羥丙基木薯淀粉對(duì)糯米混粉特性及年糕品質(zhì)的影響

代任任 李文釗 劉亞平 閆文芳 曾琦琦 阮美娟 張榮克

(天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300450)

糯米是糯稻脫殼后得到的產(chǎn)品，糯米具有黏性大、柔軟、韌滑等特點(diǎn)[1,2]。糯米一般直接食用，除此之外還被加工成米粉用來(lái)制作傳統(tǒng)美食[3]。年糕即為典型的糯米制品，但年糕加工及貯藏過(guò)程中容易老化[4]，食品老化現(xiàn)象從宏觀上直接表現(xiàn)為質(zhì)地由柔軟變硬脆，水分損失，硬度、咀嚼性、黏彈性等發(fā)生變化[5]，這使得年糕的口感和質(zhì)地穩(wěn)定性尤為重要。

變性淀粉通過(guò)化學(xué)、物理或生物的方法制備，能夠賦予天然淀粉更多功能，價(jià)格低廉，且不會(huì)改變食品原有風(fēng)味，從而被廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域[6]。變性淀粉作為外源性添加物抑制淀粉老化一直是中外研究的熱點(diǎn)[7，8]。羥丙基淀粉其糊化溫度低，透明度高，流動(dòng)性好，凝沉性弱，穩(wěn)定性高，被廣泛應(yīng)用于食品、工業(yè)等領(lǐng)域[9-11]。研究表明，在不改變風(fēng)味的情況下，可以用羥丙基淀粉制備出具有更好貯藏特性的大米布丁[12]。周穎[5]發(fā)現(xiàn)添加適量的木薯變性淀粉能夠降低糯米糕硬度、膠黏性和咀嚼性，延緩淀粉老化回生。周揚(yáng)等[13]發(fā)現(xiàn)添加不同比例羥丙基變性淀粉的麻糬樣品隨儲(chǔ)藏時(shí)間增加，硬度增加，但均小于空白組的硬度值，說(shuō)明羥丙基變性淀粉對(duì)麻糬樣品中淀粉的老化有明顯的抑制作用。本研究選擇羥丙基木薯淀粉，探討不同添加量的羥丙基木薯淀粉對(duì)混合粉特性影響以及對(duì)年糕品質(zhì)的影響。增加羥丙基木薯淀粉的主要目的是改善年糕的老化，提高年糕的品質(zhì)。本研究為傳統(tǒng)年糕發(fā)展和冷藏年糕品質(zhì)改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羥丙基木薯淀粉，糯米粉，牛奶，白砂糖，黃油等為市售；硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、甲基紅、溴甲酚綠、亞甲基紅、氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、石油醚、乙酸、碘化鉀、碘等化學(xué)試劑均為分析純；馬鈴薯直鏈淀粉、馬鈴薯支鏈淀粉。

1.2 主要儀器與設(shè)備

G&G T-1000電子天平，K9840自動(dòng)凱氏定氮儀，SOX406脂肪測(cè)定儀，RVA-TecMaster快速黏度儀，HAAKE MARS動(dòng)態(tài)流變儀，Scientz-10N真空冷凍干燥機(jī)，JSM-IT300LV掃描電子顯微鏡，HM740多功能廚師機(jī)，TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀。

1.3 方法

1.3.1 羥丙基木薯淀粉與糯米粉混合粉的配制

按羥丙基木薯淀粉添加量為混合粉的0%、3%、6%、9%、12%配制混合粉，采用實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)混合均勻，其中不添加羥丙基木薯淀粉的糯米粉作為對(duì)照組。

1.3.2 年糕的基礎(chǔ)配方

以混合粉總質(zhì)量為基準(zhǔn)(按100%計(jì))，牛奶添加140%，白砂糖添加48%，黃油添加11%。

1.3.3 年糕制作步驟

按配方將混合粉、白砂糖混勻，加入牛奶攪拌至無(wú)顆粒，最后加入軟化后黃油攪拌均勻，放置5 min使水分分布均勻；將糯米糊放進(jìn)沸水后的蒸鍋蒸20 min，至內(nèi)部沒(méi)有白色未熟的痕跡；將熟糯米團(tuán)放入和面機(jī)，中速攪打9 min；用小刀切成大約25 g 大小的正方體。冷卻到室溫，-18 ℃ 儲(chǔ)藏。

1.3.4 基本組分的測(cè)定

水分的測(cè)定方法參照GB 5009.3—2016，恒重法；粗蛋白的測(cè)定方法參照GB 5009.5—2016；粗脂肪的測(cè)定方法參照GB 5009.6—2016；直鏈淀粉的測(cè)定方法參照GB 15683—2008；灰分的測(cè)定方法參照GB 5009.4—2016。

1.3.5 混合粉糊化特性的測(cè)定

結(jié)合GB/T 14490—2008規(guī)定的方法，準(zhǔn)確稱量配制好的混合粉，運(yùn)用快速黏度分析儀(RVA)測(cè)定其糊化特性，即可得知峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、糊化溫度、衰減值指標(biāo)。

1.3.6 混合粉動(dòng)態(tài)流變特性的測(cè)定

將1.3.5所得的面糊放置于旋轉(zhuǎn)流變儀的測(cè)試中央平臺(tái)，使樣品正好覆蓋平板，在頻率動(dòng)態(tài)掃描測(cè)試下研究不同面糊的動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性，測(cè)試條件：平板探頭的直徑為35 mm，測(cè)量間距為1 mm，應(yīng)變?yōu)?%，掃描測(cè)試頻率為0.1～10 Hz。

1.3.7 混合粉微觀結(jié)構(gòu)的觀察

將1.3.5所得的面糊于-80 ℃進(jìn)行預(yù)凍，接著進(jìn)行真空冷凍干燥處理，凍干后，將干樣品相對(duì)平整的斷裂面朝上粘在帶有導(dǎo)電膠的呈物臺(tái)上并進(jìn)行噴金處理，然后運(yùn)用掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察并拍照。

1.3.8 年糕質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

使用TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀來(lái)測(cè)定其質(zhì)地特性，將年糕自上而下垂直切開(kāi)，切出表面平整、體積為2 cm×2 cm×2 cm的立方體。測(cè)試條件：測(cè)試模式為T(mén)PA，測(cè)試前速率為2.0 mm/s，測(cè)試中速率為1.0 mm/s，測(cè)試后速率為1.0 mm/s，壓縮比為30%，兩次壓縮間隔為5 s，感應(yīng)力為10 g，測(cè)試探頭為P36R探頭。常溫下測(cè)定，每個(gè)樣品測(cè)定6 次，結(jié)果取平均值。

1.3.9 年糕冷藏期硬度的測(cè)定

制備年糕后測(cè)定初始硬度，然后將樣品放入-18 ℃冰箱中冷藏，分別于3、5、7 d 后取出室溫解凍60 min 后，采用質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定年糕的硬度。

1.3.10 年糕的感官評(píng)價(jià)

年糕的感官評(píng)價(jià)從形態(tài)、色澤、組織、氣味、口感五個(gè)角度進(jìn)行，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的10名食品專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行評(píng)分，最終結(jié)果取平均值。

表1 感官評(píng)分表

1.3.11 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Microsoft office excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，采用Spss18.0軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異性分析，利用Origin9.0繪制圖像。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本成分分析

本實(shí)驗(yàn)所用的糯米粉和羥丙基木薯淀粉水分、粗蛋白、粗脂肪、直鏈淀粉、灰分含量如表2所示。

表2 糯米粉和羥丙基木薯淀粉的主要成分

2.2 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)混合粉直鏈淀粉含量的影響

結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，與對(duì)照組相比，羥丙基木薯淀粉的加入對(duì)混合粉的直鏈淀粉含量影響顯著(P<0.05)。隨著羥丙基木薯淀粉的增加，混合粉的直鏈淀粉含量增加，見(jiàn)表3。

表3 混合粉的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表4 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)混合粉糊化特性的影響

2.3 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)混合粉糊化特性的影響

從表4 可以看出，隨著羥丙基木薯淀粉添加量的增加，混合粉的峰值黏度、最低黏度、最終黏度和回生值均不斷下降，衰減度先升高后下降，糊化溫度和糊化時(shí)間變化不顯著。糯米粉和羥丙基木薯淀粉結(jié)構(gòu)不同，混合在一起后糊化溫度和糊化時(shí)間的不同，導(dǎo)致2種淀粉不能同時(shí)糊化，從而導(dǎo)致混合粉的峰值黏度均小于對(duì)照組的峰值黏度[14]。衰減值是峰值黏度和最低黏度之差，衰減值越大表示淀粉熱穩(wěn)定性越好?；厣凳亲罱K黏度和最低黏度之差，回生值越小表示淀粉冷糊穩(wěn)定性越好[15]。淀粉的回生值不僅取決于直鏈淀粉含量，還取決于長(zhǎng)直鏈淀粉鏈的含量以及整個(gè)支鏈淀粉分子的大小，而長(zhǎng)直鏈淀粉鏈和大支鏈淀粉分子也是峰值黏度和最低黏度較低的原因[16]。添加了羥丙基木薯淀粉后混合粉的回生值顯著降低，說(shuō)明其可減緩糯米粉老化。

2.4 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)面糊動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的影響

彈性模量(G′)和黏性模量(G″)分別是描述試樣彈性和黏性的參數(shù)，數(shù)值越大表示面糊彈性或黏性越大。從圖1 可以看出，G′和G″ 均隨著頻率的增加而增加，且G′ 大于G″，這表明添加羥丙基木薯淀粉使得羥丙基木薯淀粉-糯米粉復(fù)合體系能夠形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[17，18]。羥丙基木薯淀粉的加入使得混合粉面糊的G′和G″ 均呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，且羥丙基木薯淀粉添加量越大，G′ 和G″ 越大，造成此現(xiàn)象的原因一方面可能是羥丙基木薯淀粉的加入會(huì)導(dǎo)致體系的直鏈與支鏈淀粉的比例和含量發(fā)生改變；另一方面可能與羥丙基的親水作用及空間位阻效應(yīng)有關(guān)。羥丙基木薯淀粉引入的羥丙基，促進(jìn)了淀粉分子的吸水和滲透作用, 增加了顆粒非結(jié)晶區(qū)增塑比例[19]。

圖1 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)面糊動(dòng)態(tài)流變特性的影響

2.5 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)面糊微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖2顯示了不同添加量羥丙基木薯淀粉的500倍放大微觀電鏡圖，在未添加羥丙基木薯淀粉的面糊中，形成不規(guī)則的片狀結(jié)構(gòu)，而添加羥丙基木薯淀粉后，面糊開(kāi)始形成相互交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且隨著添加量的增加，結(jié)構(gòu)越明顯、清晰。這是由于羥丙基木薯淀粉顆粒內(nèi)部的分子鏈較短，促進(jìn)淀粉分子滲漏，從而易與糯米粉中的短支鏈分子交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[17]。

注：a～e分別為羥丙基木薯淀粉添加量0%、3%、6%、9%、12%面糊的電鏡圖。圖2 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)面糊微觀結(jié)構(gòu)的影響

表5 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)年糕質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.6 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)年糕質(zhì)構(gòu)特性的影響

年糕的品質(zhì)在一定程度上可以通過(guò)其質(zhì)地特性反映出來(lái)。由表5可知，隨著羥丙基木薯淀粉添加量的增加，年糕的硬度增大，且結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，與對(duì)照組相比，差異顯著(P<0.05)，這是因?yàn)榱u丙基木薯淀粉的吸水性強(qiáng)，保持牛奶添加量不變，隨著羥丙基木薯淀粉的增加，年糕質(zhì)地變硬[20]；膠著度增大，但是各添加量之間沒(méi)有顯著性差異；彈性、黏聚性、咀嚼度和回復(fù)性沒(méi)有明顯變化趨勢(shì)。

2.7 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)年糕冷藏期硬度的影響

由圖3可知，未添加羥丙基木薯淀粉的硬度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加明顯提高，說(shuō)明其失水變硬，而添加了羥丙基木薯淀粉的年糕硬度增加幅度明顯降低，且隨著羥丙基木薯淀粉添加量的增加，硬度隨儲(chǔ)藏時(shí)間增加而變化越小。羥丙基木薯淀粉由于其引入新基團(tuán)作用，可有效地分散年糕中的游離水，阻礙淀粉分子間脫水，羥丙基木薯淀粉良好的凍融穩(wěn)定性可以防止由于溫度波動(dòng)而造成結(jié)晶水的形成和析出，提高了年糕的保水能力，保證其在保質(zhì)期內(nèi)品質(zhì)保持穩(wěn)定[19、21]。

圖3 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)年糕抗冷藏期硬度的影響

2.8 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)年糕感官評(píng)分的影響

由圖4可知，隨著添加羥丙基木薯淀粉添加量的增加，總的感官評(píng)分先增加后略有下降。添加羥丙基木薯淀粉后年糕的透明度提高，表面光潔程度提高，組織、色澤評(píng)分增加。當(dāng)羥丙基木薯淀粉添加量超過(guò)9%時(shí)，口感變得較不爽口，口感評(píng)分降低，但與對(duì)照組相比年糕的品質(zhì)還在可接受的范圍內(nèi)。

圖4 羥丙基木薯淀粉添加量對(duì)年糕感官評(píng)分的影響

3 結(jié)論

研究不同添加量的羥丙基木薯淀粉對(duì)混合粉糊化特性、流變特性、微觀結(jié)構(gòu)以及年糕質(zhì)地、冷藏期硬度、感官評(píng)分的影響。結(jié)果表明，隨著羥丙基木薯淀粉添加量的增加，峰值黏度、最低黏度、最終黏度和回生值均不斷下降，說(shuō)明羥丙基木薯淀粉能抑制淀粉老化；隨著羥丙基木薯淀粉添加量的增加，混合粉面糊的彈性模量G′ 和黏性模量G″均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)；羥丙基木薯淀粉的加入夠使體系形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著羥丙基木薯淀粉添加量的增加，年糕質(zhì)地變硬，但冷藏期硬度增強(qiáng)幅度逐漸減弱；隨著羥丙基木薯淀粉添加量的增加，年糕的感官評(píng)分先增大后減小，羥丙基木薯淀粉添加量為9%時(shí)年糕的感官評(píng)分最高。