木薯變性淀粉在芋圓制作中的應用研究

徐慧敏，胡榮柳，張淑芬，王振華，黃亞明,吳宗帥，岳 雙

(1.河南恒瑞淀粉科技股份有限公司，河南 漯河 462000；2.漯河職業技術學院 食品學院，河南 漯河 462000)

芋圓是閩南一道著名的傳統小吃，也是當今非常流行的甜點。制作芋圓的原料主要有香芋、紅薯、紫薯、南瓜等，顏色艷麗多樣，口感爽滑，健康美味。芋頭極富營養價值，含有蛋白質、鈣、鐵、磷、維生素、氟等多種成分，有補益脾胃、調中氣、化痰散結等功效[1]。番薯是一種營養齊全的天然滋補食材，具有寬腸通便、和血補中、防癌抗衰、增強免疫功能等作用[2]。人們通常用多種天然食材搭配在一起制成芋圓，可以滿足多種需求，既有營養又美味。

在制作芋圓的過程中，通常用淀粉來改善口感、改良外觀，常用的是木薯淀粉和馬鈴薯淀粉。未煮的芋圓放置后易硬化，淀粉的老化對口感影響較大。變性淀粉是一種綠色安全的食品添加劑，變性方式多樣且變性程度可控制。變性淀粉能夠有效改善原淀粉的不良性狀，具有熱粘穩定性、透明性、凍融穩定性、凝膠力等理化特性[3]，因此被廣泛地應用于食品加工領域。變性淀粉的結構決定了其具有較好的吸水和持水能力，在室溫、冷藏或冰凍過程中抗老化、不易回生。

本文主要探討木薯原淀粉(以下簡稱“木薯原粉”)、木薯醋酸酯淀粉、木薯羥丙基淀粉、木薯磷酸酯雙淀粉的添加量對芋圓的口感、保水性及冷藏性能的影響，以期為進一步改善芋圓的品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芋頭、紅薯、白砂糖：市售；木薯原粉、木薯醋酸酯淀粉(HS-AA-301)、木薯羥丙基淀粉(HS-TGE-100)、木薯磷酸酯雙淀粉(HS-SP-102)：河南恒瑞淀粉科技股份有限公司提供。

1.2 儀器與設備

Brabender Viscograph-E：德國Brabender公司；TU-1901型雙束紫外可見分光光度計：北京普新通用儀器有限責任公司；凱特離心機：鹽城凱特實驗儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋：北京市永光明醫療儀器有限公司；電子天平：江蘇常熟市雙杰測試儀器廠；冰箱：河南新飛電器有限公司。

1.3 淀粉的性質測定

1.3.1 淀粉Brabender粘度測定

稱取一定質量的樣品，加入蒸餾水，配成6%的淀粉乳460 g(干基計算，精確至0.01 g)，攪拌均勻后，將淀粉乳倒入Brabender粘度杯(測定條件：轉子轉速為75 r/min、扭矩為700 cm·g)。從初始溫度30 ℃、1.5 ℃/min升至95 ℃后恒溫30 min，再以-1.5 ℃/min冷卻至50 ℃后恒溫30 min，輸入樣品名稱、水分、質量后開始測試，即可得到相關數據，繪制淀粉樣品的糊化曲線[4]。

1.3.2 淀粉糊液透明性測定

稱取各類樣品，加入蒸餾水，配制成質量分數為1%的淀粉乳液，于沸水浴鍋中加熱攪拌至糊化，冷卻至25 ℃后備用。以蒸餾水為空白校零，攪勻倒入1 cm比色皿，在620 nm波長下測定不同糊液的透光率[5]。

1.3.3 淀粉糊液凍融穩定性測定

將質量分數為6%的淀粉乳在100 ℃沸水浴中加熱糊化，再冷卻至室溫。取一定量糊液倒入塑料離心管，加蓋置于冰箱中，在-18 ℃～-20 ℃條件下冷卻24 h，取出后在室溫下自然解凍，之后進行離心，3000 r/min離心20 min。倒去上清液(若無水析出則反復凍融直至析水)，稱取沉淀物質量，計算析水率[5]。

1.4 芋圓的制作工藝與品質分析

1.4.1 芋圓制作流程

芋圓的制作工藝流程如下：挑選新鮮的芋頭、紅薯—去皮切塊—上鍋隔水蒸20 min—壓成泥—趁熱分多次加淀粉和糖水并揉成光滑面團—揉搓成直徑為1.5 cm的長條、切成2 cm長塊—外裹一層淀粉—煮制并冷水浸泡后即可食用或裹粉后直接包裝冷凍。

1.4.2 最佳變性淀粉添加量、加水量的確定

1.4.2.1 變性淀粉添加量的確定

制作芋圓時，水的添加量為12%，分別添加40%、50%、60%、70%、80%的不同變性淀粉與等量的木薯原粉作為空白對比。

1.4.2.2 加水量的確定

制作芋圓時，變性淀粉的添加量為60%，分別添加5%、10%、15%、20%的水與等量的木薯原粉作為空白對比。

1.4.3 芋圓感官評價

采用感官評定法，由8位經驗豐富的人員采用百分制評分法對芋圓的色澤、組織狀態、口感進行評分，結果取平均值。標準如表1所示。

表1 芋圓感官評分細則

1.4.4 芋圓失水率測定

通過失水率來考察芋圓的冷藏特性[6]。選取30個芋圓，用保鮮袋裝好，在-18 ℃的冰箱中冷凍12 h，室溫放置1 h解凍，如此反復冷凍、解凍3次。用電子天平分別稱量芋圓凍融前、凍融3次后的質量，每組做4次平行，按照下面公式計算芋圓的失水率。

失水率%=

2 結果與分析

2.1 不同淀粉的性能比較

2.1.1 淀粉Brabender粘度曲線分析

由圖1可以看出，木薯羥丙基淀粉、木薯醋酸酯淀粉發生醚化反應和醋酸酐酯化反應時引入親水基，淀粉結構內部氫鍵強度減弱，使其易于膨脹、糊化，因此比木薯原粉的糊化溫度低、BU峰值粘度高。交聯變性引入新的化學鍵，抑制淀粉糊化[7]，且淀粉平均分子量明顯增加，顆粒結合更緊密[8]。所以，木薯磷酸酯雙淀粉糊化溫度較高、熱穩定性好，但冷糊粘度明顯提高，凝膠性強。

圖1 Brabender粘度曲線

2.1.2 木薯淀粉的透明度和凍融穩定性分析

透光率能反映淀粉在水里的膨脹溶解能力[9]，跟淀粉分子中直鏈與支鏈淀粉比例、磷含量、變性方式有關[10]。淀粉糊的透光率越大，透明度越好。由圖2可以看出，在透明度方面，木薯羥丙基淀粉性能尤佳，木薯醋酸酯淀粉次之，木薯磷酸酯雙淀粉最差。在淀粉分子中引入羥丙基、醋酸酯等官能團阻礙分子間氫鍵結合，淀粉顆粒的親水性和膨脹率增加，使其受熱糊化時淀粉顆粒的溶脹和分散速度加快，糊液透明度提高，所以淀粉糊凝沉性弱、透明度高[11]。木薯磷酸酯雙淀粉交聯后分子緊密，透光性差，故透明性最差。

淀粉糊凍融穩定性的評價指標是析水率。淀粉糊的析水率越低穩定性越好。由圖2可知，不同淀粉的凍融穩定性排序如下：木薯原粉<木薯磷酸酯雙雙淀粉<木薯醋酸酯淀粉<木薯羥丙基淀粉。不同的化學試劑和修飾方法能夠不同程度地影響淀粉的凍融穩定性，因為淀粉糊的凍融穩定性與淀粉的分子結構、分子量大小等密切相關[12]。

圖2 淀粉的透光率和凍融穩定性對比圖

2.2 芋圓品質分析

2.2.1 不同種類淀粉及加水量對芋圓品質的影響

由圖3可知，當加水量為15%時，添加木薯羥丙基淀粉的芋圓失水率最低。添加另外兩種變性淀粉的芋圓的失水率最低時的加水量為10%。可以看出，淀粉自身差異會影響芋圓冷藏的穩定性。當加水量超過某一定值后,芋圓的失水率隨著加水量的增加明顯提高，這是因為在水分含量較多時進行速凍，水沒有全部形成玻璃態[13]，甚至會形成較大冰晶，導致解凍時失水更多。

圖3 加水量對芋圓失水率的影響

由表2可知，當加水量增加時，面團狀態較均勻，芋圓的色澤、透明度和細膩度也有所改善，感官效果更好；但加水量過多會使面團較軟，芋圓口感缺乏彈性。木薯羥丙基淀粉添加10%的水量制成的芋圓感官評分最高，在光澤、色澤、韌性和口感上都明顯優于添加其他淀粉制成的芋圓。整體上來看，使用木薯磷酸酯雙淀粉的效果遠不如使用木薯羥丙基淀粉和木薯醋酸酯淀粉的效果。水分含量一定程度上會影響芋圓的外觀、口感，由于不同淀粉的吸水能力不同，木薯羥丙基淀粉的保水性和透明度最佳，使得芋圓外觀更細膩、口感更好、色澤更透亮。木薯原粉添加10%水量時制成的芋圓感觀效果最好，但由于木薯原粉吸水能力最差，水量添加過多會使面團過軟，成型效果不好。

表2 加水量對芋圓品質的影響

2.2.2 不同種類淀粉添加量對芋圓品質的影響

由圖4可知，當加水量一定、變性淀粉添加量為60%左右時，芋圓的失水率最低，冷藏穩定性良好。一般來說，添加變性淀粉越多，芋圓的冷藏穩定性越好。添加不同淀粉制成的芋圓的冷藏穩定性由低到高排列，依次是木薯羥丙基淀粉、木薯醋酸酯淀粉、木薯磷酸酯雙淀粉、木薯原粉，體現了不同淀粉的親水能力和凍融穩定性存在差異。添加變性淀粉超過60%時，芋圓的失水率不減反增。淀粉添加量過多易導致芋圓中水分分布不均，結構不緊密，從而影響失水率。

圖4 淀粉添加量對芋圓失水率的影響

由表3可知，當變性淀粉添加量增加時，面團保水性較好，手感較硬，煮制后芋圓的彈性口感明顯變好，光亮度和細膩度也有所提高。但淀粉添加量過多時，芋圓偏硬有嚼勁，但不夠軟彈、色澤和香味變淡，表面細膩度也會下降。因此，變性淀粉添加量為60%時的感官效果最好，同時添加木薯羥丙基淀粉的芋圓感官評分較高，其冷藏性能也較好。

表3 淀粉添加量對芋圓品質的影響

3 結論

木薯醋酸酯淀粉、木薯羥丙基淀粉較木薯原粉在透明度、凍融穩定性上有明顯改善，其中木薯羥丙基淀粉明顯優于其他兩種變性淀粉。在芋圓的制作過程中，加入適量的木薯羥丙基淀粉和木薯醋酸酯淀粉，特別是木薯羥丙基淀粉，可以有效增強芋圓的冷凍穩定性、抗老化性和保水性，顯著改善芋圓的口感和外觀，還能延長貨架期，具有重要的經濟價值。提高芋圓感官和貯藏品質的最佳條件如下：加水量為10%～15%，使用木薯羥丙基淀粉，變性淀粉的添加量為60%左右。