摘要

以木薯淀粉为原料合成了羟丙基-酶解木薯淀粉，通过对制备的羟丙基-酶解木薯淀粉的透明度、冻融稳定性测定，得到羟丙基-酶解淀粉与羟丙基醚化淀粉相比透明度有了一定的提高，并且随着水解DE值的升高，淀粉产品的透明度不断提高，与原淀粉相比，冻融稳定性得到明显的增强。通过乳化性和乳化稳定性的测定，得到羟丙基-酶解木薯淀粉的乳化稳定性较高。通过添加羟丙基-酶解淀粉在汤圆中进行应用试验，得到该复合改性淀粉可作为汤圆面粉的改良剂提高速冻汤圆的感官质量，尤其是在改善汤圆的形态、外观、口感和汤特性4个方面效果明显。

关键词 羟丙基-酶解;透明度;冻融稳定性;乳化性;汤圆

中图分类号 S609.9;TS235.1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2015）03-196-04

Studies on Properties of Hydroxypropylemzyme Tapioca Starch and Application in Quickfrozen Dumpling

ZOU Jian

（Henan University of Animal Husbandry and Economy， Zhengzhou， Henan 450045）

Abstract The hydroxypropylenzyme tapioca starch was prepared by propylene oxide and αamylsae. The transparency， freezethaw stability were investigated. Transparency of hydroxypropylenzyme starch was improved comparing with hydroxypropyl starch. Transparency was higher with the increase of DE value， freezethaw stability improved obviously. The emulsification and emulsion stability of hydroxypropylenzyme tapioca starch were studied. By adding the hydroxypropylenzyme tapioca starch in quickfrozen dumpling， the dietary quality was improved， especially the characteristics of shape， appearance， texture and soup.

Key words Hydroxypropylenzyme; Transparency; Freezethaw stability; Emulsification; Quickfrozen dumpling

作者簡介

邹建（1981-），男，河南周口人，讲师，硕士，从事食品添加剂的合成及应用研究。

收稿日期 20141205

羟丙基-酶解木薯淀粉是木薯淀粉经过羟丙基醚化生成羟丙基淀粉，再以α淀粉酶水解成不同程度的复合改性淀粉^[1]。该复合改性淀粉具有醚化淀粉和酶解淀粉二者的优点，如糊的透明度、冻融稳定性及乳化性均较高的特性^[2]。笔者通过对制备的羟丙基-酶解木薯淀粉的透明度、冻融稳定性进行测定研究该复合改性淀粉在速冻产品中的应用特性。通过乳化性和乳化稳定性的测定，找出该复合改性淀粉作为乳化剂在蒸煮食品中的应用效果。此外，笔者以实验室生产的汤圆为研究对象，研究该复合改性淀粉对汤圆品质改善的效果，为商业应用羟丙基-酶解木薯淀粉提供参考依据，拓展该复合改性淀粉在实际中的应用范围。

1  材料与方法

1.1 材料

1.1.1

原料及主要试剂。木薯淀粉，市售;环氧丙烷（CP）、氢氧化钠（AR）、无水硫酸钠（AR）、耐高温α淀粉酶，湖北康宝泰精细化工有限公司;糯米粉、黑芝麻、白糖、猪油等，均从市场上购买食用产品。

1.1.2

主要仪器设备。PHS25B型数字酸度计，上海大普仪器有限公司;JJ1型定时电动搅拌器、78HW1恒温磁力搅拌器，       金坛市华峰仪器有限公司;

721型分光光度计，            上海菁华科技仪器有限公司;

HLSYB速冻机，               郑州亨利制冷设备有限公司;

TDL802B低速台式离心机，   上海安亭科学仪器厂;

NDJ79旋转粘度仪，     上海沪粤明科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1

淀粉水分含量测定。淀粉水分含量按GB12087-89方法测定。

1.2.2

羟丙基-酶解木薯淀粉的制备。

称取一定量木薯淀粉（含水量12.07%）均匀分散于硫酸钠溶液中，搅拌下缓慢加入一定量氢氧化钠，再快速加入环氧丙烷，密闭容器，置于恒温搅拌器上进行反应，反应若干小时后，用稀盐酸（3%）调节体系的pH至6.7左右，终止反应，离心机离心脱水，水洗3次，常温干燥，即得到羟丙基木薯淀粉^[3]。

取一定量的羟丙基木薯淀粉配制成35%浓度的淀粉溶液，将pH调节到6.0～6.5，放入恒温水浴中使淀粉糊化，彻底糊化后，加入一定量的耐高温的液化酶，保持一定的反应温度反应一段时间，反应过程中不断用搅拌器搅拌，反应结束后用HCl溶液将反应溶液pH调节至6.5。反应溶液静置一定时间后，用不同浓度的乙醇溶液洗涤沉淀产品，直至将产品中的水全部洗出为止，在干燥箱中过夜干燥^[4]。

1.2.3

糊透明度。

称取一定量的样品配成的质量分数为1%的淀粉乳，取50 ml放入100 ml的烧杯中，置于沸水浴中加热，搅拌15 min并保持原有体积，然后冷却至25 ℃，用分光光度计进行测定，以蒸馏水作参比（设蒸馏水的透光率为100%），用1 cm比色皿在650 nm波长下测定糊的透光率。然后将糊在25～30 ℃下静置24 h，再测定其透光率^[5]。

1.2.4

糊冻融稳定性的测定。准确称取样品3.00 g，加蒸馏水50 ml，配成6%（W/V）的淀粉乳，在沸水浴中加热糊化，再冷却至室温。取10 ml倒入塑料离心管中，加盖置于-18～-20 ℃冰箱内冷却，24 h后取出，室温下自然解冻，然后在3 000 r/min条件下离心20 min，弃去上清液（若无水析出则反复冻融，直至有水析出），称取沉淀物质量，计算析水率（析水率低，冻融稳定性好）。

析水率=（糊重-沉淀物重）/ 糊重×100%^[6]

1.2.5

羟丙基淀粉取代度的测定。羟丙基淀粉取代度的测定是依据Johnson D P的分光光度法^[7]。

1.2.6

羟丙基-酶解淀粉葡萄糖当量浓度（DE值）的测定^[8]。计算公式如下：

还原糖（%）=FmV₁V×100×100

式中，V₁为滴定时消耗样液量（ml）;V为样液总量（ml）;m为样品质量（g）;F为还原糖因数，即10 ml斐林试剂（甲、乙液各5 ml）相当的还原糖量（mg）。

1.2.7

淀粉产品乳化性和乳化稳定性的测定。准确称取0.5 g样品（干基计），分散于25 ml的水中，在沸水浴中加热糊化并保温10 min，冷却，于淀粉糊中加入25 ml的大豆色拉油，在均质仪上以10 000 r/min的速度均质2次，每次约30 s，将乳化液转移至10 ml的离心管中，以3 500 r/min离心约15 min，记录乳化层高度和液体总高度^[9]。按下式计算乳化能力（Emulsion Apacity， EA）：

EA（%）=离心管中乳化层高度/离心管中液体总高度×100%

上述样品在室温下放置24 h，再以3 500 r/min离心约15 min，记录乳化层高度和液体总高度。按下式计算乳化稳定性（Emulsion Stability， ES）：

ES（%）=离心管中仍保持乳化层的高度/离心管中液体总高度×100%

1.2.8

速冻汤圆的生产工艺流程。原辅料配方及处理→制馅心→制糯米团→包馅→速冻→冷藏。

工艺条件：面皮采用冷水调粉，搅拌均匀，按米粉总质量的80%～85%加水继续搅拌，使粉团达到一定的柔软度，静置10～20  min。试验制备规格为10 g/个的汤圆，皮与馅为3∶1的质量比例。将制好的汤圆放入铺有塑料薄膜的盘中进行速冻。在-30～-35 ℃的温度下速冻30～45  min，使汤圆中心温度达到-18 ℃时为止^[10]。

1.2.9

速冻汤圆感官评分标准。将加入不同羟丙基-酶解木薯淀粉的粉料，按工艺流程及参数制成汤圆，对其烹煮前后的外观、形态、口感、汤特性等用定量描述的方法进行感官鉴定^[11]。具体评分细则见表1。

1.2.10

制备的不同样品的特征说明。

制备的1号样品为木薯原淀粉，2、3、4号为不同DS的羟丙基醚化淀粉（2、3、4号样品的DS分别为0.008、0.014和0.019），5、6号为2、3号水解到同一个DE值的羟丙基-酶解淀粉，7、8、9号样品是4号样品水解到不同DE值的羟丙基-酶解淀粉（7、8、9号样品的DE值分别为2、4、8），具体见表2。

2 结果与分析

2.1 糊的透明度

由图1可知，羟丙基醚化木薯淀粉的透光率随取代度的增加而增大，羟丙基-酶解淀粉的透光率随水解度的增加而增大。这说明羟丙基-醚化和羟丙基-酶解均可以提高淀粉的透光率，而淀粉經过复合改性后透光率升高显著。这是因为淀粉糊的透光率直接与淀粉在糊液中的存在状态有关^[12]。淀粉分子中引入的羟丙基基团，阻碍了淀粉分子链间氢键的形成，降低了淀粉分子间的结合力，增加了淀粉颗粒的亲水性和膨胀率，使淀粉分子高度水合和分散，因此使透光率提高。

表1 速冻汤圆感官评分标准

工序项目评分内容评分

值∥分

速冻后色泽亮白、奶白8～10

（30分）（10分）奶白、白斑3～7

杂色、灰色、土黄0～2

形态

（20分）完整、均匀一致、球形或扁球形、无裂纹、不塌陷18以上

完整、不太均匀、少量裂纹、较塌陷11～17

个体不完整且形态不均一、大量裂纹、塌陷严重0～10

烹煮后

（70分）外观

（20分）白色、奶白色，表面光滑细腻、水平放置不平铺、无空洞18以上

奶黄、表面较粗糙、平铺、微小孔洞11～17

暗黄、表面粗糙、平铺严重、空洞较大0～10

气味较大糯香，无异味8～10

（10分）糯香不足3～7

无明显糯香味0～2

口感

（20分）软硬适中并且没有硬心，不粘牙，细腻，没有后味18～20

稍硬或稍软，稍粘牙，不很细腻11～17

过硬或过软，粘牙，不细腻，吞咽后有后味0～10

汤特性清晰，无沉淀16～20

（20分）较清晰，沉淀少6～15

浑浊，沉淀少0～5

表2   1～9号样品特征说明

样品编号DSDE

100

20.0080

30.0140

40.0190

50.0081

60.0141

70.0192

80.0194

90.0198

图1  不同改性淀粉透光率

安徽农业科学                         2015年

经过α淀粉酶水解的产品的透明度较羟丙基醚化淀粉又有了提高，并且随着水解DE值的提高，淀粉产品的透明度也不断上升。淀粉溶液透光率降低，是由于单位体积内分子数目增多，光散射增强所致。由图1可以发现，经α淀粉酶水解后，其透光率增加更大。分析原因为经过水解后，直链淀粉链长度变短，淀粉支链化程度提高，使得淀粉更容易溶于水中，与水缔合，淀粉分子量降低，粘度降低，溶解性增强，凝沉性减弱，透光率增强，从而使得淀粉产品的透明度提高。

2.2 糊液的冻融稳定性

从表3中可以看出，原木薯淀粉经过2次冻融循环，析水率达到10.6%，6次冻融循环后析水率达到41.2%，说明原木薯淀粉的冻融稳定性较差，而经过羟丙基-酶解双重改性后，冻融稳定性得到明显的提高。分析原因为：淀粉中的直链淀粉分子由α1，4糖苷键连接，支链淀粉分子则由α1，4糖苷键和少部分的α1，6糖苷键连接。α淀粉酶作用与淀粉分子的形式就是水解α1，4糖苷键，但不水解相邻的α1，4糖苷键也不水解α1，6糖苷键。因此经过α淀粉酶的作用后，直链淀粉分子链长缩短，在水中易于扩散，不易聚集，也不易定向排列，此外疏水性的长链烯基基团的存在也会对直链淀粉重新聚集造成一定的空间位阻，在二者的共同作用下使得淀粉产品不容易回生^[13]。因此水解后的羟丙基-酶解淀粉冻融稳定性更好。

表3  不同程度的改性淀粉冻融稳定性

%

样品冻融次数

23456

110.621.729.034.641.2

51.95.47.918.131.3

61.44.67.617.027.6

70.63.76.314.620.7

8001.14.812.3

900000

2.3  酯化-酶解木薯淀粉乳化能力及乳化稳定性测定

由图2分析可知，随着取代度的增加淀粉的乳化能力和乳化稳定性比原淀粉有很大提高。酯化淀粉糊化后分散在水中，当淀粉糊中加入油相后，经过均质机的剧烈剪切作用，

有效地使其分散在油水两相中。淀粉分子中的长链辛烯基基团会使淀粉产品在油/水界面上形成界面膜，并能有效降低油水界面的張力，油水混合物混合的更加充分^[14]，因此淀粉产品的乳化能力和乳化稳定性比原淀粉有很大的提高。

图2 不同淀粉产品的乳化能力和乳化稳定性

5、6号样品是2、3号样品的水解产品，从图2中可以看出，虽然淀粉产品的乳化能力有所降低，但是其乳化稳定性相应有了很大的提高。7、8、9 3种样品是4号样品的同一取代度的产品水解到不同的程度，随着水解程度的提高，淀粉产品的乳化能力有所降低但是乳化稳定性却相应提高^[15]。这是因为将淀粉产品经过淀粉酶水解后，淀粉直链长度降低，支链化程度提高，在水包油的体系中分散更加容易，且经过长时间的静置也不易发生重排和聚集，因此其抗老化性能提高，由于α淀粉酶只水解α1，4糖苷键而不影响酯键，在其乳化性没有损失的情况下其稳定性相应有很大的提高。

2.4 羟丙基-酶解木薯淀粉对速冻汤圆感官品质的影响

用添加不同比例的9号羟丙基-酶解木薯淀粉样品制备速冻汤圆，对其进行感官评分。

从表4中可以看出，用羟丙基-酶解淀粉作为添加剂制

表4    不同羟丙基-酶解淀粉添加量对速冻汤圆感官品质的影响

添加种类添加量

%项目评分细则

色泽∥分形态∥分外观∥分气味∥分口感∥分汤特性∥分总分

分

空白065877538

羟丙基-酶解木薯淀粉1616167171678

2616177171780

3718177181784

4718197181786

5718197181887

市售汤圆品质改良剂5717187171783

作的汤圆，感官质量得到很大的提高，尤其是使用5%的羟丙基-酶解淀粉作为改良剂制备的汤圆，其感官评分可以达到87分。

这是由于糯米粉本身吸水性、保水性较差，在加工过程中加水量的小幅度变化就可能影响到汤圆的开裂程度，進而影响汤圆的感官品质。制作汤圆时加入羟丙基-酶解淀粉，能起到一定的乳化稳定效果，减少游离水，保证汤圆在冻结过程冰晶细小，使内部结构细腻、无孔洞，形状保持完好^[16]。

同时，通过表4也可看出，羟丙基-酶解淀粉在改善汤圆的形态、外观、口感和汤特性4个方面效果明显，这也进一步印证了该复合改性淀粉透明度、冻融稳定性及乳化性高的特点。将羟丙基-酶解淀粉与市售的汤圆品质改良剂相比较，其效果比市售的改良剂还要明显，说明羟丙基-酶解淀粉是比较理想的汤圆品质改良剂，可以在商业上进行广泛的开发应用。

3 结论

羟丙基-酶解淀粉与羟丙基醚化淀粉相比透明度有了进一步提高，并且随着水解DE值的升高，淀粉产品的透明度不断提高。羟丙基-酶解淀粉与原淀粉相比，冻融稳定性得到明显的提高。通过乳化性和乳化稳定性的测定，得到羟丙基-酶解木薯淀粉的乳化稳定性较高。羟丙基-酶解淀粉可以作为汤圆面粉的改良剂提高速冻汤圆的感官质量，尤其是在改善汤圆的形态、外观、口感和汤特性4个方面效果明显。

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