木薯變性淀粉在芋圓制作中的應(yīng)用研究

徐慧敏，胡榮柳，張淑芬，王振華，黃亞明,吳宗帥，岳 雙

(1.河南恒瑞淀粉科技股份有限公司，河南 漯河 462000；2.漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品學(xué)院，河南 漯河 462000)

芋圓是閩南一道著名的傳統(tǒng)小吃，也是當(dāng)今非常流行的甜點(diǎn)。制作芋圓的原料主要有香芋、紅薯、紫薯、南瓜等，顏色艷麗多樣，口感爽滑，健康美味。芋頭極富營養(yǎng)價值，含有蛋白質(zhì)、鈣、鐵、磷、維生素、氟等多種成分，有補(bǔ)益脾胃、調(diào)中氣、化痰散結(jié)等功效[1]。番薯是一種營養(yǎng)齊全的天然滋補(bǔ)食材，具有寬腸通便、和血補(bǔ)中、防癌抗衰、增強(qiáng)免疫功能等作用[2]。人們通常用多種天然食材搭配在一起制成芋圓，可以滿足多種需求，既有營養(yǎng)又美味。

在制作芋圓的過程中，通常用淀粉來改善口感、改良外觀，常用的是木薯淀粉和馬鈴薯淀粉。未煮的芋圓放置后易硬化，淀粉的老化對口感影響較大。變性淀粉是一種綠色安全的食品添加劑，變性方式多樣且變性程度可控制。變性淀粉能夠有效改善原淀粉的不良性狀，具有熱粘穩(wěn)定性、透明性、凍融穩(wěn)定性、凝膠力等理化特性[3]，因此被廣泛地應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域。變性淀粉的結(jié)構(gòu)決定了其具有較好的吸水和持水能力，在室溫、冷藏或冰凍過程中抗老化、不易回生。

本文主要探討木薯原淀粉(以下簡稱“木薯原粉”)、木薯醋酸酯淀粉、木薯羥丙基淀粉、木薯磷酸酯雙淀粉的添加量對芋圓的口感、保水性及冷藏性能的影響，以期為進(jìn)一步改善芋圓的品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芋頭、紅薯、白砂糖：市售；木薯原粉、木薯醋酸酯淀粉(HS-AA-301)、木薯羥丙基淀粉(HS-TGE-100)、木薯磷酸酯雙淀粉(HS-SP-102)：河南恒瑞淀粉科技股份有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

Brabender Viscograph-E：德國Brabender公司；TU-1901型雙束紫外可見分光光度計(jì)：北京普新通用儀器有限責(zé)任公司；凱特離心機(jī)：鹽城凱特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；電子天平：江蘇常熟市雙杰測試儀器廠；冰箱：河南新飛電器有限公司。

1.3 淀粉的性質(zhì)測定

1.3.1 淀粉Brabender粘度測定

稱取一定質(zhì)量的樣品，加入蒸餾水，配成6%的淀粉乳460 g(干基計(jì)算，精確至0.01 g)，攪拌均勻后，將淀粉乳倒入Brabender粘度杯(測定條件：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為75 r/min、扭矩為700 cm·g)。從初始溫度30 ℃、1.5 ℃/min升至95 ℃后恒溫30 min，再以-1.5 ℃/min冷卻至50 ℃后恒溫30 min，輸入樣品名稱、水分、質(zhì)量后開始測試，即可得到相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制淀粉樣品的糊化曲線[4]。

1.3.2 淀粉糊液透明性測定

稱取各類樣品，加入蒸餾水，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉乳液，于沸水浴鍋中加熱攪拌至糊化，冷卻至25 ℃后備用。以蒸餾水為空白校零，攪勻倒入1 cm比色皿，在620 nm波長下測定不同糊液的透光率[5]。

1.3.3 淀粉糊液凍融穩(wěn)定性測定

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的淀粉乳在100 ℃沸水浴中加熱糊化，再冷卻至室溫。取一定量糊液倒入塑料離心管，加蓋置于冰箱中，在-18 ℃～-20 ℃條件下冷卻24 h，取出后在室溫下自然解凍，之后進(jìn)行離心，3000 r/min離心20 min。倒去上清液(若無水析出則反復(fù)凍融直至析水)，稱取沉淀物質(zhì)量，計(jì)算析水率[5]。

1.4 芋圓的制作工藝與品質(zhì)分析

1.4.1 芋圓制作流程

芋圓的制作工藝流程如下：挑選新鮮的芋頭、紅薯—去皮切塊—上鍋隔水蒸20 min—壓成泥—趁熱分多次加淀粉和糖水并揉成光滑面團(tuán)—揉搓成直徑為1.5 cm的長條、切成2 cm長塊—外裹一層淀粉—煮制并冷水浸泡后即可食用或裹粉后直接包裝冷凍。

1.4.2 最佳變性淀粉添加量、加水量的確定

1.4.2.1 變性淀粉添加量的確定

制作芋圓時，水的添加量為12%，分別添加40%、50%、60%、70%、80%的不同變性淀粉與等量的木薯原粉作為空白對比。

1.4.2.2 加水量的確定

制作芋圓時，變性淀粉的添加量為60%，分別添加5%、10%、15%、20%的水與等量的木薯原粉作為空白對比。

1.4.3 芋圓感官評價

采用感官評定法，由8位經(jīng)驗(yàn)豐富的人員采用百分制評分法對芋圓的色澤、組織狀態(tài)、口感進(jìn)行評分，結(jié)果取平均值。標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 芋圓感官評分細(xì)則

1.4.4 芋圓失水率測定

通過失水率來考察芋圓的冷藏特性[6]。選取30個芋圓，用保鮮袋裝好，在-18 ℃的冰箱中冷凍12 h，室溫放置1 h解凍，如此反復(fù)冷凍、解凍3次。用電子天平分別稱量芋圓凍融前、凍融3次后的質(zhì)量，每組做4次平行，按照下面公式計(jì)算芋圓的失水率。

失水率%=

2 結(jié)果與分析

2.1 不同淀粉的性能比較

2.1.1 淀粉Brabender粘度曲線分析

由圖1可以看出，木薯羥丙基淀粉、木薯醋酸酯淀粉發(fā)生醚化反應(yīng)和醋酸酐酯化反應(yīng)時引入親水基，淀粉結(jié)構(gòu)內(nèi)部氫鍵強(qiáng)度減弱，使其易于膨脹、糊化，因此比木薯原粉的糊化溫度低、BU峰值粘度高。交聯(lián)變性引入新的化學(xué)鍵，抑制淀粉糊化[7]，且淀粉平均分子量明顯增加，顆粒結(jié)合更緊密[8]。所以，木薯磷酸酯雙淀粉糊化溫度較高、熱穩(wěn)定性好，但冷糊粘度明顯提高，凝膠性強(qiáng)。

圖1 Brabender粘度曲線

2.1.2 木薯淀粉的透明度和凍融穩(wěn)定性分析

透光率能反映淀粉在水里的膨脹溶解能力[9]，跟淀粉分子中直鏈與支鏈淀粉比例、磷含量、變性方式有關(guān)[10]。淀粉糊的透光率越大，透明度越好。由圖2可以看出，在透明度方面，木薯羥丙基淀粉性能尤佳，木薯醋酸酯淀粉次之，木薯磷酸酯雙淀粉最差。在淀粉分子中引入羥丙基、醋酸酯等官能團(tuán)阻礙分子間氫鍵結(jié)合，淀粉顆粒的親水性和膨脹率增加，使其受熱糊化時淀粉顆粒的溶脹和分散速度加快，糊液透明度提高，所以淀粉糊凝沉性弱、透明度高[11]。木薯磷酸酯雙淀粉交聯(lián)后分子緊密，透光性差，故透明性最差。

淀粉糊凍融穩(wěn)定性的評價指標(biāo)是析水率。淀粉糊的析水率越低穩(wěn)定性越好。由圖2可知，不同淀粉的凍融穩(wěn)定性排序如下：木薯原粉<木薯磷酸酯雙雙淀粉<木薯醋酸酯淀粉<木薯羥丙基淀粉。不同的化學(xué)試劑和修飾方法能夠不同程度地影響淀粉的凍融穩(wěn)定性，因?yàn)榈矸酆膬鋈诜€(wěn)定性與淀粉的分子結(jié)構(gòu)、分子量大小等密切相關(guān)[12]。

圖2 淀粉的透光率和凍融穩(wěn)定性對比圖

2.2 芋圓品質(zhì)分析

2.2.1 不同種類淀粉及加水量對芋圓品質(zhì)的影響

由圖3可知，當(dāng)加水量為15%時，添加木薯羥丙基淀粉的芋圓失水率最低。添加另外兩種變性淀粉的芋圓的失水率最低時的加水量為10%?？梢钥闯?，淀粉自身差異會影響芋圓冷藏的穩(wěn)定性。當(dāng)加水量超過某一定值后,芋圓的失水率隨著加水量的增加明顯提高，這是因?yàn)樵谒趾枯^多時進(jìn)行速凍，水沒有全部形成玻璃態(tài)[13]，甚至?xí)纬奢^大冰晶，導(dǎo)致解凍時失水更多。

圖3 加水量對芋圓失水率的影響

由表2可知，當(dāng)加水量增加時，面團(tuán)狀態(tài)較均勻，芋圓的色澤、透明度和細(xì)膩度也有所改善，感官效果更好；但加水量過多會使面團(tuán)較軟，芋圓口感缺乏彈性。木薯羥丙基淀粉添加10%的水量制成的芋圓感官評分最高，在光澤、色澤、韌性和口感上都明顯優(yōu)于添加其他淀粉制成的芋圓。整體上來看，使用木薯磷酸酯雙淀粉的效果遠(yuǎn)不如使用木薯羥丙基淀粉和木薯醋酸酯淀粉的效果。水分含量一定程度上會影響芋圓的外觀、口感，由于不同淀粉的吸水能力不同，木薯羥丙基淀粉的保水性和透明度最佳，使得芋圓外觀更細(xì)膩、口感更好、色澤更透亮。木薯原粉添加10%水量時制成的芋圓感觀效果最好，但由于木薯原粉吸水能力最差，水量添加過多會使面團(tuán)過軟，成型效果不好。

表2 加水量對芋圓品質(zhì)的影響

2.2.2 不同種類淀粉添加量對芋圓品質(zhì)的影響

由圖4可知，當(dāng)加水量一定、變性淀粉添加量為60%左右時，芋圓的失水率最低，冷藏穩(wěn)定性良好。一般來說，添加變性淀粉越多，芋圓的冷藏穩(wěn)定性越好。添加不同淀粉制成的芋圓的冷藏穩(wěn)定性由低到高排列，依次是木薯羥丙基淀粉、木薯醋酸酯淀粉、木薯磷酸酯雙淀粉、木薯原粉，體現(xiàn)了不同淀粉的親水能力和凍融穩(wěn)定性存在差異。添加變性淀粉超過60%時，芋圓的失水率不減反增。淀粉添加量過多易導(dǎo)致芋圓中水分分布不均，結(jié)構(gòu)不緊密，從而影響失水率。

圖4 淀粉添加量對芋圓失水率的影響

由表3可知，當(dāng)變性淀粉添加量增加時，面團(tuán)保水性較好，手感較硬，煮制后芋圓的彈性口感明顯變好，光亮度和細(xì)膩度也有所提高。但淀粉添加量過多時，芋圓偏硬有嚼勁，但不夠軟彈、色澤和香味變淡，表面細(xì)膩度也會下降。因此，變性淀粉添加量為60%時的感官效果最好，同時添加木薯羥丙基淀粉的芋圓感官評分較高，其冷藏性能也較好。

表3 淀粉添加量對芋圓品質(zhì)的影響

3 結(jié)論

木薯醋酸酯淀粉、木薯羥丙基淀粉較木薯原粉在透明度、凍融穩(wěn)定性上有明顯改善，其中木薯羥丙基淀粉明顯優(yōu)于其他兩種變性淀粉。在芋圓的制作過程中，加入適量的木薯羥丙基淀粉和木薯醋酸酯淀粉，特別是木薯羥丙基淀粉，可以有效增強(qiáng)芋圓的冷凍穩(wěn)定性、抗老化性和保水性，顯著改善芋圓的口感和外觀，還能延長貨架期，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。提高芋圓感官和貯藏品質(zhì)的最佳條件如下：加水量為10%～15%，使用木薯羥丙基淀粉，變性淀粉的添加量為60%左右。