豌豆涼粉配方工藝優化研究

王 林

（四川旅游學院烹飪學院，四川 成都 610100）

涼粉是我國一種非常受歡迎的特色小吃，其主要利用淀粉糊化而形成，屬于淀粉凝膠類產品之一[1-2]。因其具有晶瑩剔透、口感潤滑的特有風味，深受大眾喜愛。隨著食品工業化的飛速發展，涼粉的種類也日益豐富。目前，制作涼粉的主要原料有大米淀粉、豌豆淀粉、綠豆淀粉、薯類淀粉等，不同種類淀粉產生的抗性淀粉有所差別，導致其口感及產品狀態有所差異。目前對于淀粉凝膠類涼粉的研究主要集中于涼粉的工藝優化及老化等問題。豌豆淀粉逐漸成為大多涼粉制作的主選原料。杜先鋒等[3]對糖、無機鹽、pH、單甘酯等改良劑對淀粉凝膠強度的改良效果進行了研究，并得出這些成分增強淀粉凝膠強度的機理主要是由于添加劑中的成分與淀粉大分子發生作用。鄭安雄[4]通過比較不同種類淀粉及改性方法對豌豆涼粉凝膠強度的影響發現，改性淀粉的凝膠強度顯著優于原始淀粉的凝膠強度。在淀粉中使用不同種類的改良劑，得到的淀粉的凝膠特性不同[5-6]。

傳統涼粉在制作過程中通常需添加明礬來加速其凝固，而明礬中含有一定量的鋁元素，長期食用對人體會產生一定的危害；加之涼粉在加工、儲藏過程中易發生回生即老化的現象[7]，嚴重影響了涼粉產品的工業化發展。因此改善涼粉的凝膠特性、優化涼粉的制作工藝對推動涼粉的工業化生產具有一定的積極作用。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

豌豆淀粉、蔗糖、食鹽，皆購于四川永輝超市。

卡拉膠、檸檬酸、食用堿，皆為食品級，購于成都潤澤試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設備

JD 200-3 型電子天平，江蘇淮安翔宇電子有限公司；MDF-U338 型醫用低溫冰箱，大連三洋冷鏈有限公司；TMS-Touch 250 N 型質構儀，美國食品技術有限公司；HH-2 型數顯恒溫水浴鍋，上海光地儀器設備有限公司；GL-22MC 型高速冷凍離心機，長沙湘儀離心機儀器有限公司；MB45 型鹵素水分測定儀，奧豪斯國際貿易（上海）有限公司；CX41型雙目生物顯微鏡，上海普赫光電科技有限公司；離心管、玻璃儀器等由四川旅游學院重點試驗室提供。

1.2 方法

1.2.1 豌豆涼粉制作的工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 調漿

在淀粉中加入少量的溶解介質進行攪拌，邊攪拌邊加入熱溶解介質，使淀粉呈懸浮狀態。

1.2.2.2 靜置

靜置更有利于淀粉與水的混合，有助于淀粉吸收更多的水分。將調制好的淀粉漿靜置處理15~20 min。

1.2.2.3 水浴加熱、蒸煮

將靜置后的淀粉漿置于微沸的水浴鍋中進行蒸煮，蒸煮過程中要順著一個方向進行攪動。

1.2.2.4 冷卻

將蒸煮好的涼粉取出冷卻至室溫，用于相關指標的測定。

1.2.3 單因素試驗設計

根據前期試驗結果，同時參考黃倩[8]試驗設計。以豌豆淀粉（含水量13.2%、蛋白質含量0.6%、直鏈淀粉含量37.6%）和水的總質量為100%，固定料液比（豌豆淀粉與水的質量比）1∶4.5、食鹽質量分數1.0%、蔗糖質量分數6%、卡拉膠質量分數0.8%、溶液pH 7.0、加熱溫度90 ℃、加熱時間50 min，改變其中某一因素的水平，按照“1.2.1”中方法制備豌豆涼粉，進行單因素試驗。分別考察料液比（1∶0.5、1∶2.5、1∶4.5、1∶6.5、1∶8.5）、食鹽質量分數（0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、蔗糖質量分數（0、3%、6%、9%、12%）、卡拉膠質量分數（0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%）、溶液的 pH（5、6、7、8、9）、加熱溫度（60、70、80、90、100 ℃）、加熱時間（20、35、50、65、80 min）對豌豆涼粉凝膠特性的影響。

1.2.4 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上，確定以料液比（豌豆淀粉與水的質量比）、食鹽質量分數、蔗糖質量分數、卡拉膠質量分數、pH、加熱溫度、加熱時間為主要影響因素，以感官評分為評價指標進行L18（37）正交試驗[9]。試驗因素水平見表1。

1.2.5 測定項目與方法

1.2.5.1 淀粉基礎指標

水分含量測定參照陳芳芳[10]的方法；粗蛋白含量的測定參照GB 5009.5—2016[11]中的凱氏定氮法；粗脂肪含量的測定參照GB 5009.6—2016[12]中的索氏抽提法；直鏈淀粉含量的測定參照GB/T 15683—2008[13]中的方法；微觀結構通過雙目生物顯微鏡進行測定（×100）。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels for orthogonal experiment

1.2.5.2 凝膠強度

參考楊玉玲等[14]方法并進行適當修改。將涼粉切成長×寬×高為2 cm×2 cm×1.5 cm 的小塊，進行淀粉凝膠強度的測定。探頭型號為P/0.5 柱形探頭，測定模式為TPA 模式。參數設置為：測前速度2.0 mm/s，測量速度1.0 mm/s，測后速度2.0 mm/s。每組樣品進行5 次重復，結果取平均值。

1.2.5.3 感官品質評定

參考王錦云等[15]的方法并進行適當修改。采用雙盲法，由四川旅游學院烹飪與食品學院的10 名學生組成感官評定小組，每個成員在進行下一組感官評定前應用清水漱口，避免交叉影響。分別對產品的凝膠效果、口感、色澤與透明度、香氣、消費者喜愛程度五方面進行感官評定，每項指標占總分的20%，滿分為4 分。具體的評價標準如表2 所示。

表2 豌豆涼粉的感官評分標準Table 2 Sensory scoring criteria of pea jelly

1.2.6 數據處理

應用SPSS 20.0 及Origin 2017 進行數據分析處理及繪圖。

2 結果與分析

2.1 豌豆淀粉的基本特性研究

由表3 可知，豌豆淀粉主要由水分、直鏈淀粉、少量的粗蛋白及粗脂肪等成分組成。這些基本成分與淀粉的凝膠性質直接相關。其中直鏈淀粉與豌豆淀粉凝膠特性關系最為緊密。淀粉在糊化過程中其直鏈淀粉會大量地釋放出來，形成三維立體網狀結構，進而形成凝膠。通常直鏈淀粉含量越高，豌豆涼粉的凝膠性越好。

表3 豌豆淀粉基本成分表Table 3 Basic composition of pea starch 單位：%

由圖1A 自測的光學顯微鏡及參考楊玉玲等[14]測量的電子顯微鏡（圖1B）的研究結果可知，豌豆淀粉的顆粒形狀呈橢圓形，且表面較為光滑。趙敏[16]研究表明，豌豆涼粉的凝膠特性與豌豆淀粉顆粒的大小及顆粒形狀顯著相關。

圖1 豌豆淀粉的微觀粒子形態Fig.1 Microparticle morphology of pea starch

2.2 豌豆涼粉工藝配方單因素試驗結果

2.2.1 料液比（豌豆淀粉與水的質量比）對豌豆涼粉凝膠特性的影響

由表4 可知，液料比對豌豆涼粉的凝膠強度及感官評分的影響顯著（P＜0.05）。隨著水分含量的增加，豌豆涼粉的凝膠強度逐漸降低，而產品感官評分則呈先升高后降低的趨勢。當水分含量較低時，豌豆涼粉的凝膠強度偏大，口感較為粗糙，彈性較差；隨著水分含量的增加，豌豆涼粉逐漸溶解完全，料液比（豌豆淀粉與水的質量比）為1∶4.5 時豌豆淀粉參與形成三維立體網狀的凝膠結構含量最為適宜，因此凝膠度及感官狀態較好。但是當水分含量繼續增加時，形成的豌豆涼粉較為稀薄，致使涼粉的成形度較差，彈性較弱，因此感官評分較低。綜合評定，較佳的料液比（豌豆淀粉與水的質量比）為1∶4.5。

表4 料液比對豌豆涼粉凝膠強度及感官品質的影響Table 4 Effect of material to liquid ratio on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.2 食鹽質量分數對豌豆涼粉凝膠特性和感官品質的影響

由圖2 可知，食鹽質量分數對豌豆涼粉的凝膠強度及感官評分的影響顯著（P＜0.05）。隨著食鹽含量的增加，豌豆涼粉的凝膠強度呈先升高后降低的趨勢。當食鹽質量分數低于1.0%時，豌豆涼粉的凝膠強度變化較小，這是因為此時溶液中的離子強度較低，對豌豆淀粉的凝膠強度影響較弱；當食鹽質量分數為1.0%時，豌豆涼粉的凝膠強度達到最大值（495.6 g）；當食鹽質量分數大于1.0%時，隨著食鹽含量的逐漸增多，溶液中的離子強度逐漸增強，大量的離子對淀粉的糊化溫度產生了一定的影響，使得豌豆涼粉的凝膠強度有所降低。當食鹽質量分數低于1.0%時，豌豆涼粉的感官評分最高。因此，添加食鹽質量分數1.0%制作豌豆涼粉較好。

圖2 食鹽質量分數對豌豆涼粉凝膠強度及感官品質的影響Fig.2 Effect of salt addition on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.3 蔗糖質量分數對豌豆涼粉凝膠特性和感官品質的影響

由圖3 可知，蔗糖質量分數對豌豆涼粉的凝膠強度及感官評分的影響較明顯。隨著蔗糖質量分數的增加，豌豆涼粉的凝膠強度逐漸增加。當蔗糖質量分數低于6%時，豌豆涼粉的凝膠強度改善不明顯；當蔗糖質量分數超過6%時，豌豆涼粉的凝膠強度逐漸上升，此時感官評分也逐漸的升高；當蔗糖質量分數為9%時，豌豆涼粉的感官評分達到最高值（3.26分），此時豌豆涼粉的凝膠狀態較好，口感最佳。因此，綜合評定得出制作豌豆涼粉較佳的蔗糖質量分數為9%。

圖3 蔗糖質量分數對豌豆涼粉凝膠強度及感官品質的影響Fig.3 Effect of sucrose addition on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.4 卡拉膠質量分數對豌豆涼粉凝膠特性和感官品質的影響

由圖4 可知，卡拉膠質量分數對豌豆涼粉的凝膠強度及感官評分的影響極顯著（P＜0.01）。卡拉膠中具有雙螺旋結構，此結構有助于形成三維立體網狀結構，從而可增加豌豆涼粉的凝膠強度[17]，故隨著卡拉膠質量分數的增加，豌豆涼粉的凝膠強度也逐漸增加。然而當卡拉膠添加過量時，將會對產品的感官品質產生不利的影響，所以當卡拉膠質量分數為1.2%時，豌豆涼粉的感官評分降低。結果表明，制作豌豆涼粉時添加的卡拉膠質量分數1.0%為宜。

2.2.5 pH 對豌豆涼粉凝膠特性和感官品質的影響

圖4 卡拉膠質量分數對豌豆涼粉凝膠強度及感官品質的影響Fig.4 Effect of carrageenan addition on gel strength and sensory quality of pea jelly gel

由圖5 可知，pH 對豌豆涼粉的凝膠強度及感官評分的影響顯著（P＜0.05）。隨著pH 逐漸升高，豌豆涼粉的凝膠強度呈先升高后降低的趨勢，并且當pH為7 時，涼粉的凝膠強度及感官評分均達到最高值。淀粉在形成凝膠時大多呈酸性，中性及偏堿性的環境將更有利于淀粉形成凝膠[18]。因此，制作豌豆涼粉時最佳 pH 為 7。

圖5 pH 對豌豆涼粉凝膠強度及感官品質的影響Fig.5 Effect of pH on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.6 加熱溫度對豌豆涼粉凝膠特性和感官品質的影響

由表5 可知，加熱溫度對豌豆淀粉的凝膠強度及感官評分的影響顯著（P＜0.05）。隨著加熱溫度的升高，豌豆涼粉的凝膠強度也逐漸增強，此時豌豆淀粉在分散介質的作用下逐漸凝固形成凝膠狀，涼粉的色澤逐漸趨于透明[19]；隨著加熱溫度的繼續升高，涼粉中的水分逐漸地蒸發出來，致使涼粉的成形性較差，質地較硬，口感不好，因此當溫度超過80 ℃時，豌豆涼粉的感官評分出現了下降的趨勢。綜合凝膠強度和感官評分得出，制作豌豆涼粉時適宜的加熱溫度為80 ℃，此時豌豆涼粉的凝膠強度適中，感官品質較好。

表5 加熱溫度對豌豆涼粉凝膠強度及感官品質的影響Table 5 Effect of heating temperature on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.7 加熱時間對豌豆涼粉凝膠特性和感官品質的影響

由表6 可知，加熱時間對豌豆淀粉的凝膠強度及感官評分的影響顯著（P＜0.05）。隨著加熱時間的延長，豌豆涼粉的凝膠強度逐漸增加。當加熱時間較短時，豌豆涼粉并沒有糊化完全，致使其成形度較差；隨著加熱時間的逐漸延長，豌豆涼粉的組織結構變得致密，口感也逐漸變得光滑；繼續加熱時，原本已經成形的組織結構在長時間的加熱條件下受到破壞，豌豆涼粉的質地逐漸變稀薄，彈性變差，口感及質地也變得不易接受。因此，恰當的加熱時間有助于淀粉凝膠產品的糊化。綜合試驗結果，得出制作豌豆涼粉時適宜的加熱時間為50 min。

表6 加熱時間對豌豆涼粉凝膠強度及感官品質的影響Table 6 Effect of heating time on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.3 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上，以料液比（豌豆淀粉與水的質量比）、食鹽質量分數、蔗糖質量分數、卡拉膠質量分數、pH、加熱溫度、加熱時間為主要影響因素，以感官評分為評價指標進行L18（37）正交試驗，試驗結果如表7 所示。

由極差分析可以得出，各因素對豌豆涼粉感官評分的影響次序為：A（料液比）＞D（卡拉膠質量分數）＞C（蔗糖質量分數）= F（加熱溫度）＞B（食鹽質量分數）＞E（pH）＞G（加熱時間），其中料液比（豌豆淀粉與水的質量比）對豌豆涼粉的感官品質影響最大。豌豆涼粉制作的最佳配方工藝組合為A3B1C3D2E1F1G2，即料液比（豌豆淀粉與水的質量比）1∶5.5，食鹽質量分數0.8%，蔗糖質量分數10%，卡拉膠質量分數1.0%，pH 6.5，加熱溫度75 ℃，加熱時間50 min，此時產品的感官評分為3.3 分（滿分4 分），低于正交試驗表中的試驗16。因此，確定豌豆涼粉制作的最佳工藝配方組合為A3B1C3D2E3F1G2，即料液比（豌豆淀粉與水的質量比）1∶5.5，食鹽質量分數0.8%，蔗糖質量分數10%，卡拉膠質量分數1.0%，pH 7.5，加熱溫度75 ℃，加熱時間50 min，此時產品的感官評分為3.4 分（滿分4分）。此工藝配方條件下制成的豌豆涼粉質地細膩、光滑、彈性好、色澤及滋味最受人們喜歡，整體感官品質最佳。

表7 正交試驗結果Table 7 Orthogonal experimental results

3 討論與結論

料液比（豌豆淀粉與水的質量比）、食鹽質量分數、蔗糖質量分數、pH、加熱溫度和加熱時間對豌豆涼粉的凝膠強度及感官評分具有顯著影響，卡拉膠質量分數對豌豆涼粉的凝膠強度及感官評分具有極顯著影響（P＜0.01）。試驗結果得出，較高的食鹽含量、pH 均會降低豌豆涼粉的凝膠強度，而當豌豆淀粉蔗糖、卡拉膠含量、加熱時間及加熱溫度逐漸增多時，豌豆涼粉的凝膠強度會變強。試驗結果表明，制作豌豆涼粉的最佳配方工藝條件為：料液比（豌豆淀粉與水的質量比）1∶5.5，食鹽質量分數0.8%，蔗糖質量分數10%，卡拉膠質量分數1.0%，pH 7.5，加熱溫度75 ℃，加熱時間50 min，此時制得的豌豆涼粉的感官評分最高，為3.4 分（滿分4 分）。該配方工藝條件下制成的豌豆涼粉質地細膩、光滑、彈性好、色澤及滋味最易于接受，整體感官品質最佳。由極差分析可以得出各因素對豌豆涼粉感官評分的影響次序為：料液比（豌豆淀粉與水的質量比）＞卡拉膠質量分數＞蔗糖質量分數=加熱溫度＞食鹽質量分數＞pH＞加熱時間，其中料液比（豌豆淀粉與水的質量比）對豌豆涼粉的感官品質影響最大。