復(fù)配變性淀粉的性質(zhì)及其在面團(tuán)中的應(yīng)用

岳書杭 劉忠義 劉紅艷 吳小艷 李 汀

(北部灣大學(xué)食品工程學(xué)院1，欽州 535011)

(湘潭大學(xué)化工學(xué)院2，湘潭 411105)

目前，變性淀粉的種類繁多，達(dá)2 000多種[1]。不同種類的變性淀粉，其性質(zhì)差異巨大。如醋酸酯淀粉糊化溫度低、凍融穩(wěn)定性高、糊透明度高[2]，羧甲基淀粉具有極高的透明度和黏度[3]等。根據(jù)其性質(zhì)不同，變性淀粉被廣泛應(yīng)用在食品、制藥、造紙等行業(yè)[4]。但是單一變性淀粉的性質(zhì)總是存在一定缺陷，因此復(fù)配變性淀粉在改善產(chǎn)品品質(zhì)上具有重要作用[5-6]。

隨著現(xiàn)在工業(yè)的快速發(fā)展和人們生活節(jié)奏的加快，速凍水餃、面包、饅頭、裹衣面糊、羹湯、中西面點(diǎn)、油炸面點(diǎn)等各類面制食品都已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模化生產(chǎn)的階段。對(duì)面制品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、保藏過(guò)程中的品質(zhì)提出了更高的要求。面制品在低溫環(huán)境下易回生，油炸時(shí)吸油量高，嚴(yán)重影響其口感和營(yíng)養(yǎng)，制約行業(yè)發(fā)展。變性淀粉因?yàn)橛兄诟纳泼嬷破返娜毕荩蚨诿嬷破分械膽?yīng)用變得尤為重要。近年來(lái)，變性淀粉在面制品中的應(yīng)用研究很受重視[7]。

本實(shí)驗(yàn)選取凍融穩(wěn)定性較好的醋酸酯淀粉、羥丙基二淀粉磷酸酯和透明度、黏度較高的羧甲基淀粉進(jìn)行復(fù)配使用，對(duì)比三種變性淀粉和復(fù)配變性淀粉的性質(zhì)，研究其對(duì)面團(tuán)中性能的改善，期望為其在小麥粉中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

醋酸酯淀粉(ARS)，自制；羧甲基淀粉(CMS)，食品級(jí)；羥丙基二淀粉磷酸酯(HPDSP)，食品級(jí)；小麥粉，精制級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-Vis型紫外分光光度計(jì)；TGL-16G型高速臺(tái)式離心機(jī)；RVA-4型快速黏度分析儀；DHR-2型流變儀；Universal TA型質(zhì)構(gòu)儀。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 復(fù)配變性淀粉的制備

按ARS、CMS、HPDSP的比例分別為1∶1∶1、2∶1∶1、1∶2∶1、1∶1∶2制備不同配比的復(fù)配變性淀粉，待測(cè)。

2.2 面團(tuán)樣品的制備

選取配比為1∶2∶1的復(fù)配變性淀粉，參考李麗等[8]、王亞楠等[9]的實(shí)驗(yàn)方法，稍作修改。向小麥粉中分別加入2.5%、5.0%、7.5%、10.0%的復(fù)配變性淀粉，混勻，再按混合粉與水20∶9(m/V)的比例混合，和面10 min，保鮮膜包裹后常溫靜置1 h。在-18 ℃條件下分別冷凍1、2、3、4 d，然后在45 ℃條件下解凍40 min，得到面團(tuán)和經(jīng)歷1、2、3、4個(gè)凍融周期的面團(tuán)，分別記為F0、F1、F2、F3、F4。

2.3 復(fù)配變性淀粉性質(zhì)的測(cè)定

2.3.1 凝沉性的測(cè)定

參照黃強(qiáng)等[10]的實(shí)驗(yàn)方法。

上層澄清液百分比/%=上層清液體積/初始淀粉糊體積×100%

2.3.2 透明度的測(cè)定

參照丁筑紅等[11]的實(shí)驗(yàn)方法。用紫外分光光度計(jì)，以蒸餾水為空白，在波長(zhǎng)650 nm處測(cè)定透光率。以透光率表示糊的透明度，透光率越高，糊的透明度越高。

2.3.3 凍融穩(wěn)定性的測(cè)定

淀粉的凍融穩(wěn)定性可以用析水率來(lái)反映，析水率越低，凍融穩(wěn)定性越好；反之越差。參照高靜等[12]的測(cè)定方法。

析水率=(糊質(zhì)量-沉淀物質(zhì)量)/糊質(zhì)量×100%

2.3.4 糊化特性的測(cè)定

參照周艷青等[13]的實(shí)驗(yàn)方法，先按GB 5497—1985中的方法測(cè)定各樣品的水分含量，然后用快速黏度分析儀(RVA)standard1方法測(cè)定樣品的糊化特性。

2.3.5 流變性質(zhì)的測(cè)定

參照潘承慧等[14]的實(shí)驗(yàn)方法。將3.2.4糊化后的淀粉糊轉(zhuǎn)移至流變儀，檢測(cè)樣品的黏彈性。

2.4 復(fù)配變性淀粉對(duì)面團(tuán)持水性的測(cè)定

用分析天平稱量?jī)鋈谇昂蟮拿鎴F(tuán)質(zhì)量，計(jì)算面團(tuán)失水率。

失水率=(凍融前面團(tuán)質(zhì)量-凍融后面團(tuán)質(zhì)量)/凍融前面團(tuán)質(zhì)量×100%

2.5 生面皮質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

參照葉曉楓等[15]的方法，稍作修改。將面團(tuán)壓成2 mm厚度，用40 mm的圓形模具切割成圓形面皮，用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定面團(tuán)的剪切力和強(qiáng)韌性。測(cè)試條件：選用P/BS探頭，測(cè)前、測(cè)時(shí)、測(cè)后速率均為2 mm/s，壓縮距離30 mm，觸發(fā)力大小為8 g、類型為自動(dòng)。

2.6 熟面坯質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

參照葉曉楓等[15]的方法，稍作修改。將生面皮在沸水中煮制5 min，撈出放在冰水中冷卻1 min，用濾紙吸干熟面坯表面水分，然后選用質(zhì)地剖面分析(TPA)程序測(cè)定熟面坯的硬度、彈性、回復(fù)性、咀嚼性、內(nèi)聚性等性質(zhì)。測(cè)試條件：P/36R圓柱形探頭，測(cè)前、測(cè)時(shí)、測(cè)后速率分別為1、0.8、1 mm/s，觸發(fā)力8 g，時(shí)間間隔3 s，20%形變。

2.7 熟面坯感官評(píng)價(jià)的測(cè)定

將生面皮在沸水中煮制5 min，撈出放在漏盆中，用冰水沖淋5 s，放在盤中待評(píng)價(jià)小組品嘗。參照LS/T 6123—2017制定評(píng)價(jià)項(xiàng)目及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。評(píng)價(jià)小組由7人組成。評(píng)分結(jié)果除去一個(gè)最高分和一個(gè)最低分，取平均值，計(jì)算總分。

表1 熟面坯感官評(píng)價(jià)項(xiàng)目及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2.8 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS17.0進(jìn)行處理，數(shù)值以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用Origin8.5軟件作圖。

3 結(jié)果與討論

3.1 復(fù)配變性淀粉的凝沉性

圖1 復(fù)配變性淀粉的凝沉性

復(fù)配變性淀粉的凝沉性見(jiàn)圖1。圖1表明，隨著靜置時(shí)間的延長(zhǎng)，上層澄清液百分比逐漸增大，達(dá)到平衡。ARS和CMS的凝沉性較低于HPDSP，經(jīng)過(guò)不同比例配比后的復(fù)配變性淀粉凝沉性明顯降低，且96 h時(shí)還未達(dá)到平衡。1∶2∶1組的凝沉性最低。

表2 復(fù)配變性淀粉的凍融穩(wěn)定性

注：“—”表示淀粉無(wú)水析出，呈海綿狀；同列字母不同表示差異顯著(P<0.05)，下同。

表3 復(fù)配變性淀粉RVA曲線的特征值

3.2 復(fù)配變性淀粉的透明度

圖2為復(fù)配變性淀粉的透明度隨靜置時(shí)間變化的曲線。由圖2可知，樣品的透光率隨靜置時(shí)間的增加不斷降低。總體而言，1∶2∶1組的透光度更優(yōu)。

圖2 復(fù)配變性淀粉的透明度隨靜置時(shí)間變化的曲線

3.3 復(fù)配變性淀粉的凍融穩(wěn)定性

表2的數(shù)據(jù)表明，不同比例的復(fù)配變性淀粉的凍融穩(wěn)定性差異較大，HPDSP和1∶1∶2組最好，第7次凍融循環(huán)時(shí)析水率分別為2.28%和2.85%，ARS、2∶1∶1、1∶2∶1組次之，達(dá)到5次循環(huán)后無(wú)水析出，淀粉凝膠失去原有狀態(tài)。CMS和1∶1∶1組最差。

3.4 復(fù)配變性淀粉的糊化特性

表3為RVA曲線的特征值。數(shù)據(jù)顯示，CMS的黏度最高，HPDSP次之，ARS的黏度最低。經(jīng)過(guò)復(fù)配，總體黏度跟HPDSP相近，且RVA曲線較平緩，說(shuō)明淀粉糊的熱穩(wěn)定性增加。2∶1∶1和1∶2∶1組崩解值較低，抗回生性較好。可能是由于變性淀粉中的親水基團(tuán)相互作用，增加了分子間的作用力。不同配比復(fù)配變性淀粉糊化溫度不同，1∶1∶1和1∶2∶1組的糊化溫度相對(duì)較低。

3.5 復(fù)配變性淀粉的流變性質(zhì)

圖3反映的是變性淀粉的流變性。由圖3可知，樣品的儲(chǔ)能模量(G′)和損耗模量(G″)隨著頻率的增大而增大，黏彈性增加。除HPDSP組外，各樣品儲(chǔ)能模量(G′)均大于損耗模量(G″)，形成凝膠。1∶2∶1和1∶1∶2組的黏彈性相對(duì)較高。

圖3 復(fù)配變性淀粉的儲(chǔ)能模量(G′)和損耗模量(G″)隨頻率變化曲線

總體而言，1∶2 ∶1組的凝沉性、透光率、凍融穩(wěn)定性、糊化特性和流變性總體表現(xiàn)較佳，故選取1∶2 ∶1組作為在面團(tuán)中應(yīng)用的變性淀粉。

3.6 復(fù)配變性淀粉對(duì)面團(tuán)持水性的影響

從圖4中可以看出，隨著變性淀粉添加量的增加，面團(tuán)的失水率先降低后升高，在添加量為5%時(shí)最低。凍融周期越多，面團(tuán)的失水率越大，持水性越弱。可能是因?yàn)樽冃缘矸鄣募尤耄瑤?lái)一定的親水基團(tuán)，能夠賦予面團(tuán)良好的親水性，促進(jìn)淀粉分子相互交聯(lián)，形成穩(wěn)定的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加面團(tuán)的持水性[16]。過(guò)多的變性淀粉會(huì)稀釋小麥粉中蛋白質(zhì)[17]，抑制面筋的形成和降低面筋的強(qiáng)度，促使水分流失加劇。因此，復(fù)配變性淀粉在面團(tuán)中的添加量不宜過(guò)高。

圖4 面團(tuán)不同凍融周期的失水率

3.7 復(fù)配變性淀粉對(duì)生面皮質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖5為復(fù)配變性淀粉添加量對(duì)生面皮剪切力的影響圖譜。隨著復(fù)配變性淀粉的添加量的增加，生面皮的剪切力呈先上升后下降的趨勢(shì)，添加量為7.5%時(shí)，剪切力最大。隨著凍融周期的增加，生面皮的剪切力先升高后降低，在F1(即第一周期)時(shí)最大。從原理上分析，面筋是面團(tuán)的骨架，面筋網(wǎng)絡(luò)越多，則結(jié)合水的能力越強(qiáng)，面團(tuán)內(nèi)部的作用力也就更強(qiáng)[18]。實(shí)驗(yàn)所添加的復(fù)配變性淀粉中含有大量的親水基團(tuán)，容易吸水溶脹，形成較大的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，促使面團(tuán)中淀粉，蛋白質(zhì)相互貫穿，形成高聚物網(wǎng)絡(luò)[19]，從而導(dǎo)致剪切力增大。但復(fù)配變性淀粉添加量較大的情況下，可能會(huì)影響面團(tuán)內(nèi)的水分再分布，導(dǎo)致剪切力下降[20-23]。第一周期時(shí)，生面皮的剪切力增大，可能是因?yàn)椋诘蜏丨h(huán)境下面團(tuán)內(nèi)部的變性淀粉形成凝膠體系，使剪切力增大。隨著面團(tuán)內(nèi)冰晶的形成，破壞了面筋網(wǎng)絡(luò)，降低了面筋的強(qiáng)度，促使剪切力下降[8]。

圖6為復(fù)配變性淀粉對(duì)生面皮強(qiáng)韌性的影響圖譜。生面皮強(qiáng)韌性隨復(fù)配變性淀粉添加量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在添加量為7.5%時(shí)最大。隨著凍融周期的增加，強(qiáng)韌性先增加后降低。規(guī)律與剪切力相同，究其原因，也是受面筋網(wǎng)絡(luò)和冰晶的生長(zhǎng)的影響，復(fù)配變性淀粉有利于面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，抑制冰晶的生長(zhǎng)，所以能夠增加生面皮的強(qiáng)韌性[16]。

圖6 復(fù)配變性淀粉添加量對(duì)生面皮強(qiáng)韌性的影響

3.8 復(fù)配變性淀粉對(duì)熟面坯質(zhì)構(gòu)特性的影響

表4的數(shù)據(jù)表明，隨復(fù)配變性淀粉添加量的增加，熟面坯的硬度逐漸降低，但隨著凍融周期的增加而增加。硬度是衡量面制品的一個(gè)重要指標(biāo)，面筋的網(wǎng)絡(luò)越多，面團(tuán)的持氣量越大，硬度越小；反之，硬度越大[24]。加入復(fù)配變性淀粉，引入許多的親水基團(tuán)，賦予面團(tuán)良好的親水性，可以較大程度地緩解部分面筋蛋白未吸水或吸水不足的情況，促使淀粉分子之間相互交聯(lián)，促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，從而熟面坯的硬度降低，相反，凍融周期的增加，促進(jìn)冰晶增長(zhǎng)，破壞了面筋網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致硬度升高[25]。同樣，硬度增加，咀嚼性也會(huì)增加，硬度降低，咀嚼性也會(huì)降低。復(fù)配變性淀粉對(duì)熟面坯咀嚼性的影響同硬度。復(fù)配變性淀粉的添加量和凍融周期對(duì)熟面坯的彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性無(wú)顯著影響(P>0.05)。

3.9 復(fù)配變性淀粉對(duì)熟面坯感官評(píng)價(jià)的影響

從表5可以看出，隨著變性淀粉添加量的增加，熟面坯的感官評(píng)分先增加后減少，每個(gè)凍融周期下，都是添加量為7.5%時(shí)，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高，且經(jīng)歷4個(gè)凍融周期，分?jǐn)?shù)還高于80分，說(shuō)明此組熟面坯更容易被評(píng)價(jià)小組接受。添加量為5%時(shí)，感官評(píng)分也相對(duì)較高。可能是因?yàn)殡S著變性淀粉添加量的增加，熟面坯的硬度、咀嚼性逐漸降低，在添加量為5%～7.5%時(shí)，綜合彈性、黏性等指標(biāo)后，熟面坯的品質(zhì)更符合人們的喜愛(ài)。隨著凍融周期的增加，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)逐漸降低，說(shuō)明冷凍會(huì)降低熟面坯的品質(zhì)。添加復(fù)配變性淀粉可抑制品質(zhì)降低的幅度。

表4 復(fù)配變性淀粉對(duì)熟面坯質(zhì)構(gòu)特性的影響

表5 復(fù)配變性淀粉對(duì)熟面坯感官評(píng)價(jià)的影響

4 結(jié)論

復(fù)配變性淀粉凝沉性降低，黏度適中，透明度、凍融穩(wěn)定性、糊化溫度等性質(zhì)都有不同程度改善，其中1∶2∶1組(ARS∶CMS∶HPDSP)表現(xiàn)最好，適宜在面團(tuán)生產(chǎn)中使用。在面團(tuán)中添加適量復(fù)配變性淀粉，可有效提高其持水性，添加量為5.0%時(shí)最佳。復(fù)配變性淀粉的加入，可以改善面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性，生面皮的剪切力和強(qiáng)韌性都有所增加，熟面坯的硬度、咀嚼性降低，彈性增加，添加量為7.5%時(shí)，熟面坯的感官評(píng)分最高。

變性淀粉經(jīng)過(guò)復(fù)配能夠很好地綜合其優(yōu)點(diǎn)，滿足生產(chǎn)需要，提高產(chǎn)品的品質(zhì)。面團(tuán)生產(chǎn)中復(fù)配變性淀粉的添加量以5%～7.5%為最佳。