殼聚糖功能性蛋黃酥的研制

李 徽, 王毅梅, 魏新林

(1.上海元祖夢果子股份有限公司,上海 201703; 2.上海師范大學 生命與環境科學學院,上海 200234)

0 引 言

殼聚糖又稱脫乙酰甲殼素、甲殼胺,是將甲殼素通過一定程度的脫乙酰基而獲得的,其化學名稱是(1,4)-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖,是天然多糖中唯一的堿性多糖[1-2],作為天然的可再生資源,殼聚糖具有光譜抗菌性、吸附性、成膜性、保濕性、生物可降解性、生物可相容性、無毒性以及極好的螯合能力.大量實驗證明,殼聚糖具有改善代謝內分泌,調節免疫功能;改善消化機能,降低膽固醇;調節人體酸堿平衡吸附,排除體內有害重金屬;活化細胞,增強人體生命活力,延緩衰老等生理功能[3].

殼聚糖因其獨特的生理活性和功能特性,近年來已被醫療、食品、化妝品、農畜水產、化工、環保等行業廣泛使用,在食品工業中主要研究其作為抗菌劑、果蔬保鮮劑、抗氧化劑、飲料澄清劑、保健食品添加劑的應用.研究表明:殼聚糖及其脂肪酸絡鹽在體內可與相當于它們重量許多倍的脂類物質,如甘油三酯、脂肪酸、膽固醇等化合物生成不被消化系統吸收,不被胃酸水解的絡合物排除體外[4-5].也有應用研究表明:水溶性殼聚糖克作為在食品中引入人體鈣、鐵的載體而達到補充的目的[6].另外,加入適量的殼聚糖可與蛋白質形成穩定的乳液,然后焙烤可使面包柔軟可口、保濕性能好[7].目前在日本市場上已有添加殼聚糖的烤甜餅出售[8].

本文作者主要研究不同脫乙酰度的殼聚糖以及不同的殼聚糖添加量對蛋黃酥功能性指標鈣含量和膽固醇含量以及感官品質的影響,初步探討殼聚糖在蛋黃酥中的應用.

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

殼聚糖(脫乙酰度分別為70%、80%、90%、95%)購于杭州富麗生物科技有限公司;小麥粉、砂糖粉、酥油等原料同其他蛋黃酥制作原料.本實驗氫氧化鈉、冰乙酸、無水乙醇、石油醚、甲基紅等試劑純度均為分析純.

(1) 膽固醇標準溶液:準確稱取膽固醇100 mg,溶于冰乙酸中,定容至100 mL,為膽固醇標準儲液,臨用前將儲液用冰乙酸稀釋10倍.

(2) 10%三氯化鐵溶液:將10 gFeCl3·6H2O溶于磷酸中,定容至100 mL,儲于棕色瓶中.

(3) 磷硫鐵試劑:取10% FeCl3溶液1.5 mL于100 mL棕色容量瓶中,加濃硫酸定容至刻度.

(4) 0.05 mol·L-1高錳酸鉀溶液:準確稱取1.6 gKMnO4結晶于1L蒸餾水中,煮沸10 min,冷卻放置過夜,以濾紙過濾即得.滴定時稀釋至0.01 mol·L-1.

1.2 儀器與設備

攪拌機,三能食品器具股份有限公司;層次爐,無錫新麥機械有限公司;分光光度計,上海精密科學儀器有限公司;水浴鍋,江蘇金壇市環宇科學儀器廠;微量滴定管,上海銀澤儀器設備有限公司;馬弗爐,上海歐銳儀器設備有限公司.

1.3 蛋黃酥制備方法

油皮制作:高筋粉、低筋粉、糖和水拌勻,再加入酥油拌勻.

油酥制作:低筋粉與酥油拌勻.

內餡:白酒與咸蛋黃混勻烘烤至八分熟,包入紅豆餡中,作為內餡.

將油酥包入油皮中,搟至一定長度折起,略松弛后,將內餡包入其中,再進層次爐烘烤,上火200℃,下火160℃,時間約14 min,出爐略冷后表面刷蛋黃液并撒上芝麻再入爐,繼續烘烤約16 min.因內餡可以包入各種不同風味的餡,所以本研究主要將殼聚糖與糖、高筋粉、低筋粉混勻添加于油皮中進行測試,表1是在普通蛋黃酥已優化的制備配方和工藝基礎上添加殼聚糖,具體如下:

表1 殼聚糖測試配方

注:油皮∶油酥=1∶1.5,皮∶餡=1∶1.

1.4 檢測

1.4.1 鈣含量

將蛋黃酥產品粉碎并混勻,稱取2 g混勻樣品于瓷坩堝中,在電爐上先小火炭化至無煙,再放入馬弗爐中550～600℃溫度下灰化7 h,取出冷卻后滴加少許水潤濕灰分,用6 mol·L-1鹽酸溶液溶解灰分,至滴加1滴鹽酸后無氣泡產生,然后定容至100 mL待測.

吸取灰化稀釋液5 mL,加0.1%甲基紅指示劑1滴、1%草酸銨1 mL、20%醋酸0.5 mL,用20%NH4OH調節至微黃色再以20%醋酸調節至微紅色,靜置過夜析出沉淀,離心去除上清液后,加入少許2%NH4OH,手指彈動管壁使溶液松動,再加入約10 mL 2%NH4OH,離心20 min去除上清液后,加入2 mL 2 mol·L-1H2SO4,放入70～80℃水浴中加熱,用0.01 mol·L-1KMnO4溶液滴定,溶液出現紅色即為終點.鈣含量計算方法為:

鈣含量(mg/100 g) =C(KMnO4)×V(KMnO4)×M(1/2Ca)/(1 000×m樣×5/100)=0.020 4V(KMnO4).

其中,V(KMnO4)單位為mL.

1.4.2 膽固醇含量

將蛋黃酥產品粉碎并混勻,準確稱取充分混勻的樣品約0.2 g于25 mL具塞比色管中,加入50%氫氧化鈉和4.5 mL無水乙醇,振蕩混勻,在80℃水浴中皂化20 min(皂化時每隔5 min振搖一次)后,取出比色管冷卻,加入3 mL 25%氯化鈉溶液后再加入10 mL石油醚,蓋緊塞子振搖1 min靜置分層.取上層石油醚液1 mL于比色管中,在65℃水浴中讓石油醚揮發,加入4 mL冰乙酸溶解膽固醇,待測.

另取2支比色管,一支加4 mL冰乙酸,一支加1 mL膽固醇溶液和3 mL冰乙酸,與上述待測液分別加入2 mL磷硫鐵試劑混勻,25℃放置20 min后在560 nm下比色,膽固醇含量計算公式為:

膽固醇含量(mg/100 g) = A樣/ A標×0.025 mg/mL×4 mL×10 mL /1 mL =A樣/ A標×100/M樣.

2 結果與分析

2.1 不同脫乙酰度的殼聚糖對功能性指標的影響

殼聚糖分子鏈上存在大量的羥基、氨基和N-乙酰氨基,使其可借助氫鍵、鹽鍵形成網狀結構的籠形分子,從而吸附各種無機金屬離子和有機化合物.殼聚糖吸附Ca2+形成殼聚糖鈣的機理是4個殼聚糖單元的氨基與一個鈣離子發生配合[9],因此殼聚糖氨基含量的多少對其吸附Ca2+的量起決定性的作用.殼聚糖對膽固醇的吸附主要也是通過分子鏈上所帶的氨基、羥基等集團的作用來完成,是一種物理吸附作用[10].

表2 不同脫乙酰度的殼聚糖對功能性指標的影響

由表2可知:與未添加殼聚糖的蛋黃酥相比,添加了不同脫乙酰度殼聚糖的蛋黃酥的鈣含量都明顯增加而膽固醇含量則明顯降低.添加80%脫乙酰度的殼聚糖比70%脫乙酰度殼聚糖其鈣含量顯著上升,這符合田治等研究結果.田治等研究結果表明:脫乙酰度為70%～80%時,隨著脫乙酰度的增加,對Ca2+的吸附量也增加[11].而與未添加殼聚糖的蛋黃酥相比,添加了不同脫乙酰度殼聚糖的蛋黃酥的膽固含量則明顯降低;對著殼聚糖脫乙酰度的增加,膽固醇含量減少在80%～90%時趨于穩定.但當殼聚糖脫乙酰度增加到90%時,其鈣含量相對降低,而當增加至95%時鈣含量又上升至84.4 mg/100 g.這可能是因為:殼聚糖分子中除氨基外,與氨基相鄰的羥基也對Ca2+和膽固醇的吸附起到一定作用.另外蛋黃酥中是一個復雜的多元體,殼聚糖中的游離氨基會與膽固醇等類脂多糖類物質結合,從而減少了與Ca2+結合的機會[12].

中國營養學會對健康成人推薦的RDA(每日鈣攝入量標準)為800 mg.綜上所述,殼聚糖較佳的脫乙酰度為90%.當脫乙酰度在90%時鈣含量為72.8 mg/100 g,是成人人體吸收最佳的比例,也是最為符合人體所需鈣的一個指標,膽固醇含量也趨于穩定值324 mg/100 g.

2.2 不同添加量的殼聚糖對功能性指標的影響

脫乙酰度同為90%時,不同添加量的殼聚糖對功能性指標的影響結果如表3所示,與未添加殼聚糖的蛋黃酥相比,添加了殼聚糖的蛋黃酥的鈣含量都明顯增加而膽固含量則顯著降低.隨著殼聚糖添加量的增加,蛋黃酥的鈣含量不斷增加,在添加量達到1%后鈣含量增加趨勢趨于平穩;而膽固醇含量先降低在0.5%～5%時處于相對平穩狀態,在添加量達到10%后,膽固醇含量稍稍增加.因此選擇1%為較佳的殼聚糖添加量.

表3 不同添加量的殼聚糖對功能性指標的影響

2.3 殼聚糖的添加對蛋黃酥感官品質的影響

蛋黃酥在中式糕點中屬于酥皮類點心,是用水油面團包入干油面團經過搟片、包餡、成型等過程制成的酥類制品.成品成熟后顯現明顯層次,口感松酥脆.本研究主要研究不同含量的殼聚糖添加于水油面團中對蛋黃酥品質的影響.結果表明,殼聚糖添加量為0.1%～0.5%時,蛋黃酥的品質與未添加殼聚糖幾乎無異,且可增加其保水性,防止淀粉老化蛋黃酥整體口感偏干.隨著殼聚糖添加量的增加至5%及以上時,蛋黃酥外皮層層分明的組織被些許破壞,整體口感酥松.

調制面團時,面粉中的蛋白質與水結合,形成面筋,使面團有了彈性、韌性,而油脂則限制面筋的形成,在面團中油脂以油膜的形成分布在面粉顆粒周圍,限制了蛋白質吸水,阻止了面筋網膜形成.即使在和面過程中形成了一些面筋碎塊.也由于油脂的隔離作用不能彼此粘結在一起,不會形成水調面團網絡,從而使面團彈性降低,可塑性和延伸性增強[13].而殼聚糖具有反水化作用,會吸收面團中的水分,限制蛋白質與水形成面筋網膜,降低水油面團的彈性和韌性,當殼聚糖量增大至一定程度使水油面團的彈性和韌性不足,包裹干油面團后易破酥時,則會影響蛋黃酥的組織層次.

3 結 論

(1) 殼聚糖的脫乙酰度濃度在90%,以1%的添加量應用到蛋黃酥中較佳,獲得的功能性蛋黃酥感官品質較好且功能性指標達到均衡的蛋黃酥,其鈣含量達到76.2 mg/100 g,膽固醇含量達到290 mg/100 g,比不添加殼聚糖的蛋黃酥鈣含量增加44.3%,膽固醇含量降低35.1%.

(2) 此次不同比例添加操作以直接添加在產品外皮(油皮中)為主,但添加比例超過1%以上會影響皮的組織必須分攤添加在餡料或油酥中但從檢測數據分析并沒有得到相對的成效.

參考文獻:

[1] 王月慧.殼聚糖的生理活性和在食品工業中的應用[J].山東食品發酵,2005(1):14-17.

[2] 蔣挺大.甲殼素[M].1版,北京:中國環境科學出版社,1996.

[3] 李艷歡.殼聚糖的生物活性及其在保健食品中的研究進展[J].食品研究與開發,2009,30(4):186-190.

[4] RAVI KUMAR MNV.Areview of chitin and chitosan applications[J].Reactive & Functional Polymers,2000,46:1-27.

[5] GADES M D,STERN J S.Chitosan supplementation and fat absorption in men and women[J].Journal of the American dietetic Association,2005,105:72-77.

[6] 夏文水.殼聚糖的生理活性及其在保健食品中的應用[J].中國食品學報,2003,3(1):77-81.

[7] 簡慧蘭.甲殼素/殼聚糖的制備及其在食品工業中的應用[J].南通職業大學學報,2003,17(1):56-58.

[8] 陳一,周強,王彩鳳.甲殼素的開發應用前景[J].糧食科技與經濟,2002(3):38-39.

[9] 周元臻,魏水鋒,張維平,等.殼聚糖-Ca(Ⅱ)配位聚合物的合成及其性能表征[J].食品科學,2003,24(1):36-39.

[10] 季軍暉,李紅梅,殼聚糖吸附膽固醇的研究[J].天然產物研究與開發,1999,11(6):54-57.

[11] 田治,焦延鵬,陳義康,等.不同脫乙酰度對殼聚糖表面物理及吸附性能影響[J].廣州化學,2005,30(2):20-24.

[12] 王鴻,沈月新,不同脫乙酰度殼聚糖的抑菌性[J].上海水產大學學報,2001,10(4):380-382.

[13] 李祥睿.中式糕點配方與工藝[M].北京:中國紡織出版社,2013.