甘薯淀粉性質與其面條品質的關系研究

范會平，許夢言，符 鋒，艾志錄，王雪竹

(1.河南農業大學食品科學技術學院，河南 鄭州 450002； 2.農業農村部大宗糧食加工重點實驗室，河南 鄭州 450002； 3.河南省糧油飼料產品質量監督檢驗中心，河南 鄭州 450000； 4.河南省食品藥品審評查驗中心，河南 鄭州 450004)

目前甘薯消費模式以加工型為主，其中以甘薯淀粉加工量最大，甘薯的鮮薯食用價值、菜用市場正在開發[1]。在不同的生產領域，對甘薯淀粉理化指標要求不同，因此甘薯淀粉的理化指標分析是了解甘薯淀粉加工用途，進而有針對性進行甘薯淀粉加工的前提[3]。研究甘薯淀粉的理化特性，可以為甘薯淀粉加工提供科學依據，從而使甘薯淀粉發揮最大的作用。甘薯品種的不同，甘薯淀粉的理化性質、熱力學性質和分子結構上也存在一定的差異性，這可能是導致甘薯面條品質差異較大的因素之一。甘薯泥是甘薯經過蒸煮而得到的泥狀物，甘薯泥在營養方面和甘薯全粉無差異，在用途方面甘薯泥可以完全代替甘薯全粉，并且甘薯泥在使用上更靈活，操作更方面，根據薯泥的不同性狀，可以加工成不同的產品[4]。同時有研究表明，直鏈淀粉含量高時，干物質損失率、斷條率增高[5]；面條的硬度、黏結性、黏聚性、咀嚼性、回復性和直鏈淀粉含量正相關[6]；膨脹勢與面條的硬度呈極顯著負相關，與彈性、黏聚性正相關[7]。

在前期工藝優化的基礎上，用漯薯11、阜薯24、豫薯13、鄭紅23以及紫薯1356等5種甘薯提取淀粉和制作薯泥面條，通過相關性分析和方差分析，探討影響甘薯面條品質的因素及其影響程度，為甘薯制品的加工及改善提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

5種甘薯(漯薯11、阜薯24、豫薯13、鄭紅23以及紫薯1356)，由河南省農科院提供；直鏈淀粉標準品，美國Sigma公司。

1.2 儀器和設備

TDL-5000bR離心機，上海安亭科學儀器廠；DHG-9245A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海一恒科技有限公司；RVA-4500快速粘度分析儀，瑞典波通儀器公司；UV-2000 紫外可見分光光度計，北京中興偉業儀器有限公司；TA-XA PLUS質構儀，英國Stable Micro System公司；DMT-5型電動面條機，龍口市復興機械有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1甘薯淀粉的提取

甘薯淀粉提取參考鄧福明等[8]的提取方法進行。

1.3.2淀粉理化特性的測定

甘薯淀粉透明度和凍融穩定性的測定參考周嬋媛等[9]的測定方法進行；甘薯淀粉凝沉性的測定參考侯蕾等[10]的方法進行測定；直鏈和支鏈淀粉含量的測定參考王麗等[11]的方法。

1.3.3甘薯淀粉熱力學特性的測定

甘薯淀粉黏度的測定，用快速黏度儀RVA對淀粉糊化參數進行測定，參考廖盧艷等[12]的方法。測定參數包括：峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最終黏度、峰值時間和糊化溫度。

1.3.4甘薯面條加工工藝

1.3.4.1甘薯泥的制備

選取無損傷、無發芽、無蟲害、無腐爛的新鮮甘薯，清洗去皮切塊后放入蒸鍋中蒸20 min，冷卻后置于研缽中加適量的水用研磨棒搗成甘薯泥,使薯泥含水量達到60%左右，備用。

1.3.4.2甘薯面條制作工藝

原料→加水→和面→靜置熟化→壓延→切條。

稱取甘薯泥和小麥粉 (按照試驗設計比例)共計100 g充分混勻，添加30%的薯泥，1.5%食鹽，6%的谷朊粉，然后和成絮狀的面絮，將面絮用保鮮膜密封好，室溫條件下靜置20 min熟化。熟化后的面絮放入面條機反復壓延至面片光滑，將壓好的面片用壓面機切割成寬度3 mm、長度220 mm、厚1 mm的面條備用[13]。

1.3.5甘薯面條感官評價

參照LS/T 3202—1993《面條用小麥粉》的方法。甘薯面條評分項目及分數分配見表1，總分100分。

表1 甘薯面條評分標準

1.3.6甘薯面條熟斷條率的測定

從制作好的面條中取出40根，放入500 ml的沸水中煮3 min，觀察面條有無斷條，記錄斷條根數，根據公式(1)進行計算：

(1)

式中，N為斷條根數。

1.3.7甘薯面條蒸煮損失率的測定

根據沈耀衡等[14]的方法加以改進。稱取3根濕面條(質量為M2)，放入已煮沸的蒸餾水中煮制3 min，撈出面條，面湯冷卻至室溫后，轉移至500 ml容量瓶中定容，混勻，量取50 ml面湯至烘至恒重的250 ml燒杯中，放入105℃烘干至恒重，測面湯中固形物的含量。按公式(2)進行計算：

(2)

式中，M1為面湯固形物的質量，g；M2為面條質量，g；W為面條水分含量，%。

1.3.8甘薯面條質構的測定

甘薯面條TPA分析、剪切實驗以及拉伸實驗參照孫彩玲等[15]的方法進行測定。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel 2003 和SPSS16.0 軟件對數據進行統計分析、相關性分析，所有數據都是3次測試的平均值。

2 結果與分析

2.1 不同品種甘薯淀粉特性比較分析

2.1.1甘薯淀粉加工特性比較

不同品種甘薯淀粉特性見表2。

表2 不同品種甘薯淀粉特性

淀粉糊的透明度會影響食品的加工品質，淀粉糊的透光率反映淀粉糊透明度的高低，顯示淀粉與水結合能力的強弱[16]。直鏈淀粉含量越高，淀粉糊越易發生回生，使得淀粉糊的透明度降低[17]。不同甘薯淀粉所含直鏈淀粉的含量不同，其淀粉的透明度也不同。

由表2可知，5種甘薯淀粉的透明度之間存在顯著差異，其中紫薯1356淀粉的透明度最高，豫薯13淀粉糊的透明度最低，但其直鏈淀粉含量最高，達到31.95%，這可能是因為具有高直鏈淀粉的淀粉分子流動力學半徑較大，在糊液中空間位阻較大，易通過形成分子內氫鍵成卷曲狀態，分子與分子之間難形成平行取向即分散性較好[18]。淀粉透明度大小順序依次為：紫薯1356、鄭紅23、阜薯24、漯薯11、豫薯13。

糊化的淀粉放置一段時間后，不同淀粉鏈又自動排列成序，葡萄糖單位上的羥基形成氫鍵，重新聚集成致密不溶性的淀粉分子微晶束，稀淀粉糊經過一段時間后會逐漸變渾濁分層沉淀，出現上方清液下方沉淀物的現象(即淀粉的凝沉)[19]。凝沉性是淀粉分子發生重排的過程，是淀粉糊化的重要性質之一[10]。由表2可知，阜薯24和豫薯13與紫薯1356、鄭紅23有顯著差異,沉降體積的大小順序依次為：紫薯1356、鄭紅23、漯薯11、阜薯24、豫薯13，沉降體積高的淀粉凝沉性較差，形成凝膠的能力較弱。豫薯13的凝沉性最好，形成凝膠的能力最強，紫薯1356的凝沉性較差，形成凝膠的能力較弱。這主要是由于豫薯13的直鏈淀粉含量最高，而紫薯1356的直鏈淀粉含量最低，而直鏈淀粉含量是影響淀粉凝沉性(回生)的主要原因之一。一般來講，直鏈淀粉的鏈狀結構在溶液中空間障礙小，易于取向，故易于回生，因此含量越高，越易于回生。但直鏈淀粉若鏈太長，取向困難，也不易回生；相反，若鏈太短，易于擴散，不易于定向排列，也不易于回生，所以只有中等長度的直鏈淀粉才易回生[20]。這可能也是5種甘薯淀粉的凝沉性大小和其直鏈淀粉含量排序規律并不完全一致有關。

凍融穩定性是淀粉糊經過冷凍處理，取出融化后保持原來膠體結構的性質[21]，淀粉凍融穩定性是淀粉是否有利于制作冷凍食品的重要標志，凍融穩定性用析水率來表示，析水率越高，說明凍融穩定性越差，反之越好[10]。由表2可知，紫薯1356淀粉析水率最高，凍融穩定性最差；豫薯13淀粉的析水率最低，凍融穩定性最好，說明此淀粉較適合用于制作冷凍食品。

2.1.2甘薯淀粉糊化特性分析

利用RVA 快速黏度分析儀測定5種甘薯淀粉的糊化特性指標參數，其中峰值黏度、衰減值和糊化溫度這3個指標對淀粉的實際應用具有較重要的指導作用[22]。

從表2可以看出，5 種甘薯淀粉的糊化特性參數值存在顯著差異(P<0.05)，這可能是由于甘薯淀粉的含量和組分的不同而引起的。峰值黏度反映了淀粉的膨脹力，其中紫薯1356淀粉的峰值黏度最大，鄭紅23淀粉的峰值黏度最低；而衰減值表示淀粉糊黏度熱穩定性的強弱，其值越大說明淀粉糊黏度熱穩定性越差，阜薯24淀粉的衰減值最小，表明淀粉顆粒膨脹過程中強度比較大，不易破裂，熱糊的穩定好，而紫薯1356淀粉的衰減值最大，熱糊穩定性差；糊化溫度可用來表征淀粉是否容易糊化，糊化溫度越低，則淀粉越易糊化，豫薯13淀粉的糊化溫度最低，較容易糊化[10,23]。

2.2 不同品種甘薯面條品質比較分析

不同品種甘薯面條品質比較分析見表3。

表3 甘薯面條品質特性

由表3可知，5種甘薯面條的TPA參數中咀嚼性、黏性、硬度和彈性等指標的變異系數較大，說明不同甘薯面條的品質差異較大；5種甘薯面條的剪切應力之間存在顯著性差異，而拉伸強度之間無顯著變化。紫薯1356品種制作的面條感官評分最高，阜薯24品種制作的面條感官評分最低；紫薯1356面條的TPA在整體數值上較大，剪切應力適中，面條軟硬適中，感官評分高，而阜薯24面條的TPA在整體數值上較小，剪切應力較小，面條較軟，面條感官評分較低。從甘薯面條的綜合品質上評價可知，紫薯1356面條品質最好，豫薯13和漯薯11面條品質次之，鄭紅23和阜薯24面條品質較差。

2.3 相關性分析

2.3.1甘薯淀粉理化性質與面條品質之間的相關性分析

甘薯淀粉特性與面條品質之間的相關性分析見表4。

表4 甘薯淀粉特性與面條品質之間的相關性

由表4可知，甘薯淀粉的凝沉性與面條的黏性呈現極顯著的負相關(P<0.01)，與面條感官評分呈極顯著的正相關(P<0.01)；直鏈淀粉與剪切應力和蒸煮損失率呈極顯著的正相關(P<0.01)。甘薯淀粉的凝沉性和直鏈淀粉含量對面條品質影響很大，按顯著程度(P值大小)依次是：直鏈淀粉、凝沉性。這意味著從淀粉的凝沉性和直鏈淀粉含量等物理指標能預測面條的品質特性。當直鏈淀粉含量高時，淀粉糊的黏度低，且直鏈淀粉易從面筋網絡結構中溶出，易脫落到面湯中，所以面條蒸煮損失率有所升高；而隨著支鏈淀粉含量增多，面條的蒸煮損失率有下降的趨勢，這可能是因為支鏈淀粉含量高時，淀粉糊的黏度較大，使得淀粉不易脫落到面湯中的緣故[24]。

2.3.2甘薯淀粉RVA參數與面條品質之間的相關性分析

從表4可知，甘薯淀粉的谷值黏度和最終黏度與甘薯面條的彈性呈顯著負相關(P<0.05)；衰減值與感官評分之間呈極顯著的正相關(P<0.01)，與面條硬度呈顯著負相關(P<0.05)；糊化溫度與面條的蒸煮損失率之間呈極顯著負相關(P<0.05)；而峰值時間和峰值黏度與面條品質之間沒有相關性。這說明淀粉RVA參數對面條品質的影響很大，按顯著程度的大小(P值大小)依次是：糊化溫度、衰減值、谷值黏度、最終黏度。這意味著淀粉糊化特征值可以預測面條的品質。RVA參數中有4個與面條品質呈顯著或極顯著相關性，說明RVA參數能夠較好的反應甘薯面條品質。

通過相關性分析可以得出，甘薯淀粉的糊化特性與面條品質密切相關。甘薯淀粉的衰減值、谷值黏度、直鏈淀粉、凝沉性和糊化溫度等品質指標決定了甘薯面條的品質，是可以綜合反映其所制面條品質的重要指標，因此，可以通過改變甘薯淀粉特性來改善甘薯面條的品質。

3 結論

(1)5種甘薯原料所制的面條中，紫薯1356面條品質優于其他4個品種的面條。

(2)甘薯淀粉的理化性質對面條品質影響很大，按顯著程度(P值大小)依次是：直鏈淀粉含量、凝沉性。

(3)淀粉的糊化特性指標與面條品質之間存在顯著相關性，按顯著程度的大小(P值大小)依次是：糊化溫度、衰減值、谷值黏度、最終黏度。淀粉糊化特性可作為判斷其面條品質的重要指標，可以通過改變淀粉特性來改善面條品質。