復合增韌劑對大米凝膠特性的影響

王思遠,齊軍茹,楊曉泉

(華南理工大學輕工與食品學院 ,廣東廣州 510006)

復合增韌劑對大米凝膠特性的影響

王思遠,齊軍茹＊,楊曉泉

(華南理工大學輕工與食品學院 ,廣東廣州 510006)

利用布拉班德粘度計,DSC差示量熱掃描和質構儀分析天然復合增韌劑 SPS對大米凝膠特性的影響,以不同的 SPS添加量設計實驗。結果表明,SPS能降低大米糊的峰值粘度、低谷粘度、最終粘度和回生值。SPS能抗黏連,降低大米粘度并抑制淀粉老化,改善大米凝膠品質,SPS對大米凝膠特性的影響與其添加量成正比。

復合增韌劑 SPS,大米,凝膠,老化

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

陳化秈米 廣東省糧食科學研究所提供,粉碎過 80目篩,水分 13.93%,蛋白質 7.55%;SPS 實驗室制備。

Brabender粘度計 Viscograph-E型;質構儀TA·XT2i/5;差示掃描量熱儀 DCS Q100。

1.2 實驗方法

1.2.1 糊化曲線測定 利用Brabender Viscograph-E型連續粘度計測定樣品的粘度曲線。稱取一定量樣品(6%,W/W),加入適量的蒸餾水,使米粉懸液總重量為 460g,在蒸餾水中分別溶解 0、1.0%、2.5%、5.0%的 SPS(與大米粉末質量比),充分攪拌后倒入Brabender粘度計的測量容器中,從 20℃開始升溫,以 1.5℃/min的速率加熱到 95℃,保溫 30min,再以1.5℃/min的速率冷卻到 50℃,在此溫度保溫 30min,測量量程為 700BU,轉速 75r/min。

1.2.2 差示量熱掃描 稱取 2.0mg樣品置于鋁皿中,按 1∶3的比例 (W/W)加入去離子水,在去離子水中分別溶解 0、1.0%、2.5%、5.0%的 SPS(與大米粉質量比),密封后隔夜放置平衡,再進行 DSC測試。測試參數：初始溫度 20℃,終止溫度 120℃,升溫速率10℃/min,以空鋁盒為參比。用 T0表示糊化起始溫度,TP表示糊化高峰溫度,△H表示淀粉糊化的吸熱焓。

1.2.3 凝膠質構特性的測定 大米凝膠的制備：稱取 12g樣品,加入 100mL蒸餾水,在蒸餾水中分別溶解 0、1.0%、2.5%、5.0%的 SPS(與大米粉質量比),置于沸水浴中加熱并攪拌,加熱 20min后在室溫下冷卻至形成凝膠,測定其質構特性,在 4℃保存 4d后,再次測定其質構變化。

用 T A·XT2i/5型質構儀測定質構特性。測定用 P/5 Cylinder stainless探頭,直徑 5mm,測度速度2mm/s,探入深 20mm,質構參數用硬度 (hardness,g)和粘性 (adhesiveness,g·s)表示[6]。

2 結果與討論

2.1 SPS對大米糊化特性的影響

由圖 1 Brabender粘度測定曲線可看出：添加SPS可有效降低大米糊的峰值粘度、低谷粘度、最終粘度、稀懈值和回生值,并且一定范圍內,這種變化還隨著 SPS濃度的增加而增加,但 SPS對米粉試樣的起始糊化溫度無明顯影響。

圖 1 大米粉和添加 SPS試樣粘度曲線1-對照;2-1.0%SPS;3-2.5%SPS;4-5.0%SPS

在升溫過程中淀粉顆粒受熱吸水膨脹,分子間和分子內的氫鍵斷裂,淀粉分子擴散,體系黏度逐漸升高[7]。而 SPS在淀粉的這一糊化過程中能與淀粉相結合,減小了淀粉與淀粉之間的粘結作用,表現為峰值黏度和低谷黏度降低。當溫度降低時,已經糊化膨脹的淀粉開始相互擠壓、粘結,產生一個較大的內聚力,但由于 SPS作用在這些淀粉中間,大大降低了糊化淀粉的內聚力,從而使淀粉分子間的粘結程度降低,表現為終值黏度降低[5]。

2.2 SPS對大米熱力學性質的影響

由圖 2和表 1測定結果可以看出,SPS對大米的糊化溫度沒有影響,這與 Brabender測定的起始糊化溫度不變相一致。隨著 SPS量的增加,大米吸熱焓也逐步增加。SPS是一種具有毛刷狀結構陰離子多糖,這一特點使 SPS具有一定的網絡支架作用,有一定程度的交聯包被作用,它分散在淀粉中,并對淀粉進行一定程度的包被,這樣使得淀粉外層得到保護,表現為吸熱焓值的增加[8]。

圖2 DSC掃描曲線

表1 DCS測定添加 SPS量大米熱力學參數

2.3 SPS對大米凝膠質構特性的影響

由質構測定結果圖 3可知：添加 SPS后,大米凝膠硬度隨 SPS濃度的增大而增大,粘性隨 SPS濃度的增大而減小。但在 4℃保存后 4d后,添加 SPS的凝膠硬度比未添加的小。

圖 3 添加 SPS對大米凝膠質構特性的影響

有研究結果表明,添加 SPS的米飯,隨著 SPS量的增加,米飯的硬度也隨之增大,黏著性也會降低,這與本實驗觀察結果一致。與正常蒸煮米飯所需水量相比,需增加水量的 1.06～1.09倍,才會獲得與正常蒸煮的米飯相同的硬度[9]。在 4℃保存后 4d后,添加 SPS的凝膠硬度比未添加的小,說明添加 SPS的大米凝膠老化程度比未添加的小。大米凝膠放置一段時間后會變硬回生,黏彈性降低,這些都是大米中淀粉老化等因素引起的。米粉加熱糊化過程中,水分子和熱的作用,其中有序的淀粉分子變得雜亂無序。在冷藏過程中,由于分子勢能的作用,高能態的無序化逐步趨于低能態的有序化[10]。SPS可直接滲透到米面直鏈淀粉分子膠束中,保護膠束的水合層,防止淀粉分子膠束回復,使淀粉的分子有序性和結晶有序性降低,抑制淀粉回生。大米凝膠粘性隨SPS濃度的增大而減小,與 Brabender粘度測定結果一致,說明 SPS有抗黏結性[11]。

3 結論

以上實驗表明 SPS能抗黏連,降低大米粘度并抑制淀粉老化,改善大米凝膠品質,且其對大米凝膠特性的影響與其添加量成正比。SPS對改良大米凝膠食品如米粉等有重要意義,在食品中存在著很大的應用潛力。

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Effect of composite toughening agent on rice gel characteristics

WANG Si-yuan,QI Jun-ru＊,YANG Xiao-quan
(College ofLight Industry and Food Sciences,South China University of Technology,Guangzhou 510006,China)

The effec t of comp os ite toughening agent SPS through d iffe rent add ition on the ge la tinisa tion and re trog rada tion of rice was s tud ied by B rabende r Viscog rap h,DSC and Texture Ana lyse r.The results showed tha t add ition of SPS s ignificantly dec reased the p eak,b reakdown,fina l and se tback viscos ities of rice p as ting.It could reduce the adhes iveness of rice while the ra te and extent of re trog rada tion of rice ge ls we re reduced effic iently.The effec twas p rop ortiona l to the add ition of SPS.

comp os ite toughening agent SPS;rice;ge la tinisa tion;re trog rada tion

TS202.3

A

1002-0306(2010)03-0322-03

大米在一定的水分和溫度下糊化后,直鏈淀粉分子從膨潤的淀粉顆粒中滲析出來,通過分子鏈間的相互作用,以雙螺旋形式互相纏繞形成連續的三維網絡凝膠結構,充分水化膨脹的淀粉粒被包裹在直鏈淀粉網絡中,形成具有一定黏彈性和強度的凝膠[1]。食品工業中常利用這一性質制作出風味獨特的凝膠食品,其中最典型的就是米粉的生產[2]。影響米粉等淀粉質凝膠食品品質的因素很多,生產工藝較復雜[3]。目前國內外在大米原料的品種、添加劑、加熱溫度及物理擠壓等條件方法均有所研究[4-5],本實驗將探討復合增韌劑 SPS對其凝膠品質的影響。天然復合增韌劑 SPS是一種酸性多糖,結構類似果膠,其主鏈是由聚半乳糖醛酸 (GN)和聚鼠李糖半乳糖醛酸 (RG)組成,側鏈為β-1,4-半乳糖,并有海藻糖和阿拉伯糖殘基和它相連。SPS具有一定的網絡支架作用,能起到一定程度的交聯包被作用。SPS除具有膳食纖維所具有的功能特性外,還具有許多優越的功能特性,如抗黏結性、成膜性等。本實驗以秈米全粉為原料,研究 SPS對其糊化特性、凝膠品質的作用,旨在以所得結論為大米凝膠食品品質的改良提供理論依據和技術參考。

2009-05-11 ＊通訊聯系人

王思遠(1987-),女,在讀碩士研究生,研究方向：糧食及蛋白質工程。

粵港關鍵領域重點突破項目(2008A024200005)。