复合品质改良剂对冻糕抗老化效果的影响.pdf

Food and Fermentation Science&Food and Fermentation Science&TechnologyTechnology收稿日期：2023-06-21基金项目：四川省科技计划重点研发项目（2020YFN0148）作者简介：李宇航（1996-），男，硕士。研究方向：粮油食品加工。*通信作者：任元元（1987-），女，博士研究生，高级工程师。研究方向：粮油食品加工。引用格式：李宇航，任元元，孟资宽，等.复合品质改良剂对冻糕抗老化效果的影响 J.食品与发酵科技，2023，59（5）：33-37.复合品质改良剂对冻糕抗老化效果的影响李宇航，任元元*，孟资宽，邹育，雷英杰，游敬刚，王拥军（四川省食品发酵工业设计研究院有限公司，四川成都 611130）摘要：以质构特性硬度为指标，在单因素试验基础上采用正交试验设计方法，研究-淀粉酶、羟丙基二淀粉磷酸酯和海藻酸钠对冻糕抗老化作用的影响。结果表明，影响冻糕硬度的主要因素依次为羟丙基二淀粉磷酸酯、-淀粉酶、海藻酸钠，最佳复合品质改良剂配方为羟丙基二淀粉磷酸酯0.6%，海藻酸钠0.3%，-淀粉酶0.006%，按此配方，在4下冷藏第20d的冻糕硬度最低为1465.83g，为冻糕的工业化生产提供一定的参考。关键词：冻糕；抗老化；品质改良剂；复合中图分类号：TS213.3文献标识码：A文章编号：1674-506X（2023）05-0033-0005Effect of Compound Quality Improver on Anti-aging Effect of ParfaitLI Yuhang，REN Yuanyuan*，MENG Zikuan，ZOU Yu，LEI Yingjie，YOU Jinggang，WANG Yongjun（Sichuan Food and Fermentation Industry Research&Design Institute Co.，Ltd.，Chengdu Sichuan 611130，China）Abstract：Using the hardness of texture characteristics as an indicator and using orthogonal experimental designmethod on the basis of single factor experiments，research the effects of-amylase，hydroxypropyl disstarchphosphate and sodium alginate on anti-aging of parfait.The results indicated that the main factors affecting thehardness of parfait are hydroxypropyl distarch phosphate，-amylase，sodium alginate.The optimal compositequality improver formula is 0.6%hydroxypropyl distarch phosphate，0.3%sodium alginate and 0.006%-Amylase，According to this formula，at 20th day of refrigeration at 4 the minimum hardness of parfaitis 1465.83g，providing a certain reference for the industrial production of parfait.Keywords：parfait；anti-aging；quality improver；compositedoi：10.3969/j.issn.1674-506X.2023.05-006冻糕，又名冻粑、泡粑，是一种传统名优特色小吃，起源于民国年间四川崇州怀远镇，是四川著名的美食之一1-2。冻糕的制作工艺传统而独特，由大米浸泡、磨浆、发酵并汽蒸糊化成型，具有蜂窝状结构，滋润绵软，富有弹性；松泡化渣，香甜微酸。它在川渝两地，特别在四川乐山、崇州和眉山等地深受人们喜爱，具有鲜明的特色和地方风味，市场前景广阔3-4。淀粉是大米的主要成分，冻糕及其他米制品均会面临淀粉老化的问题，因此，冻糕在冷藏过程中，会出现皲裂干硬、口感变差和风味下降的问题，严重影响冻糕的货架期品质5。为了抑制淀粉老化，通常会添加一些抗老化剂，比 如 乳 化 剂、亲 水 胶 体 和 酶 制 剂 等6。PALACIOS等7将-淀粉酶添加到米饭中，通过酶作用于支链淀粉，使支链淀粉侧链短链增多，从而抑制米饭老化。PRAKAYWATCHARA等8在无麸质馄饨中添加四种乳化剂，均能抑制淀粉老化，且添加1%蒸馏单甘油酯和甘油的样品老化焓最低。李宇航等：复合品质改良剂对冻糕抗老化效果的影响2023年第5期白菊红等9研究了亲水胶体对苦荞冻糕抗老化作用的影响，发现三种复配亲水胶体可使冻糕的贮藏时间延长至14 d。黎金鑫等10研究了12种亲水胶体对馒头品质的影响，发现适宜浓度的瓜尔豆胶，高甲氧基柑橘果胶能有效抗老化且提高馒头的综合品质。目前，主要是通过添加单一抗老化剂或同一类型的复配抗老化剂抑制淀粉老化，关于不同类型的复合品质改良剂对冻糕抗老化效果的研究较少，本文研究乳化剂羟丙基二淀粉磷酸酯、亲水胶体海藻酸钠和酶制剂-淀粉酶的添加量对冻糕抗老化作用的影响，为工业化生产冻糕提供参考。1材料与方法1.1材料与试剂籼米，广汉市鑫发农副产品有限公司；白砂糖，成都市糖酒有限责任公司；猪油，市售；高活性干酵母（31010CFU/g），安琪酵母股份有限公司；羟丙基二淀粉磷酸酯、海藻酸钠、-淀粉酶（酶活为3105U/g）、碳酸氢钠，河南万邦化工科技有限公司。1.2仪器与设备DM-140 磨粉磨浆机，上海双亿机电有限公司；TA-XT 型质构仪，上海腾拔科技有限公司；SPX-250-C恒温恒湿培养箱，上海琅玕有限公司；BD-305E冷冻冰箱，星星集团有限公司；ME204E分析天平，梅特勒-托利多国际贸易有限公司。1.3试验方法1.3.1冻糕加工制作方法工艺流程：原料浸泡磨浆发酵调配蒸制包装冷藏（4）酵母、白砂糖猪油、碳酸氢钠、品质改良剂操作要点：称取2kg籼米，淘洗沥干水分，加入等质量蒸馏水在常温下浸泡（约3h），待米粒中心白芯消失后进行磨浆。以米浆质量为基准，添加0.2%酵母和5%白砂糖，32发酵2h。待米浆发酵完成后，添加4%猪油及适量的羟丙基二淀粉磷酸酯、海藻酸钠、-淀粉酶搅拌均匀，将米浆倒入模具，大火蒸制20min，冷却包装，在4冰箱贮藏。1.3.2单因素试验取磨好的米浆3kg，以米浆质量为基准，以羟丙基二淀粉磷酸酯添加量 0.4%、海藻酸钠添加量0.1%、-淀粉酶添加量0.004%为基础，分别研究羟丙基二淀粉磷酸酯添加量（0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、海藻酸钠添加量（0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）和-淀粉酶添加量（0.000%、0.002%、0.004%、0.006%、0.008%、0.010%）对冷藏第20d的冻糕硬度的影响。1.3.3正交试验设计在单因素试验结果基础上，选取羟丙基二淀粉磷酸酯、海藻酸钠、-淀粉酶三个因素进一步优化冻糕抗老化工艺，以冷藏第20d的冻糕硬度为评价指标，采用L9（34）进行正交优化试验，因素水平表见表1。表1试验因素与水平Tab.1Experimental factors and levels水平123因素A 羟丙基二淀粉磷酸酯/%0.40.60.8B 海藻酸钠/%0.20.30.4C-淀粉酶/%0.0020.0040.0061.3.4硬度测定11冻糕蒸熟后冷却 20 min，采用 TA-XT 型质构仪，切成4cm4cm4cm的方块，测定探头TA 3/100；下行速度1mm/s；测定速度1mm/s；上行速度1mm/s；应变位移40%；引发力5g；引发类型为自动；获取数率200PPS。1.4数据分析每组试验重复 3 次，使用 SPSS 25.0 和 Origin2018软件进行统计学分析和作图。2结果与分析2.1单因素试验结果2.1.1羟丙基二淀粉磷酸酯添加量对冻糕硬度的影响如图 1 所示，随着羟丙基二淀粉磷酸酯添加量的增加，冷藏第 20 d 的冻糕硬度呈先下降后上升的趋势，添加量为0.6%，冻糕硬度达到最低。羟丙基二淀粉磷酸酯是一种具有良好乳化性能的复合变性淀粉，具有耐高温、抗剪切、冻融稳定性好的优点12。随着添加量的增加，羟丙基二淀粉磷酸酯由于含有大量的羟丙基，紧密地束缚水分子，有效抑制冻糕内部水分迁移，延缓淀粉贮藏过程中的34第59卷（总第237期）李宇航等：复合品质改良剂对冻糕抗老化效果的影响重结晶，使得冻糕硬度下降。但当添加量继续增加时，羟丙基二淀粉磷酸酯的聚集作用会逐渐把分子间隔开，形成更为紧密的结构，吸附更多的水分，从而导致冻糕硬度提高13-14。综上考虑，选择羟丙基二淀粉磷酸酯添加量为0.6%。2.1.2海藻酸钠添加量对冻糕硬度的影响如图2所示，随着海藻酸钠添加量的增加，冷藏第20d的冻糕硬度呈先下降后上升的趋势，在海藻酸钠添加量为0.3%时冻糕硬度达到最低。海藻酸钠是一种能提高持水性的天然多糖，具有成膜性好、不易分解的优点15。当海藻酸钠添加量增加时，海藻酸钠与水分子形成一层薄膜，覆盖在淀粉颗粒表面，使淀粉不完全糊化，同时限制了淀粉的重结晶和水分迁移，降低了淀粉体系的相对结晶度，使冻糕硬度下降。当海藻酸钠达到一定量时，形成更为紧密的薄膜，使得淀粉和其他成分之间的结合更加牢固，使硬度反而增大16-17。因此，选择海藻酸钠添加量为0.3%。2.1.3-淀粉酶添加量对冻糕硬度的影响如图3所示，随着-淀粉酶添加量的增加，冷藏第20 d的冻糕硬度不断下降，最后趋于平缓，在海藻酸钠添加量为 0.01%时冻糕硬度达到最低。-淀粉酶是一种能无差别地随机切断淀粉分子内部-1,4糖苷键的内切酶，将淀粉水解成可溶性糊精，其错综复杂的排列方式有效的阻碍了淀粉结晶，改变了直链淀粉的链长和支链淀粉的侧链聚合度，抑制淀粉重结晶18。但当添加量达到0.006%时，冻糕结构塌陷，质地发黏，口感降低，原因是冻糕中的淀粉分子降解过快，产生大量的糖类分子，这些糖类分子容易吸收水分，从而使得冻糕的结构过于松散、不稳定19-20。综合考虑选择-淀粉酶添加量为0.004%。图3-淀粉酶添加量对冻糕硬度的影响Fig.3 Effect of-amylase addition on the hardness of parfait20002200硬度/g2400260028003000320034000.0000.002-淀粉酶添加量/%0.0040.0060.0080.0102.2正交试验结果与分析由表2和表3可知，羟丙基二淀粉磷酸酯、海藻酸钠和-淀粉酶均对冻糕硬度的影响效果极显著（P0.01）。所选因素水平范围内对冻糕硬度影响大小顺序为羟丙基二淀粉磷酸酯-淀粉酶海藻酸钠。确定最优工艺条件为A2B2C2，即羟丙基二淀粉磷酸酯添加量0.6%、海藻酸钠添加量0.3%、-淀粉酶添加量0.004%。2.3抗老化冻糕最佳工艺验证试验结果通过正交试验得到因子的最佳组合为A2B2C3，将A2B2C3组合与正交试验中的最优组合A2B2C2再次进行验证试验，其他工艺条件与参数与“1.3.1”中操作要点一致，验证结果见表4。由表4可知，最佳组合A2B2C3冻糕硬度最低，为1 468.17 g。以最优组合A2B2C3进行三次验证试验，图1羟丙基二淀粉磷酸酯添加量对冻糕硬度的影响Fig.1Effect of the addition of hydroxypropyl distarchphosphate on the hardness of parfait180020002200硬度/g2400260028003000320034000.00.20.40.60.81.0羟丙基二淀粉磷酸酯添加量/%图2海藻酸钠添加量对冻糕硬度的影响Fig.2Effect of sodium alginate addition on the hardness of parfait180020002200硬度/g2400260028003000320034000.00.20.40.6海藻酸钠添加量/%352023年第5期取平均值，该优化组合下冷藏第20d的冻糕硬度达到1465.83g，与正交试验结果的相对偏差小于1%，因此，确定 3 种品质改良抗老化剂的最佳组合为A2B2C3。3结论本研究针对冻糕贮藏老化严重的问题，以早籼米为原料，质构特性硬度为指标，通过单因素试验探究羟丙基二淀粉磷酸酯、海藻酸钠和-淀粉酶对冷藏第20d的冻糕硬度的影响，再经正交试验优化得到复合品质改良剂最佳配方为羟丙基二淀粉磷酸酯0.6%，海藻酸钠0.3%，-淀粉酶0.006%，在此配方下冷藏第20 d的冻糕硬度为1 465.83 g。本研究显著降低了冻糕的硬度，明确了冻糕硬度随羟丙基二淀粉磷酸酯、海藻酸钠和-淀粉酶添加量的变化规律，为研制抗老化冻糕和冻糕工业化生产提供了一定的理论依据。参考文献1 李乐清，胡伟.“怀远三绝”的制作 J.烹饪知识，2001，7（15）：24-25.2 王洋，罗夏梓平.崇州“怀远三绝”饮食文化与翻译 J.山西农经，2020（2）：131-133.3 刘畅，程万兴，黄文刚，等.膨化藜麦红米冻糕的制作工艺优化研究 J.粮食加工，2023，48（2）：35-39.4 邹育，任元元，康建平，等.传统冻糕工业化生产技术研究 J.食品与发酵科技，2019，55（2）：33-36.5AI J，WITT T，COWIN G，et al.Anti-staling ofhigh-moisture starchy food：effect of hydrocolloids，emulsifiers and enzymes on mechanics of steamed-rice cakes J.Food Hydrocolloids，2018，83：454-464.6 张雨，张康逸，张国治.淀粉老化过程机理及淀粉抗老化剂应用的研究进展 J.食品工业科技，2019，40（13）：316-321.表2正交试验结果Tab.2Results of orthogonal experiment序号1234567因素A1112223B1231231C1232313硬度/g2052.461653.211837.951589.431468.171762.731814.86序号89k1k2k3R因素A331847.871606.782103.85497.07B231818.921641.241765.00177.68C121872.511645.661706.99226.85硬度/g1802.351694.33表3方差分析表Tab.3Analysis of variance table方差来源羟丙基二淀粉磷酸酯海藻酸钠-淀粉酶误差离差平方和90921.86849790.99882623.00452.245自由度2222均方差45460.93424895.49941311.50226.122F值1740.304953.0321581.458P值0.0010.0010.001显著性*注：*表示差异极显著（P0.01）。表4工艺条件对冻糕的影响Tab.4Effect of technological conditions on parfait工艺条件A2B2C3（羟丙基二淀粉磷酸酯0.6%，海藻酸钠0.3%，-淀粉酶0.006%）A2B2C2（羟丙基二淀粉磷酸酯0.6%，海藻酸钠0.3%，-淀粉酶0.004%）硬度/g1468.171485.7536第59卷（总第237期）李宇航等：复合品质改良剂对冻糕抗老化效果的影响7 PALACIOS H R，SCHWARZ P B，DAPPOLONIAB L.Effects of-amylases from different sourceson the firming of concentrated wheat starch gels：relationship to bread staling J.Journal of Agriculturaland Food Chemistry，2004，52（19）：5987-5994.8 PRAKAYWATCHARA P，WATTANAPAIROJ C，THI-RATHUMTHACORND.Effectsofemulsifiertypesandlevelsincombinationwithglycerolonthegelatinization and retrogradation properties of gluten-free rice-based wonton wraps J.Starch-Strke，2018，70（5-6）：1700227.9 白菊红，康建平，张星灿，等.亲水胶体对苦荞冻糕的抗老化作用 J.粮油食品科技，2019，27（4）：12-18.10黎金鑫，朱运平，滕超，等.十二种常见亲水胶体对馒头品质影响的研究 J.食品工业科技，2018，39（11）：248-252.11马雨熙，程蕾，刘雄.传统发酵冻糕直投发酵条件的探索 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