添加劑對熟制甘薯抗老化作用的研究

李新華，翟婭萍

（沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110866）

添加劑對熟制甘薯抗老化作用的研究

李新華，翟婭萍

（沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110866）

為了抑制熟制甘薯在貯藏期間的老化，以優質甘薯為原料，經烘烤、熟制、攪拌成泥，加入抗老化劑制成熟制甘薯食品，并進行冷凍儲藏。研究了添加不同抗老化劑對熟制甘薯的保水力、糊化性質和老化程度的影響。結果表明，添加了抗老化劑的熟制甘薯保持了其特有的口感風味，且保水力較大，糊化特性和老化度都不同程度地優于不添加抗老化劑的熟制甘薯。

熟制甘薯，抗老化劑，黏度，糊化度，感官評價

由于甘薯具有獨特的生理保健作用和藥用價值[1-3]，近年來越來越受到廣大消費者的關注。以烤地瓜為代表的甘薯食品，其風味獨特，香味濃郁，口感香甜，備受人們喜愛。但是，烘烤或蒸煮熟制后的甘薯只能即食，久置后老化變硬，食用口感明顯變劣。因此保持熟制甘薯的口感風味、延長保存期成為研究重點。由于甘薯的主要成分是淀粉，熟制甘薯在長時間的貯藏過程中，口感風味易發生劣變現象，這與淀粉的老化密切相關[4]。為了解決淀粉制品的老化問題，本研究在熟制甘薯泥中添加不同的抗老化劑，再利用冷凍保藏方法，以最大限度地保持熟制甘薯原有的感官品質和延長保質期。通過探索甘薯熟制品淀粉老化問題，應用抑制淀粉回生技術手段，解決甘薯熟制食品保質期短的問題，有利于甘薯食品加工企業解決熟制甘薯食品加工中的技術瓶頸問題，為其拓展甘薯食品市場打下基礎，同時也為其它薯類食品的保藏提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甘薯 2009年沈陽農業大學實驗大棚9號棚種植，形狀為紡錘形、圓筒形等，皮為紅色，肉為黃色；蒸餾單甘酯、β-環狀糊精 國藥集團化工試劑有限公司；瓜爾豆膠 北京恒業中遠化工有限公司；糖化酶 張家港市金源生物化工有限公司。

冷藏冷凍箱 青島海爾電冰箱有限公司；電子分析天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司；數顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱、HZP-250型全溫振蕩培養箱 上海精宏實驗設備有限公司；高速粉碎機 溫嶺市大德中藥機械有限公司；高速離心機 北京醫用離心機廠；RVA快速黏度儀 澳大利亞Newport科學儀器有限公司；索式抽提器 上海玻璃儀器廠；WP700（21）型微波爐 佛山市格蘭仕微波爐電器有限公司；B20-BS強力食品攪拌機 江蘇如東恒宇食品機械有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 熟制甘薯食品加工流程

將在-18℃冷藏60d的甘薯熟制食品經解凍，剝除外皮，將甘薯泥餡料烘干，并磨成粉狀，對其甘薯全粉進行各指標的測定。

1.2.2 感官評定方法 從冰柜中取出熟制甘薯，經微波爐解凍，編號后打亂順序，分發給評價小組的八位評價員品嘗，對其進行感官評定，對熟制甘薯對照組和添加抗老化劑組儲存60d的樣品感官品質進行比較。熟制甘薯的感官評價標準見表1。

表1 感官評價標準

1.2.3 熟制甘薯抗老化性的測定 將分別添加0.1%、0.2%、0.4%、0.6%單甘酯，0.1%、0.2%、0.3%、0.4%瓜爾豆膠和0.2%、0.4%、0.6%、0.8%β-環狀糊精的熟制甘薯，置于-18℃冷凍貯藏60d，進行以下指標的測定。1.2.3.1 保水力的測定 稱取干重1g的樣品，置入預先稱重的離心管中，加入蒸餾水25mL，在室溫下振蕩1h后，以5000r/min離心20min，傾去上層液后稱重。保水力為每克樣品所吸附的水量。

其中：m0—樣品的質量，g；m1—樣品與離心管的質量，g；m2—倒去上層液后樣品與離心管的質量，g；ρ—水的密度，1g/mL。

1.2.3.2 糊化性質的測定 量取25mL水于RVA測量筒中，加入甘薯全粉樣品3.00g，用攪拌漿預攪30s，使甘薯粉散開后，卡入RVA旋轉塔，開始測定。測定結束后記錄峰值粘度（peak viscosity）、谷底粘度（trough viscosity）、破損值（breakdown）、最終粘度（finalviscosity）、回生值（setback）、糊化溫度（pasting temperature）和峰值時間（peak time）。

1.2.3.3 糊化度的測定 采用酶水解法。

基本原理：糊化淀粉在糖化酶作用下，水解轉化為葡萄糖，葡萄糖在堿性溶液中被碘氧化成葡萄糖酸，過量的碘經酸化后用硫代硫酸鈉滴定。其反應式如下：

樣品經酶水解產生的葡萄糖量與樣品完全糊化后酶水解產生的葡萄糖量之比即為糊化度。

操作方法：將甘薯樣品粉碎，用索氏抽提器脫脂后研磨過60目篩。稱取樣品各1.000g，分別放入2個100mL的錐形瓶（V1、V2）中，另取一個錐形瓶（V0）做空白。3個錐形瓶中各加入50mL蒸餾水，搖勻。將V1錐形瓶在電爐上用小火微沸20min，使其完全糊化（注意不能燒干），時時搖動。然后冷卻至室溫，將3個錐形瓶中各加入糖化酶3mL，搖勻后放入50℃恒溫水浴中保溫1h，并不斷攪拌。到時取出立即加入1mol/L鹽酸各2mL終止反應，然后分別定容至100mL，過濾備用。

分別取濾液10mL于3個250mL的碘量瓶中，準確加入10mL 0.05mol/L碘液和18mL 0.1mol/L氫氧化鈉溶液，密封置于暗處15min后，各加入2mL 10%硫酸，用0.05mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定至無色，記錄各用去硫代硫酸鈉溶液的體積（mL）。

其中：V0—滴定空白消耗硫代硫酸鈉溶液體積（mL）；V1—滴定完全糊化樣品消耗硫代硫酸鈉溶液體積（mL）；V2—滴定樣品消耗硫代硫酸鈉溶液體積（mL）。1.2.4 正交實驗 根據各添加劑的單因素實驗結果，按表2因素水平表安排L9（34）正交實驗。

表2 因素水平表

2 結果與分析

2.1 添加抗老化劑對熟制甘薯保水力的影響

由圖1可見，冷凍儲藏60d后，添加抗老化劑的熟制甘薯保水力顯著高于對照實驗組。對照實驗組熟制甘薯保水力約為1.5mL/g，而添加了單甘酯、瓜爾豆膠和β-環狀糊精的熟制甘薯保水力均接近或高于2.0mL/g。其中添加瓜爾豆膠的甘薯熟制食品保水力最佳，持水能力較強；添加單甘酯的熟制甘薯保水力較好，β-環狀糊精對水分也有良好的保持作用。

圖1 添加劑對熟制甘薯保水力的影響

2.2 添加抗老化劑對熟制甘薯糊化性質的影響

用RVA測定添加抗老化劑的熟制甘薯的黏度特性變化，如圖2所示。

從圖2可以看出，添加了抗老化劑的熟制甘薯的黏度都高于對照，各種添加劑的加入均在不同程度上提高了甘薯熟制食品的峰黏度、保持強度、衰減度、最終黏度和回生值，但整個RVA輪廓線與原淀粉相似，這與Mali等人[5-7]的研究結果一致。其中添加瓜爾豆膠、β-環狀糊精效果較為明顯。

圖2 添加抗老化劑的熟制甘薯RVA曲線

2.3 添加抗老化劑對熟制甘薯糊化度的影響

糊化度是衡量淀粉老化的標志。在完全熟制的甘薯中，淀粉的糊化度最高，隨著保藏時間的延長，淀粉發生老化，糊化度降低[8-9]。

圖3 添加劑對熟制甘薯糊化度的影響

由圖3可見，添加了抗老化劑的熟制甘薯在冷凍保藏60d后，其糊化度接近或超過80%，淀粉老化程度較小。添加了0.1%～0.4%的瓜爾豆膠的樣品，均能有效提高熟制甘薯的糊化度。當添加量大于0.3%時，熟制甘薯的抗老化能力更強，其糊化度由對照組的68.2%提高到90%以上。原因是瓜爾豆膠具有良好的成膜性，能夠防止熟制甘薯在加工或保藏過程中水分的散失，且膠體本身的羥基能與淀粉鏈上的羥基及周圍的水分形成大量的氫鍵，起到阻止甘薯淀粉老化的作用[10]。

在熟制甘薯中添加β-環狀糊精，均能夠提高冷凍60d后甘薯熟制食品的糊化度，其中0.4%～0.8%處理的熟制甘薯糊化度均達到85%以上，比對照提高17%以上。由于β-環狀糊精分子具有特殊的環狀空腔結構，外表面親水而內腔疏水，可吸附于甘薯淀粉顆粒的表面，改善淀粉的組織結構，同時也能防止淀粉分子間氫鍵的形成，減少淀粉的聚合，防止甘薯淀粉回生[11-14]。

添加0.2%～0.6%單甘酯的熟制甘薯抗老化效果較好，熟制甘薯糊化度達到83%以上，比對照提高15%以上。這是由于單甘酯的疏水基團進入α-螺旋結構內，并在這里借助氫鍵加成到甘薯淀粉表面上，與淀粉以疏水方式結合起來，形成一種穩定的強復合物，直鏈淀粉在淀粉粒中被固定下來，防止了因淀粉粒之間的再結晶而發生老化[15]。

從保水力（圖1）、RVA測定結果（圖2）和糊化度測定結果（圖3）來看，瓜爾豆膠、β-環狀糊精和單甘酯可以有效地延緩熟制甘薯中的淀粉老化。考慮到食品添加劑的劑量應盡量小，故選用瓜爾豆膠添加量為0.1%、0.2%、0.3%，β-環狀糊精添加量為0.4%、0.6%、0.8%和單甘酯添加量為0.2%、0.4%、0.6%進行正交實驗。

2.4 正交實驗

在單因素實驗的基礎上，在熟制甘薯中添加單甘酯、瓜爾豆膠和β-環狀糊精進行L9（34）正交實驗，以確定最佳組合。三因素組合進行改進實驗，各個處理的熟制甘薯均在-18℃冷凍60d，以糊化度為衡量指標，正交實驗設計結果如表3所示，方差分析如表4所示。

表3 添加瓜爾豆膠、β環狀糊精和單甘酯的L9（34）正交實驗結果

表4 正交實驗方差分析結果

表4極差分析結果表明，影響提高熟制甘薯抗老化能力的因素依次為瓜爾豆膠添加量＞β-環狀糊精添加量＞單甘酯添加量。各個處理樣品的糊化度有差異，其中最佳組合為A3B3C2，即在熟制甘薯中添加0.3%瓜爾豆膠，0.8%β-環狀糊精和0.4%單甘酯。9號樣品的糊化度最大，抗老化能力最強。由表4方差分析可以看出，三因素在實驗范圍內對熟制甘薯抗老化能力的提高有顯著作用。

2.5 感官評定對照實驗結果

為進一步證實實驗分析的結果，對添加抗老化劑并冷凍保存60d的熟制甘薯進行了感官評價，并與對照進行比較，實驗結果見表5。

由表5可以看出，添加抗老化劑的熟制甘薯保持了其特有的口感風味，感官評定結果與對照組相比，可以在較長時間內保持其良好的質構。其中添加0.4%的瓜爾豆膠的熟制甘薯口感較好，以淀粉糊化度為指標，利用正交實驗篩選的三種添加劑最佳組合感官評價總分最高，這與抗老化測量結果相一致。

表5 對照組與添加劑組感官評定比較結果

3 討論

淀粉老化一般是在降溫過程中發生，特別是在1～5℃老化速度最快，在-18℃條件下水分形成穩定的冰晶，淀粉老化過程一般不再繼續。但生產企業在產品研制過程中發現，在-18℃凍藏60d的產品老化比較嚴重，本實驗根據企業生產條件設定實驗方法，并進行抗老化處理，結果表明，未進行抗老化處理的樣品老化現象比較嚴重，適宜的抗老化處理明顯抑制了熟制甘薯粉的老化。分析樣品在凍藏條件下老化的原因，可能是以下三方面引起的：

首先，甘薯加熱熟制后進行攪拌并冷卻至室溫，過程約需2h，作為餡料放入冰柜中冷凍至-18℃的時間約為1h。在此過程中，正是樣品中淀粉老化的重要時期，而進行適當的抗老化處理，較好地避免了淀粉老化，因此，還建議熟制淀粉產品冷凍保藏前，應采用速凍處理，盡量縮短降溫冷凍時間。

其次，在冷凍儲藏60d中，凍藏環境的溫度一般會有波動，導致樣品中的冰晶體積變化，從而使熟制甘薯中的淀粉老化繼續發生，因此應盡量減少冷凍條件的溫度波動。

還有，鮮甘薯泥中碳水化合物含量為10%～30%，其中以淀粉為主，其次含有少量的低聚糖和單糖，特別是在熟制過程中部分淀粉轉化為糖，在降溫和冷凍過程中，甘薯中的淀粉也會有適應性的降解，另外還含有約2.0%的蛋白質、0.2%的脂肪和0.5%的纖維[16]等其他成分，熟制甘薯中的淀粉老化也可能與一般的淀粉老化過程有所不同。

4 結論

4.1 添加抗老化劑的熟制甘薯，其保水力、黏度特性得到改善。單獨添加0.1%～0.6%的單甘酯或添加0.2%～0.8%的β-環狀糊精，以及添加0.1%～0.4%的瓜爾豆膠均可有效提高熟制甘薯在-18℃下的糊化度，隨著添加量的增加，樣品抗老化能力加強，且添加抗老化劑在長時間冷凍保藏條件下能較好地保持熟制甘薯的感官品質。

4.2 抗老化劑復合應用可進一步提高抑制老化的效果，正交實驗結果所示，添加量為0.3%瓜爾豆膠、0.8%β-環狀糊精和0.4%單甘酯，由此制成的熟制甘薯，淀粉不容易發生老化，感官性狀也最好。

4.3 添加抗老化劑的熟制甘薯在一般的降溫、冷凍條件下，在-18℃保藏60d，產品色澤、氣味、口感和組織形態等品質均好于未添加抗老化劑的樣品，說明添加抗老化劑可以較好地保持熟制甘薯的感官品質。

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Effect of additives on the anti-aging of cooked sweet potatoes

LI Xin-hua,ZHAI Ya-ping

（Food Institute，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866,China）

In order to inhibit aging of the cooked sweet potatoes during storage term，the subject of high quality sweet potato as the raw materials，through cooking by baking，stirring to mud，adding anti-aging agents to execute food of cooked sweet potato，and carrying on freezing storage.The influence of adding different antiaging agents on moisture holding capacity，pasting properties and degree of aging of cooked sweet potato were studied.The results showed that cooked sweet potatoes by adding the anti-aging agents could maintained its unique mouthfeel and good flavor，and greater moisture holding capacity，gelatinization characteristic and degree of aging which are varying degrees better than not.

cooked sweet potatoes；anti-aging agents；viscosity；gelatinization degree；sensory evaluation

TS202.3

A

1002-0306（2011）10-0402-04

2010－11－30

李新華（1955-），男，教授，博士生導師，主要從事糧油加工與轉化的教學和科研工作。