變性淀粉對湯圓耐煮性的影響

毛慧佳， 劉 月， 閆 舒， 雷寧宇， 張甲奇， 周興伍，李洪巖,*， 王 靜

(1.北京工商大學(xué) 中加食品營養(yǎng)與健康聯(lián)合實驗室， 北京 100048；2.杭州普羅星淀粉有限公司，浙江 杭州 310018；3.河南黃國糧業(yè)股份有限公司，河南 信陽 465150)

湯圓是以糯米為主要原料的中國傳統(tǒng)小吃，深受人們喜愛，歷史非常久遠。隨著冷鏈和速凍技術(shù)的發(fā)展，速凍湯圓應(yīng)運而生，無論是新鮮湯圓還是速凍湯圓，水煮均是常見的湯圓吃法，由于糯米粉的吸水性和保水性較差，缺少筋力，因此耐煮性是湯圓的重要蒸煮特性之一，影響湯圓的食用品質(zhì)。目前，國內(nèi)針對湯圓蒸煮品質(zhì)的研究主要集中在糯米粉組分[1]、加工條件[2]和添加劑[3]對湯圓蒸煮品質(zhì)的影響方面。變性淀粉具有特殊的理化性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)以及獨特的消化特性和口感[4]。基于添加變性淀粉提高面制食品耐煮性的研究較多，蔣啟巍[5]通過優(yōu)化醋酸酯淀粉、羥丙基淀粉的添加量，改善了掛面的耐煮性；唐洪波等[6]則通過優(yōu)化交聯(lián)淀粉用量和交聯(lián)度對鮮粉絲的耐煮性進行了優(yōu)化。將其添加至糯米粉中可以改善米粉團的品質(zhì)及湯圓的耐煮性，李光磊等[7]發(fā)現(xiàn)在糯米粉中加入磷酸單酯淀粉可以增強湯圓的耐煮性，鄒鍵[8]制備了羥丙基-酶解木薯淀粉，并驗證其可以降低速凍湯圓煮制過程中的開裂程度，孫健等[9]利用羥丙基淀粉改善湯圓面皮加工工藝，改善了速凍湯圓的煮后品質(zhì)。

因此，本研究擬選取兩種羥丙基二淀粉磷酸酯、羥丙基淀粉和醋酸酯淀粉4種不同變性淀粉，通過測定湯圓粉的快速黏度分析曲線(rapid visco analysis, RVA)及湯圓的硬度，研究其種類和添加量對湯圓粉糊化性質(zhì)及湯圓耐煮性的影響，并對其進行復(fù)配得到較優(yōu)的添加量，提高湯圓耐煮性及抗回生性。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

糯米粉，河南黃國糧業(yè)股份有限公司；木薯基變性淀粉：羥丙基二淀粉磷酸酯(羥丙基質(zhì)量分數(shù)為3.0%，低交聯(lián)度)(簡稱“MS1”)、羥丙基二淀粉磷酸酯(羥丙基質(zhì)量分數(shù)為3.3%，中等交聯(lián)度)(簡稱“MS2”)、醋酸酯淀粉(乙?；|(zhì)量分數(shù)為0.5%)(簡稱“MS3”)、羥丙基淀粉(羥丙基質(zhì)量分數(shù)為3.0%)(簡稱“MS4”)，杭州普羅星淀粉有限公司。經(jīng)測定，糯米粉及4種木薯基變性淀粉的水分質(zhì)量分數(shù)均為12%。

1.2 儀器與設(shè)備

TecMaster型快速黏度分析儀，瑞典Perten公司；CT3 25K型質(zhì)構(gòu)儀，美國Brookfield公司；ME104型電子天平，上海梅特勒-托利多儀器有限公司；電飯鍋，廣東美王電器有限公司；電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1湯圓粉糊化性質(zhì)的測定

分別量取25 mL蒸餾水和2.000 g樣品加入干燥潔凈的RVA鋁制容器中，快速攪拌樣品使之混合均勻，將其放入夾層保溫槽中，操作參數(shù)為50 ℃條件下保溫1 min，后以6 ℃/min的速率升溫至95 ℃，保溫5 min，再以6 ℃/min的速率降溫至50 ℃，保溫2 min，前10 s內(nèi)攪拌速率為960 r/min，而后以160 r/min攪拌速率進行黏度測試，測定樣品的黏度、回生值及糊化溫度等指標(biāo)，其中，峰值黏度為樣品開始糊化到冷卻前大道的最大黏度，本研究用峰值黏度代表其黏度。回生值為最終黏度與最低黏度的差值。糊化溫度為加熱后樣品黏度開始增大時的溫度。每個樣品平行2次。

1.3.2湯圓制作方法

取一定量的糯米粉或混合糯米粉，加入w=80%蒸餾水，揉至粉團表面光滑，靜置20 min使水分達到平衡。稱取10 g粉團，搓成球形。包裝好后放置在-20 ℃冷藏柜中凍藏，并定時取出進行耐煮性測定，新鮮湯圓于當(dāng)天測定。

1.3.3湯圓硬度的測定

湯圓耐煮性一般以湯圓熟化的時間進行評價，為簡化實驗，本實驗固定蒸煮時間，以蒸煮相同時間后的湯圓硬度評價湯圓的耐煮性，即硬度越大，耐煮性越強。取500 mL蒸餾水于鍋中煮沸，將6個湯放入鍋后計時30 min，撈出。采用質(zhì)構(gòu)儀測定湯圓的硬度，操作參數(shù)：選用TA25-100柱形探頭，測試速度為1.5 mm/s，觸發(fā)力5.0 g，探頭壓縮至湯圓形變程度為50%。通過質(zhì)構(gòu)分析特征曲線，本研究選擇探頭第一次擠壓樣品到指定位置時所需最大的力為硬度參數(shù)。

1.3.4變性淀粉種類的選擇

將4種變性淀粉按照w=10%的質(zhì)量分數(shù)與糯米粉混合，作為湯圓復(fù)配粉。對4種復(fù)配粉和純糯米粉進行RVA測定，考察變性淀粉種類對糯米粉糊化性質(zhì)的影響。

用此復(fù)配粉制作湯圓，測定其硬度值，即表征湯圓的耐煮性。

1.3.5變性淀粉添加量實驗

將篩選出效果較好的2種變性淀粉：羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)和羥丙基淀粉(MS4)分別按照w=0%、2%、4%、6%、8%、10%的質(zhì)量分數(shù)與糯米粉混合，對其進行RVA測定，考察變性淀粉添加量對糯米粉糊化性質(zhì)的影響。

用此復(fù)配粉制作湯圓，取樣測定其硬度值，考察變性淀粉添加量對新鮮湯圓耐煮性的影響。

1.3.6速凍湯圓耐煮性實驗

將篩選出效果較好的羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)和羥丙基淀粉(MS4)分別按照w=10%的質(zhì)量分數(shù)與糯米粉混合后，制作湯圓，并于-20 ℃條件下凍藏0、7、14 d，凍藏結(jié)束后測定湯圓的硬度值，考察變性淀粉對速凍湯圓耐煮性的影響。

1.3.7變性淀粉復(fù)配比例的選擇

為進一步了解兩種變性淀粉對糯米粉糊化性質(zhì)的影響，控制羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)和羥丙基淀粉(MS4)的總添加量為w=10%，分別按照m(MS2)∶m(MS4)為0∶10、2∶8、4∶6、6∶4、8∶2、10∶0的添加水平與糯米粉混合，測定其對糯米粉糊化性質(zhì)的影響，并優(yōu)化最佳添加比例。

以最佳添加比例的兩種變性淀粉與糯米粉混合后，制作新鮮湯圓和速凍湯圓(冷凍7 d)，測定其硬度值，考察其耐煮性。此外，將新鮮和速凍湯圓于電磁爐沸水中分別煮制15、25 min后，測定其硬度值，考察最終耐煮性。

1.3.8數(shù)據(jù)處理及繪圖

使用Excel進行繪圖，使用SPSS 17.0進行統(tǒng)計學(xué)分析，P<0.05有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 變性淀粉種類對湯圓粉糊化性質(zhì)和新鮮湯圓耐煮性的影響

影響淀粉糊化的因素有很多，首先是淀粉顆粒的大小，淀粉顆粒會直接影響淀粉的糊化度，進而影響淀粉糊的峰值黏度，淀粉顆粒越小，相應(yīng)的峰值黏度越高，在感官品質(zhì)表現(xiàn)為更加細膩、有彈性且易熟[10]；此外支鏈淀粉和直鏈淀粉的比例、淀粉結(jié)構(gòu)、溫度、水分活度等等都對淀粉糊化性質(zhì)有較大影響[11-12]。

研究了不同種類變性淀粉對糯米粉糊化特性的影響，見表1。添加了幾種變性淀粉的湯圓復(fù)配粉回生值均較高，這是因為所添加的變性淀粉為木薯基變性淀粉，含大量的C型晶體，具有易回生等性質(zhì)。相對回生度為回生值與峰值溫度的比值，添加羥丙基淀粉后的相對回升度較低，具有較好抗回生性，且添加羥丙基淀粉的糯米粉的糊化溫度較低，其良好的易糊化性質(zhì)有利于其蒸煮，加快產(chǎn)品總體的煮熟速度。添加羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)的糯米粉具有較高的峰值黏度，說明此種變性淀粉的加入有利于提升糯米粉糊化的黏度。

表1 不同種類變性淀粉對湯圓粉糊化特性的影響Tab.1 Effect of different modified starches on gelatinization properties of rice dumpling flour

湯圓的耐煮性不僅要考慮到湯圓粉的糊化特性，還需考慮到湯圓煮制后的硬度等特性，測定新鮮煮制的湯圓的硬度是耐煮性最直接的評估方法。對添加不同種類變性淀粉的新鮮湯圓的硬度值進行測定，結(jié)果見圖1。由圖1可以看出，添加w=10%羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)的湯圓硬度最大，即耐煮性最好；添加其他3種變性淀粉的硬度也都顯著大于純糯米粉的。

不同字母表示差異顯著(P<0.05)。圖1 添加不同種類變性淀粉對新鮮湯圓煮后硬度的影響Fig.1 Effect of adding different modified starch on hardness of fresh boiled rice dumplings

變性淀粉的主要性質(zhì)影響了糯米粉的性質(zhì)，其分子網(wǎng)絡(luò)能夠與粉團的分子網(wǎng)絡(luò)形成相互交叉、相互貫穿的新網(wǎng)絡(luò)，因而增加粉團的彈性[13]，從而影響湯圓質(zhì)構(gòu)。其中，羥丙基變性淀粉用作食品的增稠劑和穩(wěn)定劑[14]，不易老化、回生且吸濕性、保水性強；在變性淀粉中，磷酸酯淀粉為淀粉陰離子衍生物，具有非常良好的親水性，與原始淀粉相比，黏度和透明度及穩(wěn)定性更加，可提高湯圓的細膩度和耐煮性[15]；醋酸酯變性淀粉糊化溫度較低、黏度高且存儲穩(wěn)定[16]。變性淀粉與糯米粉的混合通過影響糯米粉中淀粉的直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例、分子大小和結(jié)構(gòu)進而影響其糊化特性及凍融穩(wěn)定性。

2.2 變性淀粉添加量對湯圓粉糊化性質(zhì)和新鮮湯圓耐煮性的影響

2.2.1羥丙基二淀粉磷酸酯的影響

羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)能夠提高湯圓耐煮性,羥丙基變性淀粉(MS4)可提高湯圓的穩(wěn)定性，且抗回生效果較好，故選取羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)和羥丙基淀粉(MS4)進一步研究變性淀粉添加量對湯圓粉糊化性質(zhì)和新鮮湯圓耐煮性的影響。

通過RVA測定羥丙基二淀粉磷酸酯不同添加量的湯圓粉的糊化性質(zhì)，結(jié)果見表2。由表2中可以看出添加磷酸酯淀粉后，湯圓粉的峰值黏度隨添加量的增大而增大，但差異不顯著；相對回生度隨添加量的增加而增大，這主要是由于木薯淀粉中含有大量的直鏈淀粉，而直鏈淀粉易回生，其過程是淀粉分子與水分子之間的部分氫鍵被破壞，導(dǎo)致水合能力下降，水分子析出。

表2 羥丙基二淀粉磷酸酯對湯圓粉糊化性質(zhì)的影響Tab.2 Effect of hydroxypropyl distarch phosphate on gelatinization properties of rice dumpling flour

羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)對湯圓硬度的影響結(jié)果見圖2，湯圓的硬度隨著羥丙基二淀粉磷酸酯添加量的增大而增大，而且在添加量達到10%、12%時湯圓硬度最優(yōu)。

不同字母表示差異顯著(P<0.05)。圖2 羥丙基二淀粉磷酸酯對新鮮湯圓煮后硬度的影響Fig.2 Effect of hydroxypropyl distarch phosphate on hardness of fresh boiled rice dumplings

2.2.2羥丙基淀粉的影響

對添加不同質(zhì)量分數(shù)羥丙基淀粉的湯圓粉的糊化性質(zhì)進行測定，結(jié)果見表3。由表3可以看出，添加羥丙基淀粉后，湯圓粉的峰值黏度隨添加量的增大而降低，糊化溫度隨添加量的增加逐漸降低，相對回生度隨添加量的增加而增大，羥丙基淀粉表現(xiàn)出的低抗回生性，主要是因為木薯淀粉易回生引起的。

羥丙基淀粉添加量對湯圓硬度值的影響如圖3所示，羥丙基淀粉的添加一定成程度上提高了湯圓硬度值，但整體上硬度值無顯著性差異。且湯圓硬度隨羥丙基變性淀粉的增多而降低。所以羥丙基的添加量在2%～10%時，對湯圓硬度都有增強效果，2%為較優(yōu)添加量。

2.3 變性淀粉對冷凍湯圓耐煮性的影響

冷凍食品在冷凍、貯藏和解凍過程中由于各種因素的影響使其品質(zhì)下降，例如冷凍面團在冷凍過程中面團中水分的遷移，造成水分損失。由于面團內(nèi)部的自由水分結(jié)晶和重結(jié)晶而形成的冰晶會對面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成物理性的破壞,導(dǎo)致面團的流變學(xué)特性發(fā)生了變化，冷凍后的湯圓常出現(xiàn)凍裂或蒸煮時湯汁渾濁等現(xiàn)象[17]。凍融穩(wěn)定性是評價含淀粉物質(zhì)經(jīng)受冷凍和解凍過程時的抵抗能力的一個重要屬性。

將分別添加兩種變性淀粉的湯圓冷凍不同時間，對其硬度進行測定，兩種變性淀粉對速凍湯圓耐煮性的影響結(jié)果，結(jié)果見圖4。由圖4可知，隨冷凍時間增加，蒸煮后湯圓硬度增大，即湯圓耐煮性隨冷凍時間的增加而增大。此外，不論經(jīng)不同時間的冷凍處理還是新鮮煮制，添加羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)和羥丙基淀粉的湯圓硬度均大于純糯米粉所制的，其中磷酸酯淀粉耐煮性最佳，效果最好。

表3 羥丙基淀粉對湯圓粉糊化性質(zhì)的影響Tab.3 Effect of hydroxypropyl starch on gelatinization properties of rice dumpling

不同字母表示差異顯著(P<0.05)。圖3 羥丙基淀粉對新鮮湯圓煮后硬度的影響Fig.3 Effect of hydroxypropyl starch on hardness of fresh boiled rice dumplings

不同字母表示差異顯著(P<0.05)。圖4 不同種類變性淀粉對冷凍湯圓煮后硬度的影響Fig.4 Effect of different modified starch on hardness of frozen rice dumplings

2.4 羥丙基二淀粉磷酸酯和羥丙基淀粉復(fù)配添加對湯圓粉糊化性質(zhì)和湯圓耐煮性的影響

2.4.1對湯圓粉糊化性質(zhì)的影響

通過研究變性淀粉種類、添加量對湯圓粉糊化性質(zhì)及湯圓耐煮性的影響，發(fā)現(xiàn)磷酸酯淀粉所帶來的磷酸基團，具有非常好的增稠能力、吸水和持水能力，而羥丙基具有良好糊化性和相對較好的抗回生性，因此將二者進行復(fù)配，希望在提高耐煮性的同時具有良好的抗回生效果。

復(fù)配添加不同比例的羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)和羥丙基淀粉的湯圓粉的糊化性質(zhì)結(jié)果見表4。其中，當(dāng)復(fù)配比例為m(MS2)∶m(MS4)∶m(糯米粉)=8∶2∶90時，湯圓粉的峰值黏度較高；同純糯米粉相比較，添加復(fù)配的變性淀粉后糊化溫度有所下降；在復(fù)合添加時，不同添加比例的混合糯米粉之間相對回生度沒有顯著性差異(P>0.1)。

綜合來看，在相對回生度無顯著差異的情況下，當(dāng)復(fù)配比例為m(MS2)∶m(MS4)∶m(糯米粉)=8∶2∶90時湯圓粉有較高的糊化溫度，即耐煮性較強，因此該比例配方為較優(yōu)的組合比例。

2.4.2對湯圓耐煮性的影響

確定合適的復(fù)配比例后進一步研究兩種變性淀粉的復(fù)配對新鮮和速凍湯圓耐煮性的影響，結(jié)果見圖5。如圖5所示，新鮮湯圓中復(fù)配組的硬度顯著高于純糯組的；且經(jīng)冷凍后，添加復(fù)配變性淀粉的湯圓硬度值顯著增強，由此可以看出比例經(jīng)優(yōu)化后的復(fù)配變性淀粉對湯圓耐煮性有顯著提高作用。

此外還分別對純糯米粉的湯圓和復(fù)配粉制得的湯圓水煮不同時間，進行耐煮性綜合實驗，結(jié)果見圖6?？梢钥闯?，復(fù)配粉湯圓延長煮制時間至25 min后的硬度值與純糯米湯圓煮制15 min后的硬度值相同。對于實際上煮制25 min的冷凍復(fù)配組比煮制15 min的新鮮純糯粉組硬度值稍大，且差異顯著，說明可以再增加煮制時間，使二者硬度值相同。這一結(jié)果可以說明在復(fù)配及冷凍后，湯圓的硬度值增加，蒸煮時間延長10 min，相應(yīng)的表明其耐煮性提高了67%。

表4 不同復(fù)配比例的變性淀粉對湯圓粉糊化性質(zhì)的影響Tab.4 Effect of different ratio of modified starch on gelatinization properties of rice dumpling flour

C1為新鮮湯圓(w(糯米粉)=100%)，H1為新鮮湯圓(m(MS2)∶m(MS4)∶m(糯米粉)=8∶2∶90)，C2為冷凍湯圓(w(糯米粉)=100%)，H2為冷凍湯圓(m(MS2)∶m(MS4)∶m(糯米粉)=8∶2∶90)；不同字母表示差異顯著(P<0.05)。圖5 復(fù)配變性淀粉對新鮮和冷凍湯圓煮后硬度的影響Fig.5 Effect of compound modified starch on hardness of fresh and frozen rice dumplings

C1′為新鮮湯圓(w(糯米粉)=100%)、水煮15 min，H1′為新鮮湯圓(m(MS2)∶m(MS4)∶m(糯米粉)=8∶2∶90)、水煮25 min，C2″為冷凍湯圓(w(糯米粉)=100%)、水煮15 min，H2″為冷凍湯圓(m(MS2)∶m(MS4)∶m(糯米粉)=8∶2∶90)、水煮25 min；不同字母表示差異顯著(P<0.05)。圖6 復(fù)配變性淀粉對新鮮和冷凍湯圓水煮時長的影響Fig.6 Effect of compound modified starch on boiling time of fresh and frozen rice dumplings

3 結(jié) 論

變性淀粉具有特殊的理化性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)，有獨特的營養(yǎng)價值、消化特性和口感[18]。湯圓是由糯米制成的中國傳統(tǒng)食品，糯米粉中加入變性淀粉可以提高糯米皮的黏結(jié)性，減少其經(jīng)冷凍后的開裂現(xiàn)象，影響糯米粉的糊化特性及湯圓的耐煮性質(zhì)，含較多直鏈淀粉的變性淀粉通過與高含量直鏈淀粉混合后，利于淀粉顆粒上彈性凝膠狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成[19]，能夠降低糯米粉糊化溫度，提高糊化黏度。

比較4種木薯基變性淀粉本身的性質(zhì)，羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)與羥丙基變性淀粉對糯米粉的糊化特性顯著影響，使其峰值黏度升高，糊化溫度降低，羥丙基淀粉表現(xiàn)出良好的抗回生性；在TPA測定時，添加羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)的硬度值與未添加變性淀粉情況下制作的湯圓，耐煮性明顯提高。

通過將羥丙基二淀粉磷酸酯(MS2)與羥丙基淀粉(MS4)兩種變性淀粉進行復(fù)合添加，并對湯圓粉的糊化性質(zhì)、湯圓煮后的硬度進行測定后，確定最佳復(fù)配比為m(MS2)∶m(MS4)∶m(糯米粉)=8∶2∶90；并通過延長10 min的蒸煮時間使湯圓達到相同硬度值，進一步證明了此復(fù)配比能顯著提高湯圓耐煮性及抗回生性。