添加劑對馬鈴薯淀粉糊性質的影響

朱　玉，郭　麗

(1.安慶師范學院 生命科學學院，安徽 安慶 246011；2.安徽農業大學 茶與食品科技學院，安徽 合肥 230036)

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添加劑對馬鈴薯淀粉糊性質的影響

朱玉1，郭麗2

(1.安慶師范學院 生命科學學院，安徽 安慶 246011；2.安徽農業大學 茶與食品科技學院，安徽 合肥 230036)

摘要：為了解馬鈴薯淀粉糊的性質，采用分析方法對馬鈴薯淀粉糊凝膠質構性、凝沉性和凍融穩定性進行探索性研究，初步考察了蔗糖、葡萄糖、果糖三種甜味劑對馬鈴薯淀粉糊凝膠質構性、凝沉性和凍融穩定性的影響。結果表明：蔗糖、葡萄糖、果糖均能提高馬鈴薯淀粉糊的凝膠質構特性，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、果糖對馬鈴薯淀粉的凍融穩定性有促進作用。

關鍵詞：添加劑；馬鈴薯淀粉糊；性質

淀粉糊的幾個重要性質如凝膠質構特性、凝沉性、凍融穩定性，影響著淀粉的應用和加工，關乎淀粉及其制品的特性。淀粉凝膠食品的“力學味覺”即硬度和“流變學味覺”即粘度在食品的口味構成中也起著重要的作用[1]；淀粉的凝沉易導致富含淀粉的制品機械性能發生重大的變化，從而影響它們的感官特性、加工特性和營養價值[2-3]。

馬鈴薯作為世界五大糧食作物之一，年產值30億噸左右，其營養價值十分豐富，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，其生產量和商品量僅次于玉米淀粉，在所有植物淀粉中居第二位[5]。為深入認識馬鈴薯淀粉的性質，并有針對性地改良馬鈴薯淀粉的品質，以生產出適合市場需要的馬鈴薯淀粉，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。然而目前有關糖類添加劑對馬鈴薯淀粉性質影響的研究卻少有報道，本試驗針對這一情況，對加入不同種類的糖對馬鈴薯淀粉的理化性質的影響進行了較為系統的研究，以期為馬鈴薯資源進一步的開發利用提供理論依據和指導。

1實驗材料與方法

1.1實驗儀器和材料

TA.XT Plus機型質構儀(A/BE探頭)：英國Stable Micro Systems；L-535R臺式大容量冷凍離心機；電子天平：北京賽多利斯天平有限公司；TG16-W微量高速臺式離心機：長沙湘儀離心機儀器有限公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱：上海一恒科技有限公司。

馬鈴薯淀粉：北京產。葡萄糖、蔗糖、果糖等分析純。

1.2試驗方法

1.2.1添加甜味劑后馬鈴薯淀粉糊質構特性測定

參考文獻[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，使其淀粉糊質量分數為1%，在95℃水浴鍋中糊化15 min，靜置至室溫，24 h后取出凝膠體用質構儀進行測定。

質構儀測定參數如下：探頭，TA.XT Plus機型質構儀(A/BE探頭)；測前速度0.5 mm/s，測中速度0.5 mm/s，測后速度1.00 mm/s； 測定停留間隔5 s；壓縮行程10 mm；數據采集速率，500 pps；觸發值，4g。重復測定三次的平均值作為測定結果。

1.2.2添加甜味劑后馬鈴薯淀粉凝成性測定[9]

用不同種類和濃度的甜味劑，分別配制成質量分數為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間的變化情況來表示淀粉糊的凝沉性質。實驗重復3次，取其平均值。

1.2.3添加甜味劑后馬鈴薯淀粉凍融穩定性測定[10]

稱取一定質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，按下式計算析水率。

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

析水率越高，淀粉的凍融穩定性越差。

2結果與分析

2.1三種甜味劑對馬鈴薯淀粉質構特性的影響

在質量分數為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、果糖最終質量分數為0.0%, 5.0%, 10.0%, 15.0%, 20.0%, 25.0%, 30.0%，按2.2.1的方法測定其質構特性，重復三次取其平均值。三種甜味劑對馬鈴薯淀粉質構特性的影響見表1。

表1　糖類對馬鈴薯淀粉質構特性的影響

本實驗考察了不同甜味劑及添加量對馬鈴薯淀粉凝膠質構特性的影響。從表1可以看出：相對空白，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，馬鈴薯淀粉的凝膠強度均提高，其提高順序為果糖﹥葡萄糖﹥蔗糖。究其原因是因為糖分子對形成凝膠的淀粉分子周圍水分子的穩定性取決于糖分子中與糖環相連的羥基的平均數，羥基數目越多，糖分子對淀粉分子周圍水分子的穩定性越弱[11]。從表1得出不同濃度的蔗糖溶液對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，這可能是因為添加劑對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對大米淀粉[11]以及杜先鋒[12]等對葛根淀粉的實驗結果是一致的。三種糖類物質均能一定程度提高淀粉的凝膠堅實度及黏稠度，但影響程度幾乎相同。

2. 2三種甜味劑對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，分別配制質量分數為1%(淀粉按絕干重計)，按2.2.2的方法測定其質構特性，重復三次取其平均值。三種甜味劑對馬鈴薯淀粉凝沉穩定性的影響見圖1。

經糊化的淀粉放置一段時間，不同的淀粉鏈又會自動排列成序，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構、添加劑、溫度、淀粉濃度、pH、脂質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量分數的蔗糖、葡萄糖、果糖的各個樣品在靜置過程中上層清液占糊體積的百分比隨時間變化的關系，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。這是因為蔗糖、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，蔗糖對馬鈴薯淀粉糊凝沉減緩能力稍強于其他兩種。這是因為高濃度時，蔗糖含有的羥基數大于葡萄糖含有的羥基數，葡萄糖含有的羥基數大于果糖含有的羥基數，可能是因為糖與水相互作用減少了能夠進行凝沉的水分，降低了水的活性；同時淀粉與糖相互作用，導致分子鏈遷移困難，形成了一種抗增塑作用[18]，抑制了淀粉分子的結晶重排和交聯纏繞[19]。

2.3三種甜味劑對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量分數為6%(淀粉按絕干重計)，按2.2.3的方法測定其凍融穩定特性，重復三次取其平均值。三種甜味劑對馬鈴薯淀粉糊凍融穩定特性的影響見圖2。

圖2是蔗糖、葡萄糖、果糖對析水率的影響結果。可以看出，隨著三種甜味劑濃度的增加，淀粉糊的析水率均降低，淀粉糊的穩定性也增加。原因可能與三種甜味劑對凝沉特性的影響機理一致，另一方面龍虎等[20]認為糖類具有冷凍保護劑的功能，因為糖類具有極強的吸濕性和溶解性，易形成高度濃縮的高滲透壓溶液。當組織細胞間的水冷凍結晶形成冰時，余下的液相中就固化為以無定形(非結晶)固體形式存在的玻璃態(溶質冷凍濃縮，濃度增加，冰點下降，黏度上升)，分子流動性明顯降低，分子運動受限，擴散控制反應變慢。處于玻璃態的水分子不能結晶，可防止脫水與冷凍造成的淀粉結構與質構的破壞。

3結論

(1)與空白樣相比，添加三種糖類物質均能一定程度提高馬鈴薯淀粉糊凝膠強度，在相同濃度情況下，其提高順序為果糖﹥葡萄糖﹥蔗糖，三者對馬鈴薯淀粉凝膠強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定性也隨之改善，蔗糖、葡萄糖、果糖對馬鈴薯淀粉的凍融穩定性有促進作用。

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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：1007-4260(2015)02-0081-04

中圖分類號：TQ46

文獻標識碼：A

通訊作者：郭麗，女，安徽合肥人，博士，安徽農業大學茶與食品科技學院副教授，研究方向為天然產物的開發與利用。

作者簡介：朱玉，女，安徽鳳陽人，碩士，安慶師范學院生命科學學院教師，研究方向為天然產物的開發與利用。

基金項目：國家自然科學 (31371735)。