木糖醇對(duì)糯米粉理化性質(zhì)及湯圓品質(zhì)的影響

張 寧，徐麗娜，王 展,2，沈汪洋,2，楊國(guó)燕,2,3,*

（1.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢 430048；2.湖北省校企共建谷物及副產(chǎn)物利用研發(fā)中心，湖北武漢 430048；3.大宗糧油精深加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430048）

糯米作為我國(guó)主要的糧食作物之一，富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、鈣、磷、鐵以及維生素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。糯米粉粉質(zhì)均勻細(xì)膩，被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)糕點(diǎn)的制作[1]。由于糯米粉中幾乎完全是支鏈淀粉，直鏈淀粉含量較少，導(dǎo)致其保水能力較弱，無(wú)延展性，顯著影響糯米制品的加工以及感官品質(zhì)[2]。因此，包括糯米制品在內(nèi)的一些淀粉基食品中常使用糖類為添加劑，以通過(guò)影響淀粉的糊化和回生特性來(lái)優(yōu)化加工工藝及理化性質(zhì)[3]。張瑜等[4]研究發(fā)現(xiàn)在海藻糖和糯米粉復(fù)合體系中，隨海藻糖添加量的增加，糯米粉糊化溫度升高，糊化黏度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。馬紅靜[5]研究表明添加小分子糖的糯米淀粉糊化焓值增大，老化作用受到抑制。但是目前糖醇類對(duì)糯米粉理化性質(zhì)的研究較少。

木糖醇（Xylitol）是一種五羥基多元醇，分子式為C5H12O5，分子量為152.15，常態(tài)下為白色結(jié)晶，易溶于水，具有保水性，熱穩(wěn)定性好，理化性質(zhì)與蔗糖最為相似，甜度和蔗糖相同但熱量低于蔗糖[6]。木糖醇因其特殊的理化性質(zhì)和生理功能，在食品加工中被廣泛應(yīng)用。木糖醇的添加既不增加血糖值，也可以在一定程度上延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期[7]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于添加木糖醇對(duì)淀粉理化指標(biāo)的影響也有許多研究。邢燕等[8]研究木糖醇對(duì)小麥淀粉糊化性質(zhì)和回生特性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著木糖醇添加量增加，小麥淀粉糊化溫度升高，峰值黏度、回生值增加，木糖醇促進(jìn)了小麥淀粉的老化。Baek 等[9]研究木糖醇、山梨糖醇等對(duì)于玉米淀粉凝膠熱力學(xué)穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明，糖醇延遲了淀粉的糊化，促進(jìn)了支鏈淀粉的重結(jié)晶。Allan 等[10]、Xing 等[11]用差示掃描量熱儀分析糖和糖醇對(duì)淀粉糊化溫度的影響，發(fā)現(xiàn)木糖醇、麥芽糖醇、葡萄糖等甜味劑均能提高淀粉糊的糊化溫度。目前關(guān)于木糖醇對(duì)糯米粉理化性質(zhì)影響的研究未見(jiàn)報(bào)道。

因此，本實(shí)驗(yàn)將木糖醇以不同添加量加入到糯米粉中，通過(guò)探究木糖醇的加入對(duì)糯米粉糊化特性、熱力學(xué)特性、凝膠質(zhì)構(gòu)、流變學(xué)特性、消化特性等性質(zhì)以及對(duì)湯圓品質(zhì)的影響，以期更全面地了解木糖醇對(duì)糯米粉理化性質(zhì)的影響規(guī)律，為木糖醇改善糯米粉品質(zhì)以及糯米粉產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供相應(yīng)理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糯米粉（淀粉74.8%，水分12.2%，蛋白質(zhì)8.1%，灰分0.4%，粗脂肪0.8%） 益海嘉里金龍魚(yú)有限公司；木糖醇 山東福田藥業(yè)有限公司；豬胰α-淀粉酶（10 U/mg） 美國(guó)Sigma 公司；糖化酶（10 萬(wàn)U/mL）上海源葉生物科技有限公司；3,5-二硝基水楊酸（DNS） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；淀粉總量檢測(cè)試劑盒 愛(ài)爾蘭Megazyme 公司。

RVA 快速黏度測(cè)定儀 澳大利亞Newport Scientific 有限公司；DSC Q2000 差示掃描量熱儀美國(guó)TA 公司；TMS-Pro 物性測(cè)定儀 美國(guó)FTC 公司；Kinexus pro+旋轉(zhuǎn)流變儀 英國(guó)馬爾文儀器公司；Frontier 傅里葉紅外光譜儀 鉑金埃爾默有限公司；Alpha 1-4 LSCbasic CHRIST 冷凍干燥機(jī) 北京博勱行儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 木糖醇-糯米粉共混體系的制備 稱取10 g糯米粉，加入裝有20 mL 去離子水的離心管中，室溫?cái)嚢杈鶆颍咎谴及凑?%、10%、15%、20%和25%的添加量（以糯米粉質(zhì)量計(jì)）加入到糯米粉溶液中，振蕩使木糖醇充分溶解，制備木糖醇-糯米粉共混體系溶液樣品。以不添加木糖醇的糯米粉為對(duì)照。

另外，按以上方法配制10%（w/w）的木糖醇-糯米粉共混體系，于沸水浴中糊化20 min，冷卻至室溫后，得到共混體系糊化樣品。將得到的糊化樣品放入冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干處理并研磨，過(guò)100 目篩，篩下物即為共混體系凍干樣品。

1.2.2 熱力學(xué)特性的測(cè)定 采用差示掃描量熱儀（Differential Scanning Calorimetry，DSC）分析共混體系熱穩(wěn)定性，準(zhǔn)確稱取10 mg 由1.2.1 制備的木糖醇-糯米粉共混體系溶液樣品于鋁盒內(nèi)，于4 ℃冰箱中過(guò)夜放置24 h，測(cè)試前回溫1 h，升溫速率10 ℃/min，溫度范圍20～100 ℃[12]。

1.2.3 糊化特性的測(cè)定 取1.2.1 制備的10%（w/w）的木糖醇-糯米粉共混體系溶液樣品，參照GB/T 24853-2010 的測(cè)試方法，使用RVA 進(jìn)行黏度測(cè)定，設(shè)置程序如下：以960 r/min 的速度在35 ℃下保持1 min；降速到160 r/min 并保持恒定，以5 ℃/min的速率升溫至95 ℃，95 ℃下保持10 min；隨后以5 ℃/min 的速率降溫至50 ℃，50 ℃下保溫10 min。

1.2.4 凝膠質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 將1.2.1 制備的共混體系糊化樣品置于樣品盒中（內(nèi)徑2 cm，高度3 cm），在4 ℃冷藏24 h 后形成凝膠樣品，采用物性測(cè)定儀分析其質(zhì)構(gòu)特性。測(cè)試條件：TPA 模式，探頭P/0.5，測(cè)試前速率1.0 mm/s、測(cè)試中速率1.0 mm/s、測(cè)試后速率1.0 mm/s，觸發(fā)力0.05 N，形變量50%[13]。

1.2.5 流變學(xué)特性的測(cè)定 將1.2.1 制備的共混體系糊化樣品轉(zhuǎn)移至40 mm 的平板夾具上，測(cè)試間距為1.0 mm，25 ℃條件下進(jìn)行振幅掃描檢測(cè)線性粘彈區(qū)，最終確定應(yīng)變力為1%。Flow Ramp 模式，測(cè)定木糖醇-糯米粉共混體系的表觀黏度和剪切應(yīng)力隨剪切速率（0～100 s-1）的變化關(guān)系并根據(jù)公式（1）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。

式中：τ表示剪切應(yīng)力，Pa；K 表示稠度系數(shù)；γ表示剪切速率，s-1；n 表示流體指數(shù)

1.2.6 分子短程有序度表征 稱取1.2.1 制備的共混體系凍干粉末與純溴化鉀按質(zhì)量比1:200 進(jìn)行混合，置于瑪瑙研缽中研磨約5 min，并用真空壓片機(jī)壓片，進(jìn)行傅里葉紅外光譜儀掃描測(cè)定。測(cè)定參數(shù)：掃描波數(shù)范圍400～4000 cm-1，分辨率4 cm-1。用OMNIC 分析軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行傅里葉自去卷積處理，分析短程有序度[14]。

1.2.7 消化特性的測(cè)定 參考Englyst 等[15]方法，稱取200 mg 經(jīng)1.2.1 制備的共混體系凍干粉末分散于15 mL 0.2 mol/L 醋酸鈉緩沖液（pH5.2）中，并在37 ℃恒溫水浴中孵育10 min。之后加入10 mL 消化酶溶液（含290 U 豬胰α-淀粉酶和1500 U 糖化酶），以160 r/min 攪拌下37 ℃孵育。當(dāng)水解20 和120 min 后分別取出0.5 mL 消化液，并置于沸水浴中15 min 以徹底滅酶。將消化液以8000 r/min 離心10 min，取上清液用DNS 法進(jìn)行葡萄糖含量測(cè)定。樣品中總淀粉含量采用Megazyme 淀粉總量檢測(cè)試劑盒測(cè)定。快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）的含量按以下公式（2）～（4）計(jì)算：

式中：G20和G120分別表示20 和120 min 內(nèi)釋放的葡萄糖含量，mg；FG 表示淀粉中游離葡萄糖含量，mg；0.9 為葡萄糖換算為淀粉的系數(shù)；TS 指樣品中總淀粉的含量，mg。

1.2.8 湯圓的制作 稱取50 g 糯米粉，將木糖醇分別按照糯米粉的0%、5%、10%、15%、20%和25%（w/w，以干基計(jì)）加入40.0 g 冷水中，充分溶解后加入糯米粉中，和面攪拌均勻成團(tuán)后準(zhǔn)確稱取3 g 粉團(tuán)，手工搓圓成型，速凍后放入-18 ℃冰箱，冷凍保藏5 d[16]。

1.2.9 湯圓凍藏水分損失率的測(cè)定 準(zhǔn)確測(cè)定湯圓凍藏前后的質(zhì)量，水分損失率[16]的計(jì)算公式（5）如下：

式中，M1為凍藏前速凍湯圓的質(zhì)量，g；M2為凍藏后速凍湯圓的質(zhì)量，g。

1.2.10 湯圓湯汁透過(guò)率的測(cè)定 取6 個(gè)凍藏后的不同木糖醇添加量的湯圓，放入盛有300 mL 沸水的鍋中加蓋煮制3 min，再開(kāi)蓋繼續(xù)煮制2 min 后撈出。將湯汁倒入燒杯中，室溫下冷卻后，加入去離子水至500 mL。用紫外分光光度計(jì)于620 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定湯汁透過(guò)率，去離子水為空白對(duì)照[17]。

1.2.11 湯圓質(zhì)構(gòu)特性的分析 用物性測(cè)定儀測(cè)定煮制后的湯圓。測(cè)試條件：選用P/50 探頭，測(cè)前速度為1 mm/s，測(cè)試速度為1 mm/s，測(cè)后速度為1 mm/s，形變量50%，探頭壓縮部位為湯圓的中心部位[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 9.2 軟件繪圖，SPSS 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，P＜0.05，差異顯著。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均以3 次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 木糖醇添加量對(duì)糯米粉熱力學(xué)特性的影響

淀粉糊化需要消耗熱量，因此利用DSC 測(cè)定糯米粉糊化時(shí)的溫度和熱焓值變化。木糖醇添加量對(duì)糯米粉熱力學(xué)特性的影響如表1 所示。未添加木糖醇的糯米粉的糊化溫度范圍為61.63～69.07 ℃，隨木糖醇添加量的增加，糯米粉的起始糊化溫度和終止溫度均逐漸升高，峰值溫度由原來(lái)的66.41 ℃增加到71.85 ℃。木糖醇-糯米粉共混體系的糊化溫度升高，可能是由于在淀粉顆粒的無(wú)定形區(qū)域中，糖醇和淀粉鏈之間形成了穩(wěn)定的氫鍵，糖醇與糯米粉顆粒之間競(jìng)爭(zhēng)水分，降低了糯米粉分子在糊化過(guò)程中與水分子的結(jié)合能力，抑制了糯米粉的膨脹，阻礙了糊化過(guò)程，導(dǎo)致淀粉糊化溫度升高[18]。

表1 木糖醇添加量對(duì)糯米粉熱力學(xué)特性的影響Table 1 Effect of addition of xylitol on thermodynamic properties of glutinous rice flour

糯米粉的糊化焓值隨木糖醇添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在添加量為15%時(shí)，糊化焓值達(dá)到最大值。原因可能是糖醇與糯米粉相互作用時(shí)，一部分木糖醇隨水滲透到糯米粉顆粒內(nèi)的無(wú)定形區(qū)域與其形成較穩(wěn)定的復(fù)合物，并破壞控制支鏈淀粉雙螺旋的氫鍵，使糯米粉在糊化過(guò)程中需要更多的能量[19]；而當(dāng)糖醇添加量過(guò)高時(shí)，淀粉顆粒外部可利用的自由水含量降低，造成淀粉未糊化完全，因而糊化所需能量減少[20]。

2.2 木糖醇添加量對(duì)糯米粉糊化特性的影響

淀粉的糊化性能主要與淀粉顆粒的溶脹和破裂有關(guān)[21]。利用快速黏度儀分析木糖醇-糯米粉共混體系在加熱和冷卻過(guò)程中黏度的變化。如表2 所示，隨木糖醇添加量的增加，體系的峰值黏度和終值黏度逐漸增加，谷值黏度和崩解值無(wú)顯著差異（P＞0.05），說(shuō)明木糖醇的添加對(duì)糯米粉整體黏度影響不大。這與南沖等[22]的研究結(jié)果相似。

表2 木糖醇添加量對(duì)糯米粉黏度的影響Table 2 Effect of addition of xylitol on viscosity of glutinous rice flour

淀粉糊冷卻期間黏度上升越快，越容易發(fā)生短期回生，回生值為終值黏度與谷值黏度的差值，反映了淀粉短期回生程度。當(dāng)木糖醇添加量為10%時(shí)，共混體系的回生值最低，表明其回生抑制效果最好。這可能是因?yàn)槟咎谴嫉拇嬖谧璧K淀粉與淀粉間氫鍵的形成，減弱了糯米粉分子的聚集程度，抑制糯米粉分子的重排，從而對(duì)淀粉的短期回生有一定的延緩作用[23]。添加15%～25%木糖醇時(shí)，回生值逐漸增大。原因可能是高濃度木糖醇分散于體系中，導(dǎo)致淀粉顆粒周圍可用水減少，木糖醇分子在糯米粉顆粒周圍形成水合層，增加了游離出來(lái)的直鏈淀粉濃度，增強(qiáng)淀粉鏈間的相互作用，促進(jìn)淀粉發(fā)生短期回生[24]。

2.3 木糖醇添加量對(duì)糯米粉凝膠質(zhì)構(gòu)的影響

糊化后的糯米粉經(jīng)4 ℃冷藏24 h 后會(huì)形成具有一定彈性和強(qiáng)度的半透明凝膠。淀粉凝膠是亞穩(wěn)態(tài)和非平衡體系，凝膠的質(zhì)地特性主要受短期直鏈淀粉凝膠化的影響，其特性對(duì)凝膠體的加工、成型以及淀粉基食品的感官品質(zhì)具有較大的影響[25]。糯米粉中主要是支鏈淀粉，直鏈淀粉含量較少。由表3 可知，木糖醇的添加對(duì)糯米粉凝膠質(zhì)構(gòu)有顯著影響（P＜0.05）。在添加量為10%時(shí)，與對(duì)照相比，共混體系的凝膠硬度降低了16.11%、膠黏性降低了15.75%以及彈性降低了3.48%，內(nèi)聚性達(dá)到最大值。因此，添加10%的木糖醇能夠降低凝膠硬度，減少淀粉回生程度。之后隨添加量的增加，體系的凝膠硬度增大，膠黏性和彈性也表現(xiàn)出相似的變化規(guī)律。這些變化可能是因?yàn)槟咎谴己幸欢〝?shù)量的羥基，加強(qiáng)了淀粉鏈、糖醇和水之間的聯(lián)系，隨著木糖醇添加量的增加，促進(jìn)了糯米粉分子的聚集，形成牢固的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使凝膠強(qiáng)度增加[26]。當(dāng)木糖醇添加量為25%時(shí)，體系的相對(duì)凝膠結(jié)構(gòu)減弱。原因可能是木糖醇在糯米粉分子間締合和形成凝膠結(jié)構(gòu)方面受羥基含量以及相容性的影響，較高的木糖醇濃度減弱了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[27]。

表3 木糖醇添加量對(duì)糯米粉凝膠質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effect of addition of xylitol on gel texture of glutinous rice flour

2.4 木糖醇添加量對(duì)糯米粉流變特性的影響

圖1 表示加入不同添加量的木糖醇經(jīng)糊化后的共混體系在不同剪切速率下表觀黏度的變化情況。由圖可知，所有樣品均隨著剪切速率的升高，黏度逐漸下降，繼而趨于平緩，說(shuō)明所有樣品具有假塑性流體黏度和剪切速率變化關(guān)系特征[28]。在低剪切速率下，與對(duì)照組相比，共混體系黏度增加且具有相對(duì)弱的流動(dòng)特性。這可能是由于隨著木糖醇的添加，糖醇和糯米粉之間形成氫鍵并與糯米粉競(jìng)爭(zhēng)水分子，抑制了淀粉鏈的運(yùn)動(dòng)，從而增加了共混體系的表觀粘度。此現(xiàn)象與RVA 測(cè)定的黏度變化規(guī)律基本一致。另外，如圖2 所示，對(duì)照以及木糖醇-糯米粉共混體系的剪切應(yīng)力隨著剪切速率的增加而增大。在相同剪切速率下，木糖醇-糯米粉共混體系的剪切應(yīng)力比對(duì)照的剪切應(yīng)力小，且隨木糖醇添加量的增加逐漸降低。原因可能是當(dāng)共混體系受到剪切作用時(shí)，淀粉分子間氫鍵斷裂，凝膠結(jié)構(gòu)被破壞，淀粉回生程度減弱，因此，在高剪切速率下，樣品具有相對(duì)較差的耐剪切能力[29]。

圖1 木糖醇添加量對(duì)糯米粉表觀黏度的影響Fig.1 Effect of addition of xylitol on apparent viscosity of glutinous rice flour

圖2 木糖醇添加量對(duì)糯米粉剪切應(yīng)力的影響Fig.2 Effect of addition of xylitol on stress in shear of glutinous rice flour

為進(jìn)一步分析共混體系剪切行為，采用冪律方程進(jìn)行擬合，計(jì)算得到相應(yīng)的流變學(xué)參數(shù)，包括稠度系數(shù)（K）、流動(dòng)特征指數(shù)（n）和決定系數(shù)（R2），擬合后的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表4。決定系數(shù)R2均大于0.95（R2=0.953～0.993），表明木糖醇-糯米粉共混體系的靜態(tài)流變學(xué)特性符合冪律模型。K 值是稠度系數(shù)，K 值越大，表明樣品越黏稠[30]。對(duì)照組的K 值最大為89.95，共混體系K 值均小于對(duì)照組，說(shuō)明添加木糖醇的體系對(duì)流動(dòng)和剪切應(yīng)力的抵抗能力減弱，在一定剪切速率下木糖醇使體系稠度降低，原因可能是在共混體系中，木糖醇的存在阻礙淀粉與淀粉間氫鍵的形成，減弱了淀粉分子的聚集程度，抑制了淀粉分子的重排[31]。糯米粉以及共混體系的流體特征指數(shù)n 均小于l，范圍在0.20～0.23 之間，說(shuō)明所有樣品均表現(xiàn)出剪切稀化現(xiàn)象[32]。剪切稀化實(shí)質(zhì)是相互纏繞的淀粉分子鏈在剪切力的作用下重新排列的過(guò)程[33]。流體指數(shù)n 越小，假塑性越強(qiáng)。添加木糖醇后的糯米粉的流體指數(shù)均小于對(duì)照組，體系剪切稀化程度增加，表明添加木糖醇增強(qiáng)了體系的假塑性行為。木糖醇的添加量為25%時(shí)，n 值最小，表明共混體系在此添加量下具有較高的凝膠穩(wěn)定性，傾向于形成更高的順向伸展?fàn)顟B(tài)，更穩(wěn)定的膠態(tài)體系[34]。

表4 木糖醇-糯米粉共混體系靜態(tài)流變曲線擬合參數(shù)Table 4 Static rheological curve fitting parameters of xylitolglutinous rice flour blend system

2.5 木糖醇添加量對(duì)糯米粉分子短程有序度的影響

圖3A 表示對(duì)照組、木糖醇以及木糖醇-糯米粉共混體系在400～4000 cm-1處的紅外光譜圖。如圖所示，添加木糖醇的共混體系的紅外吸收峰形狀和位置與糯米粉基本相似，添加木糖醇后未出現(xiàn)新的特征吸收峰，說(shuō)明木糖醇的加入并未和糯米粉形成新的基團(tuán)。樣品在3000～3700 cm-1范圍內(nèi)形成一個(gè)寬的吸收峰主要與O-H 伸縮振動(dòng)有關(guān)，而1633 cm-1處的吸收峰則常用來(lái)表示O-H 的彎曲振動(dòng)[35]。由圖可知，木糖醇的添加導(dǎo)致共混體系在3418 和1633 cm-1處的吸收峰強(qiáng)度均增強(qiáng)，對(duì)于高濃度木糖醇的共混體系，強(qiáng)度增加明顯，由此說(shuō)明共混體系中的作用鍵可能是氫鍵。冀曉龍等[36]研究中也報(bào)道氫鍵最有可能是非淀粉多糖與淀粉相互作用的主要作用力。

圖3 木糖醇-糯米粉共混體系的FTIR 光譜（A）及去卷積光譜（B）曲線Fig.3 FTIR spectra (A) and deconvoluted FTIR spectra (B) of xylitol-glutinous rice flour blend system

紅外光譜在900～1200 cm-1范圍內(nèi)主要與C-C和C-O 鍵的伸展有關(guān)，1047 cm-1吸收峰對(duì)應(yīng)于淀粉聚集態(tài)結(jié)構(gòu)中的有序結(jié)構(gòu)，是淀粉結(jié)晶區(qū)的結(jié)構(gòu)特征；1022 cm-1附近的吸收峰則是淀粉非結(jié)晶區(qū)的結(jié)構(gòu)特征，1047 cm-1和1022 cm-1的峰強(qiáng)度比值R 反映淀粉分子的短程有序程度，其比值越大，有序度越高[37]。圖3B 表示了共混體系在1047 cm-1和1022 cm-1處的峰強(qiáng)度比值。糯米粉的短程有序度為1.485，且隨添加量的增加，體系的1047 cm-1和1022 cm-1的比值逐漸減小，結(jié)構(gòu)越來(lái)越趨于無(wú)序。這一現(xiàn)象可能是由于糯米粉糊化后木糖醇通過(guò)氫鍵與糯米粉分子相結(jié)合，阻礙糯米粉分子鏈間或內(nèi)部的氫鍵連接，從而導(dǎo)致糯米粉顆粒內(nèi)部螺旋結(jié)構(gòu)的不規(guī)則排列或解旋，使糯米粉的短程有序度降低[38]。

2.6 木糖醇添加量對(duì)糯米粉消化特性的影響

木糖醇對(duì)糯米粉消化特性的影響結(jié)果見(jiàn)表5。淀粉顆粒表面積和內(nèi)部結(jié)構(gòu)均影響體外消化特性，糯米粉經(jīng)過(guò)完全糊化后冷凍干燥，幾乎失去結(jié)晶結(jié)構(gòu)與分子有序結(jié)構(gòu)，破損度較高，顆粒表面積較大且容易酶解。由表可知，對(duì)照組的RDS、SDS 和RS 的含量分別為62.92%、20.78%和16.30%。木糖醇的添加導(dǎo)致體系的RDS 和SDS 的含量降低，RS 含量增加，表明木糖醇能夠在一定程度上抑制糯米粉的消化，且在添加量為10%時(shí)，RS 含量達(dá)到峰值，顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。共混體系的RS 含量增加可能是由于木糖醇增加了共混體系中的羥基基團(tuán)，部分木糖醇滲透到糯米粉顆粒中通過(guò)氫鍵相互作用，另一部分在糯米粉顆粒周圍形成水合層包裹作用阻礙了消化酶與淀粉之間的接觸位點(diǎn)，從而對(duì)淀粉顆粒形成保護(hù)，抑制酶解，最終表現(xiàn)為RS 含量增加[39]。

表5 木糖醇添加量對(duì)糯米粉消化特性的影響Table 5 Effect of addition of xylitol on digestive characteristics of glutinous rice flour

2.7 木糖醇對(duì)湯圓凍藏水分損失率的影響

湯圓在冷凍過(guò)程中表面冰晶升華造成水分損失，湯圓的失水率是反映其在冷凍過(guò)程中的穩(wěn)定性的重要指標(biāo)[40]。不同木糖醇添加量的速凍湯圓水分損失率變化如圖4 所示。由圖可知，不添加木糖醇湯圓的水分損失率為2.88%，隨著木糖醇添加量的增加，速凍湯圓的水分損失率顯著下降（P＜0.05），當(dāng)木糖醇添加量為25%時(shí)，水分損失率僅為1.16%。這可能是因?yàn)槟咎谴嫉募尤朐鰪?qiáng)了體系的水合能力，對(duì)水分子束縛力變大，使湯圓內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，一定程度上可使得湯圓在冷凍過(guò)程中水分損失降低[41]。

圖4 不同木糖醇添加量湯圓的水分損失率Fig.4 Water loss rate of glutinous rice dumplings with different amount of xylitol

2.8 木糖醇對(duì)湯圓湯汁透過(guò)率的影響

湯圓湯汁透過(guò)率是指湯圓在煮制過(guò)程中糯米粉向水中逐漸溶解擴(kuò)散的程度大小，可反映湯圓的蒸煮品質(zhì)[42]。糯米粉糊化后的吸水膨脹能力越強(qiáng)，湯圓煮制后湯汁的透過(guò)率越好。添加木糖醇后湯圓湯汁透過(guò)率變化如圖5 所示，未添加木糖醇的湯圓經(jīng)煮制后，其湯汁透過(guò)率為80.85%，木糖醇的添加使湯圓蒸煮后的湯汁透過(guò)率顯著降低（P＜0.05）。這可能是由于木糖醇的加入減弱了糯米粉的吸水膨脹能力，糊化后增加了糯米粉在湯圓煮制過(guò)程中的溶出，降低了湯圓的湯汁透過(guò)率。

圖5 不同木糖醇添加量湯圓的湯汁透過(guò)率Fig.5 Soup transparency of glutinous rice dumplings with different amount of xylitol

2.9 木糖醇對(duì)湯圓質(zhì)構(gòu)的影響

為進(jìn)一步評(píng)價(jià)湯圓的品質(zhì)，對(duì)煮制后的湯圓進(jìn)行質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定，表6 是不同木糖醇添加量的湯圓的質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)。由表可知，當(dāng)木糖醇添加量從5%增加到25%時(shí)，湯圓的內(nèi)聚性沒(méi)有顯著變化（P＜0.05），但其他質(zhì)構(gòu)參數(shù)表現(xiàn)出不同的結(jié)果。隨木糖醇的添加，湯圓的硬度、彈性、回復(fù)性和咀嚼性呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)（P＜0.05）。添加10%的木糖醇制成的湯圓具有更高的硬度、彈性、回復(fù)性以及咀嚼性，即食用品質(zhì)最好，這可能是由于加入低濃度的木糖醇使湯圓的結(jié)構(gòu)更致密，咀嚼時(shí)需要消耗更多的能量。此外，由高濃度木糖醇（15%～25%）制成的湯圓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱、彈性較低以及咀嚼性較差，可能是由于木糖醇阻礙了糯米粉分子鏈間氫鍵連接，阻礙了糯米粉形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，降低了鏈間的締合度，從而使其內(nèi)部的緊密度、抗剪切和回復(fù)能力下降[43]。綜上所述，以添加10%左右的木糖醇制作的湯圓品質(zhì)良好，適合食用。

表6 不同木糖醇添加量湯圓的質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)Table 6 Texture characteristic parameters of glutinous rice dumplings with different amount of xylitol

3 結(jié)論

本文以熱力學(xué)特性、糊化特性、凝膠質(zhì)構(gòu)、流變學(xué)特性和消化特性等表征木糖醇對(duì)糯米粉性質(zhì)的影響，并以湯圓的水分損失率、湯汁透過(guò)率以及質(zhì)構(gòu)等特性分析木糖醇對(duì)糯米湯圓制品食用品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：木糖醇的添加使共混體系的糊化溫度、峰值黏度和終值黏度有所提高，體系的短程有序程度降低，體系表現(xiàn)為假塑性流體，具有剪切稀化行為。與對(duì)照組相比，木糖醇添加量為10%時(shí)，共混體系的回生值和凝膠硬度最小，體系抗性淀粉含量顯著增加（P＜0.05），表現(xiàn)出較好的抗回生性。但高濃度木糖醇（15%～25%）促進(jìn)體系發(fā)生短期回生，增加其回生值和彈性。另外，木糖醇的添加顯著降低了湯圓的凍藏水分損失率和湯汁透過(guò)率，其中添加10%的木糖醇制成的湯圓具有更高的硬度、彈性、回復(fù)性以及咀嚼性，食用品質(zhì)最好。木糖醇對(duì)糯米粉理化性質(zhì)的影響規(guī)律表明，當(dāng)木糖醇添加量為10%時(shí)，能夠減緩糯米粉的回生和增強(qiáng)抗消化特性以及制作的湯圓品質(zhì)最優(yōu)，為木糖醇改善糯米粉品質(zhì)以及糯米粉產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了相應(yīng)的理論參考。

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