復合變性淀粉在速食冷凍面條中的應用研究

李艷民，王利利，王旭東，王小軍，溫貫虹，王 博，高大偉

（甘肅豐收農業科技有限公司，甘肅 天水 741020）

速食冷凍面條是適應現代高品質、快節奏生活而產生的一種速食食品，是將面條加工成型后煮熟、冷卻，然后和料理包、高湯包、非脫水蔬菜包一起包裝后，進行速凍冷藏，能較好地保留面條原有的色、香、味和營養。雖然具有即食性、簡單方便、食用健康、口感好等特點，但長期冷藏也會對面條自身品質產生不良影響，如斷條率高、口感發硬、面條表面粗糙等問題。因此，研發一種實用性強、能提高冷凍面條的抗凍性和復水性、有效改善面條品質的復合變性淀粉十分重要。

1 材料與方法

1.1 材料

馬鈴薯淀粉，甘肅豐收農業科技有限公司提供；木薯淀粉，越南雙魚牌；蠟質玉米淀粉，張掖市昆侖淀粉有限公司提供；玉米淀粉，平涼國維淀粉有限公司提供；豌豆淀粉，煙臺旭超源食品有限公司提供；小麥淀粉，河南華信淀粉有限公司提供；三氯氧磷、三偏磷酸酯鈉、環氧丙烷、醋酸酐、己二酸等。

1.2 試驗儀器

布拉班德黏度儀、電子天平、量筒、離心管、玻璃棒、燒杯、離心機、分光光度計、水浴鍋、透明塑料杯、恒溫箱、磁力攪拌器、冰箱等。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料淀粉的選擇

適用于面條加工的原淀粉主要有食用木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、蠟質玉米淀粉、玉米淀粉、豌豆淀粉及小麥淀粉等，對其進行淀粉結構、糊液性質和成本價格的對比分析。

1.3.2 木薯醋酸酯淀粉樣品的制備

木薯淀粉配置波美度為18～23 的淀粉乳，在pH值8.5～9.0，溫度25～30 ℃密閉容器內用2%～7%醋酸酐作為酯化劑，酯化反應40 min，用質量分數為3.0%的稀鹽酸中和pH 值至6.5 左右，洗滌、脫水、烘干、粉碎、包裝。

1.3.3 木薯羥丙基淀粉樣品的制備

將木薯淀粉配置成波美度為18～23 的淀粉乳，用氫氧化鈉溶液調節pH 值至11.2～11.3，于溫度40～42 ℃條件下，用1%～10%環氧丙烷作醚化劑，醚化反應16 h 后，降溫至30 ℃以下；用3.0%的稀鹽酸中和pH 值至6.5 左右，洗滌、脫水、烘干、粉碎、包裝。

1.3.4 速食冷凍面條的制作

冷凍面條制作工藝流程：小麥粉、水、輔料→和面→熟化→復合壓延→切條→煮面→冷卻→速凍→包裝→凍藏。

具體制作工藝如下。

（1） 和面。稱取面粉100 g，去離子水35 g，食鹽添加量1%，食用堿添加量0.1%，一定量的復合變性淀粉，溶于去離子水中和面15～18 min。

（2） 熟化。將和好的面團倒入塑料袋中醒面15～18 min。

（3） 復合壓延。將面團放入壓面機進行多次復合壓延。

（4） 切條。在壓面機上進行切條，挑出不完整的面條，將面條切成約150 mm 長的短面條，備用。

（5） 煮面并冷卻。將上述生面條在沸水中煮3 min至熟，并用冷水進行冷卻。

（6） 速凍、冷藏。將冷卻好的面條放入玻璃器皿中，于-40 ℃條件下速凍30 min，然后于-18 ℃條件下冷藏2 d，取出并在開水中復熱，再進行感官評價、斷條率和溶出率的測定。

1.3.5 速食冷凍面條用復合變性淀粉的制備

將制得的木薯醋酸酯淀粉和木薯羥丙基淀粉按照7∶3 的配比混合復配，經篩分、包裝，得到速食冷凍面條用復合變性淀粉。

1.3.6 凍融析水率測定方法

稱取一定量的淀粉樣品，配成6%的淀粉乳，在沸水中加熱糊化，再冷卻至室溫，取一定量淀粉糊，倒入預先稱重的15 mL 離心管（G0） 內9 mL 左右，稱質量（G1）。加蓋置于-18～-20 ℃冰箱內冷凍，18 h后取出，室溫下自然解凍6 h，循環3 次，以轉速3 000 r/min 離心20 min，去除上清液，稱取沉淀物質量（G2），計算析水率（析水率越低，凍融穩定性越好）。

式中：G0——15 mL 離心管的質量，g；

G1——離心管與淀粉糊的總質量，g；

G2——離心后沉淀物與離心管的總質量，g。

1.3.7 乙酰基含量的測定方法

乙酰基含量的測定嚴格依據GB/T 20373—2021相關規定執行。

1.3.8 冷凍面條溶出率的測定方法

稱取10～15 g 冷凍面條不解凍，直接放入450～500 mL 沸騰的去離子水中煮1.0～1.5 min，撈出面條，并用量筒量取50 mL 蒸餾水沖淋30 s，將面條瀝水稱質量，收集煮面水及沖淋水，在鼓風干燥箱中烘至恒質量后稱質量。

溶出率的計算公式：

式中：L——溶出率，%；

m1——煮前面條質量，g；

m2——烘至恒質量后的干物質質量，g。

1.3.9 冷凍面條斷條率的測定

用可調電爐加熱盛有樣品質量50 倍沸水的1 000 mL 燒杯或鍋，保持水的微沸狀態，隨機取冷凍面條40 根，用秒表計時1 min 后，用竹筷將面條輕輕挑出，數取完整的面條根數，然后按照下列公式計算斷條率：

式中：S——熟斷條率，以數量分數計，%；

40——完整面條根數；

n——試樣面條根數。

2 結果與分析

2.1 試驗結果分析

測定馬鈴薯淀粉、食用木薯淀粉、蠟質玉米淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉和豌豆淀粉的凍融析水率。

圖1 原料淀粉凍融析水率對比

（1） 木薯淀粉中含有的直鏈淀粉少，黏彈性好，添加后可使面條有嚼勁、爽滑、表面光亮，并且木薯淀粉的凍融穩定性好、抗凍性強。

（2） 馬鈴薯淀粉雖然糊液透明度高，凍融穩定性好、糊化溫度低、淀粉膨脹力大、添加馬鈴薯淀粉的面條表面光亮、黏彈性強，且蒸煮時間明顯縮短，但馬鈴薯淀粉成本價格較高[1]。

（3） 蠟質玉米淀粉與糯米一樣不含直鏈淀粉，彈性好，添加后可使面條質地變軟，且面條不易老化[2]，但其凍融穩定性低于木薯淀粉和馬鈴薯淀粉，且蠟質玉米淀粉價格較高。

（4） 玉米淀粉、豌豆淀粉、小麥淀粉中直鏈淀粉含量多，添加到面條中會使面條質地較硬，有嚼勁，但易使面條老化，且凍融穩定性不好，糊液抗凍性差，不適合在冷凍面條中使用。

從節約生產成本和經濟效益綜合考慮，優先選用食用木薯淀粉為原料，現就其不同變性方式進行研究。

2.2 變性淀粉種類的選擇

不同變性淀粉凍融析水率和保水率比較見圖2。

圖2 不同變性淀粉凍融析水率和保水率比較

由圖2 可知，醋酸酯淀粉和羥丙基淀粉的凍融穩定性和保水性明顯優于羥丙基二淀粉磷酸酯和乙酰化二淀粉磷酸酯，所以初步篩選出醋酸酯淀粉和羥丙基淀粉為備選產品。

輸電鐵塔屬于格構式塔架結構,在風載荷或地震載荷作用下,塔架結構中的主材主要受剪力、彎矩和扭矩作用,斜材承受軸力、剪力、彎矩和扭矩,輔材主要受軸向的拉壓力.因此,建立鐵塔有限元模型時,將主材和斜材簡化成梁結構,輔材簡化成桁架結構最為合適[16].圖2所示為耐張塔的局部結構.為了與實際相吻合,塔架模型的主材和斜材使用梁單元T3D2,輔材使用桿單元B31.

2.3 確定滿足應用效果的產品性能指標

2.3.1 制品性能指標研究

通過25 組應用試驗，最終確定了冷凍面條性能測定的關鍵指標為斷條率、溶出率。

2.3.2 影響制品性能的關鍵指標研究

前期共擬定醋酸酯淀粉和羥丙基淀粉技術指標包括水分、細度、白度、pH 值、乙酰基、羥丙基和凍融穩定性共7 項，通過82 組工藝及應用試驗，最終確定了影響冷凍面條性能的變性淀粉關鍵指標為乙酰基含量和羥丙基含量。制備不同乙酰基含量的醋酸酯淀粉和不同羥丙基含量的羥丙基淀粉，并確定最優樣品的最佳乙酰基含量和羥丙基含量。

2.4 木薯醋酸酯淀粉與乙酰基含量之間的影響因素

酯化劑（醋酸酐） 用量對乙酰基含量、凍融析水率和保水率的影響見表1，乙酰基含量對醋酸酯淀粉凍融析水率和保水率的影響見圖3。

表1 酯化劑（醋酸酐） 用量對乙酰基含量、凍融析水率和保水率的影響

圖3 乙酰基含量對醋酸酯淀粉凍融析水率和保水率的影響

由表1 和圖3 可知，木薯醋酸酯淀粉的乙酰基含量隨著酯化劑用量的增加而增加，保水率也隨之增加。在酯化劑用量為6%，乙酰基含量為1.60%時，木薯醋酸酯淀粉的保水率明顯增加許多，凍融析水率也明顯降低。從節約生產成本和綜合經濟效益考慮，選擇木薯醋酸酯淀粉的最佳乙酰基含量應為1.60%。

2.5 木薯羥丙基淀粉與羥丙基含量之間的影響因素

醚化劑（環氧丙烷） 用量對羥丙基含量、凍融析水率和保水率的影響見表2，羥丙基含量對羥丙基淀粉凍融析水率和保水率的影響見圖4。

表2 醚化劑（環氧丙烷） 用量對羥丙基含量、凍融析水率和保水率的影響

圖4 羥丙基含量對羥丙基淀粉凍融析水率和保水率的影響

由表2 和圖4 可知，木薯羥丙基淀粉的羥丙基含量隨著醚化劑用量的增加而增加，凍融穩定性和保水率也隨之增加。在醚化劑用量為9%，羥丙基含量為2.50%時，木薯羥丙基淀粉的凍融穩定性和保水性明顯增加許多。從節約生產成本和經濟效益綜合考慮，選擇木薯羥丙基淀粉的最佳羥丙基含量應為2.50%。

2.6 復合變性淀粉最佳復配比例的確定

將制備出的乙酰基含量為1.60%的木薯醋酸酯淀粉和羥丙基含量為2.50%的木薯羥丙基淀粉按照不同比例進行復配后，添加至冷凍面條中分析對比應用效果，最終確定最佳添加至冷凍面條中的醋酸酯淀粉和羥丙基淀粉的復配比例[3]。

用木薯醋酸酯淀粉和木薯羥丙基淀粉按照不同比例復配后添加到冷凍面條中試驗結果。

不同比例的復合變性淀粉對速食冷凍面條品質的影響見表3。

表3 不同比例的復合變性淀粉對速食冷凍面條品質的影響

由表3 可知，木薯醋酸酯淀粉和木薯羥丙基淀粉分別按照1∶9，2∶8，3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，7∶3，2∶8，9∶1 配比復配后，分別制作冷凍面條，試驗結果顯示木薯醋酸酯淀粉和木薯羥丙基淀粉以7∶3 復配后冷凍面條溶出率，斷條率和感官評價最好。

2.7 制備工藝技術研究

通過大量的工藝試驗研究，最終確定了速食冷凍面條用復合變性淀粉的最佳制備工藝。

2.7.1 木薯醋酸酯淀粉工藝確定

將木薯淀粉配置波美度為18～23 的淀粉乳，在pH 值8.5～9.0，溫度25～30 ℃密閉容器內用質量分數為6%醋酸酐作酯化劑，酯化反應40 min，用質量分數為3.0%的稀鹽酸溶液溶液中和pH 值至6.5 左右，洗滌、脫水、烘干、粉碎、包裝。

2.7.2 木薯羥丙基淀粉工藝確定

將木薯淀粉配置波美度為18～23 的淀粉乳，用氫氧化鈉溶液調節pH 值至11.2～11.3，于溫度40～42 ℃條件下，用質量分數為9%環氧丙烷作醚化劑，醚化反應16 h 后，降溫至30 ℃以下用質量分數為3.0%稀鹽酸溶液中和pH 值至6.5 左右，洗滌、脫水、烘干、粉碎、包裝。

2.7.3 速食冷凍面條用復合變性淀粉工藝確定

將制得的木薯醋酸酯淀粉和木薯羥丙基淀粉按照7∶3 的配比混合復配后，經篩分、包裝得到速食冷凍面條用復合變性淀粉。成品指標為乙酰基含量0.8%～1.1%，羥丙基含量0.6%～0.9%。該樣品經應用試驗，制作的冷凍面條斷條率和溶出率顯著降低，面條品質明顯改善。

2.8 確定滿足應用效果的復合變性淀粉添加量

確定最佳樣品復配比例后，通過不同添加量的應用對比試驗、效果分析及成本核算，最終確定產品在冷凍面條中的最佳添加量。

將制備出的復合變性淀粉以不同添加量加入冷凍面條中，對冷凍面條進行感官評價、溶出率和斷條率的測定。

不同復合變性淀粉添加量對冷凍面條感官評分、溶出率和斷條率的影響見圖5。

圖5 不同復合變性淀粉添加量對冷凍面條感官評分、溶出率和斷條率的影響

由圖5 可知，復合變性淀粉添加量對冷凍面條的感官品質、溶出率和斷條率均有較大程度的影響，復合變性淀粉添加量為9%時，冷凍面條的溶出率3.86%，斷條率2.5%，感官評分86.4 分，冷凍面條的品質最好[4]。

3 結論

3.1 產品工藝性能突破

單純的醋酸酯淀粉可以縮短面條的煮制時間，增加面條的白度和爽滑度，減少黏性，改善口感，降低面條的溶出率，防止面條糊湯；單純羥丙基淀粉可以防止面條在冷凍過程中老化，增加面條的韌性，改善面條的表觀狀態，降低了冷凍面條煮制時的斷條率；但是，單純醋酸酯淀粉和羥丙基淀粉不能完全解決冷凍面條的口感差、復水后溶出率高和斷條率高等問題。將木薯淀粉分別用6%的醋酸酐酯化后制得的醋酸酯淀粉和9%環氧丙烷醚化后制得的羥丙基淀粉，按照7∶3 比例復配后得到的復合變性淀粉，添加到冷凍面條中，能明顯改善面條的品質。由于酯化和醚化淀粉的糊液對熱、酸和剪切力影響具有高穩定性，能延緩淀粉的凝沉作用，抵抗凍融。淀粉經酯化、醚化后，在淀粉分子上引入乙酰化基團和羥丙基基團，復合變性淀粉的保水性能提高，凍融穩定性提高，將其應用到冷凍面條加工中，提高冷凍面條的保水性和抗凍性，有效改善冷凍面條的品質。

3.2 復合變性淀粉指標與冷凍面條品質的關系

速食冷凍面條用復合變性淀粉中乙酰基含量，羥丙基含量和冷凍面條的斷條率、凍融穩定性及溶出率呈正相關關系；同時，乙酰基含量和羥丙基含量是影響冷凍面條品質的的重要因素。

3.3 速食冷凍面條用復合變性淀粉在冷凍面條中的最佳添加量

團隊確定醋酸酯淀粉和羥丙基淀粉的最佳復配比例后，通過大量不同添加量的應用對比試驗、成本核算及效果分析，最終確定了速食冷凍面條用復合變性淀粉最佳添加量為9%。