物性修飾抗方便濕米粉老化的研究

汪霞麗 許 宙 卜漢萍 呂 飛 程云輝

（長沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南 長沙 410114）

方便濕米粉的含水率恰好在淀粉易發(fā)生老化的范圍內(nèi)［1］，貯藏過程中因淀粉老化而使?jié)衩追壅硰椥詼p弱、口感變硬，導(dǎo)致其食用品質(zhì)顯著下降，從而大大影響了方便濕米粉在方便主食市場的占有率。雖然糊化淀粉的老化趨勢是不可避免的，但仍可通過物理法［2］、酶法［3，4］和物性修飾法等將淀粉老化帶來的不良影響降至較低程度。物性修飾是淀粉抗老化的常用方法，其方法：①添加乳化劑或其復(fù)配產(chǎn)物及脂肪等具有抗老化效果的配料；②將不同種類、來源的淀粉混合使用，通常這些混合淀粉的糊化特性不再是單一淀粉的簡單加和，而是表現(xiàn)得更像一種能有效抑制老化的新淀粉或變性淀粉。

本試驗擬考察谷物或谷物淀粉、親水膠體、乳化劑、變性淀粉和多糖5大類物性修飾劑對方便濕米粉的抗老化效果，以確定方便濕米粉合適的原輔料復(fù)配方案。

1 材料與儀器

1．1 材料

金稻早秈米：寧鄉(xiāng)縣道林鎮(zhèn)新湖米廠；

糯米粉：購自長沙家樂福超市；

水溶性大豆多糖：煙臺科創(chuàng)馥苑食品配料科技有限公司；

單甘酯：丹尼斯克有限公司；

β－環(huán)糊精：郁南縣永光環(huán)狀糊精有限公司；

CMC、瓜爾豆膠：長沙市日成晟食品添加劑廠；

其他試劑：均為分析純。

1．2 儀器與設(shè)備

河粉、涼皮兩用機(jī)：HF－30型，廣州市大德食品機(jī)械廠；

膠體磨：JM－50型，河北黃驊齊家務(wù)科學(xué)儀器廠；

高速萬能粉碎機(jī)：FW－100型，天津市泰斯特儀器有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀：TA－XTPlus型，英國Stable Micro System 公司；

真空包裝機(jī)：DZ400／2D 型，溫州市瑞鑫包裝機(jī)械有限公司。

1．3 試驗方法

1．3．1 濕米粉工藝流程

大米→篩選→清洗→浸泡→磨漿→（加入輔料）→調(diào)漿→蒸片→成型→切斷→冷卻→酸浸→包裝→殺菌→成品

1．3．2 分析方法

（1）常規(guī)成分測定：蛋白質(zhì)測定，微量凱氏定氮法GB 5009．5－2010（換算系數(shù)5．95）；脂肪測定，索氏抽提法GB／T 5009．6－2003；淀粉測定，酸水解法GB／T 5009．9－2008；水分測定，直接干燥法GB 5009．3－2010；灰分測定，干法灰化法GB 5009．4－2010。

（2）質(zhì)構(gòu)特性－硬度的測定方法：取單根長約5cm 的米粉，置于質(zhì)構(gòu)儀測定平臺上，從程序列表中選用Rice－RICI＿P35測試程序進(jìn)行硬度測定。測試條件：探頭為P／0．5（0．5mm 柱形探頭），校正探頭返回高度10 mm，測試前后及測試時速度均為1．00 mm／s，壓縮程度50%；感應(yīng)力5．0g，兩次下壓間隔時間為5s，數(shù)據(jù)采集為400pp／s；每個樣均重復(fù)測定6次。

2 結(jié)果與討論

2．1 原料早秈米的主要化學(xué)成分

大米主要化學(xué)成分會因品種和產(chǎn)地不同而異，本研究所用金稻早秈米的主要化學(xué)成分如表1所示，其淀粉和蛋白質(zhì)含量分別為76．28%，8．86%。

表1 原料早秈米的主要化學(xué)成分Table1 The main chemical compositions of the India rice

2．2 原輔料復(fù)配的單因素試驗

以早秈米為主要原料，在相同工藝條件下，分別考察了添加不同含量的糯米粉、CMC、瓜爾豆膠、水溶性大豆多糖、單甘酯、β－環(huán)糊精的方便濕米粉抗老化的效果。

2．2．1 糯米粉對方便濕米粉老化效果的影響 將分別添加0%，10%，20%，30%糯米粉而制成的方便濕米粉放入4 ℃冰箱內(nèi)，冷藏7d后測定其硬度變化，考察不同比例糯米粉對方便濕米粉老化效果的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 糯米粉添加量對方便濕米粉硬度的影響Figure1 Effect of glutinous rice’s content on the instant wet rice noodles’hardness

方便濕米粉硬度越大，則表明其老化程度越高。由圖1可知，隨著糯米粉添加比例升高，其硬度呈遞減趨勢，說明添加糯米粉可延緩方便濕米粉的老化，糯米粉添加量越大，老化程度越低。當(dāng)糯米粉添加比例為30%時，其硬度最低，相對于純早秈米制成的米粉，其硬度降幅達(dá)29．6%。這是因為糯米粉中支鏈淀粉含量高達(dá)98%以上，幾乎不含直鏈淀粉，糯米粉的添加使原料中支鏈淀粉的比例明顯上升。

因糯米粉粘性很大，隨著糯米粉添加比例增大，方便濕米粉粘性越來越大，米粉斷條情況也越來越嚴(yán)重。因此，糯米粉添加并不是越多越好，綜合考慮抗老化效果、斷條率及成本等因素，方便濕米粉中添加20%左右的糯米粉較合適。29．6%。這是因為糯米粉中支鏈淀粉含量高達(dá)98%以上，幾乎不含直鏈淀粉，糯米粉的添加使原料中支鏈淀粉的比例明顯上升。

2．2．2 CMC對方便濕米粉老化效果的影響 將分別添加0%，0．2%，0．4%，0．6%的羧甲基纖維素鈉（CMC）制成的方便濕米粉放入4℃冰箱內(nèi)，冷藏7d后測定其硬度變化，考察不同比例CMC對方便濕米粉老化效果的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 CMC添加量對方便濕米粉硬度的影響Figure2 Effect of CMC’s content on the instant wet rice noodles’hardness

由圖2可知，隨著CMC添加比例提高，方便濕米粉硬度呈遞減趨勢。相對于純早秈米制成的米粉，當(dāng)CMC 添加量為0．6%時，其硬度降幅為12．4%；當(dāng)CMC 添加量為0．4%時，其硬度降幅為10．5%，且添加量從0．4%提高至0．6%時抗老化效果相差不大。由此可見，雖添加CMC 具有一定抗老化效果，但作用不明顯，這與謝定等［5］對保鮮方便米粉抗老化研究的結(jié)果一致。

2．2．3 瓜爾豆膠對方便濕米粉老化效果的影響 將分別添加0%，0．2%，0．3%，0．4%的瓜爾豆膠制成的方便濕米粉放入4℃冰箱內(nèi)，冷藏7d后測定其硬度變化，考察不同比例瓜爾豆膠對方便濕米粉老化效果的影響，結(jié)果見圖3。

由圖3可知，瓜爾豆膠對方便濕米粉的老化抑制效果很明顯。相對于純早秈米制備的方便濕米粉，當(dāng)瓜爾豆膠添加量為0．3%時，其硬度降幅32．2%；當(dāng)添加量增至0．4%時，其硬度降幅僅提高1．0%，說明0．3%的添加量較合適。瓜爾豆膠作為高分子量的水解膠體多糖［6］，在面條、粉條等米面制品中常用來保水和增強(qiáng)筋力，其抗老化的原因可能是其分子中的羥基與淀粉鏈上的羥基及周圍的水分子可通過形成大量氫鍵達(dá)到抗老化效果［7，8］。

2．2．4 單甘酯對方便濕米粉老化效果的影響 將分別添加0%，0．2%，0．4%，0．6%的單甘酯制成的方便濕米粉放入4 ℃冰箱內(nèi)，冷藏7d后測定其硬度變化，考察不同比例的單甘脂對方便濕米粉老化效果的影響，結(jié)果見圖4。

圖3 瓜爾豆膠添加量對方便濕米粉硬度的影響Figure3 Effect of Guar gum’s content on the instant wet rice noodles’hardness

圖4 單甘酯添加量對方便濕米粉硬度的影響Figure4 Effect of monoglycerides’s content on the instant wet rice noodles’hardness

由圖4可知，隨著單甘酯添加比例提高，方便濕米粉硬度呈遞減趨勢，說明抗老化效果隨單甘酯添加量加大而增強(qiáng)。相對于純早秈米制成的米粉，當(dāng)單甘酯添加比例為0．6%時，其硬度降幅為14．9%。單甘酯是一種非離子型的表面活性劑，具有兩親分子結(jié)構(gòu)，已有用作面條、面包及糕點抗老化劑的報道［9］。單甘酯具有抗老化作用可能是因為淀粉受熱糊化膨脹時，其親油基可進(jìn)入淀粉分子內(nèi)部，緊緊地包裹在直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)并形成穩(wěn)定復(fù)合物，從而阻止了淀粉分子間重新聚合；其親水基能提高濕米粉表面親水性，使水分均勻滲透到米粉內(nèi)部，并可通過與淀粉中的羥基及周圍水分子形成氫鍵而達(dá)到延緩淀粉質(zhì)食品老化的作用［10］。

2．2．5 β－環(huán)糊精對方便濕米粉老化效果的影響 將分別添加0%，0．6%，0．8%，1．0%β－環(huán)糊精制成的方便濕米粉放入4 ℃冰箱內(nèi)，冷藏7d后測定其硬度變化，考察不同比例β－環(huán)糊精對方便濕米粉老化效果的影響，結(jié)果見圖5。

由圖5可知，不同比例β－環(huán)糊精均能降低方便濕米粉硬度，相對于對照樣，添加1．0%β－環(huán)糊精的方便濕米粉硬度降幅為20．2%。β－環(huán)糊精也常作為抗老化劑，它具有抗老化效果可能是因其特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可利用直鏈淀粉和脂質(zhì)競爭性的與其絡(luò)合，形成直鏈淀粉－β－環(huán)糊精－脂質(zhì)復(fù)合物，該復(fù)合物可影響淀粉分子鏈重排能力，從而達(dá)到延緩淀粉老化的作用［11］。姚嶺柏［12］研究認(rèn)為添加0．4%的β－環(huán)糊精能延緩燕麥米飯在低溫下的老化。

圖5 β－環(huán)糊精添加量對方便濕米粉硬度的影響Figure5 Effect ofβ－CD’s content on the instant wet rice noodles’hardness

2．2．6 水溶性大豆多糖對方便濕米粉老化效果的影響 將分別添加0%，2%，2．5%，3%，3．5%，4%的水溶性大豆多糖制成的方便濕米粉放入4 ℃冰箱內(nèi)，冷藏7d后測定其硬度變化，考察不同比例水溶性大豆多糖對方便濕米粉老化效果的影響，結(jié)果見圖6。

圖6 水溶性大豆多糖添加量對方便濕米粉硬度的影響Figure6 Effect of SSPS’s content on the instantwet rice noodles’hardness

由圖6可知，隨著水溶性大豆多糖添加量提高，方便濕米粉硬度下降趨勢明顯，說明水溶性大豆多糖對方便濕米粉具有明顯的抗老化效果。相對于對照樣，當(dāng)添加量為3．5%時，硬度降幅達(dá)29．3%；當(dāng)添加量增至4%時，硬度變化不大。水溶性大豆多糖具有抗老化效果的原因可能是能形成網(wǎng)絡(luò)支架結(jié)構(gòu)，可對淀粉進(jìn)行交聯(lián)包被，使淀粉外層得到保護(hù)，其抗熱能力變強(qiáng)、淀粉糊化溫度升高，從而引起糊化特性的改變、延緩淀粉顆粒的崩解，使淀粉顆粒的溶脹程度減小，因此，直鏈淀粉和支鏈淀粉更難溶出，貯存過程中也更難老化［13，14］。

2．3 方便濕米粉原輔料復(fù)配的正交優(yōu)化

為更好地考察原輔料互補(bǔ)協(xié)同作用，本研究以早秈米為主原料，選用單因素試驗中抗老化效果較明顯的糯米粉、瓜爾豆膠、水溶性大豆多糖，通過正交試驗進(jìn)行原輔料復(fù)配方案的優(yōu)化。正交試驗因素水平見表2，擬以硬度為考察指標(biāo)，考察糯米粉、瓜爾豆膠、水溶性大豆多糖復(fù)配添加量對方便濕米粉的抗老化效果，每個試驗重復(fù)3次取平均值，結(jié)果見表3，方差分析見表4。

由表3的直觀數(shù)據(jù)可知，不同原輔料復(fù)配組合的最低硬度為3．21kg，此值小于單因素試驗中的任何一組數(shù)據(jù)，相對于純早秈米制成的方便濕米粉，其硬度降幅達(dá)53%，說明原輔料復(fù)配后的抗老化效果優(yōu)于添加單一輔料的。由極差分析可知，影響方便濕米粉硬度的各主次因素為C＞A＞B，即水溶性大豆多糖＞瓜爾豆膠＞糯米粉；原輔料復(fù)配的較優(yōu)方案為A3B2C2，對于B因素，因k2、k3相差不大，從降低成本的角度考慮，可將優(yōu)方案中的B2換成B3，故原輔料復(fù)配的最佳配方為A3B3C2，即瓜兒豆膠0．4%、糯米粉15%、水溶性大豆多糖3．5%。

表2 正交試驗的因素水平表Table2 Factors and their levels of orthogonal

表3 正交試驗結(jié)果分析Table3 The results of orthogonal test

表4 正交試驗的方差分析Table4 Analysis of variance

由表4可知，在所選取的因素水平范圍之內(nèi)，瓜爾豆膠和水溶性大豆多糖對試驗結(jié)果的影響極顯著，而糯米粉對試驗結(jié)果的影響只能達(dá)到顯著。瓜爾豆膠、糯米粉、水溶性大豆多糖對方便濕米粉抗老化效果的影響次序為水溶性大豆多糖＞瓜爾豆膠＞糯米粉，這與直觀分析中的結(jié)果一致。

采用上述優(yōu)化后的原輔料復(fù)配方案A3B3C2進(jìn)行驗證實驗，結(jié)果表明，方便濕米粉硬度為2．89kg，其值低于正交試驗中的任意組合，且相對于純早秈米制備的方便濕米粉來說，其硬度降幅達(dá)57．7%，說明按此原輔料復(fù)配方案制備的方便濕米粉有較強(qiáng)的抗老化效果。

3 結(jié)論

（1）以硬度為考察指標(biāo)，通過單因素試驗研究了不同物性修飾劑對方便濕米粉抗老化的影響，結(jié)果表明，分別添加糯米粉、瓜爾豆膠、水溶性大豆多糖3種物性修飾劑皆可使方便濕米粉的硬度明顯降低，說明單一物性修飾劑也有一定抗老化效果；不同物性修飾劑較合適添加量為糯米粉20%，CMC 0．4%，瓜 爾 豆 膠0．3%，單 甘 酯0．6%，β－環(huán) 糊 精1．0%，水溶性大豆多糖3．5%。

（2）在單因素試驗基礎(chǔ)上，對方便濕米粉原輔料復(fù)配方案進(jìn)行了正交優(yōu)化，得到抗老化效果最優(yōu)的原輔料復(fù)配方案為早秈米81．1%、糯米粉15%、瓜兒豆膠0．4%、水溶性大豆多糖3．5%，按此配方制成的方便濕米粉硬度為2．89kg；與純早秈米制備的方便濕米粉相比，按原輔料復(fù)配優(yōu)化條件制備的方便濕米粉其硬度降幅為57．7%。

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