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变性淀粉对鱼糜制品凝胶特性的影响*刘海梅1,2)?刘?茹1)?熊善柏1)*?谢笔钧1)(1)华中农业大学食品科技学院,武汉 430070;2)鲁东大学应用技术学院,烟台 264025)摘要?采用 3 种植物来源经过 5 种变性处理的 16 种变性淀粉加工鱼糜制品,通过对变性淀粉物化特性及鱼糜制品凝胶特性的测定,研究了变性淀粉来源、变性方式及其物化特性对鱼糜制品凝胶特性的影响。结果表明,变性淀粉的变性方式对鱼糜制品的凝胶强度、破断强度和咀嚼性的影响显著,而淀粉来源对鱼糜制品凝胶特性的影响不明显。5种变性淀粉中羟丙基化淀粉和交联酯化淀粉较适宜于鱼糜制品的加工,而氧化淀粉则不能改善鱼糜制品的凝胶特性鱼糜制品的凝胶特性与变性淀粉的胶稠度、失水率、溶解率、透明度呈显著负相关,而与膨胀势呈显著或极显著正相关。在鱼糜制品中添加凝胶形成能力好、溶解率小、持水能力强、膨胀能力大的变性淀粉,有利于改善鱼糜制品的凝胶特性。关键词?变性淀粉;鱼糜制品;物化特性;凝胶特性中图法分类号?TS 236.9?文献标识码?A?文章编号?1000?2421(2007)01?0116?04收稿日期:2006?09?06;修回日期:2007?01?11*国家科技支撑计划项目(2006BAD05A18)和武汉市重大科技攻关项目(2006200296)资助*通讯作者.E?mail:xiongsb 刘海梅,女,1979 年生华中农业大学食品科技学院博士研究生,武汉 430070.E?mail:haimei.liu ?鱼糜制品作为一种传统的水产制品,深受消费者喜爱。淀粉是鱼糜制品的一种重要配料,在鱼糜制品中添加淀粉不仅能降低产品的成本,而且能显著改善其凝胶特性,增强冻融稳定性 1。有关研究表明,淀粉的来源、粘度、膨胀势及支链淀粉含量 对鱼糜制 品的凝胶 特性有重要 影响 2 5。除纯支链淀粉及预糊化淀粉外,淀粉的粘度与鱼糜制品的凝胶特性显著相关;淀粉的膨胀势与支链淀粉的含量越高,鱼糜制品的凝胶特性也越好 2 4。变性淀粉较原淀粉具有许多优良特性,如具有良好的凝胶特性、蒸煮特性、透明度等,在食品工业中已得到广泛的应用。国内外关于原淀粉改善鱼糜制品的应用研究较多,但对变性淀粉在鱼糜制品加工中的应用研究较少,而且对淀粉的特性是如何影响鱼糜制品的凝胶特性也无系统报道。本研究旨在通过变性淀粉物化特性及鱼糜制品凝胶特性之间的关系,找出适合鱼糜制品加工的变性淀粉种类及影响鱼糜制品凝胶特性的淀粉物化特性,为鱼糜制品加工中合理选用变性淀粉,开发适宜于鱼糜制品生产的专用变性淀粉提供理论依据。1?材料与方法1.1?供试原料及试剂新鲜白鲢:每条重量约 1 000 g,购自华中农业大学菜市场;变性淀粉:由天津顶峰开发有限公司提供;无水乙醇:分析纯,武汉市亚泰化工试剂有限公司出品;氢氧化钾:分析纯,北京化工厂产品。1.2?主要仪器设备流变仪:SD?305 型,Sun Science CO.,LT D.(日本);离心机:LD4?2A 型,北京医用离心机厂;可见分光光度计:722S 型,上海精密科学仪器有限公司。1.3?鱼糜制品的生产工艺新鲜白鲢?清洗?去头、去鳞、去内脏?采肉?漂洗?沥干?冷却至 0 4?斩拌?4?静置60 min?擂溃?灌入肠衣?低温凝胶化(40?,90 min)?高温凝胶化(90?,30 min)?冷却?4?冷藏过夜?备测样品。鱼糜制品加工配料:鱼肉 100 g、变性淀粉添加量 8%、加水量 40%、食盐为总量的 3%。1.4?淀粉物化特性的测定1)碘兰值。按文献 6 的方法测定。第 26卷 第 1期2007 年?2 月华?中?农?业?大?学?学?报Journal of Huazhong Agricultural UniversityVol.26?No.1Feb.2007,116 1192)胶稠度。按文献 7 的方法测定。3)透明度。按文献 8 的方法测定。4)冻融稳定性。按文献 9 的方法测定。5)膨胀势。按文献 10 的方法测定。6)失水率的测定。称取 12.00 g 样品,加入蒸馏水配成 6%的淀粉乳,在沸水浴中加热 20 min,搅拌使之完全糊化,取出冷却至室温制成淀粉糊,称取一定质量的淀粉糊于离心管中离心(3 000 r/min)20 min,弃去上清液,称取沉淀物的重量,减轻的质量为失去的水的质量,最后求出失水率。7)溶解率测定。采用 Subramanian 等 11的方法并略加修改。取 0.8 g(干基)淀粉于离心管中,加水 39 mL,摇匀。搅拌加热至所需温度,并在该温度下保持 30 min。3 000 r/min 离心 15 min,小心取出上清液,取 20 mL 上清液于 105?下烘干至恒重并称重,溶解率为上清液干重与起始淀粉重量比值。1.5?鱼糜凝胶特性的测定1)凝胶强度 12。将鱼糜制品切成 3.0 cm 的段,放于流变仪的载物台上,用球形传感器测定其破断强度和凹陷深度。凝胶强度(g?mm)=破断强度(g)?凹陷深度(mm)2)咀嚼性。将鱼糜制品切成 3.0 cm 的段,放于流变仪的载物台上,用刃形传感器测定其咀嚼性。1.6?数据处理试验结果的数据处理采用 SAS 统计软件分析。2?结果与分析2.1?变性淀粉物化特性及鱼糜制品凝胶特性变性淀粉的物化特性受淀粉来源、原淀粉性质、变性方式、取代基的性质以及取代度等因素影响。不同的变性淀粉其特性也不同,由它们制得的鱼糜制品的凝胶特性也不同。本试验测定了 16 种变性淀粉 淀粉来源:马铃薯(P)、木薯(T)和糯玉米(G);5 种变性方式:醋酸酯化(A)、交联酯化(C)、氧化(O)、酯化(E)、羟丙基化(H)的碘兰值、胶稠度、透明度、冻融稳定性、失水率、溶解率与膨胀势等 7种理化指标。分别利用 16 种变性淀粉加工鱼糜制品,并测定了鱼糜制品的凝胶强度、凹陷深度、咀嚼性、破断强度等品质指标。变性淀粉的物化特性见表 1,鱼糜制品的凝胶特性见表 2。表 1?变性淀粉的物化特性Table 1?The physicochemical properties of modified starches变性淀粉代号Code ofmodified starch淀粉来源Starchsources变性方法Modifiedmethods碘兰值Iodineblue胶稠度/mmGelConsistency冻融稳定性/%Freeze?thawingStability失水率/%Loss rateof water透明度/%Transpa?rency溶解率/%Solubility膨胀势/(g?g?1)Swellingpower1.DURA?MIT0100TC0.4126.7033.4707.273.1810.692.DURA?MIP0075PC0.4645.4551.205.7521.3021.7813.833.DURA?MIT0095ATC0.3657.3043.0436.515.377.187.794.DURA?MIT0098TC0.3736.1527.5819.066.233.1411.395.DURA?MIW0098GC0.1159.7031.0005.101.1712.696.DURA?MIT0095TC0.3987.7542.6235.144.737.649.177.ST AB?AP0170PA0.4776.2058.50026.904.8510.368.ST AB?AT 0170TA0.3497.5524.79038.105.8913.929.NATIONAL?78TH0.2759.0098.901.105.2515.3626.6410.NATIONAL?465GH0.2926.3084.951.302.855.5319.4511.HP?CFT0310TH2.77012.8091.201.554.3511.3420.1912.CH20PA0.50511.3083.001.453.158.5422.3213.FLU?XT O120TO0.35113.0040.0882.6488.3334.903.0714.FLU?XP0450PO0.32913.0048.5095.8595.2779.412.5215.FLU?XP0120PO0.46113.0030.607.1272.7017.228.0116.CLEAR?T 2000TE0.4116.9026.50013.230.0115.492.2?淀粉来源和变性方式对鱼糜制品凝胶特性的?影响?淀粉来源和变性方式对鱼糜制品的凝胶强度等凝胶特性有明显影响,初步试验结果表明采用原淀粉加工的鱼糜制品品质明显低于部分变性淀粉的。为了解淀粉来源和变性方式的不同对鱼糜制品凝胶特性的影响,采用方差分析研究了淀粉来源与变性方式对鱼糜制品凝胶特性的影响,方差分析结果见表 3。由表 3 可知,淀粉的变性方式对鱼糜制品的凝胶强度、咀嚼性、破断强度等凝胶特性的影响显著(极显著性水平),而淀粉来源对鱼糜制品凝胶特性的影响不明显。就淀粉变性方式而言,添加羟丙基化淀粉的鱼糜制品的凝胶特性最佳,其次是添加交117?第 1 期刘海梅等:变性淀粉对鱼糜制品凝胶特性的影响?表 2?鱼糜制品的凝胶特性Table 2?The gel properties of surmi?based product代号1)Code凹陷深度/mmDeformation破断强度/gBreaking force凝胶强度/(g?mm)Gel strengh咀嚼性/gChewiness111.11337.523 742.2190.36211.57373.334 277.7694.83311.00348.893 819.1294.03411.28350.333 885.6191.03511.72344.673 895.4489.73611.41324.753 650.6983.86710.93317.813 501.5987.81810.85313.473 425.1577.18912.75390.224 681.6090.111011.93319.723 651.6278.061111.28328.083 660.8086.001212.07350.363 868.6783.931311.35242.832 564.4163.001411.15220.392 429.8150.891510.68218.212 304.7361.421611.43322.943 650.6976.93?1)同表 1 T he same as Table 1表 3?淀粉来源与变性方式对鱼糜制品凝胶特性影响的方差分析(F/?)1)Table 3?The variation analysis of the effect of botanical sources andmodified methods on gel properties of surimi?based product凝胶特性Gel properties淀粉来源Starch sources变性方式Modified methods凝胶强度 Gel strength0.49/0.617 36.59/0.000 4*凹陷深度 Deformation0.05/0.992 50.29/0.843 0咀嚼性 Chewiness0.35/0.704 67.26/0.000 2*破断强度 Breaking force0.66/0.521 2 11.53/0.000 1*?1)*:极显著 Extremely significant联酯化淀粉的,其它的依次为酯化淀粉、醋酸酯化淀粉、氧化淀粉,其中氧化淀粉不能有效地改善鱼糜制品的凝胶特性。2.3?物化特性与鱼糜制品凝胶特性的相关性分析为探索变性淀粉的物化特性对鱼糜制品凝胶特性的影响,对 16 种变性淀粉的物化特性与鱼糜制品凝胶特性的相关性进行了分析,结果见表 4。表 4?变性淀粉物化特性与鱼糜制品凝胶特性相关性分析(相关系数/显著性水平)1)Table 4?The correlation analysis of physicochemical properties of modified starches and gel properties of surimi?based product(R/?)物化特性Physicochemicalproperties凝胶强度Gel strength凹陷深度Deformation咀嚼性Chewiness破断强度Breaking force?碘兰值?Iodine blue0.000 6/0.997 0-0.038 3/0.798 40.065 3/0.663 00.016 4/0.912 9?胶稠度/mm?Gel Consistency-0.507 4/0.003 6*-0.039 0/0.835 1-0.437 0/0.014 0*-0.533 0/0.002 0*?冻融稳定性/%?Freeze?thawing stability0.240 8/0.119 90.194 5/0.211 40.102 9/0.511 60.241 4/0.118 9?失水率/%?Loss rate of water-0.478 8/0.000 9*-0.067 8/0.658 0-0.482 4/0.000 8*-0.554 6/0.000 1*?溶解率/%?Solubility-0.457 9/0.002 0*-0.028 8/0.854 8-0.559 0/0.000 1*-0.565 2/0.000 1*?膨胀势/(g?g?1)?Swelling power0.511 0/0.000 2*0.220 5/0.136 40.334 5/0.021 6*0.547 3/0.000 1*?透明度/%?Transpa?rency-0.628 9/0.000 1*-0.120 9/0.440 1-0.634 8/0.000 1*-0.735 8/0.000 1*?1)*:显著 Significant;*:极显著 Extremely significant?由表 4 可知,变性淀粉的胶稠度、失水率、溶解率、膨胀势、透明度与鱼糜制品的凝胶强度、咀嚼性、破断强度的相关性均达到显著或极显著性水平,而对凹陷深度的影响不显著。胶稠度、失水率、溶解率、透明度与鱼糜制品的凝胶强度、破断强度、咀嚼性呈显著或极显著负相关,即淀粉的胶稠度、失水率、溶解率、透明度越小,鱼糜制品的凝胶特性越好。胶稠度表示了淀粉的凝胶形成能力,其值越小说明凝胶形成能力越强;胶稠度与鱼糜制品的凝胶特性呈负相关,说明淀粉的凝胶形成能力越大,鱼糜制品的凝胶特性越好。失水率说明了淀粉保持水分的能力,其值越高说明持水能力越低;持水能力高的变性淀粉添加到鱼糜制品中能使鱼糜制品中的水分得到保持,增加鱼糜制品的持水性,从而改善鱼糜制品的凝胶特性。溶解率反映了变性淀粉与水之间相互作用的大小,其值越大说明此淀粉更易吸水溶解。鱼糜凝胶的凝胶形成能力较淀粉的凝胶形成能力要强,淀粉的吸水溶解能力越强,使鱼糜蛋白所用水分减少,阻碍了鱼糜本身凝胶的形成,降低了鱼糜制品的凝胶特性。淀粉是作为填充剂填充于鱼糜凝胶中的,膨胀势越大说明淀粉越容易吸水膨胀,从而较大程度地挤压鱼糜形成的连续基质,因此改善了鱼糜制品的凝胶强度等凝胶特性。118?华 中 农 业 大 学 学 报第 26 卷?3?讨?论本试验通过测定变性淀粉的物化特性和鱼糜制品的凝胶特性,研究了变性淀粉的来源、变性方式及物化特性对鱼糜制品凝胶特性的影响。结果表明:淀粉的变性方式对鱼糜制品的凝胶强度、破断强度和咀嚼性的影响均达到极显著性水平,而淀粉来源对鱼糜制品的凝胶特性无显著影响。添加羟丙基化淀粉的鱼糜制品的凝胶特性最好,其次是交联酯化淀粉、酯化淀粉、醋酸酯化,而添加氧化淀粉则不能改善鱼糜制品的凝胶特性。鱼糜制品的凝胶特性与变性淀粉的胶稠度、失水率、溶解率、透明度呈显著或极显著负相关,而与膨胀势呈显著或极显著正相关,即淀粉的凝胶形成能力越好、溶解率越小、持水能力越强、膨胀能力越大,鱼糜制品的凝胶特性就越好。参?考?文?献 1?OKADA M.Effect of washing on the jelly forming ability offish meat J.Bull Jap Soc Sci Fish,1964,30:255.2?KIM J M,LEE C M.Effect of starch on tex tural properties ofsurimi gel J.J Food Science,1987,523):722?725.3?HONG YANG,PARK J W.Effects of starch properties andthermal?processing conditions on surimi?starch gels J.Leb?ensm?Wiss u Technol,1998,31:344?353.4?GIPSY T M,GUSTAVO V.NOVAS B C.Color and texturalparameters of pressurized and heat?treated surimi gels as af?fected by potato starch and egg white J.Food Research Inter?national,2004,34:767?775.5?PARK J W.Effects of salt,surimi and/or starch content onfracture properties of gels at various test temperatures J.JA quatic Food Product 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and physicochemical properties of 16 modi?fied starches on the texture properties of surimi?based products were investigated.The texture proper?ties of surimi?based product showed a significant difference among modified starches.Modified methodsof starch affected markedly the texture properties of surimi?based products.H owever,botanical sourcesof starch had not significant influence.Surimi?based product with hydropropylated starch showed thebest texture properties.Hydropropylated starch,cross?linked and estered starch were suitable for man?ufacturing of surimi?based product.While oxidized starch could not improve the texture of surmi?basedproduct.T he texture properties of surimi?based product were negatively correlated with gel consistency,the loss rate of water,solubility and transparency of modified starch,while was positively correlated withswelling power.Key words?modified starch;surimi?based products;physicochemical properties;texture properties(责任编辑:陈红叶)119?第 1 期刘海梅等:变性淀粉对鱼糜制品凝胶特性的影响?