變性淀粉和瓜爾豆膠在速凍包子面皮中的應用研究

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(天津市食品生物技術重點實驗室,天津商業大學食品工程系,天津 300134)

變性淀粉和瓜爾豆膠在速凍包子面皮中的應用研究

段人鈺,張坤生*,任云霞

(天津市食品生物技術重點實驗室,天津商業大學食品工程系,天津 300134)

包子面皮中加入保水劑可以減少冷卻貯藏過程中的水分和風味流失。本實驗以雞肉和其他原料為餡料,根據對面皮質量的不同需求選擇三種較合適的變性淀粉,并以質構、色澤、失水率為指標對其添加量以及瓜爾豆膠添加量分別進行單因素和正交實驗。結果表明：六種變性淀粉中木薯交聯羥丙基淀粉的凍融穩定性最好,糯玉米羥丙基淀粉的熱穩定性最好,木薯預糊化淀粉的回生值最低,單因素實驗確定糯玉米羥丙基淀粉最佳添加量為2%,瓜爾豆膠添加量為0.3%。正交實驗結果為使用糯玉米羥丙基淀粉,添加量4%,瓜爾豆膠添加量0.3%,此組合的質構指標綜合評分為最高值3.04,L值為61.88,失水率為0.55%。

保水劑,變性淀粉,瓜爾豆膠,包子面皮

包子作為中國傳統食品,深受人們喜愛,目前市場的包子品種特色繁多,但是質量參差不齊,因此延長包子貨架期和提高貯藏期間的品質對人們生活顯得尤為重要。冷凍面制品由于具有新鮮、食用方便、營養價值保存性好等優點而頗受消費者的歡迎[1]。但是由于速凍保存過程容易造成水分和風味流失,致使質量下降。而有的變性淀粉冷凍不易破壞其結構,具有較強的凍融穩定性[2]；瓜爾豆膠作為常用親水膠體[3],可以和淀粉等其他多糖相配伍,具有良好的穩定和增稠等特性[4]。結合使用可以降低水分損失。近年來,質構儀逐漸被應用于面制品品質評價工作中[5-7],因此本實驗采用物性測試儀對包子皮的質構進行分析,得到硬度、彈性等七種指標,同時運用色差儀對包子皮的色澤進行分析量化。主成分分析法是將多個指標問題轉換為較少的新的指標問題,并且這些新的指標既是互不相關,又能綜合反映原指標的一種分析方法[8],且已經在饅頭品質中應用[9]。目前速凍食品中研究最多的是餃子、饅頭等,對包子的研究甚少,一般停留在面皮發酵時間以及加水量等標準化工藝研究方面,而采用變性淀粉與瓜爾豆膠結合加入包子面皮中作為保水劑的方法還尚未見相關報道,因此本課題研究具有重要意義。

1 材料與方法

1.1材料與設備

面粉 北京古船富強粉；雞肉 購于家樂福超市；酵母 安琪酵母；其他 姜、蔥末、鹽、胡椒粉、味精、料酒、香油、精煉油、純凈水。

L535-1低速離心機 科爾頓(中國)有限公司；UNIC7200分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司；Hunter Lab色差儀 美國Hunter Lab公司；TA.XT plus物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司；Tech Master RVA快速粘度分析儀 北京波通瑞華科學儀器有限公司；HWS24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科技有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 包子的制作工藝 原料(按配方)→面團調制→和面發酵→調餡和面皮制作→包制(面皮20g、餡料20g)→再次醒發→蒸熟→冷卻→指標檢測

1.2.2 變性淀粉的凍融穩定性測定 選擇木薯預糊化淀粉、木薯交聯羥丙基淀粉、馬鈴薯醋酸酯淀粉、馬鈴薯預糊化淀粉、糯玉米羥丙基淀粉、馬鈴薯交聯酯化淀粉,分別取3g干基樣品用去離子水50mL配成6%的淀粉乳,按實驗設計的要求,在沸水浴中加熱20min,冷卻至室溫,倒入離心管,置于-20～-10℃的冰箱中冷凍24h,取出,室溫自然解凍,在4000r/min條件下離心20min,棄去上清液,稱取沉淀的重量,計算析水率[10]。

1.2.3 變性淀粉的黏度特性 稱取一定量的樣品配成6%淀粉乳25mL,倒入黏度測量杯中,條件稍作修改[11],從50℃開始升溫,升溫速度為1.5℃/min,至95℃保溫5min,然后以同樣的速度降溫至50℃,保溫2min,得到曲線,記錄峰值黏度、谷值黏度、冷黏度,計算相應的破損值和回生值。

1.2.4 變性淀粉、瓜爾豆膠的添加量對熟制包子面皮的影響 計面粉質量為100g,分別添加糯玉米交聯羥丙基淀粉比例為0、2%、3%、4%、5%,加入0.8g酵母以及40℃的溫水60mL,進行面團的調制,醒發溫度定為30℃,發酵40min后,搟皮按配方包制雞肉餡包子,再餳10min,進行蒸制,蒸熟的包子底面面皮高度在20mm左右。通過面皮質構、色差和貯藏過程中的失水率確定最佳的添加量。以同樣的方法分別添加0、1%、2%、3%、4%的瓜爾豆膠進行實驗。

1.2.4.1 糯玉米羥丙基淀粉、瓜爾豆膠的添加量對熟制包子面皮質構的影響 在包子底面面皮中取15mm厚不粘帶肉餡的包子皮進行質地剖面分析(texture profile analysis,TPA)測定。測定條件：測前速度1.00mm/s,測試速度0.80mm/s,測后速度0.80mm/s,采用70%壓縮比,兩次壓縮間隔時間3.00s。探頭類型：P36/S,共測定硬度、黏性、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性和回復力7個指標,并采用主成分分析法將7個指標轉化為更少的綜合指標,以總得分的形式來反映產品質量。

1.2.4.2 糯玉米羥丙基淀粉、瓜爾豆膠的添加量對熟制包子面皮色差的影響 利用色差計對面皮進行L(明度)測定,每種試樣4次平行測定,取平均值得到結果。

1.2.4.3 糯玉米羥丙基淀粉、瓜爾豆膠的添加量對熟制包子失水率的影響 按配方制作40g的發酵包,每種添加量10次平行實驗,蒸熟之后用電子天平記錄其質量m1,置于-18℃冰箱中貯藏半個小時,取出測定其速凍后質量m2,根據公式失水率(%)=(m1-m2)/m1×100,取得10次實驗的平均值作為每種添加量的最終失水率。

1.3正交實驗設計

基本配方面粉100g,酵母0.8g,水60mL,發酵溫度30℃,將變性淀粉種類、添加量和瓜爾豆膠添加量分別選取三水平進行三因素三水平L9(34)的正交實驗。以硬度(X1)、黏性(X2)、彈性(X3)、黏聚性(X4)、膠著性(X5)、咀嚼性(X6)、回復力(X7)作為評價指標。

表1 正交實驗因素與水平表

1.4數據處理

采用SPSS 19.0與Excel 2003進行數據處理。

2 結果與分析

2.1不同變性淀粉的凍融穩定性

淀粉的凍融穩定性可以減少冷凍食品和方便食品在低溫保存中的質量和風味損失。析水率越大,說明淀粉的凍融穩定性越差。從表2中可以看出,凍融穩定性的強弱順序為：木薯交聯羥丙基淀粉>馬鈴薯預糊化淀粉>糯玉米羥丙基淀粉>木薯預糊化淀粉>馬鈴薯醋酸酯淀粉>馬鈴薯交聯酯化淀粉,羥丙基淀粉由于引入羥丙基阻礙了氫鍵的形成,增加了分子間的親水性[12],馬鈴薯交聯酯化的凍融穩定性最差,不適宜添加在速凍食品里。

2.2不同變性淀粉的熱穩定性

變性淀粉的破損值決定了其熱穩定性,破損值越低則變性淀粉的熱穩定性越好,從圖1中可以看出,熱穩定性由強到弱順序為：糯玉米羥丙基淀粉>馬鈴薯交聯酯化淀粉>木薯交聯羥丙基淀粉>木薯預糊化淀粉>馬鈴薯預糊化淀粉>馬鈴薯醋酸酯淀粉,交聯淀粉的熱穩定性較好,淀粉通過交聯后,其鍵的強度比氫鍵高很多,微結構的強度有很大提升,抑制顆粒膨脹和破裂。馬鈴薯預糊化淀粉和醋酸酯淀粉的熱穩定性差。

表2 不同變性淀粉對包子面皮析水率的影響

注：1馬鈴薯預糊化淀粉,2馬鈴薯醋酸酯淀粉,3馬鈴薯交聯酯化淀粉,4木薯交聯羥丙基淀粉,5糯玉米羥丙基淀粉,6木薯預糊化淀粉,圖1、圖2同。

表3 不同添加量的糯玉米羥丙基淀粉對包子面皮質構的影響

注:數值表示形式為平均值±標準差;同列字母不同表示差異顯著(p<0.05)；表4同。

2.3不同變性淀粉的回生值

回生值可以反映淀粉的老化程度。值越高,則淀粉越容易老化,從圖2可以看出,馬鈴薯交聯酯化淀粉的值最高,考慮是因為發生交聯,共價鍵連接分子間使水分難以進入,從而導致糊化溫度升高[13],而糊化溫度在一定程度上影響淀粉的老化速率[14]以致相對于其他變性淀粉較容易發生老化。回生值較低的是木薯預糊化淀粉。

圖1 不同變性淀粉對包子面皮破損值的影響

圖2 不同變性淀粉對包子面皮回生值的影響

通過對不同變性淀粉三種指標的測定,最終選擇木薯交聯羥丙基淀粉、木薯預糊化淀粉和糯玉米羥丙基淀粉這三種較好凍融穩定性、較低回生值、較高熱穩定性的變性淀粉進行正交實驗。

2.4變性淀粉、瓜爾豆膠添加量對面皮的影響

2.4.1 糯玉米羥丙基淀粉的最適添加量 何新益等人對面制品的研究表明,采用主成分分析法對質構七個指標進行處理的結果與感官評價結果基本一致[9],即主成分分析得分(Z值)較高的感官評價也較好。利用SPSS19.0采用主成分分析法對變性淀粉不同添加量的質構結果進行處理,結果見表3。可以看出添加變性淀粉之后回復力整體均有所增加,硬度、膠著性和咀嚼性與其他添加量差異顯著(p<0.05),且硬度、膠著性、咀嚼性均在2%添加量時達到最高值,在4%時為最小值。同時根據Z值看出2%的添加量的主成分得分最高。

表4 不同添加量的瓜爾豆膠對包子面皮質構的影響

表5 正交實驗的質構結果

表6 數據標準化處理

由圖3可知,與對照空白相比,變性淀粉添加量在2%～3%可以提高面皮的亮度,超過3%時,隨著添加量的增加L值下降明顯,同時失水率隨著添加量的增加逐漸下降,在5%的添加量時達到最小值,證明添加變性淀粉在保水方面效果明顯,綜合考慮在2%的添加量時L值和質構評分最好,同時失水率也較低。

圖3 不同添加量的糯玉米羥丙基淀粉 對包子面皮L值和失水率的影響

2.4.2 瓜爾豆膠的最適添加量 瓜爾豆膠是一種直鏈大分子物質,直鏈上的羥基可與某些親水性膠體及淀粉形成氫鍵,增加食品黏性,從表4可以看出,硬度、膠著性、咀嚼性均在0.3%的添加量達到最大值,且硬度與其他添加量差異顯著(p<0.05),回復力較空白組都有所增加。比較5個添加量的Z值可知,0.3%的添加量的主成分得分最高。

表7 相關矩陣

表8 相關陣的特征值與貢獻率

表9 兩個主成分的因子載荷

從圖4可知,在0.3%的范圍內,隨著瓜爾豆膠添加量的增加L值呈逐漸增大的趨勢,在0.3%時達到最大值,在0.4%的添加量范圍內亮白度較空白組都有所增加。而失水率的逐漸降低并在0.2%、0.3%、0.4%時逐漸趨于平穩,在0.3%時L值和失水率都達到較優水平,與質構分析得出的結論一致。

圖4 不同添加量的瓜爾豆膠 對包子面皮L值和失水率的影響

2.5正交實驗

2.5.1 各組包子面皮的質構變化 各測定指標具有不同的量綱,為了消除由此可能帶來的不合理影響,在進行主成分分析之前先對數據作標準化處理[15-16],結果如表6所示。

對質構結果進行相關系數計算[17-18]。結果見表7。

從表7可知,硬度與黏聚性、膠著性、咀嚼性、回復力這幾個指標存在著極其顯著的相關性(強相關性范圍為-1.0～-0.5或0.5～1.0),與黏性、彈性存在著顯著相關性(中等相關性范圍-0.5～-0.3或0.3～0.5),即在一定的程度上各指標的信息有所重疊,無法準確地反映品質變化,所以用主成分分析法對發酵包子進行品質評價。

運用SPSS19.0對表5的數據進行主成分特征值分析,結果見表8。

主成分個數提取原則為主成分對應的特征值大于1的前m個主成分。從表8中可以看出,第一主成分(Z1)、第二主成分(Z2)的方差貢獻率分別為73.442%、15.598%,兩個主成分的方差累計總和為89.040%,可以反映包子的主要品質,因此,選取Z1、Z2為主成分進行分析。

為了得到7個指標分別對兩個主成分的貢獻率,對其進行因子載荷分析,結果見表9。

將表9中的因子載荷與標準化后的數據相乘,可以得到成分表達式：

Z1=0.41ZX1+0.24ZX2+0.29ZX3-0.42ZX4+0.41ZX5+0.41ZX6-0.41ZX7

Z2=-0.15X1-0.64ZX2+0.63ZX3-0.07ZX4-0.16ZX5+0.34ZX6+0.17ZX7

以每個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權重計算主成分綜合模型：Z=0.8248Z1+0.1752Z2,利用此數學模型得到包子面皮的主成分得分(Z值)表,如表10。

從表10中可得,第9組的Z值最高,即用糯玉米羥丙基淀粉,添加量為4%,瓜爾豆膠添加量為0.3%。

2.5.2 各組包子皮的色差和失水率正交分析 從極差分析表可知,空白列的極差值較小,且兩個指標中A、B、C三因素的極差值均大于空白列,因此可以用空白列作為誤差的界限,實驗準確度較高。對于L值來說,三因素對包子面皮L值影響的順序為B>A>C,即變性淀粉添加量為主要影響因素,其次為變性淀粉的種類,瓜爾豆膠的添加量影響最小,所得最優組合為B3A3C3。對失水率影響順序為A>B>C,同樣瓜爾豆膠的添加量影響最小,所得最佳組合為A3B3C3。

根據極差分析結果,A3B3C3為最佳組合,而正交實驗通過9組綜合對比所得較優組合為A3B3C2,并且在正交設計表中沒有A3B3C3這一組,因此需要補充驗證實驗,對A3B3C3的L值、失水率進行測定,測得L值為62.05,失水率為0.55%。L值較第9組實驗略有提高,失水率相等,由于瓜爾豆膠添加量對實驗影響較小,綜合考慮經濟、低消耗、較高質量原則選用A3B3C2為最佳組合。

表10 主成分得分

表11 極差分析

3 結論

原料的不同配比對面制品質量的影響較大。單因素實驗確定適合于速凍面制品中的三種變性淀粉為木薯交聯羥丙基淀粉、木薯預糊化淀粉和糯玉米羥丙基淀粉；從三者中選擇綜合性質較好的糯玉米羥丙基淀粉與瓜爾豆膠分別進行單因素添加量實驗,糯玉米羥丙基淀粉添加2%、瓜爾豆膠添加0.3%時質構主成分得分和亮度最高,失水率隨著添加量的增加都逐漸降低,單因素質構指標中黏性、回復力較空白組都有所提高,硬度、膠著性、咀嚼性在最佳添加量時達到最高值。

考察了變性淀粉種類、變性淀粉添加量、瓜爾豆膠添加量三個因素對包子皮質構、色澤和失水率的影響,正交實驗結果為使用糯玉米羥丙基淀粉,添加量為4%,瓜爾豆膠添加量為0.3%時品質最好,所得質構方面綜合得分為3.04,L值為61.88,失水率為0.55%。

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Applied research of modified starch and guar gum in frozen bun dough

DUANRen-yu,ZHANGKun-sheng*,RENYun-xia

(Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology,Department of Food Engineering, Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China)

Aquasorb can be used to keep the content of moisture and flavor during the process of cooling and storage of buns. In this experiment,buns were made by chicken and other raw ingredients. According to the different demands of quality of the dough,three kinds of modified starch were selected. Single factor respectively included the added amount of modified starch and guar gum.Orthogonal experiment included types of modified starch,the added amount of modified starch and the added amount of guar gum.and texture,color and dehydration rate were selected as the indicators. The results indicated that:The freeze-thaw stability of cassava cross linked hydroxypropyl starch was the best among the six modified starch,the thermal stability of waxy maize hydroxypropyl starch was the best and the retrogradation value of cassava pregelatinized starch was the lowest. The optimal adding of waxy maize hydroxypropyl starch was 2% and guar gum was 0.3% in single factor experiment. The results of orthogonal experiment showed the optimized parameters were as follows:the added amount of waxy maize hydroxypropyl starch was 4%;the added amount of guar gum was 0.3%. Texture indicator reached the highest composite score 3.04,L value and dehydration rate were 61.88 and 0.55% in this combination.

super absorbent polymers;modified starch;guar gum;bun dough

2013-07-15 *通訊聯系人

段人鈺(1988-)，女，碩士研究生，研究方向：食品加工與貯藏。

國家科技支撐計劃項目(2012BAD37B06-07)。

TS202.3

：B

：1002-0306(2014)01-0196-06