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一(yi)、研究背景

食品中(zhong)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠種類(lei)(lei)常見的有蛋白質凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠和(he)多糖(tang)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠，是(shi)由(you)蛋白質或(huo)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)(fen)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠化形成(cheng)(cheng)特(te)定(ding)的三維空(kong)間網絡結(jie)構(gou)。淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)(fen)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠作(zuo)為多糖(tang)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠的代表，在實際(ji)的食品加工(gong)中(zhong)有廣泛應用(yong)。淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)(fen)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠介于固體和(he)液體之間，是(shi)膠體的一種特(te)殊存在形式。淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)(fen)類(lei)(lei)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠食品，是(shi)指淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)(fen)經過(guo)糊化后形成(cheng)(cheng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠的一類(lei)(lei)食品的總稱(cheng)，由(you)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)(fen)和(he)水分構(gou)成(cheng)(cheng)，水分活度高，具有一定(ding)彈性硬度的透明(ming)或(huo)半(ban)透明(ming)的食品。

在(zai)食(shi)品(pin)(pin)生(sheng)(sheng)產(chan)過程中(zhong)，米(mi)粉(fen)、粉(fen)絲等(deng)(deng)存在(zai)口感(gan)差(cha)、易斷、易糊湯、筋力(li)不足等(deng)(deng)問題，為獲得良(liang)好(hao)的(de)(de)口感(gan)、增強耐(nai)煮性(xing)或增強筋道，通常生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)會(hui)加(jia)(jia)(jia)(jia)入明(ming)礬(fan)來提升產(chan)品(pin)(pin)質(zhi)(zhi)量(liang)。明(ming)礬(fan)的(de)(de)主(zhu)要由硫酸(suan)鋁鉀(jia)組成(cheng)，常在(zai)油條(tiao)、粉(fen)絲、粉(fen)條(tiao)等(deng)(deng)傳統(tong)食(shi)品(pin)(pin)中(zhong)加(jia)(jia)(jia)(jia)入，起到(dao)改良(liang)品(pin)(pin)質(zhi)(zhi)和膨松效果。加(jia)(jia)(jia)(jia)入明(ming)礬(fan)后(hou)，淀粉(fen)凝膠(jiao)的(de)(de)彈(dan)性(xing)模量(liang)、黏(nian)(nian)性(xing)模量(liang)值均(jun)會(hui)上升，表現出(chu)更好(hao)的(de)(de)彈(dan)性(xing)。除明(ming)礬(fan)外，可以(yi)(yi)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)各種食(shi)品(pin)(pin)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)改善(shan)產(chan)品(pin)(pin)品(pin)(pin)質(zhi)(zhi)，如(ru)食(shi)品(pin)(pin)膠(jiao)類(lei)（羧甲基(ji)纖維素鈉(na)、魔芋葡聚糖、沙蒿膠(jiao)、卡拉膠(jiao)等(deng)(deng)）和乳化(hua)劑(ji)類(lei)（硬脂酰乳酸(suan)鈉(na)、單(dan)甘脂、聚丙(bing)烯酸(suan)鈉(na)等(deng)(deng)）。食(shi)品(pin)(pin)膠(jiao)是一類(lei)相(xiang)對分子質(zhi)(zhi)量(liang)大(da)，溶(rong)于水(shui)(shui)，與水(shui)(shui)發生(sheng)(sheng)反(fan)應增加(jia)(jia)(jia)(jia)溶(rong)液黏(nian)(nian)度，同(tong)時(shi)以(yi)(yi)輔料(liao)形式添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)到(dao)食(shi)品(pin)(pin)原料(liao)中(zhong)，通過改善(shan)食(shi)品(pin)(pin)原料(liao)性(xing)質(zhi)(zhi)，以(yi)(yi)改善(shan)食(shi)品(pin)(pin)品(pin)(pin)質(zhi)(zhi)的(de)(de)食(shi)品(pin)(pin)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)。食(shi)品(pin)(pin)膠(jiao)能(neng)夠(gou)(gou)通過物(wu)理方式有效地(di)鎖住食(shi)品(pin)(pin)中(zhong)的(de)(de)水(shui)(shui)分，能(neng)夠(gou)(gou)提高(gao)凝膠(jiao)制品(pin)(pin)的(de)(de)保水(shui)(shui)性(xing)和質(zhi)(zhi)構(gou)特(te)性(xing)，同(tong)時(shi)大(da)部分食(shi)品(pin)(pin)膠(jiao)能(neng)夠(gou)(gou)顯(xian)著提高(gao)流體(ti)黏(nian)(nian)度，對混(hun)合體(ti)系增稠(chou)、穩定(ding)起到(dao)有效作用(yong)(yong)。而食(shi)品(pin)(pin)膠(jiao)能(neng)夠(gou)(gou)發揮(hui)增稠(chou)作用(yong)(yong)是因為其(qi)內部有許多親水(shui)(shui)基(ji)團如(ru)羥基(ji)羧基(ji)等(deng)(deng)，這些基(ji)團與水(shui)(shui)發生(sheng)(sheng)反(fan)應，發揮(hui)作用(yong)(yong)。

山西(xi)農業大學陳振家副教授團隊在(zai)《食品工業》期刊(kan)上發表了題目(mu)為(wei)“不同(tong)添加劑(ji)對(dui)馬(ma)鈴薯(shu)淀(dian)粉(fen)(fen)凝膠(jiao)(jiao)特(te)性(xing)的(de)(de)(de)影(ying)響”的(de)(de)(de)論文。文章選用晉(jin)薯(shu)16號馬(ma)鈴薯(shu)淀(dian)粉(fen)(fen)與明礬(fan)、玉米(mi)變性(xing)淀(dian)粉(fen)(fen)、沙蒿膠(jiao)(jiao)、單(dan)甘(gan)脂4種添加劑(ji)進行(xing)混合，通(tong)過探究(jiu)分(fen)析淀(dian)粉(fen)(fen)凝膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)質構特(te)性(xing)比(bi)較(jiao)不同(tong)改良劑(ji)對(dui)淀(dian)粉(fen)(fen)凝膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)影(ying)響，通(tong)過分(fen)析糊化特(te)性(xing)和(he)動態流變及比(bi)較(jiao)淀(dian)粉(fen)(fen)凝膠(jiao)(jiao)微觀形態和(he)紅外光譜，研究(jiu)不同(tong)添加物(wu)對(dui)淀(dian)粉(fen)(fen)凝膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)影(ying)響。

文章中使用到(dao)快速黏度分析儀來測定馬(ma)鈴薯淀粉凝(ning)膠的糊化特性，并(bing)且快速黏度分析儀由我們上(shang)海保圣自主研發，那么具(ju)體(ti)操作方(fang)法(fa)是什么呢？

二、實驗方法(fa)

1. 混合粉制備

將明礬按0.176%（100 mg/kg Al3+），0.527%（300 mg/kg Al3+）和0.88%（500 mg/kg Al3+）的(de)添加(jia)(jia)(jia)量(liang)與馬鈴(ling)(ling)薯淀粉(fen)混(hun)合(he)；將變性(xing)淀粉(fen)按0.5%，5.0%和10.0%的(de)添加(jia)(jia)(jia)量(liang)與馬鈴(ling)(ling)薯淀粉(fen)混(hun)合(he)；將沙蒿(hao)膠按0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和0.9%的(de)添加(jia)(jia)(jia)量(liang)與馬鈴(ling)(ling)薯淀粉(fen)混(hun)合(he)；將單甘脂按0.1%，0.3%，0.5%和0.7%的(de)添加(jia)(jia)(jia)量(liang)與馬鈴(ling)(ling)薯淀粉(fen)混(hun)合(he)（添加(jia)(jia)(jia)量(liang)均為干(gan)粉(fen)比重）。

2. 淀(dian)粉凝膠(jiao)制備

將(jiang)淀粉與(yu)水(shui)按(an)1︰4 g/mL稱量；將(jiang)部分水(shui)與(yu)淀粉攪勻，調漿；采用(yong)電磁爐(lu)210℃模(mo)式將(jiang)水(shui)煮沸，倒入(ru)勻漿持續攪拌；糊呈透明(ming)(ming)狀(zhuang)，溫度調至100℃，繼(ji)續攪拌至呈膜狀(zhuang)。快速分批(pi)盛放(fang)(fang)至25 mL塑料透明(ming)(ming)盒中(zhong)，反復敲(qiao)打(da)至無氣泡；室溫放(fang)(fang)置冷(leng)(leng)卻2 h，放(fang)(fang)入(ru)冰箱(xiang)冷(leng)(leng)藏(zang)22 h。

3. 糊(hu)化性質測定

與采用快速黏度儀RVA（型(xing)號RAPID-20，上海保圣(sheng)實業(ye)發(fa)展有(you)限公司(si)）對淀粉糊化(hua)參數進(jin)行測定(ding)(ding)，測定(ding)(ding)時用105 ℃恒重法測定(ding)(ding)淀粉含水率（食品中(zhong)水分的(de)測定(ding)(ding)GB/T 5009.3—2010）。根據水分基(ji)，選擇標準樣品質量(liang)、標準水質量(liang)，計算(suan)實際樣品用量(liang)及(ji)水添加量(liang)。在RVA專用鋁盒中(zhong)加入3 g左右樣品，加入35 mL左右水，攪(jiao)拌(ban)均勻（觀察是否有(you)樣品團塊懸浮在水面或殘留在槳葉(xie)表面），放入儀器(qi)測定(ding)(ding)。采用升溫/降(jiang)溫循環，糊化(hua)程序(xu)：50℃保持(chi)1 min，4 min內加熱(re)至95 ℃保溫5.5 min，4 min內冷卻至50 ℃并(bing)保持(chi)4 min。旋(xuan)轉漿在起始10 s內旋(xuan)轉速度960 r/min，保持(chi)160 r/min至結束。

三、實驗結果

1.不同添加(jia)劑對淀粉糊(hu)化特性分析

圖片(pian)圖1 不同添加劑(ji)對(dui)淀粉糊化(hua)特性影響

圖片表1 不同添加劑(ji)對淀粉糊(hu)化(hua)參數的影響

用RVA測定(ding)升降(jiang)溫過程中馬鈴薯淀(dian)粉與各(ge)(ge)添(tian)加劑(ji)共混體系(xi)(xi)的黏度(du)變化(hua)，考(kao)察(cha)體系(xi)(xi)糊化(hua)和(he)短(duan)期回生(sheng)特(te)性(xing)，得到的RVA結果見(jian)圖(tu)1和(he)表1。從圖(tu)1可以看(kan)出，各(ge)(ge)種添(tian)加劑(ji)的加入都使馬鈴薯淀(dian)粉糊的峰(feng)值(zhi)黏度(du)、回生(sheng)值(zhi)、糊化(hua)溫度(du)、衰減值(zhi)在不(bu)同程度(du)上有(you)(you)所(suo)改變，但整(zheng)個RVA輪廓線(xian)與原淀(dian)粉相似。一定(ding)添(tian)加量的不(bu)同添(tian)加劑(ji)馬鈴薯淀(dian)粉的糊化(hua)特(te)征(zheng)參(can)數見(jian)表1。與空白組比較，0.7%沙蒿膠(jiao)、5%變性(xing)淀(dian)粉和(he)0.176%明礬的添(tian)加，糊化(hua)溫度(du)都有(you)(you)所(suo)提高(gao)，峰(feng)值(zhi)黏度(du)降(jiang)低，最終黏度(du)下降(jiang)。0.3%單甘脂(zhi)共混體系(xi)(xi)脂(zhi)峰(feng)值(zhi)黏度(du)和(he)最終黏度(du)達(da)到最大，分別為8052.29±15.20和(he)6098.89±187.53，最低黏度(du)和(he)回生(sheng)值(zhi)最低，分別為1953.4±280.40和(he)2612.27±92.43。

與(yu)(yu)空白組馬鈴薯淀粉(fen)（PS）相(xiang)比(bi)，0.176%明(ming)(ming)礬(fan)添(tian)加量使混合(he)體系的最終黏度(du)顯(xian)著(zhu)上升。在快速黏度(du)曲線中(zhong)，添(tian)加明(ming)(ming)礬(fan)后衰減值變小，說明(ming)(ming)添(tian)加明(ming)(ming)礬(fan)能夠顯(xian)著(zhu)提高淀粉(fen)糊的熱穩定性。相(xiang)反，添(tian)加明(ming)(ming)礬(fan)降(jiang)低峰值黏度(du)，可能是(shi)因為Al3+與(yu)(yu)負電荷的磷(lin)酸子(zi)基團形成(cheng)離子(zi)鍵(jian)，導致(zhi)淀粉(fen)結晶結構中(zhong)斷，黏度(du)降(jiang)低。

多糖和浸出的直鏈淀(dian)粉(fen)(fen)或溶脹淀(dian)粉(fen)(fen)之間的協同(tong)(tong)作(zuo)用(yong)是最低(di)黏度(du)增加的原因。衰減值(zhi)降低(di)，表(biao)明沙蒿膠的加入會提(ti)(ti)高淀(dian)粉(fen)(fen)糊(hu)的穩定性。回(hui)生值(zhi)反映短期回(hui)生程度(du)，加入沙蒿膠，回(hui)生值(zhi)降低(di)，表(biao)明沙蒿膠的加入能夠抑(yi)(yi)制(zhi)PS的短期回(hui)生，這可能與分(fen)子與溶脹顆粒(li)(li)之間的相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)有關。淀(dian)粉(fen)(fen)糊(hu)化膨脹時(shi)，與直鏈淀(dian)粉(fen)(fen)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)，形(xing)成配合物(wu)，附著在淀(dian)粉(fen)(fen)顆粒(li)(li)表(biao)面，淀(dian)粉(fen)(fen)結(jie)合受到抑(yi)(yi)制(zhi)，從而降低(di)混合體(ti)系黏度(du)；同(tong)(tong)時(shi)淀(dian)粉(fen)(fen)顆粒(li)(li)被單甘脂(zhi)配合物(wu)覆蓋，難(nan)以破碎，也相(xiang)應提(ti)(ti)高起始糊(hu)化溫度(du)。