不同添加劑對菱角粉條品質(zhì)特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響

李麗，曾令婉瑩，金嘉奇，張儒杰，夏志楷

1. 武昌工學(xué)院（武漢 430065）；2. 武漢輕工大學(xué)（武漢 430023）

粉條是由淀粉制成的線狀食品，是我國傳統(tǒng)的食品之一，因其口感筋道、滑爽，色澤米白有光澤而深受人們歡迎。制作原料主要包括3類：豆類淀粉、薯類淀粉和谷物類淀粉。豆類淀粉中直鏈淀粉的含量普遍較高，較為適合制作粉條[1-2]。而菱角淀粉屬于水生蔬菜的一種，雖然含有一定量的直鏈淀粉，但含量不如某些豆類和薯類高，可用于制作粉條，但彈韌性有待于進(jìn)一步提高。

關(guān)于粉條生產(chǎn)及品質(zhì)改良研究，主要有3個研究方向，一是從富含淀粉的特殊原料中分離提取淀粉，嘗試制備具有不同營養(yǎng)特點(diǎn)的高品質(zhì)粉條，除了通常的豆類、薯類、谷物類農(nóng)作物外，也有見蓮藕、菱角等水生蔬菜原料的報道；二是用復(fù)配粉取代單一淀粉生產(chǎn)粉條，復(fù)配粉利用不同特性淀粉的營養(yǎng)互補(bǔ)原則，彌補(bǔ)單一淀粉營養(yǎng)特點(diǎn)的局限，所制備的粉條營養(yǎng)更全面；三是通過添加改良劑，改善粉條的色、香、味、質(zhì)地等特性，最多的是乳化劑類、增稠劑和穩(wěn)定劑類，既有單一使用也有復(fù)配使用[3-5]。

試驗以菱角淀粉為原料，以玉米淀粉為輔料，采用特定的工序制備菱角粉條，在制備過程中，采用海藻酸鈉、焦磷酸鈉及硬脂酰乳酸鈉3種添加劑對粉條的品質(zhì)進(jìn)行改良，通過設(shè)計單因素和正交試驗，確定3種添加劑的最佳配方，旨在為菱角粉條的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菱角淀粉（實驗室自制）；海藻酸鈉（食品級，南京納滿生物科技有限公司）；硬脂酰乳酸鈉（食品級，南京納滿生物科技有限公司）；焦磷酸鈉（食品級，河南恩苗食品有限公司）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

顯恒溫水浴鍋（HH-2型，常州國華電器有限公司）；電子天平（JA1001型，上海滬析實業(yè)有限公司）；便攜式手動壓面器（永康市益海順工貿(mào)有限公司）；電爐（DK-98-Ⅱ型，天津市泰斯特儀器有限公司）。

1.3 菱角粉條品質(zhì)改良工藝流程

1.3.1 工藝流程

加熱水?dāng)嚢杈鶆颉Ｔ逅徕c↓ 菱角淀粉、硬脂酰乳酸鈉、焦磷酸鈉→混合→調(diào)漿→淀粉糊化→和粉成團(tuán)→擠壓出條→沸水煮條→冷卻（置于冷水）→瀝干水分→成型→濕粉條（成品）

1.3.2 工藝操作要點(diǎn)1) 稱取淀粉，將10%原料淀粉加入不同比例的品質(zhì)改良劑，充分?jǐn)嚢杈鶆騻溆谩?) 量取熱蒸餾水（40 ℃）于燒杯中（芡糊用粉∶水=1∶8），加入海藻酸鈉，攪拌至溶解，再加入上述淀粉、改良劑混合物，充分?jǐn)嚢瑁s3 min，使淀粉均勻溶于水中，無顆粒凝塊。3) 將充分混勻的淀粉漿液，置于電爐上加熱，并不停攪拌。加熱約至5 min，待燒杯內(nèi)的淀粉完全糊化形成半透明狀潔白的半固體態(tài)，取下燒杯。4) 快速取出芡糊于剩余的淀粉中，用力揉搓。揉搓要均勻至粉團(tuán)內(nèi)無任何顆粒和氣泡，此時粉團(tuán)光滑且有彈性，醒發(fā)片刻。5) 將和好的粉團(tuán)放于手動壓面器中，快速擠壓于沸水中，沸水中熟1 min后，高溫定型使粉條浮起，撈出快速置于冷水中降溫冷卻3 min。注意壓面器出粉口與沸水距離要合適，使粉條不會因自身重力作用而粗細(xì)不均。6) 瀝干水分，得到濕粉條。

1.4 菱角粉條品質(zhì)改良的單因素試驗

1.4.1 海藻酸鈉添加量對菱角粉條品質(zhì)的影響

按照上述1.3的生產(chǎn)工藝制備菱角粉條，海藻酸鈉添加量分別為樣品總量的0，0.2%，0.4%，0.6%和0.8%，其他材料添加量為硬脂酰乳酸鈉0.1%，焦磷酸鈉0.4%。以感官評價為衡量指標(biāo)，考察海藻酸鈉添加量對菱角粉條品質(zhì)的影響。

1.4.2 硬脂酰乳酸鈉添加量對菱角粉條品質(zhì)的影響

按照上述1.3的生產(chǎn)工藝制備菱角粉條，硬脂酰乳酸鈉添加量分別為樣品總量的0，0.05%，0.10%，0.15%和0.20%，其他材料添加量為海藻酸鈉0.4%，焦磷酸鈉0.4%。以感官評價為衡量指標(biāo)，考察硬脂酰乳酸鈉添加量對菱角粉條品質(zhì)的影響。

1.4.3 焦磷酸鈉添加量對菱角粉條品質(zhì)的影響

按照上述1.3的生產(chǎn)工藝制備菱角粉條，焦磷酸鈉添加量分別為樣品總量的0，0.1%，0.2%，0.3%和0.4%，其他材料添加量為海藻酸鈉0.4%。硬脂酰乳酸鈉0.1%。以感官評價為衡量指標(biāo)，考察焦磷酸鈉添加量對菱角粉條品質(zhì)的影響。

1.5 菱角粉條品質(zhì)改良的正交試驗設(shè)計

在確定菱角粉條能夠成型的條件的基礎(chǔ)上，以3個單因素的試驗結(jié)果為參考，從各種添加劑的添加量中選取一個適宜區(qū)間，設(shè)置3個水平，以海藻酸鈉添加量、硬脂酰乳酸鈉添加量、焦磷酸鈉添加量為因素，以菱角粉條的感官品質(zhì)為評價指標(biāo)，設(shè)計L9(34)正交試驗，其中正交試驗設(shè)計的因素水平表見表1所示。

表1 正交試驗設(shè)計因素水平表 單位：%

1.6 菱角粉條感官質(zhì)量評價方法

感官評定是分別對產(chǎn)品的色澤、組織、形態(tài)、口感、滋味5個方面進(jìn)行感官評價。感官評分采用百分制進(jìn)行評分，由10名與食品專業(yè)的相關(guān)人員（男生女生各5名）組成評定小組，對菱角粉條進(jìn)行綜合評分，滿分100分，每個樣品去掉最高分與最低分，取其平均值作為綜合評分。單個指標(biāo)評分以16～20分為優(yōu)，10～15分為中，1～9分為差。綜合評分60分以上為可接受食用。評定方法參照GB/T 23587—2009和趙萌等[14]的評定標(biāo)準(zhǔn)稍有改動，具體評分細(xì)則見表2。

表2 菱角粉條評分細(xì)則

1.7 菱角粉條微觀結(jié)構(gòu)的測定

1.7.1 樣品準(zhǔn)備

分別選取改良組和空白對照組的濕粉條（瀝干表面水分），至于冷凍干燥盤中，預(yù)冷凍12 h左右。取出預(yù)冷凍樣品，置于冷凍干燥機(jī)中，冷凍干燥48 h。冷凍干燥結(jié)束后，取出樣品，用研缽反復(fù)研磨，過100目篩，過篩后的樣品分別置于密封袋中密封，放入干燥器保存?zhèn)溆肹6]。

1.7.2 掃描電鏡觀察

取一個干凈的載物盤，在載物盤上粘一塊三角形導(dǎo)電膠作為起始標(biāo)記，均勻粘2個方形導(dǎo)電膠（高金梅，2017）；揭開第一個膠帶，取一小勺改良組樣品，將樣品按壓黏附在膠帶上，按緊，用洗耳球吹掉多余的粉末；按照順序重復(fù)上述步驟黏好空白組樣品，記錄順序。將準(zhǔn)備好的黏有樣品的載物盤進(jìn)行鍍金，選用S-43000型掃描電子顯微鏡（SEM），掃描電壓15 kV，選擇不同的放大倍數(shù)（500，1 000和5 000倍），轉(zhuǎn)換視野進(jìn)行觀察，輸出圖譜。

1.8 試驗數(shù)據(jù)處理

品質(zhì)改良單因素和正交試驗的數(shù)據(jù)，主要采用Microsoft·Excel軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；微觀結(jié)構(gòu)的圖片式從5張組圖中選擇1張最有代表性的圖片。

2 結(jié)果與分析

2.1 海藻酸鈉對菱角粉條感官品質(zhì)的影響

由圖1可知：海藻酸鈉添加量0～0.4%范圍內(nèi)時，菱角粉條評分逐漸增加，添加量0.4%時，樣品的綜合評分最高，為83分；原因可能是海藻酸鈉作為一種親水膠體，其親水基團(tuán)可以與菱角淀粉分子通過水合作用形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有極強(qiáng)的增稠作用，它可使菱角粉條結(jié)構(gòu)變得緊密，彈韌性增強(qiáng)[7-8]；海藻酸鈉添加量0.4%～0.8%范圍內(nèi)時，菱角粉條的評分逐漸減小，原因可能是，海藻酸鈉的逐步增加，可能會與淀粉分子形成競爭，在一定程度上影響淀粉的糊化和老化，導(dǎo)致樣品的韌性和強(qiáng)度逐漸減弱，所以綜合評分反而下降。

圖1 海藻酸鈉添加量對菱角粉條感官品質(zhì)的影響趨勢圖

2.2 硬脂酰乳酸鈉對菱角粉條感官品質(zhì)的影響

由圖2可知：硬脂酰乳酸鈉添加量0～0.1%范圍內(nèi)時，菱角粉條的評分逐漸增加，添加量0.1%時，樣品的綜合評分最高，為83分；原因可能是硬脂酰乳酸鈉作為一種乳化劑，可使粉條的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)更加均勻，口感相對較好，綜合評分會有一定增加；硬脂酰乳酸鈉添加量0.1%～0.2%范圍內(nèi)時，菱角粉條的評分逐漸減小，原因可能是，硬脂酰乳酸鈉添加過多時，可和直鏈淀粉形成較多的復(fù)合物，阻礙了直鏈淀粉之間的相互纏繞和交聯(lián)，進(jìn)而影響凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，所以綜合評分反而下降。

圖2 硬脂酰乳酸鈉添加量對菱角粉條感官品質(zhì)的影響趨勢圖

2.3 焦磷酸鈉對菱角粉條感官品質(zhì)的影響

由圖3可知：焦磷酸鈉添加量0～0.4%范圍內(nèi)時，菱角粉條的評分逐漸增加，添加量0.4%時，樣品的綜合評分最高，為83分；原因可能有焦磷酸鈉可增強(qiáng)淀粉的黏著性和吸水性，利于體系的吸水膨脹，促進(jìn)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時也有助于淀粉的回生；同時，焦磷酸鈉對粉條的斷條率影響也較大，隨著焦磷酸鈉添加量的增大，粉條的斷條率下降，但添加過多時，會對樣品的色澤和口感產(chǎn)生一定影響。

圖3 焦磷酸鈉添加量對菱角粉條感官品質(zhì)的影響趨勢圖

2.4 菱角粉條品質(zhì)改良的正交試驗結(jié)果與分析

從表3的極差分析結(jié)果可知，極差最大的為C因素，其次為A因素和B因素，故因素的主次順序為C＞A＞B，即焦磷酸鈉添加量＞海藻酸鈉添加量＞硬脂酰乳酸鈉添加量。試驗的評定標(biāo)準(zhǔn)為感官品質(zhì)的綜合評分，因此評分越高，表征感官品質(zhì)越好，所以應(yīng)選取評分較高的水平，從k值的大小，可得出最佳的因素水平為A3B2C2，而正交試驗中綜合評分最高的組合為A3B3C2，由于最佳組合A3C2B2并不包含正交試驗表中的9組試驗方案之中，因此，需要對最優(yōu)方案進(jìn)行驗證。

表3 正交試驗結(jié)果分析表

選用最佳條件為A3B2C2，生產(chǎn)菱角粉條進(jìn)行驗證性試驗，并根據(jù)1.6所述的方法進(jìn)行評分，得出其綜合評分為91分，高于A3B3C2組的評分88，因此最優(yōu)方案為A3B2C2，即海藻酸鈉添加量0.5%、焦磷酸鈉添加量0.4%、硬脂酰乳酸鈉添加量0.1%。

2.5 正交試驗結(jié)果的方差分析

從表4可知，A（海藻酸鈉）、B（硬脂酰乳酸鈉）、C（焦磷酸鈉）3個因素都對菱角粉條的品質(zhì)有顯著性影響，且影響的順序是C＞A＞B，即焦磷酸鈉的影響最大，其次是海藻酸鈉，影響最小的是硬脂酰乳酸鈉；因此在實際生產(chǎn)中，應(yīng)注意控制好各種添加劑的用量。

表4 方差分析表

2.6 菱角粉條的微觀結(jié)構(gòu)及分析

由圖4和圖5可知，對于空白對照組而言，樣品在放大500和1 000倍時，可見明顯的網(wǎng)狀晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較為勻稱、孔洞分布基本均勻，表面較為粗糙；對于改良組而言，樣品放大500倍時，亦呈現(xiàn)清晰的網(wǎng)狀晶體結(jié)構(gòu)，放大至1 000倍時，樣品呈現(xiàn)明顯的片層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對緊實，表面光滑度增加。由此可以推斷，樣品經(jīng)改良后，其彈韌性會有一定改善。

圖4 空白組電鏡觀察

圖5 改良組電鏡觀察

3 結(jié)語

試驗結(jié)果表明，海藻酸鈉添加量0.5%、硬脂酰乳酸鈉添加量0.1%、焦磷酸鈉添加量0.4%時，所制備的菱角粉條評分最高（91分）。電鏡試驗結(jié)果表明，與空白對照組相比，改良組呈現(xiàn)明顯的片層晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對緊實，表面光滑度增加。按照試驗確立的最佳配方及工藝，所制備的粉條色澤米白，有菱角風(fēng)味、半透明，表面光潔、結(jié)構(gòu)均勻、口感細(xì)膩且富有彈性。用菱角淀粉制備菱角粉條，不僅可以拓展傳統(tǒng)粉條的花色品種，同時也能進(jìn)一步拓寬菱角的開發(fā)利用領(lǐng)域，進(jìn)而提升水產(chǎn)作物的附加值，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場前景。