辛烯基琥珀酸淀粉鈉對花生醬穩定性的影響

安 昕，李凌峰，郇延軍

（江南大學食品學院，江蘇無錫 214122）

花生醬由烘烤后的花生仁經過多道碾磨工序制成，其豐富的維生素、礦物質、不飽和脂肪酸[1]及特殊風味和口感，使其成為世界飲食文化中不可或缺的一部分。但在傳統的加工工藝中，花生經過磨碎，脂肪細胞破壞，油脂析出，因油相非油不相溶和比重的作用，油脂上浮，非脂部分聚集沉降形成固形物。離析出來的油脂沒有脂肪細胞膜保護，極易氧化酸敗[2]，使產品原有品質大為降低。目前工業生產中，為保持花生醬品質穩定性，向其中添加氫化油或植物蛋白粉[3]，可對醬體起固化作用，但氫化油含有大量反式脂肪酸，嚴重增加了食用者記憶力衰退、糖尿病、心腦血管等患病風險；而植物蛋白粉誘導形成的強排斥力會加重醬體的固化，尤其在低溫情況下，嚴重影響花生醬的涂抹性。國內研究進展顯示，為提高花生醬穩定性，王德培[2]、余權[4]、李凌峰等[5]分別研究了蔗糖酯和單甘酯的復配比例；李凌峰等還利用了小麥纖維對油脂的吸附固定能力；而本文則利用了辛烯基琥珀酸淀粉鈉親水親油的乳化特性。當辛烯基琥珀酸淀粉鈉作用于油/水乳狀液時，其親水的羧酸基團伸入到水里，親油的辛烯基長鏈伸入到油里，在油水界面上則由多糖長鏈形成一層堅韌不易破裂的薄膜，使分散相顆粒難以聚集和分離，使其具有非常好的乳化、增稠特性[6]。在水中溶解性好，又呈透明的液體，因而它與蔗糖酯及其他膠制品相比性能更好，可賦予乳液外觀有光澤、口感潤滑的感覺[7]。根據GB2760，其使用量可按工藝需求添加，安全無毒害。本文系統地介紹了辛烯基琥珀酸淀粉鈉改善花生醬穩定性的工藝研究，為花生醬類產品的研制開發提供一定的科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

花生原漿 日照盛康糧油工貿有限公司；辛烯基琥珀酸淀粉鈉 廣州市群德貿易有限公司；蔗糖 太古糖業中國有限公司；食鹽 江蘇淮海鹽化股份有限公司。

T18基本型分散機 德國IKA公司；Sigma 2-16PK離心機 德國Sigma公司；AR-G2流變儀 美國TA公司；SPX型智能生化培養箱 南京實驗儀器廠；冰箱博西華家用電器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品配方與制備工藝流程 花生醬配方（按花生原漿與水總重量算）：蔗糖5%；食鹽1%；根據需要添加一定量的辛烯基琥珀酸淀粉鈉；按一定比例添加花生原漿與水。

花生原漿→加入溶于去離子水的辛烯基琥珀酸淀粉鈉、蔗糖與食鹽→攪拌均勻→勻漿→靜置24h→密封包裝→成品[5]。

1.2.2 單因素實驗設計方法

1.2.2.1 不同原漿與水比例對花生醬穩定性的影響

為研究原漿與水比例對產品穩定性的影響，固定辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量為7%，勻漿速度為1100r/min，勻漿時間為3min，選擇原漿與水比例分別為2∶1、4∶3、1∶1、4∶5、2∶3，分別測量其離心乳析率，離心沉淀率和粘度。

1.2.2.2 不同辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量對花生醬穩定性的影響 為研究辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量對產品穩定性的影響，固定原漿與水比例為4∶5，勻漿速度為1100r/min，勻漿時間為3min，選擇辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量分別為4%、5%、6%、7%、8%，分別測定其離心乳析率，離心沉淀率和粘度。

1.2.2.3 不同勻漿速度對花生醬穩定性的影響 為研究勻漿速度對產品穩定性的影響，固定原漿與水比例為4∶5，辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量為7%，勻漿時間為3min，選擇勻漿速度分別為500、700、900、1100、1300r/min，分別測量其離心乳析率，離心沉淀率和粘度。

1.2.2.4 不同勻漿時間對花生醬穩定性的影響 為研究勻漿時間對產品穩定性的影響，固定原漿與水比例為4∶5，辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量為7%，勻漿速度為1100r/min，選擇勻漿時間分別為1、2、3、4、5min，分別測量其離心乳析率，離心沉淀率和粘度[8]。

1.2.3 離心乳析率測定 室溫靜置24h后的花生醬，取10mL加入刻度離心管中，25℃，3000r/min的條件下離心20min[4]，讀出油析的體積，每個樣重復測量3次取平均值，利用下式計算離心乳析率：

離心乳析率（%）=油析體積（mL）/離心花生醬體積（mL）×100。

1.2.4 離心沉淀率測定 室溫靜置24h后的花生醬，取10mL加入刻度離心管中，25℃，3000r/min的條件下離心20min[4]，把上清液倒出，稱取離心管底部的沉淀物重量，每個樣重復測量3次取平均值，利用下式計算離心沉淀率：

離心沉淀率（%）=沉淀物質量（g）/離心花生醬質量（g）×100。

1.2.5 粘度的測定 取制備好的花生醬樣品，置于流變儀上，平板直徑為20mm，間隙1mm，設定溫度25℃，固定剪切速率為1s-1，測定花生醬的粘度，每個樣重復測量3次取平均值。

1.2.6 正交實驗設計方法 在單因素實驗的基礎上，以原漿與水比例（A）、辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量（B）、勻漿速度（C）、勻漿時間（D）為研究對象，選擇離心乳析率、離心沉淀率及與原漿粘度差作為指標，建立三水平四因素正交模型。各因素水平表見表1。

表1 正交實驗因素設計Table 1 Orthogonal test factors design

1.2.7 儲存穩定性的測定 根據正交實驗優化得出的最佳參數，制備3組花生醬，同時與3組純花生醬，分別于（5±1）℃冰箱、25℃室溫及（37±1）℃恒溫箱放置[9]，在第2、10、20、30、60d時觀察其是否有析油、析水、分層、絮凝、沉淀等不穩定現象產生。

1.2.8 感官評定方法 由15位食品專業人士組成感官評定小組，在評定前就花生醬品質特性對組員進行培訓，并對樣品在色澤、香氣、口感、組織狀態、涂抹性、總體可接受性6個方面進行9分制評分[10]。評分標準如表2所示。

1.2.9 數據處理 采用SPSS 11.5數據分析軟件對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果及分析

2.1.1 花生原漿與水的配比對花生醬穩定效果的影響 從圖1可以看出，隨著原漿與水比例的減小，花生醬離心乳析率與沉淀率先下降后升高，在花生原漿與水比例為4∶5時達到最小值，分別為6.11%與4.98%。而花生醬的粘度（評價涂抹性的重要指標）持續下降，當原漿與水比例為1∶1時，制成的花生醬粘度更接近于花生原漿。而在2∶1、4∶3的配比下醬體過于粘稠，涂抹性不佳。綜合以上選取原漿與水比例為1∶1、4∶5、2∶3進行正交實驗。

表2 花生醬的感官評價標準Table 2 The sensory evaluation criteria of peanut butter

圖1 花生原漿與水的比例對花生醬離心乳析率、離心沉淀率及粘度的影響Fig.1 Effect of pure peanut butter and water proportion on centrifugal creaming and sedimentation rate and viscosity of peanut butter

2.1.2 辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量對花生醬穩定效果的影響 乳化劑能夠減小花生醬體系中固形物顆粒、油脂等各相間的排斥力及各相的表面張力，使體系獲得乳化穩定的效果。辛烯基琥珀酸淀粉鈉作用于油/水乳狀液時，親水的羧酸基團伸入到水里，親油的辛烯基長鏈伸入到油里，在油水界面上則由多糖長鏈形成一層堅韌不易破裂的薄膜，使分散相顆粒難以聚集和分離，穩定了花生醬乳化體系[11]。

從圖2可以看出，隨著辛烯基琥珀酸淀粉鈉添加量的升高，花生醬粘度呈上升趨勢；離心乳析率呈下降趨勢，在辛烯基琥珀酸淀粉鈉添加量8%達到最小值8.79%；離心沉淀率則呈先下降后上升的趨勢，在辛烯基琥珀酸淀粉鈉添加量為7%時達到最小值9.29%。當用量高于7%時，其界面張力隨辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量增加的降低趨勢不再明顯。其原因為：隨著辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量的增加，在界面上吸附的純膠基團濃度增大，增強了其降低界面張力的能力，脂肪顆粒因而能均勻地分布于醬體里，互相之間無法聚集[12]，難以形成上浮油脂層。當辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量增加到7%以上時，其界面張力的降低趨勢不明顯，可能是7%以上的辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量使辛烯基琥珀酸淀粉鈉分子間形成膠束，7%左右的濃度為臨界膠束濃度，當辛烯基琥珀酸淀粉鈉的用量已達臨界膠束的濃度，單純增大辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量對花生醬穩定性影響不明顯。因此可選取6%、7%、8%的辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量為較優用量。

圖2 辛烯基琥珀酸淀粉鈉添加量對花生醬離心乳析率、離心沉淀率及粘度的影響Fig.2 Effect of dosage of starch sodium octenyl succinate on centrifugal creaming and sedimentation rate and viscosity of peanut butter

2.1.3 勻漿速度對花生醬穩定效果的影響 勻漿速度越快，形成的乳化粒子就越小，乳化效果越好。考慮對醬體有效均質并且物料不易濺出，選擇了5組勻漿速度來研究其對花生醬穩定效果的影響[13]。從圖3可以看出，隨著勻漿速度的增大，花生醬的離心乳析率基本不變，離心沉淀率呈下降趨勢，在1300r/min時達到最小值12.31%。在勻漿速度為700～1300r/min范圍內花生醬的粘度無顯著變化，與原漿差異較小，綜合三個參數，選取900、1100、1300r/min三組勻漿速度為較優值。

圖3 勻漿速度對花生醬離心乳析率、離心沉淀率及粘度的影響Fig.3 Effect of homogenate velocity on centrifugal creaming and sedimentation rate and viscosity of peanut butter

2.1.4 勻漿時間對花生醬穩定效果的影響 從圖4可以看出，隨著勻漿時間的增多，花生醬的離心乳析率基本不變，離心沉淀率先下降后升高，在勻漿時間為4min時達到最小值11.33%，在勻漿時間2～5min范圍內花生醬的粘度無顯著變化，與原漿差異較小，綜合三個參數，選取3、4、5min三組勻漿時間為較優值。

圖4 勻漿時間對花生醬離心乳析率、離心沉淀率與粘度的影響Fig.4 Effect of homogenate time on centrifugal creaming and sedimentation rate and viscosity of peanut butter

表3 正交實驗設計方案及結果Table 3 The design and result of Orthogonal experiment

2.2 正交分析和優化

2.2.1 正交實驗分析 在單因素實驗的基礎上，選取對花生醬離心乳析率有影響的原漿與水比例（A）、辛烯基琥珀酸淀粉鈉（B）、勻漿速度（C）、勻漿時間（D）四個因素，采用正交實驗對其進行優化，利用正交設計軟件進行實驗設計、數據處理及模型的建立，實驗方案及結果見表3。

2.2.2 最優工藝的確定及驗證 依據單因素實驗的結果，進行了四因素三水平的正交實驗。正交優化實驗結果如表3所示。根據表3進行各指標的極差分析，以離心乳析率為指標時，各因素主次順序為：原漿與水比例＞辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量＞勻漿時間＞勻漿速度，最優組合為A1B3C2D1；以離心沉淀率作為指標時，各因素主次順序為：原漿與水比例＞勻漿時間＞辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量＞勻漿速度，最優組合為A1B3C2D1；以與原漿粘度差作為指標時，各因素主次順序為：原漿與水比例＞勻漿時間＞辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量＞勻漿速度，最優組合為A1B3C1D1[9，14]。分別以離心乳析率、離心沉淀率與原漿粘度差作為指標得出的最優工藝參數不一致，因此對兩組較優工藝進行驗證比較，如下：

表4 驗證實驗結果Table 4 Results of the verification experiment

由表4可看出工藝A1B3C1D1離心乳析率和離心沉淀率均比工藝A1B3C2D1的小，且粘度更接近花生原漿。最終確定最優工藝參數為：A1B3C1D1，即原漿與水比例為1∶1，辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量為8%，勻漿速度為900r/min，勻漿時間為3min。

2.3 正交優化后的花生醬與花生原漿的比較

2.3.1 最佳優化工藝與花生原漿的比較 如表5所示，優化工藝下制備的花生醬，其粘度與花生原漿接近，保留了花生原漿粘稠度較好的特性，其離心乳析率與離心沉淀率與花生原漿相比有大幅度降低，離心乳析率為0.92%，相較花生原漿降低了12.50%；離心沉淀率為1.60%，相較花生原漿降低了66.62%。

表5 工藝的比較Table 5 The comparison of Crafts

2.3.2 儲存穩定性的比較 正交實驗優化后花生醬與花生原漿在不同儲存條件下儲存，其穩定性觀察結果見表6。

由表6可以看出：在1～20d時，置于冰箱及室溫中的優化花生醬處于穩定狀態；第20～40d時，恒溫箱儲存的優化花生醬有極少量的析油及沉淀，而花生原漿析油及沉淀明顯；在第60d時，置于室溫與恒溫箱中的優化花生醬明顯分層，而花生原漿則嚴重分層。結果表明優化后的花生醬儲存穩定性高于花生原漿，該優化工藝穩定可行。

表6 不同儲存條件下花生醬的穩定性Table 6 The stability of peanut butter in different storage conditions

2.3.3 感官評定結果的比較 如表7所示，正交優化制備的花生醬在色澤上得分為8.47、在香氣上得分為8.27，略遜于花生原漿的感官評分；但在口感上得分為8.17，對比花生原漿得分提升14.75%；在組織狀態上得分為8.40，對比花生原漿得分提升6.73%；在涂抹性上得分為8.18，對比花生原漿得分提升7.07%；在總體可接受性上得分為8.10，對比花生原漿得分提升14.25%。以上數據表明，優化后的花生醬明顯優于花生原漿，粘稠度好，口感細膩，無油膩感，涂抹性佳，較花生原漿有更高的感官評定得分。

表7 花生醬的感官評定結果Table 7 The sensory evaluation of peanut butter

3 結論

3.1 通過單因素和正交分析實驗，優化了花生醬穩定性工藝。得出最優花生醬的配方為：花生原漿與水比例1∶1、辛烯基琥珀酸淀粉鈉用量8%、勻漿速度900r/min、勻漿時間3min。優化條件下制備的花生醬，其粘度與花生原漿接近，離心乳析率為0.92%，相較花生原漿降低了12.50%；離心沉淀率為1.60%，相較花生原漿降低了66.62%，將其與花生原漿置于不同條件下儲存，發現優化后的花生醬具有更好的儲存穩定性。

3.2 通過正交優化后花生醬與花生原漿各項感官指標的比較表明：正交優化制備的花生醬在色澤、香氣上的感官評分略遜于花生原漿；但在口感、組織狀態、涂抹性及總體可接受性上較花生原漿有更高的感官評分，分別提升了14.75%、6.73%、7.07%與14.25%，明顯優于花生原漿。

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