朱　玉，郭　麗

(1.安慶師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 安慶 246011；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036)

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添加劑對(duì)馬鈴薯淀粉糊性質(zhì)的影響

朱玉1，郭麗2

(1.安慶師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 安慶 246011；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036)

摘要：為了解馬鈴薯淀粉糊的性質(zhì)，采用分析方法對(duì)馬鈴薯淀粉糊凝膠質(zhì)構(gòu)性、凝沉性和凍融穩(wěn)定性進(jìn)行探索性研究，初步考察了蔗糖、葡萄糖、果糖三種甜味劑對(duì)馬鈴薯淀粉糊凝膠質(zhì)構(gòu)性、凝沉性和凍融穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：蔗糖、葡萄糖、果糖均能提高馬鈴薯淀粉糊的凝膠質(zhì)構(gòu)特性，但影響程度幾乎相同；三種糖類均能改善其淀粉的凝沉性，且添加濃度越高，蔗糖降低馬鈴薯淀粉凝沉性越明顯。蔗糖、葡萄糖、果糖對(duì)馬鈴薯淀粉的凍融穩(wěn)定性有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：添加劑；馬鈴薯淀粉糊；性質(zhì)

淀粉糊的幾個(gè)重要性質(zhì)如凝膠質(zhì)構(gòu)特性、凝沉性、凍融穩(wěn)定性，影響著淀粉的應(yīng)用和加工，關(guān)乎淀粉及其制品的特性。淀粉凝膠食品的“力學(xué)味覺”即硬度和“流變學(xué)味覺”即粘度在食品的口味構(gòu)成中也起著重要的作用[1]；淀粉的凝沉易導(dǎo)致富含淀粉的制品機(jī)械性能發(fā)生重大的變化，從而影響它們的感官特性、加工特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2-3]。

馬鈴薯作為世界五大糧食作物之一，年產(chǎn)值30億噸左右，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值十分豐富，具有多種食療保健作用[4]。馬鈴薯中含有大量的淀粉，是重要的植物淀粉，其生產(chǎn)量和商品量?jī)H次于玉米淀粉，在所有植物淀粉中居第二位[5]。為深入認(rèn)識(shí)馬鈴薯淀粉的性質(zhì)，并有針對(duì)性地改良馬鈴薯淀粉的品質(zhì)，以生產(chǎn)出適合市場(chǎng)需要的馬鈴薯淀粉，呂振磊等[6]研究了馬鈴薯淀粉糊化及凝膠特性，于天峰等[7]研究了馬鈴薯淀粉特性及其利用。然而目前有關(guān)糖類添加劑對(duì)馬鈴薯淀粉性質(zhì)影響的研究卻少有報(bào)道，本試驗(yàn)針對(duì)這一情況，對(duì)加入不同種類的糖對(duì)馬鈴薯淀粉的理化性質(zhì)的影響進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，以期為馬鈴薯資源進(jìn)一步的開發(fā)利用提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

1實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)儀器和材料

TA.XT Plus機(jī)型質(zhì)構(gòu)儀(A/BE探頭)：英國(guó)Stable Micro Systems；L-535R臺(tái)式大容量冷凍離心機(jī)；電子天平：北京賽多利斯天平有限公司；TG16-W微量高速臺(tái)式離心機(jī)：長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科技有限公司。

馬鈴薯淀粉：北京產(chǎn)。葡萄糖、蔗糖、果糖等分析純。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1添加甜味劑后馬鈴薯淀粉糊質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

參考文獻(xiàn)[8]，稱取一定量的淀粉于燒杯中，添加不同種類和濃度的甜味劑于淀粉懸浮液中，使其淀粉糊質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，在95℃水浴鍋中糊化15 min，靜置至室溫，24 h后取出凝膠體用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定。

質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定參數(shù)如下：探頭，TA.XT Plus機(jī)型質(zhì)構(gòu)儀(A/BE探頭)；測(cè)前速度0.5 mm/s，測(cè)中速度0.5 mm/s，測(cè)后速度1.00 mm/s； 測(cè)定停留間隔5 s；壓縮行程10 mm；數(shù)據(jù)采集速率，500 pps；觸發(fā)值，4g。重復(fù)測(cè)定三次的平均值作為測(cè)定結(jié)果。

1.2.2添加甜味劑后馬鈴薯淀粉凝成性測(cè)定[9]

用不同種類和濃度的甜味劑，分別配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉糊于具塞刻度試管中，在沸水浴中加熱20 min，冷卻至室溫，在28 ℃靜置，每隔一段時(shí)間記錄上層清液體積，用上清液體積占糊總體積的百分比隨時(shí)間的變化情況來表示淀粉糊的凝沉性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，取其平均值。

1.2.3添加甜味劑后馬鈴薯淀粉凍融穩(wěn)定性測(cè)定[10]

稱取一定質(zhì)量的馬鈴薯淀粉配制，添加不同種類及濃度的甜味劑配制成6%(W/V)的淀粉懸浮液于離心管中，在冰箱的冷凍室(-18 ℃)中放置 24 h，取出靜置至室溫，以3 000 r/min離心分離15 min，按下式計(jì)算析水率。

析水率=〔﹙冷凍前淀粉糊質(zhì)量-凍融并離心后沉淀)/冷凍前淀粉糊質(zhì)量〕×100%

析水率越高，淀粉的凍融穩(wěn)定性越差。

2結(jié)果與分析

2.1三種甜味劑對(duì)馬鈴薯淀粉質(zhì)構(gòu)特性的影響

在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的馬鈴薯淀粉懸浮液中，分別添加葡萄糖、蔗糖、果糖，使溶液中葡萄糖、蔗糖、果糖最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0%, 5.0%, 10.0%, 15.0%, 20.0%, 25.0%, 30.0%，按2.2.1的方法測(cè)定其質(zhì)構(gòu)特性，重復(fù)三次取其平均值。三種甜味劑對(duì)馬鈴薯淀粉質(zhì)構(gòu)特性的影響見表1。

表1　糖類對(duì)馬鈴薯淀粉質(zhì)構(gòu)特性的影響

本實(shí)驗(yàn)考察了不同甜味劑及添加量對(duì)馬鈴薯淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響。從表1可以看出：相對(duì)空白，添加三種甜味劑，馬鈴薯淀粉凝膠特性值均增大。從表1可見，加入相同濃度以上三種糖類物質(zhì)，馬鈴薯淀粉的凝膠強(qiáng)度均提高，其提高順序?yàn)楣签兤咸烟签冋崽恰＞科湓蚴且驗(yàn)樘欠肿訉?duì)形成凝膠的淀粉分子周圍水分子的穩(wěn)定性取決于糖分子中與糖環(huán)相連的羥基的平均數(shù)，羥基數(shù)目越多，糖分子對(duì)淀粉分子周圍水分子的穩(wěn)定性越弱[11]。從表1得出不同濃度的蔗糖溶液對(duì)淀粉凝膠特性的影響作用隨著濃度的增加，凝膠特性有所降低，這可能是因?yàn)樘砑觿?duì)淀粉凝膠特性的影響主要是取決于糖分子和水分子的相容性[13]。這與Katsuta對(duì)大米淀粉[11]以及杜先鋒[12]等對(duì)葛根淀粉的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。三種糖類物質(zhì)均能一定程度提高淀粉的凝膠堅(jiān)實(shí)度及黏稠度，但影響程度幾乎相同。

2. 2三種甜味劑對(duì)淀粉糊凝沉性的影響

分別用已配好的濃度為0%，5%，10%，15%，20%的蔗糖、葡萄糖、果糖溶液，分別配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%(淀粉按絕干重計(jì))，按2.2.2的方法測(cè)定其質(zhì)構(gòu)特性，重復(fù)三次取其平均值。三種甜味劑對(duì)馬鈴薯淀粉凝沉穩(wěn)定性的影響見圖1。

經(jīng)糊化的淀粉放置一段時(shí)間，不同的淀粉鏈又會(huì)自動(dòng)排列成序，葡萄糖單元上的羥基形成氫鍵，重新聚集形成致密不溶性的淀粉分子微晶束[14]。淀粉的凝沉速率和凝沉程度通常受到直鏈/支鏈淀粉的比列和結(jié)構(gòu)、添加劑、溫度、淀粉濃度、pH、脂質(zhì)和植物來源等因素的影響[15-16]。圖1(a)，圖1(b)，圖1(c)為馬鈴薯淀粉糊中分別添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖、葡萄糖、果糖的各個(gè)樣品在靜置過程中上層清液占糊體積的百分比隨時(shí)間變化的關(guān)系，它反映出各樣品凝沉速度的快慢。

從圖1可以看出，蔗糖、葡萄糖、果糖均能減緩馬鈴薯淀粉糊凝沉的發(fā)生速度，使上層析出清液的體積減少，且隨著添加濃度越高，效果越明顯。這是因?yàn)檎崽?、葡萄糖、果糖這三種甜味劑均能降低馬鈴薯淀粉水分活度的作用[17]。在同濃度下，蔗糖對(duì)馬鈴薯淀粉糊凝沉減緩能力稍強(qiáng)于其他兩種。這是因?yàn)楦邼舛葧r(shí)，蔗糖含有的羥基數(shù)大于葡萄糖含有的羥基數(shù)，葡萄糖含有的羥基數(shù)大于果糖含有的羥基數(shù)，可能是因?yàn)樘桥c水相互作用減少了能夠進(jìn)行凝沉的水分，降低了水的活性；同時(shí)淀粉與糖相互作用，導(dǎo)致分子鏈遷移困難，形成了一種抗增塑作用[18]，抑制了淀粉分子的結(jié)晶重排和交聯(lián)纏繞[19]。

2.3三種甜味劑對(duì)淀粉糊凍融性的影響

用已配好的一系列濃度為0%，5%，10%，15%，20%的蔗糖、葡萄糖、果糖溶液，分別將馬鈴薯淀粉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%(淀粉按絕干重計(jì))，按2.2.3的方法測(cè)定其凍融穩(wěn)定特性，重復(fù)三次取其平均值。三種甜味劑對(duì)馬鈴薯淀粉糊凍融穩(wěn)定特性的影響見圖2。

圖2是蔗糖、葡萄糖、果糖對(duì)析水率的影響結(jié)果?？梢钥闯觯S著三種甜味劑濃度的增加，淀粉糊的析水率均降低，淀粉糊的穩(wěn)定性也增加。原因可能與三種甜味劑對(duì)凝沉特性的影響機(jī)理一致，另一方面龍虎等[20]認(rèn)為糖類具有冷凍保護(hù)劑的功能，因?yàn)樘穷惥哂袠O強(qiáng)的吸濕性和溶解性，易形成高度濃縮的高滲透壓溶液。當(dāng)組織細(xì)胞間的水冷凍結(jié)晶形成冰時(shí)，余下的液相中就固化為以無定形(非結(jié)晶)固體形式存在的玻璃態(tài)(溶質(zhì)冷凍濃縮，濃度增加，冰點(diǎn)下降，黏度上升)，分子流動(dòng)性明顯降低，分子運(yùn)動(dòng)受限，擴(kuò)散控制反應(yīng)變慢。處于玻璃態(tài)的水分子不能結(jié)晶，可防止脫水與冷凍造成的淀粉結(jié)構(gòu)與質(zhì)構(gòu)的破壞。

3結(jié)論

(1)與空白樣相比，添加三種糖類物質(zhì)均能一定程度提高馬鈴薯淀粉糊凝膠強(qiáng)度，在相同濃度情況下，其提高順序?yàn)楣签兤咸烟签冋崽牵邔?duì)馬鈴薯淀粉凝膠強(qiáng)度影響程度幾乎相同。

(2)在馬鈴薯淀粉中添加蔗糖、葡萄糖、果糖均能減緩馬鈴薯淀粉糊凝沉的發(fā)生速度，使上層析出清液的體積減少，且添加濃度越高，效果越明顯。

(3)隨著蔗糖、葡萄糖、果糖濃度的增大，馬鈴薯淀粉的凍融穩(wěn)定性也隨之改善，蔗糖、葡萄糖、果糖對(duì)馬鈴薯淀粉的凍融穩(wěn)定性有促進(jìn)作用。

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Effects of Additives on the Properties of Potato Starch Paste

ZHU Yu1, GUO Li2

(1.School of Life Science, Anqing Teachers College, Anqing 246011, China;

2. College of Tea and Food Science and Technology, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China)

Abstract:To study the properties of potato starch paste, the textural properties, retrogradation and freeze-thaw stability of potato starch paste were studied by analytical method. Effects of sucrose, glucose and fructose on the textual properties, retrogradation and freeze-thaw stability of potato starch paste textural properties,retrogradation and freeze-thaw stability were investigated. The results showed that sucrose, glucose and fructose increased the gel textures of potato starch paste to the same extents. Three sugars could improve the retrogradation of potato starch paste and the retrogradation was reduced obviously with increasing sucrose contents. Besides, three sugars could improve the freeze-thaw stability of potato starch paste.

Key words:additives, potato starch paste, property

收稿日期：2014-11-06

文章編號(hào)：1007-4260(2015)02-0081-04

中圖分類號(hào)：TQ46

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

通訊作者：郭麗，女，安徽合肥人，博士，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院副教授，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物的開發(fā)與利用。

作者簡(jiǎn)介：朱玉，女，安徽鳳陽(yáng)人，碩士，安慶師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院教師，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物的開發(fā)與利用。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué) (31371735)。