薯類淀粉與卡拉膠共混體系特性及其對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

(天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院,天津 300134)

淀粉是一類高分子碳水化合物,根據(jù)分子鏈構(gòu)成不同,可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。淀粉具有來源豐富、成本低廉、生物可降解等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域,西方國家淀粉平均攝入量超過50%,而發(fā)展中國家高達(dá)90%[1-2]。薯類淀粉是中國主要淀粉種類之一,常見的薯類淀粉包括紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉等。其中紅薯含有豐富的氨基酸,且所含熱量低,可當(dāng)做一種減肥食品;目前馬鈴薯日益成為主食之一,馬鈴薯淀粉具有廣闊的應(yīng)用前景;而木薯作為三大薯類之一,除含有豐富的營養(yǎng)價值外,還具有一定的保健功能。但天然薯類淀粉在加工儲藏過程中對熱、剪切作用敏感,易于老化而影響食品品質(zhì)。研究表明,淀粉與親水性膠體復(fù)配使用可增強(qiáng)其抗剪切性,改善產(chǎn)品的流變性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)和持水性等。如高脫乙酰度魔芋葡甘聚糖可增強(qiáng)馬鈴薯淀粉凝膠強(qiáng)度[3],魔芋膠能夠顯著降低甘薯淀粉的糊化溫度,提高粘度、崩解值和回生值,顯著抑制淀粉的長期回生[4],阿拉伯膠可降低面條硬度等[5]。

卡拉膠又稱角叉萊膠、鹿角藻膠等,分為κ-卡拉膠、λ-卡拉膠和ι-卡拉膠3種重要類型,是一種非常穩(wěn)定的親水性膠體,在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛,可作為乳化劑、膠凝劑、懸浮穩(wěn)定劑等[6]。通過對親水性膠體和淀粉復(fù)配的研究,可掌握加工過程中產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)變化情況,控制產(chǎn)品質(zhì)量,在改善天然淀粉理化性質(zhì)和擴(kuò)大其應(yīng)用范圍方面已成為一種趨勢[7-8]。

故本文將馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、紅薯淀粉及混合淀粉與卡拉膠以不同比例復(fù)配,研究共混體系的靜態(tài)流變、凝膠質(zhì)構(gòu)、凍融穩(wěn)定性和回生特性。并進(jìn)一步考察了淀粉、卡拉膠與雞胸肉肌原纖維蛋白混合后的凝膠特性,以期為深入了解淀粉與卡拉膠的相互作用機(jī)理，提高其在肉類食品加工中的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

木薯淀粉 北京市廚大媽食品有限公司;紅薯淀粉 北京味多美食品有限公司;馬鈴薯淀粉 山東金城股份有限公司;卡拉膠 海星生物科技有限公司;雞胸肉(冷藏) 天津市華潤萬家超市;NaH2PO4、NaCl、EDTA(分析純) 天津市贏達(dá)?；瘜W(xué)試劑廠;MgCl2(分析純) 天津市天大化工實(shí)驗(yàn)廠;三聚磷酸鈉(STP) 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。

SMSTA TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司;Physica MCR301高級旋轉(zhuǎn)流變儀 奧地利安東帕公司;HW-S24電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;FA2004A電子天平 上海精天儀器有限公司;H185臺式高速冷凍離心機(jī) 長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;Q20差示掃描熱量儀 美國TA儀器公司;IKA T10高速組織勻漿機(jī) 德國IKA公司;H1650-W臺式高速離心機(jī) 長沙湘儀離心儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 淀粉與卡拉膠共混體系的制備 準(zhǔn)確配制質(zhì)量濃度為6%(g/mL)的不同配比(10∶0、9.5∶0.5、9∶1、8.5∶1.5、8∶2 (g/g))的馬鈴薯淀粉/卡拉膠溶液、木薯淀粉/卡拉膠溶液、紅薯淀粉/卡拉膠溶液、混合淀粉(木薯、紅薯、馬鈴薯按1∶1∶1混合)/卡拉膠溶液后,置于95 ℃水浴鍋中加熱糊化30 min,并不斷攪拌。糊化結(jié)束后,在室溫下冷卻,待用。

1.2.2 淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系的制備

1.2.2.1 肌原纖維蛋白的提取 參考Park等[9]、袁程程等[10]的方法,將雞胸肉從4 ℃冰箱取出,洗凈切碎后加入4倍體積的肌原纖維蛋白提取液(0.002 mol/L MgCl2、0.1 mol/L NaCl、0.001 mol/L EDTA、0.1 mol/L Na2HPO4pH=7),30 s高速勻漿,在4 ℃、5000 r/min條件下離心15 min,取沉淀,重復(fù)離心2次,再向所得沉淀中加入4倍體積的0.1 mol/L NaCl溶液,與上述相同的離心條件下重復(fù)離心3次,棄上清液,最后沉淀即為肌原纖維蛋白(4 ℃保存待用,儲存時間不得超過一周)。

1.2.2.2 淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系的制備 為提高肌原纖維蛋白的凝膠效果,提前加入適量的磷酸鹽與蛋白混合。根據(jù)王詩萌[11]、吳鵬等[12]的方法,取一定量的肌原纖維蛋白,用0.1 mol/L NaCl制備60 mg/mL的蛋白溶液,加入3%的三聚磷酸鈉(STP),室溫下中檔速度攪拌2 h,靜置,待pH穩(wěn)定后即得磷酸化肌原纖維蛋白。

固定淀粉與卡拉膠的配比為8∶2(淀粉/卡拉膠共混體系的流變與質(zhì)構(gòu)特性在8∶2時相對較好),以磷酸化肌原纖維蛋白溶液為溶劑,淀粉和卡拉膠為溶質(zhì)、分別配制0%、5%的淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系,95 ℃條件下水浴30 min后,室溫冷卻,待用。

1.2.3 流變特性的測定

1.2.3.1 觸變性的測定 分別取少量按1.2.1中制備的4組不同配比的淀粉與卡拉膠共混體系和按1.2.2.2中制備的淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系于高級旋轉(zhuǎn)流變儀的測定平臺上,選取探頭為PP 50,直徑為25 mm的錐板模具,恒定溫度為25 ℃,測定樣品剪切應(yīng)力(τ)分別在3 min內(nèi)隨剪切速率(γ)從0～300 s-1遞增(上行線),再從300～0 s-1遞減(下行線)過程中的變化[13]。

1.2.3.2 剪切稀化的測定 按照1.2.3.1步驟取樣及放樣,溫度恒定為25 ℃,測定樣品在剪切速率(γ)從0～120 s-1遞增過程中表觀粘度(η)的變化。

1.2.4 凝膠質(zhì)構(gòu)的測定 參照劉靜雪[14]的方法做修改,將1.2.1中制備的淀粉與卡拉膠共混體系和1.2.2.2中制備的淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系置于質(zhì)構(gòu)儀下測定凝膠的質(zhì)構(gòu)特性,測定參數(shù)為:探頭為P/0.5,測前速度1.0 mm/s,測試速度1.0 mm/s,測后速度1.0 mm/s,觸發(fā)力為5 g,壓縮比為40%。樣品平行測3次。

圖1 淀粉/卡拉膠共混體系的觸變性Fig.1 Thixotropies of starch/carrageenan mixed systems

1.2.5 凍融穩(wěn)定性的測定 按1.2.1中的方法制備淀粉與卡拉膠共混體系,取10 mL離心管,倒入約8 mL的共混體系溶液,冷卻至室溫,置于-20 ℃左右冰箱中凍藏20 h后在40 ℃水浴中融化2 h,以此為一個凍融循環(huán)(freeze-thaw cycle,FTC),分別凍融循環(huán)1、3、5次測其析水率。在6000 r/min條件下室溫離心20 min,棄上清液,稱沉淀物質(zhì)量(m3),重復(fù)測3次。

析水率計(jì)算公式為:

式中:m1為離心管質(zhì)量,g;m2為凍融前總質(zhì)量,g;m3為凍融后沉淀物質(zhì)量,g。

1.2.6 回生熱力學(xué)性質(zhì)的測定 按1.2.1中方法制備樣品,冷卻后取少量于差示掃描量熱儀(Differential Scanning Calorimetry,DSC)測定(以此作為淀粉的糊化焓ΔHg),其余放入4 ℃冰箱分別儲藏3、5 d進(jìn)行測定。測定程序?yàn)?從30 ℃以10 ℃/min升溫速率加熱至200 ℃,從曲線上記錄糊化的起始溫度T0、峰值溫度Tp、終止溫度Tc,由峰面積確定淀粉的糊化焓值ΔHg和回生焓值ΔHr。

回生率的計(jì)算公式為:

式中:ΔHg為淀粉糊化焓值,J/g;ΔHr為淀粉回生焓值,J/g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007、Origin 9.0、SPSS對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析及繪圖。每個實(shí)驗(yàn)重復(fù)測3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同比例的卡拉膠對淀粉功能特性的影響

2.1.1 靜態(tài)流變學(xué)特性

2.1.1.1 觸變性的分析 觸變性是非牛頓流體特有的一種流變行為,指體系在剪切力作用下,有序的結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞,當(dāng)撤去剪切力或剪切速率減小,體系結(jié)構(gòu)又逐漸恢復(fù),但短時間內(nèi)不能恢復(fù)到之前的黏度曲線而產(chǎn)生滯后環(huán),表現(xiàn)出觸變性。滯后環(huán)面積越大,觸變性越強(qiáng),形成的凝膠能力越差,結(jié)構(gòu)被破壞后越不易恢復(fù)[15]。

由圖1可知,淀粉/卡拉膠共混體系的流變曲線均過原點(diǎn)趨向剪切應(yīng)力軸,上行線與下行線不重合,表現(xiàn)為假塑性流體。通過對流體曲線方程滯后環(huán)面積擬合如表1所示,隨著加入卡拉膠比例的增加,木薯淀粉和馬鈴薯淀粉滯后面積越來越小。雖然在8∶2處滯后面積有所增加,但與原淀粉相比,添加卡拉膠的滯后面積較小。這表明卡拉膠的加入可明顯降低體系的觸變性,提高假塑性和剪切穩(wěn)定性,增強(qiáng)體系的相對穩(wěn)定性。Tao等[16]在芥末醬中加入改性淀粉-膠體共混體系發(fā)現(xiàn)可增大其屈服應(yīng)力,提高穩(wěn)定性。肉桂膠也能增強(qiáng)體系的剪切穩(wěn)定性[17]。紅薯淀粉的滯后面積隨著卡拉膠所占比例的增加先減小后增加,在配比為9∶1時滯后面積最小?；旌系矸鄣臏竺娣e隨卡拉膠的加入先減小后增加,最后又減小,相對于其他單一淀粉來說,混合淀粉的變化規(guī)律相對復(fù)雜。紅薯淀粉中加入適量卡拉膠也能降低體系的觸變性,增強(qiáng)剪切穩(wěn)定性,進(jìn)一步增加卡拉膠使體系觸變性增大,剪切穩(wěn)定性降低。分析原因可能是紅薯淀粉的支鏈淀粉含量很高,其結(jié)構(gòu)本身很穩(wěn)定,當(dāng)加入少量的卡拉膠時增強(qiáng)了紅薯淀粉的結(jié)構(gòu),繼續(xù)增加卡拉膠,卡拉膠與其相互作用破壞了原本穩(wěn)定的支鏈結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致了滯后面積的增加,觸變性增強(qiáng),降低了體系的相對穩(wěn)定性[18]。

從表1中還可看出馬鈴薯淀粉的滯后環(huán)面積明顯大于紅薯淀粉、木薯淀粉和混合淀粉,原因是馬鈴薯淀粉的直鏈淀粉含量較高,受剪切力作用后分子間氫鍵作用被破壞程度相對較大,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)不易恢復(fù)。

表1 不同配比淀粉/卡拉膠共混體系的滯后面積Table 1 The area of hysteresis of starch/carrageenan mixed systems with different proportions

圖2 淀粉/卡拉膠共混體系的剪切稀化Fig.2 Shear thinning of starch/carrageenan mixed system

2.1.1.2 剪切稀化的分析 剪切稀化是指隨著流體剪切速率的增加,表觀黏度降低的現(xiàn)象,是非牛頓流體重要流變學(xué)特性之一,是假塑性流體特有的現(xiàn)象[19]。

從圖2中可看出,4組淀粉的表觀黏度都隨剪切速率的增加先顯著降低后趨于平緩,存在明顯的剪切稀化現(xiàn)象。其原因可能是淀粉充分糊化后,共混體系間的分子鏈相互纏繞,對流動產(chǎn)生較大的阻力,阻礙了分子的運(yùn)動,表現(xiàn)出表觀黏度較大,而當(dāng)外部剪切力作用共混體系時,破壞了共混體系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致相互纏繞的分子鏈解旋,分子間氫鍵斷裂,流體間剪切應(yīng)力減小,從而出現(xiàn)了共混體系表觀黏度下降的現(xiàn)象;當(dāng)剪切速率繼續(xù)增大到一定程度時,共混體系間的分子來不及取向或已經(jīng)充分取向,此時共混體系的表觀黏度維持至一個常數(shù)[20]。馬鈴薯淀粉中添加結(jié)冷膠和一些淀粉-多糖的研究中也存在剪切稀化現(xiàn)象[21-23]。

從圖2中還可看出,同一剪切速率下木薯淀粉、紅薯淀粉與卡拉膠的共混體系的表觀黏度隨著卡拉膠加入比例的增長而增大,說明卡拉膠具有增加體系的表觀黏度的作用。與崔少寧等[24]在普通玉米淀粉中加入納米纖維素的結(jié)果一致。與馬鈴薯原淀粉相比,卡拉膠的加入先使馬鈴薯與卡拉膠共混體系的表觀黏度降低后又增加,在8∶2時表觀黏度最大。分析出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能與馬鈴薯淀粉的構(gòu)成有關(guān),卡拉膠易與馬鈴薯直鏈淀粉形成非共價氫鍵,使得分子鏈段間的纏結(jié)點(diǎn)增加,當(dāng)共混體系受外力剪切作用時,部分氫鍵斷裂,分子間產(chǎn)生解旋作用,出現(xiàn)表觀黏度下降現(xiàn)象[25],而繼續(xù)增加卡拉膠的量,卡拉膠與淀粉分子間相互作用纏繞位點(diǎn)增多,致使結(jié)構(gòu)相對更緊密,表觀黏度增大?；旌系矸叟c卡拉膠共混體系的表觀黏度在配比為9.5∶0.5時最小,在9∶1時最大,這與觸變性的結(jié)果類似。表明多種淀粉混合使用時,卡拉膠的加入也能達(dá)到使體系的結(jié)構(gòu)更加緊密的效果,但不同的淀粉混合表觀黏度的變化有所差異。

2.1.2 凝膠質(zhì)構(gòu)的分析 由表2可知,隨著卡拉膠在體系中所占比例的增加,4組淀粉與卡拉膠形成的共混體系的硬度都明顯呈增大趨勢。因?yàn)殡S著卡拉膠添加量的增加,體系中分子間作用力逐漸增強(qiáng),分子與分子間的聯(lián)系更加緊密致使硬度增大[26]。木薯淀粉、紅薯淀粉在添加卡拉膠后出現(xiàn)彈性增大的現(xiàn)象,而馬鈴薯薯淀粉、混合淀粉的彈性有降低趨勢。對于4組共混體系的粘聚性和回復(fù)性來說,薯類淀粉粘聚性和回復(fù)性都隨卡拉膠所占比例的增加呈降低趨勢。這與鄭炯等[27]發(fā)現(xiàn)添加高酯果膠能降低豌豆淀粉的粘聚性的結(jié)果類似。

表2 不同比例卡拉膠對淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of different proportions of carrageenan on texture of starch gel

注:同列不同字母表示差異顯著性(P<0.05),表3同。

2.1.3 凍融穩(wěn)定性的分析 淀粉類食品在運(yùn)輸、儲藏等過程中,反復(fù)凍融會導(dǎo)致其水分流失和組織變軟,而影響食品感官特性和貨架期[28]。常用析水率評價淀粉凍融穩(wěn)定性,析水率越高,說明淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性越差。

不同配比的4組淀粉與卡拉膠共混體系分別經(jīng)過1、3、5次凍融循環(huán)后的析水率呈不同的變化趨勢。從圖3中可知,混合體系的析水率隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而增加,

圖3 淀粉/卡拉膠共混體系在1、3、5次凍融循環(huán)后的析水率Fig.3 Percent syneresis of starch/carrageenan mixed systems after 1 FTC,3 FTCs and 5 FTCs

在1～3次凍融循環(huán)中,析水率增加較快,3～5次循環(huán)析水率增幅明顯變慢。這是因?yàn)樵诔跏祭鋬鲞^程中,直鏈淀粉首先發(fā)生短期回生,鏈段發(fā)生重排致使水分被排擠析出,析水率明顯增大;繼續(xù)凍融循環(huán)時,支鏈淀粉逐步重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu),膠束中束縛的水也慢慢被排出[29]。

表3 不同比例的淀粉/卡拉膠共混體系的糊化溫度和熱焓值Table 3 Gelatinization temperature and enthalpy of starch/carrageenan mixtures with different proportions

表4 糊化后的淀粉/卡拉膠共混體系在4 ℃下分別貯存3、5 d后的回生焓值Table 4 Retrogradation enthalpy of gelatinized starch/carrageenan mixtures stored at 4 ℃ for 3 and 5 days

注:同行不同字母表示差異顯著性(P<0.05),表5同。

隨卡拉膠添加量的增大,馬鈴薯淀粉和混合淀粉的析水率降低?？赡苁且?yàn)橛H水性膠體能吸附體系中的自由水,增強(qiáng)淀粉的持水能力而提高凍融穩(wěn)定系[30-31]。木薯淀粉的析水率隨卡拉膠比例的增大有略微增大的趨勢,周子丹等[32]的研究發(fā)現(xiàn)添加魔芋膠和阿拉伯膠也能增大木薯淀粉的析水率。對于紅薯淀粉來說,經(jīng)過1、3次凍融循環(huán)的析水率先降低后增加。在卡拉膠加入的情況下，隨著卡拉膠加入量的增多，混合淀粉的析水率呈下降趨勢，經(jīng)過多次凍融循環(huán)后析水率下降的原因可能是離心后的淀粉凝膠形成海綿狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),將析出的水分倒吸回去[33],提高了體系的持水能力，從而出現(xiàn)了析水率降低的現(xiàn)象。

2.1.4 回生的熱力學(xué)性質(zhì)分析 淀粉的回生又稱為老化,是指糊化后的淀粉在室溫或低于室溫下放置后,會變得不透明甚至產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象。從表3中可知,與原淀粉相比,木薯淀粉/卡拉膠體系的To、Tp、Tc值略有增加,焓值隨卡拉膠的加入呈下降趨勢,在配比為9∶1時最小。添加卡拉膠后，除馬鈴薯淀粉的To～Tc范圍變寬外，木薯、紅薯淀粉的To～Tc范圍均減小，且與原淀粉相比卡拉膠的加入降低了焓值。可能是因?yàn)榈矸叟c卡拉膠相互作用,改變了結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)之間的耦合力,降低了融化所需的熱焓值[34]。混合淀粉的To、Tp、Tc值先降低后增加,焓值在加入卡拉膠后有增大的趨勢。

淀粉的回生是指糊化淀粉分子從無序態(tài)向有序態(tài)轉(zhuǎn)變的過程[35],而淀粉回生焓值反映了這個過程中重新有序排列堆積而成的晶體融化所吸收的熱量[36]。表4為不同配比的4組淀粉與卡拉膠共混體系糊化后在4 ℃貯存3和5 d的回生焓值,從表中可知,添加卡拉膠可明顯降低紅薯淀粉在貯存過程中的回生焓值,抑制淀粉回生。木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的回生焓值先減小后增大。與原淀粉相比,混合淀粉的回生焓值在加入卡拉膠后呈增大趨勢。隨著貯存天數(shù)的增加,4組淀粉/卡拉膠共混體系的回生焓值均增大。

圖4、圖5分別是4組淀粉/卡拉膠共混體系在4 ℃貯存3、5 d后的回生率,從圖4～圖5中可知,木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的回生率隨卡拉膠的增加先降低后增加，回生3 d時分別在9.5∶0.5和9∶1處達(dá)到最低，而回生5 d時，分別在9∶1和9.5∶0.5處達(dá)到最低，表明卡拉膠的加入會改變木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的結(jié)構(gòu)，能抑制或促進(jìn)淀粉的回生。Zhou等[37]發(fā)現(xiàn)淀粉回生與膠體的濃度和種類有一定的相關(guān)性。與原淀粉相比，添加卡拉膠后的紅薯淀粉與混合淀粉在配比為9∶1之后的回生率有降低的趨勢，表明適量的卡拉膠能抑制紅薯淀粉和混合淀粉的回生。其原因可能是卡拉膠的親水性抑制了水分的流失，減小了重結(jié)晶區(qū)的形成，從而降低了淀粉的回生。Funami等[38]的研究發(fā)現(xiàn)添加膠體能明顯的抑制玉米淀粉的回生。

圖4 不同比例淀粉/卡拉膠共混體系 在4 ℃下貯存3 d后的回生率Fig.4 Retrogradation of starch/carrageenan blends with different proportions stored at 4 ℃ for 3 days

圖5 不同比例淀粉/卡拉膠共混體系 在4 ℃下貯存5 d后的回生率Fig.5 Retrogradation of starch/carrageenan blends with different proportions stored at 4 ℃ for 5 days

2.2 淀粉與卡拉膠共混體系對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

2.2.1 靜態(tài)流變學(xué)分析 淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系也是非牛頓流體。由圖6可知,肌原纖維蛋白在添加淀粉與卡拉膠后,隨著剪切速率的增加,剪切應(yīng)力明顯增大,滯后面積也呈增大趨勢。表明淀粉與卡拉膠的加入可明顯增強(qiáng)肌原纖維蛋白的觸變性。當(dāng)體系結(jié)構(gòu)被破壞后,淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系相對不易恢復(fù)到原來的結(jié)構(gòu)。在這4組混合體系中,木薯淀粉、卡拉膠與肌原纖維蛋白共混體系的剪切應(yīng)力最小,混合淀粉、卡拉膠與肌原纖維蛋白共混體系相對較穩(wěn)定。

圖6 共混體系對肌原纖維蛋白觸變性的影響Fig.6 The thixotropies of different starch, carrageenan and myofibrillar protein blends

由圖7可知,隨著剪切速率的增大,淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系的表觀黏度先急劇下降后趨于平緩,存在明顯的剪切稀化現(xiàn)象。同一剪切速率下,添加淀粉與卡拉膠能明顯增大肌原纖維蛋白的表觀黏度,且紅薯淀粉與卡拉膠對表觀黏度的增加效果最好。

圖7 不同淀粉、卡拉膠及肌原 纖維蛋白共混體系的剪切稀化Fig.7 The shear thinning of different starch, carrageenan and myofibrillar protein blends

2.2.2 凝膠質(zhì)構(gòu)分析 由表5可知,與肌原纖維蛋白相比,淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白共混體系的硬度、彈性、粘聚性、膠著度、咀嚼度都明顯增大,但回復(fù)性降低。表明淀粉與卡拉膠的加入可改變肌原纖維蛋白的凝膠質(zhì)構(gòu)性質(zhì),淀粉能明顯提高復(fù)合凝膠的硬度和彈性[14]?？赡苁且?yàn)榈矸?、卡拉膠與肌原纖維蛋白共混體系經(jīng)95 ℃水浴30 min后,充分糊化的淀粉與蛋白質(zhì)之間形成交聯(lián)作用取代了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間的交聯(lián)作用,使得凝膠的硬度、彈性、粘聚性等增大[39]。

3 結(jié)論

通過研究薯類淀粉/卡拉膠共混體系的靜態(tài)流變特性,結(jié)果表明:共混體系為非牛頓流體,表現(xiàn)出假塑性;添加卡拉膠可減小流變曲線滯后面積,增大表觀觀粘度。凝膠質(zhì)構(gòu)特性實(shí)驗(yàn)表明:卡拉膠能增大淀粉的彈性和硬度,降低粘聚性和回復(fù)性。凍融穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:凍融穩(wěn)定性與卡拉膠添加量呈正相關(guān)關(guān)系,與凍融循環(huán)次數(shù)負(fù)相關(guān)。

表5 不同淀粉、卡拉膠及肌原纖維蛋白的凝膠質(zhì)構(gòu)Table 5 The gel texture of different starch,carrageenan and myofibrillar protein blends

卡拉膠添加比例越大,體系析水率越小,凍融穩(wěn)定性越好;隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加,析水率越大,凍融穩(wěn)定性降低。通過對淀粉/卡拉膠共混體系熱力學(xué)回生特性的研究發(fā)現(xiàn),適量的卡拉膠可降低淀粉回生焓值,提高淀粉糊化溫度,抑制淀粉回生。在薯類淀粉中添加適量的親水性膠體可改善淀粉理化性質(zhì),從而提高產(chǎn)品質(zhì)量,拓寬其在食品加工過程中的應(yīng)用與開發(fā)。

將淀粉/卡拉膠共混體系應(yīng)用到肌原纖維蛋白中能增強(qiáng)肌原纖維的觸變性和表觀黏度,其中混合淀粉、卡拉膠與肌原纖維蛋白共混體系穩(wěn)定性最好。也能改善肌原纖維蛋白的凝膠質(zhì)構(gòu)特性,使得硬度、彈性、粘聚性、咀嚼度都得到了提升。因此,優(yōu)化后的薯類淀粉與卡拉膠共混體系可提高凝膠類食品的功能性質(zhì),可為薯類淀粉的開發(fā)與利用提供一定的理論依據(jù)。