引起的。

由于感官評分與凍裂率和硬度呈極顯著負相關，與湯汁透光率和彈性呈極顯著正相關，因此，可由感官評分初步判定速凍湯圓的蒸煮特性和質(zhì)構特性，即感官評分越高，湯圓凍裂率越低、硬度較小、彈性越高。湯圓硬度分別和失重率、凍裂率、蒸煮損失率及湯汁透光率呈極顯著相關，彈性和失重率及湯汁透光率呈極顯著正相關，咀嚼性和蒸煮損失率呈極顯著正相關，可初步判定湯圓硬度越高，失重率、凍裂率、蒸煮損失率越高，湯汁透光率越低；彈性越高，湯圓失重率越低，湯汁透光率越高；咀嚼性越大，湯圓蒸煮損失率越高。

表2 感官評分與蒸煮特性及質(zhì)構特性的相關性分析Table 2 The correlation analysis of sensory score with cooking and texture characteristics

注：*表示相關性在0.05水平顯著，**表示相關性在0.01水平顯著

3 結論與討論

綜合速凍湯圓的蒸煮、質(zhì)構特性及感官評價，當糯米粉中添加質(zhì)量分數(shù)為20%的AHWCS時，速凍湯圓的失重率9.92%，蒸煮損失率0.82%，凍裂率10.00%，湯汁透光率7.20%，并且質(zhì)地松軟，黏性較好、彈性最佳，湯圓外觀色澤鮮亮，口感較好，感官評分90.7，品質(zhì)最佳。即在糯米粉中添加質(zhì)量分數(shù)為20%的AHWCS能有效改善速凍湯圓的品質(zhì)，且效果顯著。故本研究可對速凍湯圓品質(zhì)的改良提供一定的參考。通過相關性分析可知，速凍湯圓的蒸煮、質(zhì)構特性與感官品質(zhì)間具有一定的相關性。

本試驗通過添加適當比例的AHWCS，有效改善了速凍湯圓的品質(zhì)，后期可以嘗試將其添加到冷凍面團、速凍水餃及其他速凍食品中，以期能為改善速凍食品在凍藏過程中品質(zhì)的劣變提供一定的思路。