醋酸酯木薯淀粉的特性及在速凍水餃中的應用

楊安琪，孔曉雪，鄭鐵松

（南京師范大學金陵女子學院食品科學與營養(yǎng)系，江蘇 南京 210097）

醋酸酯木薯淀粉的特性及在速凍水餃中的應用

楊安琪，孔曉雪，鄭鐵松*

（南京師范大學金陵女子學院食品科學與營養(yǎng)系，江蘇 南京 210097）

對木薯原淀粉和醋酸酯木薯淀粉的凍融穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性等性質進行比較。在面粉中添加0%、4%、6%、8%、10%的醋酸酯淀粉，對面團特性進行粉質測定；并將面團做成速凍水餃皮，對水餃皮的蒸煮損失、質構、感官等指標進行綜合評價。結果表明，由于在木薯原淀粉中引入了乙酰基，醋酸酯淀粉具有較強的凍融穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性，對改善速凍水餃皮品質具有適用性。醋酸酯淀粉對速凍水餃皮蒸煮特性、質構特性等方面有明顯的改良作用。最佳添加量為4%～6%。

木薯淀粉；醋酸酯淀粉；面團特性；速凍水餃皮；凍融循環(huán)

速凍水餃因其食用方便性和營養(yǎng)性越來越受到人們的喜愛，但是水餃由于在餃子皮中富含大量的淀粉，速凍后易發(fā)生脫水收縮和凍裂現象，并導致其耐煮性、韌性和口感變差，降低了速凍水餃的食用品質，嚴重制約著速凍水餃的生產和銷售[1-3]。添加具有低溫穩(wěn)定性的變性淀粉，可以使速凍水餃在溫度小幅波動的情況下具有良好的抗凍融性，從而提高速凍水餃的品質[3-5]。醋酸酯淀粉是由淀粉和醋酸酐在堿性條件下經過酯化反應生成的一種非離子淀粉酯，主要特點是醋酸根有較強的親水鎖水性能，可以提高產品的吸水保水性能[6]，并具有配伍性好、安全可食用等優(yōu)點，作為乳化劑、穩(wěn)定劑和增稠劑應用于食品行業(yè)中[7]。研究表明，在速凍水餃中添加馬鈴薯醋酸酯淀粉、小麥醋酸酯淀粉能夠降低餃子皮的凍裂率[8-10]。但由于原材料的差異對醋酸酯淀粉的特性影響較大[7，11]，而與其他淀粉（如玉米淀粉）相比，木薯淀粉黏度高、滲透力強、成膜性好、價格低廉，分子結構中的羥基化學性質活潑，化學反應性較高[12]，作為變性淀粉的原料具有價格和質量兩方面優(yōu)勢[13]。同時研究也表明，引入乙酰基可以大大提高木薯淀粉的凍融穩(wěn)定性，而對玉米淀粉則影響不大[14]。因此近年來對木薯醋酸酯淀粉的制備與應用研究也日益重視[15]。但有關木薯醋酸酯淀粉對速凍水餃皮品質影響的相關研究較少且主要集中在對淀粉和凍融特性的研究上，如林瑩等[16]曾通過差示掃描量熱法對4 種不同變性淀粉對冷凍面團熱力學特性的影響進行了研究，結果表明，木薯醋酸酯淀粉可以顯著降低冷凍面團冰晶融化范圍。但事實上，水餃皮中的面筋蛋白質對產品的品質具有更大的影響[3]。劉國琴等[17]的研究也表明，冷藏可以改變面筋蛋白的二級結構。同時，在速凍面制品中加入醋酸酯淀粉能使面團形成良好的網絡結構，改善面團的持氣性、機械忍耐性、彈性和凍融穩(wěn)定性，并可賦予面團柔軟的質地，防止面團的老化[18]。因此，本研究擬在對木薯原淀粉和醋酸酯木薯淀粉的凍融穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性等性質比較研究的基礎上，綜合研究添加醋酸酯木薯淀粉對面團粉質和餃子皮質構特性的影響，探討醋酸酯木薯淀粉對速凍水餃品質影響的效果與主要機理，以期為解決在速凍餃子生產中因面粉的品質而導致的蒸煮損失和凍裂問題提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

木薯淀粉 上海禾煜貿易有限公司。

醋酸酯木薯淀粉（取代度為0.092） 南京師范大學金陵女子學院食品生物技術實驗室提供；面粉 南京金陵面粉有限公司。

1.2 儀器與設備

質構儀 英國CNS-FARNELL公司；JFZD300型粉質儀 菏澤衡通實驗儀器有限公司；攪拌機 上海早苗食品有限公司；壓面機 常州市墅樂廚具有限公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司；GL-22M高速冷凍離心機 賽特湘儀離心機儀器有限公司；SHP-250型生化培養(yǎng)箱 上海三發(fā)科學儀器有限公司；V-5100可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；DHG-9140型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；BD-321（H）冷凍箱 星星冷柜公司；DWFW351低溫保存箱 中科美菱低溫科技有限責任公司；FDV-C簡易淀粉黏度測量儀 上海尼潤智能科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 凍融穩(wěn)定性的測定

稱取干質量為6 g的淀粉樣品（木薯淀粉、木薯變性淀粉），配成質量濃度為6 g/100 mL的淀粉乳，在沸水浴中加熱糊化，再冷卻至室溫。取10 mL倒入15 mL離心管中，加蓋置于—18～—20 ℃冰箱內冷卻，24 h后取出，室溫下自然解凍，然后在1 000×g條件下離心20 min，棄去上清液（若無水析出則反復凍融，直至有水析出），稱取沉淀物質量，按公式（1）計算析水率[19]。

1.3.2 透明度的測定

稱取干質量為1 g的淀粉樣品（木薯淀粉、木薯變性淀粉），配成1 g/100 mL的淀粉乳，取50 mL于100 mL燒杯中，置于沸水浴中加熱，攪拌15 min并保持原有體積，然后冷卻至25 ℃，搖勻取樣，用分光光度計進行測定，以蒸餾水作參比（設蒸餾水的透光度為100%），用1 cm比色皿在620 nm波長處測定糊的透光率，分別測定放置0、12、24、36、48、60、72 h的透光率[19]。

1.3.3 高溫穩(wěn)定性實驗

稱取干質量為5 g的淀粉樣品（木薯淀粉、木薯變性淀粉），配成 5 g/100 mL的淀粉乳，置于40 ℃磁力攪拌器上邊加熱邊攪拌，用黏度計分別測定 90 ℃條件下30 min內（每5 min測一次）淀粉乳的黏度，繪制木薯淀粉和木薯變性淀粉的黏度變化曲線圖[20]。

1.3.4 面團粉質測定

變性淀粉與面粉分別按0∶100、4∶96、6∶94、8∶92、10∶90（m/m）的比例混合，制成配粉。采用300 g的揉混器，根據試樣水分含量計算應稱取的試樣量，精確到0.1 g，分別測定面團粉質特性，得粉質圖。

1.3.5 速凍水餃皮的制作及凍融循環(huán)

將變性淀粉以干混方式加入面粉，添加量分別為0%、4%、6%、8%、10%（按面粉質量計算）。稱取一定量混合好的面粉，加水量均為45%，食鹽添加量1%（按面粉質量計算）。攪拌機（60 r/min）和面15 min后，放保鮮袋中密封靜置15 min，而后放入壓面機中多道壓延，形成厚度為1.0 mm的面帶，用直徑為38 mm的模具在面帶上切割水餃皮，放入保鮮袋，然后放入—40 ℃低溫保存箱速凍30 min，再放入—18 ℃冰箱冷凍保存以備測定使用。凍好的水餃皮在恒溫箱內25 ℃條件下解凍30 min，然后再放入—40 ℃低溫保存箱中速凍30 min，這是一個凍融循環(huán)過程，用F1表示，依此類推。將經歷不同次數凍融循環(huán)過程的樣品分別以F0、F1、F2編號以備測定使用[9]。

1.3.6 速凍水餃皮蒸煮損失的測定

將速凍水餃皮稱質量后，迅速放入300 mL的沸水中，煮至最佳蒸煮時間，撈出置于漏網上，用100 mL蒸餾水淋洗30 s，蒸煮水與洗滌液一并轉入燒杯中，放入烘箱105 ℃干燥至燒杯恒質量，按公式（2）計算蒸煮損失率[9]。

1.3.7 速凍水餃皮煮后質構的測定

將水餃皮從冰箱取出，迅速放入300 mL沸騰的蒸餾水中，煮至最佳蒸煮時間，撈出來放在冷水中，用質構儀的TPA測試程序進行測定。采用 P/25 鋁制圓柱形探頭[9]。

1.3.8 感官評價

量取800 mL蒸餾水于不銹鋼盆中，在電磁爐上煮沸，取6 個餃子皮放入盆內，煮至最佳蒸煮時間，立即將餃子皮連同湯放到漏盆中振動4～5 次，以流動的自來水沖淋約10 s，分別放在評價盤中待品嘗，餃子湯移至燒杯中以觀察餃子湯的情況。

另取4 個餃子皮，按照同樣的方法在盆中煮至最佳蒸煮時間后，繼續(xù)煮10 min。撈出餃子皮放入200 mL 25 ℃的蒸餾水中靜置30 s后撈出。觀察餃子皮的耐煮性。實驗的品嘗小組由5 位人員組成。

1.4 數據統(tǒng)計分析方法

采用Excel和SPSS 19.0軟件進行數據處理。方差分析（analysis of variance，ANOVA）采用鄧肯氏新復極差法分析（Duncan’s multiple range test）來比較，P＜0.05表明組間差異性顯著。

2 結果與分析

2.1 凍融穩(wěn)定性

表1 木薯淀粉和木薯變性淀粉析水率Table 1 Syneresis rates of tapioca starch and acetyl starch %

析水率的高低反映了淀粉凍融穩(wěn)定性的好壞，析水率低則凍融穩(wěn)定性好[21]。由于凝沉作用，在溫度逐漸降低的情況下，溶液中的淀粉分子運動減弱，分子鏈趨向于平行排列。直鏈淀粉分子相互間生成氫鍵，重新排列和締合成結晶度較高的結構發(fā)生沉淀，破壞了溶液的膠體性質。

由表1可知，隨著凍融次數的增加，木薯淀粉和木薯變性淀粉的析水率均有增加。木薯淀粉凍融第3次時，開始有水析出；而經醋酸酯化后，凍融第5次時才有水析出，且到凍融第8次時，析水率僅為原木薯淀粉的25%，兩者差異顯著（P＜0.05），說明醋酸酯淀粉析水率降低，凍融穩(wěn)定性大大提高，可以推斷出在水餃皮制備過程中，加入醋酸酯淀粉有助于改善速凍水餃皮的凍融穩(wěn)定性。

2.2 透明度

表2 木薯淀粉和木薯變性淀粉的透光率Table 2 Transmittance of tapioca starch and acetyl starch %

透光率的高低反映的是透明度的高低，透光率高則透明度高。淀粉糊化后，其分子重新排列相互締合的程度是影響淀粉糊透明度的重要因素。

由表2可知，醋酸酯淀粉透明度較原淀粉有所下降，且隨著放置時間的延長，兩者透明度均有所增加。該結果與錢大鈞[22]和方國珊[23]等的研究結果一致。這是由于淀粉經醋酸酯化后，在分子中引入了乙酰基團，增強了淀粉的吸水膨脹能力，使淀粉粒容易膨脹糊化。乙酰基與淀粉分子葡萄糖單元C2、C3、C6上的羥基形成分子內氫鍵，阻礙淀粉分子間氫鍵的生成；另外，乙酰基隔離了淀粉分子，阻礙了分子的聚集。所以，醋酸酯淀粉的抗凝沉性增強，光較難透射，透明度下降。隨著放置時間的增強，淀粉分子間氫鍵生成，淀粉樣品對外表現為分層，形成清液與沉淀，所以原淀粉和醋酸酯淀粉隨著放置時間的增加，透明度都有所增加。于泓鵬等[14]的研究也指出，由于木薯淀粉本身透明度較高，所以乙酰化后對其透明度影響不大。

2.3 高溫穩(wěn)定性

圖1 木薯淀粉和木薯變性淀粉的高溫穩(wěn)定性Fig.1 High-temperature stability of tapioca starch and acetyl starch

原木薯淀粉、醋酸酯淀粉在90 ℃條件下保持30 min的黏度變化如圖1所示。原木薯淀粉在90 ℃保持30 min，黏度下降了22.8%，而醋酸酯淀粉在90 ℃保持30 min，黏度下降了12.5%，說明木薯淀粉經醋酸酯化后，高溫穩(wěn)定性提高。為改善速凍水餃皮蒸煮品質提供了可行性依據。

2.4 面團粉質特性

表3 面粉面團的粉質特性Table 3 Franography characteristics of flour with different amounts of added acetyl starch

由表3可知，加入木薯變性淀粉后，面團的形成時間、穩(wěn)定時間、弱化度都有不同程度的改變。面團形成時間與面團中的蛋白質含量相關。當添加醋酸酯淀粉后，面團形成時間均有所下降。面團的穩(wěn)定時間反映其對剪切力的承受能力，穩(wěn)定時間越長韌性越好，說明面筋的強度越大，面粉的性質越好[24]。在面粉中加入醋酸酯淀粉后，面團穩(wěn)定時間降低，且隨著添加量的增加，穩(wěn)定時間進一步降低。弱化度表明面團承受機械攪拌的能力，數值越大，面筋質量越弱[25]。添加醋酸酯淀粉后，弱化度的趨勢和穩(wěn)定時間趨勢吻合，均隨添加量的增加而降低。這與丁士勇等[26]的研究結果一致。綜合考慮，添加量為4%或6%時，有利于面團粉質特性的改善。

2.5 木薯變性淀粉對水餃皮蒸煮損失率的影響

蒸煮損失反映了水餃湯中淀粉溶出物的含量。水餃皮在蒸煮過程中，淀粉顆粒吸水膨脹，并且在加熱條件下發(fā)生不可逆糊化作用，淀粉顆粒內部的無序化程度增加，體積膨大，并有一部分的支鏈淀粉和直鏈淀粉析出，進入面湯中，從而使面湯具有一定的黏度，產生混湯現象[27]。

圖2 木薯變性淀粉對水餃皮蒸煮損失率的影響Fig.2 Effect of modified starch on boiling loss of quick-frozen dumpling wrappers

由圖2可知，凍融循環(huán)次數越多，損失率越大。這是因為在反復凍融的過程中，水餃皮體系中的冰結晶體積較大且呈不規(guī)則狀，蛋白質受到擠壓，面筋網絡結構遭到破壞，淀粉顆粒析出，一部分面筋碎片被帶到面湯中，水餃皮蒸煮損失率相應增加[28]。添加醋酸酯木薯淀粉可明顯降低水餃皮的蒸煮損失率，在添加量為4%時，改善的效果最好；添加量為6%時，改善效果次之。大于6%時，蒸煮損失率略有增大。這是因為當醋酸酯淀粉添加量小于6%時，淀粉顆粒能夠較好地溶于面筋網絡中，而當添加量再增加時，可能淀粉顆粒與面筋達到了飽和狀態(tài)，多余的淀粉顆粒會打亂已形成的面筋網絡，導致網絡結構對淀粉粒和其他面粉成分的截留作用減弱，表現為蒸煮損失率的增加[8]。這也證實了2.1節(jié)中添加醋酸酯淀粉有利于改善速凍水餃皮凍融穩(wěn)定性的推斷。

2.6 木薯變性淀粉對水餃皮煮后質構的影響

水餃皮煮后TPA中的硬度反映了接近于口中感觸的形式去模擬將水餃皮咬破所需要的力的大小，是速凍水餃皮的基礎指標。膠著性是反映速凍水餃皮膠性的指標。咀嚼度是速凍水餃皮咀嚼性能的反映。咀嚼度和膠著性越小，越容易下咽[29]。由圖3可知，醋酸酯淀粉的添加對TPA的3 個指標均有顯著性影響，隨著變性淀粉含量的增加，水餃皮煮后的硬度、膠著性、咀嚼度變化趨勢一致，呈先增大后減小的趨勢，在添加量為4%時，硬度和咀嚼度最小。當添加量繼續(xù)增加，由于醋酸酯淀粉的親水性和保水性會使變硬的餃子皮有一定程度的回軟現象，所以硬度和咀嚼度又呈降低趨勢。

圖3 變性淀粉對水餃皮煮后質構的影響Fig.3 Effect of modified starch on texture of boiled quick-frozen dumpling wrappers

2.7 感官評價

表4 餃子皮感官評價指標Table 4 Sensory evaluation of dumpling wrappers

由表4可知，餃子皮感官得分隨醋酸酯淀粉添加量的增加先升高后降低。醋酸酯淀粉添加量為6%時，餃子皮的總分最高，其耐煮性最好，光澤度、透明度最佳，口感較好。添加量為4%時，水餃皮感官品質次之。

3 結 論

醋酸酯淀粉在凍融穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性等方面均優(yōu)于木薯原淀粉。木薯淀粉凍融第3次時，開始有水析出；而經醋酸酯化后，凍融第5次時才有水析出，且到凍融第8次時，析水率僅為原木薯淀粉的25%，兩者差異顯著（P＜0.05）；原木薯淀粉在90 ℃保持30 min，黏度下降了22.8%，而醋酸酯淀粉在90 ℃保持30 min，黏度下降了12.5%；表明醋酸酯淀粉適合于速凍水餃皮品質的改良應用。將醋酸酯淀粉應用于速凍水餃皮的研究證明，醋酸酯淀粉可降低水餃皮的蒸煮損失率，能改善速凍餃子皮的質構品質和感官品質。最佳添加量為4%～6%。

[1] 宋曉燕， 李真， 楊念， 等. 辛烯基琥珀酸淀粉酯在速凍水餃中的應用[J].食品科學， 2010， 31(17): 182-185.

[2] 荊晶， 程建軍. 一步法制備凍融穩(wěn)定型復合變性淀粉及其性質研究[J].食品工業(yè)， 2012， 33(11): 79-84.

[3] SEETAPAN N， FUONGFUCHAT A， GAMONPILAS C， et al. Effect of modified tapioca starch and xanthan gum on low temperature texture stability and dough viscoelasticity of a starch-based food gel[J]. Journal of Food Engineering， 2013， 119(3): 446-453.

[4] BEMILLER J N. Pasting， paste， and gel properties of starchhydrocolloid combinations[J]. Carbohydrate Polymers， 2011， 86(2): 386-423.

[5] 王韻， 張燕萍. 變性淀粉對速凍水餃質量的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2009， 35(3): 105-108.

[6] WANG Y， JU B， ZHANG S. Viscosity properties of acetylated carboxymethyl starch[J]. Carbohydrate Polymers， 2012， 90(1): 696-702.

[7] 方芳， 顧正彪， 洪雁， 等. 淀粉基食品乳化劑及其應用[J]. 中國糧油學報， 2014， 29(2): 110-114.

[8] 張華， 畢素梅， 縱偉. 變性淀粉對微波速凍水餃品質的影響[J]. 農業(yè)機械， 2011， 7(14): 136-140.

[9] 林敏剛， 丁琳， 趙紅召. 變性淀粉對速凍水餃品質的影響[J]. 糧食與飼料工業(yè)， 2010(5): 18-21.

[10] 張陳云， 王娜， 任小青. 馬鈴薯酯化淀粉的制備及其在速凍水餃中應用研究[J]. 糧食與飼料工業(yè)， 2010(7): 29-31.

[11] 曹余， 田映良， 吳隆民， 等. 不同原料醋酸酯淀粉的制備及性能研究[J].糧食加工， 2013， 38(6): 48-51.

[12] 李永鋒， 趙光龍， 張志強， 等. 國內木薯淀粉化學改性的研究進展[J].熱帶農業(yè)科學， 2008， 27(5): 64-67.

[13] MBOUGUEN P D， TENIN D， SCHER J， et al. Influence of acetylation on physicochemical， functional and thermal properties of potato and cassava starches[J]. Journal of Food Engineering，2012， 108(2): 320-326.

[14] 于泓鵬， 朱婉怡， 高群玉， 等. 食用醋酸酯淀粉制備和性質的研究[J].食品科學， 2003， 24(7): 70-74.

[15] 方東平， 畢陽， 史琦云， 等. 木薯醋酸酯淀粉的工藝條件篩選[J]. 糧食加工， 2013， 38(3): 48-50.

[16] 林瑩， 辛志平， 古碧， 等. 不同變性淀粉對冷凍面團熱力學特性的影響[J]. 食品工業(yè)科技， 2012， 33(5): 59-62.

[17] 劉國琴， 閻乃珺， 趙雷， 等. 凍藏對面筋蛋白二級結構的影響[J]. 華南理工大學學報， 2012， 40(5): 19-22.

[18] 岑濤. 乳化劑和酶制劑在發(fā)酵面制品中的改良作用[J]. 糧食與食品工業(yè)， 2011， 18(1): 6-10.

[19] 孫慧敏， 馬曉軍. 木薯淀粉及木薯變性淀粉性質比較研究[J]. 食品工業(yè)科技， 2008， 29(6): 82-87.

[20] 鄒建， 劉亞偉， 鄭巖. 交聯(lián)羥丙基木薯淀粉性質研究[J]. 食品科學，2006， 27(9): 79-83.

[21] 張艷萍. 變性淀粉制造與應用[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社， 2001: 125-128.

[22] 錢大鈞， 楊光. 醋酸酯淀粉制備及性質研究[J]. 中國糧油學報， 2007，22(2): 49-52.

[23] 方國珊， 譚屬瓊， 陳厚榮， 等. 3 種馬鈴薯改性淀粉的理化性質及結構分析[J]. 食品科學， 2013， 34(1): 109-113.

[24] 李宏梁， 唐孟忠， 魏耀輝. 油炸方便面面身復合食品添加劑的應用研究[J]. 陜西科技大學學報， 2003(8): 30-33.

[25] 曹玉華， 楊曉蓉， 王肇慈， 等. 應用不同添加劑對面粉品質的影響[J].食品科技， 2003， 28(4): 61-64.

[26] 丁士勇， 劉文豪， 熊善柏. 變性淀粉及谷朊粉對面團特性的影響研究[J]. 食品研究與開發(fā)， 2007， 28(7): 43-47.

[27] 陳江楓， 陳明育， 玉瓊廣， 等. 四種酯化交聯(lián)木薯變性淀粉的粘度和糊化溫度研究[J]. 現代食品科技， 2010， 26(10): 1100-1103.

[28] 宋賢良， 陳玲， 唐建松. 幾種木薯變性淀粉凝膠化性質的研究[J]. 糧食與飼料工業(yè)， 2008(12): 24-26.

[29] BAIER-SCHENK A， HANDSCHIN S， CONDE-PETIT B. Ice in prefermented frozen bread dough-an investigation based on calorimetry and microscopy[J]. Cereal Chemistry， 2005， 82(3): 251-255.

Properties of Tapioca Acetyl Starch and Application in Quick-Frozen Dumplings

YANG Anqi， KONG Xiaoxue， ZHENG Tiesong*
(Department of Food Science and Nutrition， Ginling College， Nanjing Normal University， Nanjing 210097， China)

The physical properties (such as freeze-thaw stability and high-temperature stability) of tapioca starch and tapioca acetyl starch were compared. The effect of modified starch on the quality of dough and quick-frozen dumpling wrappers was studied by adding tapioca acetyl starch in different proportions (0%， 4%， 6%， 8% and 10%) to wheat flour and then the indexes of quick-frozen dumplings including skin boiling loss， texture and sensory quality were analyzed. The results showed that due to its acetyl groups， acetyl starch had better freeze-thaw stability and high-temperature stability so that it could be applicable to improve the quality of quick-frozen dumplings. The texture and boiling property of quick-frozen dumpling wrappers were significantly improved. The best result was achieved by addition of 4%-6% of acetyl starch.

tapioca starch; acetyl starch; dough properties; quick-frozen dumpling wrapper; freeze-thaw cycle

TS231

A

1002-6630（2015）09-0055-05

10.7506/spkx1002-6630-201509011

2014-07-25

楊安琪（1991—），女，碩士研究生，研究方向為食品化學與加工。E-mail：yanganqi91528@163.com

*通信作者：鄭鐵松（1963—），男，教授，博士，研究方向為食品生物化學。E-mail：tiesongzheng@sina.com