不同食品介質(zhì)及乳化劑對甘薯淀粉糊化粘度特性影響研究

陳夢雪，王 璐，李 飛

（1.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南 信陽 464000；2.信陽農(nóng)林學(xué)院 河南 信陽 464000）

紅薯（Ipomoea batatas），又稱甘紅薯、番薯、甘薯、山芋、地瓜等，淀粉含量非常豐富，除可作為糧食、飼料、蔬菜外，還廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，例如制糖、釀酒、制酒精等。 淀粉的糊化特性決定其用途，而淀粉在不同添加劑的作用下糊化特性不同。呂振磊等發(fā)現(xiàn)添加蔗糖、卡拉膠、明礬、食鹽或苯甲酸鈉能夠增大馬鈴薯淀粉的熱穩(wěn)定性、凝沉性和凝膠性。 陳學(xué)玲等指出氯化鈉、蔗糖和碳酸鈉對芡實(shí)淀粉的糊化特性具有顯著影響。熊小青等認(rèn)為氯化鈉可使馬鈴薯的糊化溫度和峰值溫度升高，且可以提高淀粉糊的熱穩(wěn)定性。 劉靜等將瓜爾豆膠和黃原膠分別以不同比例與淀粉復(fù)配，發(fā)現(xiàn)膠體添加量越多， 復(fù)配體系的透光率逐漸下降，淀粉糊穩(wěn)定性增大，膠體硬度下降。 吳龍婷等以馬鈴薯淀粉和黃原膠為單體制備淀粉黃原膠交聯(lián)膜，交聯(lián)膜有很好的載藥性，被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥領(lǐng)域。為此，以紅薯淀粉為研究對象， 利用RVA 分析不同添加量的食品介質(zhì)和食品乳化劑對紅薯淀粉峰值粘度的影響，研究淀粉峰值粘度的相關(guān)選擇指標(biāo)，旨在為紅薯淀粉在食品中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅薯淀粉：德和鑫食品有限公司；氯化鈉：天津市博迪化工有限公司；檸檬酸：天津市德恩化學(xué)試劑有限公司；蔗糖：天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠；食堿：天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；單甘脂：廣州市佳力士食品有限公司；蔗糖酯：上海龍尼精細(xì)化工有限公司；蒸餾單硬脂酸甘油酯：廣州市佳力士食品有限公司；黃原膠：上海龍尼精細(xì)化工有限公司。

RVA-TecMaster 型快速粘度分析儀：澳大利亞新港科學(xué)儀器有限公司；BS124S 電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；移液管（25 mL）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 粘度曲線測定紅薯淀粉經(jīng)粉碎后過100 目篩。試劑研磨均勻，保證顆粒細(xì)小易溶解。

準(zhǔn)確稱取2 g 紅薯淀粉， 加入25 mL 蒸餾水，混合于RVA 專用鋁盒內(nèi)，調(diào)成一定濃度的淀粉乳，開啟升溫-降溫循環(huán)，50 ℃保持 1 min，3.75 min 內(nèi)加熱到95 ℃，95 ℃保持 2.5 min，在 3.75 min 內(nèi)降到 50 ℃，在50 ℃保持2 min，最終測得淀粉糊粘度曲線，獲得峰值粘度( Peak Viscosity)、谷值粘度(TroughViscosity)、最終粘度(Final Viscosity)、破損值(Breakdown)、回生值(Setback)、 出峰時(shí)間 (PeakTime) 和成糊溫度(Peak Temperature)。

1.2.2 不同濃度的食品介質(zhì)對紅薯淀粉糊粘度的影響加入不同濃度的氯化鈉、檸檬酸、蔗糖、食堿，溶解后加紅薯淀粉，分別測定RVA 糊化曲線。

1.2.3 不同濃度的乳化劑對紅薯淀粉糊粘度的影響按不同濃度比例加入單甘脂、蔗糖酯、蒸餾單硬脂酸甘油酯和黃原膠，溶解后加紅薯淀粉，分別測定RVA 糊化曲線。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理及分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 食品介質(zhì)對紅薯淀粉糊粘度的影響

2.1.1 氯化鈉分別稱取紅薯淀粉質(zhì)量1%，2%，3%，4%，5%的氯化鈉，置于RVA 專用鋁盒中，加入25 mL蒸餾水，溶解后加2 g 紅薯淀粉，混勻，測定紅薯淀粉的糊粘度，結(jié)果見表1。

表1 NaCl 對紅薯淀粉糊粘度的影響Table 1 Effects of NaCl on starch paste viscosity in sweet potato /cp

由表1 可知：NaCl 添加量為3%時(shí)， 峰值粘度最大。 NaCl 使紅薯淀粉糊的峰值粘度略有增高但整體影響不大，這主要是由于NaCl 溶液屬于中性，不會與淀粉溶液中的極性分子發(fā)生反應(yīng)。

由表1 還可看出，成糊溫度隨添加量的增大而增長。這可能是由于NaCl 降低水分子活度，影響淀粉分子與水分子的作用，因而阻礙淀粉的糊化性能，進(jìn)而延長成糊時(shí)間。

2.1.2 檸檬酸分別稱取紅薯淀粉質(zhì)量0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%的檸檬酸，置于RVA 專用鋁盒，加25 mL 蒸餾水，溶解后加2 g 紅薯淀粉，混勻后測定糊粘度，結(jié)果見表2。

表2 檸檬酸對紅薯淀粉糊粘度的影響Table 2 Effects of citric acid on starch paste viscosity in sweet potato /cp

由表2 可以看出：在0.05%～0.25%范圍內(nèi)，隨著檸檬酸添加量增加， 紅薯淀粉糊的峰值粘度升高，并在0.25%時(shí)達(dá)最高值。 這是因?yàn)闄幟仕崾侨然?，加熱后形成酸酐并與淀粉上的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，生成檸檬酸淀粉酯。 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，檸檬酸與淀粉形成交聯(lián)狀態(tài)，提高了淀粉的吸水性和峰值粘度。

2.1.3 蔗糖分別稱取8%，10%，12%，14%，16%的蔗糖，置于RVA 專用鋁盒中，加入25 mL 蒸餾水，溶解后加入2 g 紅薯淀粉，混勻并測定糊粘度，結(jié)果見表3。

由表3 可以看出：蔗糖添加量為8%時(shí)，峰值粘度最高，兩側(cè)呈單調(diào)遞減趨勢。 這是因?yàn)檎崽欠肿又杏卸鄠€(gè)羥基，極易溶于水，使淀粉顆粒吸水膨脹的機(jī)會減少，顆粒膨脹受阻，所以糊化溫度和峰值粘度升高。另外，蔗糖可使水中各種成分的活性減弱，導(dǎo)致水和體系中其他成分的相互作用減少，所以當(dāng)減弱峰值粘度的力小于增加峰值粘度的力時(shí)，峰值粘度隨蔗糖的添加量而增大；當(dāng)減弱峰值粘度的力和增加峰值粘度的力相等時(shí)，峰值粘度最高；當(dāng)減弱峰值粘度的力大于增加峰值粘度的力時(shí)，峰值粘度減小。

表3 蔗糖對紅薯淀粉糊粘度的影響Table 3 Effects of sucrose on starch paste viscosity in sweet potato /cp

2.1.4 食堿分別稱取紅薯淀粉質(zhì)量0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%的食堿，放入RVA 專用鋁盒中，并加入25 mL 蒸餾水， 待其溶解后加入2 g 紅薯淀粉，混勻，測定食堿的不同添加量對紅薯淀粉糊粘度的影響，結(jié)果見表4。

表4 Na2CO3 對紅薯淀粉糊粘度的影響Table 4 Effects of Na2CO3 on starch paste viscosity in sweet potato /cp

由表4 可以看出：Na2CO3添加量為0.1%時(shí)，峰值粘度最大，在此濃度兩側(cè)單調(diào)遞減。 食堿具有一定的腐蝕脫脂性，可使紅薯淀粉加快吸水，所以峰值粘度升高；當(dāng)其濃度繼續(xù)增大時(shí)，食堿的堿性使紅薯淀粉內(nèi)部和分子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，原有的結(jié)晶顆粒結(jié)構(gòu)被破壞，形成新的淀粉顆粒，故峰值粘度達(dá)到最大值后開始降低。

2.2 乳化劑對紅薯淀粉糊粘度的影響

2.2.1 單甘脂分別稱取占紅薯淀粉質(zhì)量0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%的單甘脂， 放入RVA 專用鋁盒中，并加入25 mL 蒸餾水， 溶解后加入2 g 紅薯淀粉，混勻，測得不同添加量的單甘脂對紅薯淀粉糊粘度的影響，結(jié)果見表5。

由表5 可以看出：隨單甘脂添加量增大，紅薯淀粉糊峰值粘度增大， 在單甘脂添加量為1.0%時(shí)峰值粘度最大。單甘脂屬類脂化合物是一種非離子型的表面活性劑，既有親水基因又有親油基因，可以增加食品組分間的親和性，降低界面張力，可與淀粉作用形成類脂復(fù)合物，進(jìn)而提高峰值粘度。 又因?yàn)閱胃术ピ谕饬嚢枳饔孟虏环€(wěn)定，結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，所以較低濃度的單甘脂會使峰值粘度降低，但隨著添加量的增加，峰值粘度逐漸升高。

表5 單甘脂對紅薯淀粉糊粘度的影響Table 5 Effects of single glycerol on starch paste viscosity in sweet potato /cp

2.2.2 蔗糖酯分別稱取占紅薯淀粉質(zhì)量0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%的蔗糖酯， 放入 RVA 專用鋁盒中，并加入25 mL 蒸餾水，待其溶解后加入2 g 紅薯淀粉，混勻，測得不同添加量的蔗糖酯對紅薯淀粉糊粘度的影響，結(jié)果見表6。

表6 蔗糖酯對紅薯淀粉糊粘度的影響Table 6 Effects of sucrose ester on starch paste viscosity in sweet potato /cp

由表6 可以看出： 隨著蔗糖酯添加量的增大，紅薯淀粉糊的峰值粘度增大， 在蔗糖酯添加量為1.0%時(shí)峰值粘度最大。 蔗糖酯是一種水包油型乳化劑，與紅薯淀粉糊形成絡(luò)合物，改善了淀粉結(jié)構(gòu)，所以峰值粘度增高。

2.2.3 蒸餾單硬脂酸甘油酯分別稱取占紅薯淀粉質(zhì)量0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%的蒸餾單硬脂酸甘油酯，放入RVA 專用鋁盒中，加入25 mL 蒸餾水，溶解后加入2 g 紅薯淀粉，混勻，測得不同添加量的蒸餾單硬脂酸甘油酯對紅薯淀粉糊粘度特性的影響，結(jié)果見表7。

由表7 可以看出：隨著蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量的增大，紅薯淀粉糊的峰值粘度增大，當(dāng)添加量為1.0%時(shí)峰值粘度最高。 原因可能是分子蒸餾單甘酯與蛋白質(zhì)和淀粉形成絡(luò)合物， 直鏈淀粉絡(luò)合效應(yīng)強(qiáng)，其能與直鏈淀粉形成不溶性絡(luò)合物，提高支鏈淀粉的相對含量和吸水率，最終增加峰值粘度。

表7 蒸餾單硬脂酸甘油酯對紅薯淀粉糊粘度的影響Table 7 Effects of glycerin monostearate on starch paste viscosity in sweet potato /cp

2.2.4 黃原膠分別稱取占紅薯淀粉質(zhì)量0.2 %，0.4%，0.6 %，0.8 %，1.0 %的黃原膠， 放入 RVA 專用鋁盒中，并加入25 mL 蒸餾水，待其溶解后加入2 g 紅薯淀粉，混勻，測得不同添加量的黃原膠對紅薯淀粉糊粘度特性的影響，結(jié)果見表8。

表8 黃原膠對紅薯淀粉糊粘度的影響Table 8 Effects of xanthan gum on starch paste viscosity in sweet potato

由表8 可以看出：在黃原膠添加量為0.4 %時(shí)，紅薯淀粉糊的峰值粘度最大， 兩側(cè)峰值粘度依次遞減；隨著黃原膠的加入，出峰時(shí)間延遲，成糊溫度升高。這可能是因?yàn)辄S原膠具有低濃度高粘度的特性，有很強(qiáng)的增稠作用，所以會使峰值粘度顯著升高。 又由于它有極強(qiáng)的親水性，如果加入濃度過高，會使紅薯淀粉糊外層吸水膨脹成膠團(tuán)，阻止水分進(jìn)入里層，從而影響紅薯淀粉糊的吸水作用，進(jìn)而降低峰值粘度。

3 結(jié)論

3.1 食品介質(zhì)對紅薯淀粉糊峰值粘度的影響

氯化鈉對紅薯淀粉糊的峰值黏度影響較??；檸檬酸添加量為0.05%～0.25%時(shí)，紅薯淀粉糊的峰值粘度隨著檸檬酸添加量的增加而升高； 蔗糖添加量為8.0%時(shí)，紅薯淀粉糊峰值粘度最大，兩側(cè)峰值粘度單調(diào)遞減。

3.2 乳化劑對紅薯淀粉糊峰值粘度的影響

單甘脂、蔗糖酯和蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量在0.2%～1.0%時(shí)，紅薯淀粉糊峰值粘度隨其添加量增多而升高；黃原膠在添加量為0.4%時(shí)，紅薯淀粉糊峰值粘度最高，兩側(cè)紅薯淀粉糊峰值粘度單調(diào)遞減。