食品添加劑抗鮮濕方便米粉老化的研究進(jìn)展

羅舜菁，占柳菁，劉成梅（南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌330047）

食品添加劑抗鮮濕方便米粉老化的研究進(jìn)展

羅舜菁，占柳菁，劉成梅*
（南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌330047）

鮮濕方便米粉含水量高，在儲(chǔ)藏過(guò)程中易老化，這使其食用口感變差，貨架期變短。因此，抑制鮮濕方便米粉的老化是延長(zhǎng)其貨架期的重要手段。目前，添加抗老化劑是抑制鮮濕方便米粉老化最直接有效的手段。大量研究表明，不同類(lèi)別添加劑對(duì)鮮濕方便米粉老化及品質(zhì)的影響各有不同，且抗米粉老化的作用機(jī)制也有差異。本文主要系統(tǒng)地綜述了鮮濕方便米粉中常用抗老化添加劑作用機(jī)制及其優(yōu)缺點(diǎn)，以期客觀評(píng)價(jià)不同類(lèi)別添加劑對(duì)鮮濕方便米粉老化的影響，為鮮濕方便米粉抗老化的研究提供一定的理論依據(jù)。

鮮濕方便米粉，老化，添加劑，作用機(jī)制

南米北面是中國(guó)傳統(tǒng)的飲食習(xí)慣，米粉作為一種重要米制品，在我國(guó)南方主食中占據(jù)著重要的地位。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)米粉的方便即食產(chǎn)業(yè)化需求日益增長(zhǎng)。鮮濕方便米粉是將新鮮的米粉經(jīng)后續(xù)加工使之能長(zhǎng)期保存且方便即食的一類(lèi)方便食品，是繼方便面大量占有市場(chǎng)后，近年來(lái)新型拓展的方便食品［1］。但相比于發(fā)展迅速的方便面來(lái)說(shuō)，鮮濕方便米粉的發(fā)展明顯滯后，這主要是因?yàn)轷r濕方便米粉含水量較高（60%～70%）［1］，恰在淀粉基食品易老化的水分區(qū)間內(nèi)（30%～70%）［2］，在儲(chǔ)藏過(guò)程中極易回生，導(dǎo)致其食用口感變硬、韌性降低、斷條率增加、復(fù)水性變差，嚴(yán)重影響了鮮濕方便米粉儲(chǔ)藏期內(nèi)的食用口感，阻礙了鮮濕方便米粉的市場(chǎng)接受度［1-2］。所以，抑制鮮濕方便米粉的老化，解決因老化引起的米粉品質(zhì)劣變問(wèn)題，是米粉方便即食產(chǎn)業(yè)化的前提。

使用添加劑抑制鮮濕方便米粉老化，是目前最普遍和有效的手段。米粉工業(yè)中，使用最廣泛的添加劑為淀粉酶，其作用方式專(zhuān)一，抗老化效果顯著，但會(huì)對(duì)米粉的食用品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響［3-5］，彌補(bǔ)淀粉酶使米粉變的易斷條、韌性差、蒸煮損失大的不足，是其應(yīng)用中需要解決的難題。其他抗老化添加劑如變性淀粉、親水膠體等，抗老化效果雖不及淀粉酶突出，但多數(shù)能在抗老化的同時(shí)改善產(chǎn)品的食用品質(zhì)，也一直是鮮濕方便米粉抗老化的研究熱點(diǎn)［6-7］。米粉成分復(fù)雜，添加劑能與體系中的淀粉、蛋白、水等相互作用，影響淀粉的重結(jié)晶，所以清晰定義添加劑抗米粉老化的作用機(jī)制遠(yuǎn)比研究純淀粉老化困難。本文系統(tǒng)地綜述了鮮濕方便米粉中抗老化添加劑的種類(lèi)、優(yōu)缺點(diǎn)及其作用機(jī)制，以期為米粉實(shí)際生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 鮮濕方便米粉老化的機(jī)理

1.1 淀粉的老化

鮮濕方便米粉是以大米粉為原料制作而成的淀粉基食品，影響其老化的主要因素是淀粉的老化。淀粉老化包括短期老化與長(zhǎng)期老化，短期老化主要是由直鏈淀粉在短時(shí)間內(nèi)（1～2 d）迅速定向遷移導(dǎo)致；長(zhǎng)期老化則是由支鏈淀粉在儲(chǔ)藏過(guò)程中的重結(jié)晶所主導(dǎo)［8-9］。

淀粉糊化后，無(wú)序的直鏈淀粉分子會(huì)快速重新交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并隨溫度降低逐漸趨于穩(wěn)定［10］。這種直鏈淀粉有序的交聯(lián)在米粉生產(chǎn)中起著重要作用。一般普通米粉生產(chǎn)需要讓糊化后的淀粉進(jìn)行一定時(shí)長(zhǎng)的短期老化，以形成充分的淀粉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使米粉有咬勁、不糊湯［1］。

糊化后的淀粉凝膠在儲(chǔ)藏過(guò)程中會(huì)變硬、變脆、失水，這是淀粉的長(zhǎng)期老化所導(dǎo)致。長(zhǎng)期老化涉及支鏈淀粉外支鏈的重結(jié)晶，并受支鏈淀粉外支鏈長(zhǎng)短、分子大小、直鏈淀粉-支鏈淀粉相互作用等因素影響［11-12］。所以相比于短期老化，長(zhǎng)期老化決定了淀粉的最終老化程度，且米粉儲(chǔ)藏過(guò)程中的品質(zhì)劣變也主要是由長(zhǎng)期老化所引起。

1.2 非淀粉成分的影響

除淀粉之外，方便米粉中其他組分對(duì)米粉的老化亦有影響，主要表現(xiàn)為與淀粉的相互作用。

1.2.1 水 米粉在儲(chǔ)藏過(guò)程中的老化涉及到水分的遷移與再分布，一方面，水作為一種增塑劑可以促進(jìn)淀粉分子鏈的遷移；另一方面，水參與支鏈淀粉的重結(jié)晶的形成［13］。大量研究表明，當(dāng)體系水分含量在60%左右時(shí)，淀粉分子鏈遷移迅速，支鏈淀粉最易重結(jié)晶，淀粉體系長(zhǎng)期老化速率最快［2，13-15］。而鮮濕方便米粉含水量為60%～70%［1］，在此條件下，方便米粉在儲(chǔ)藏過(guò)程中極易回生。

1.2.2 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)在胚乳中以蛋白體的形式填塞在淀粉顆粒之間，在淀粉糊化時(shí)，蛋白質(zhì)同時(shí)受熱變性，在膨脹的淀粉顆粒外形成一層緊密的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)［10］。致密的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠抑制儲(chǔ)藏過(guò)程中水分的流動(dòng)，控制淀粉分子的溶出，從而阻礙米粉的老化［10］。方奇林［16］對(duì)大米淀粉及大米粉的糊化、回生性質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)會(huì)抑制淀粉顆粒的吸水膨脹，降低回生過(guò)程中直鏈淀粉的相互纏繞機(jī)率。

1.2.3 脂質(zhì) 大米粉內(nèi)源脂可以與直鏈淀粉形成復(fù)合物，降低水分遷移率，延緩淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨扔行虻慕Y(jié)晶態(tài)從而抑制米粉的老化［10，17］。

2 抗鮮濕方便米粉老化的添加劑研究現(xiàn)狀

2.1 淀粉酶

2.1.1 α-淀粉酶 α-淀粉酶抗老化機(jī)理是從淀粉分子內(nèi)部隨機(jī)切割α-1，4-鍵，不切α-1，6-鍵，從而改變直鏈淀粉及支鏈淀粉直線性側(cè)鏈的聚合度［18］。它能將淀粉水解為小分子糊精和麥芽寡糖［19］，達(dá)到抗淀粉老化的效果。

α-淀粉酶已經(jīng)被廣泛用于面包的抗老化中。Akers等［20］向面包中添加細(xì)菌α-淀粉酶，發(fā)現(xiàn)α-淀粉酶能使面包的硬化速率降低4/5，顯著抑制了面包的老化。汪霞麗［5］將α-淀粉酶運(yùn)用在米粉中，發(fā)現(xiàn)α-淀粉酶雖能抗米粉老化，但同時(shí)也導(dǎo)致米粉斷條率顯著增高，韌性降低，蒸煮性質(zhì)受損。這是由于米粉是以淀粉為基礎(chǔ)骨架結(jié)構(gòu)，在抗米粉老化時(shí)，α-淀粉酶會(huì)過(guò)度破壞淀粉結(jié)構(gòu)，雖有抗米粉老化效果，但同時(shí)已無(wú)法保證米粉基本食用品質(zhì)，這也極大地限制了α-淀粉酶在米粉中的工業(yè)應(yīng)用。

2.1.2 β-淀粉酶 β-淀粉酶是一種端切酶，它從非還原性末端依次切割麥芽糖，遇α-1，6-鍵便停止，不能切割，也不能越過(guò)，所得產(chǎn)物為麥芽糖和β-極限糊精［21］。

邱潑等［22］研究生物酶法抑制鮮濕方便米粉的回生，發(fā)現(xiàn)在米粉糊化后噴淋β-淀粉酶能夠保證米粉一年內(nèi)不回生，抗老化效果顯著，其最佳處理?xiàng)l件為酶添加量0.15%（w/w），溫度50～55℃，時(shí)間30 min。對(duì)比于α-淀粉酶，β-淀粉酶作用后的淀粉仍能保留支鏈淀粉部分骨架結(jié)構(gòu)，水解產(chǎn)物中分子量較大的極限糊精還可以勉強(qiáng)維持產(chǎn)品基本性狀，但成品米粉斷條率仍然很高［5］，這是β-淀粉酶在實(shí)際應(yīng)用中急需解決的難題。盡管如此，在尋求到效果更好的新型抗老化劑之前，β-淀粉酶仍是目前米粉工業(yè)中使用最多的抗老化添加劑。

2.1.3 其他淀粉水解酶類(lèi) 除上述兩種淀粉水解酶外，其他淀粉水解酶在米粉中的研究較少。王睿等［23］通過(guò)比較α-淀粉酶、β-淀粉酶、麥芽糖淀粉酶對(duì)方便米飯老化的影響，發(fā)現(xiàn)麥芽糖淀粉酶的抗老化效果最佳。還有研究發(fā)現(xiàn)環(huán)葡聚糖水解酶能顯著抑制大米淀粉的老化，它能降低淀粉中直鏈淀粉的含量，但不影響支鏈淀粉的含量及分支鏈長(zhǎng)［24］。

2.2 非淀粉酶

2.2.1 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TG酶） 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TGase）作為一種新型酶類(lèi)食品添加劑，能夠催化蛋白質(zhì)間（或內(nèi)）酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)（或多肽）之間發(fā)生共價(jià)交聯(lián)，起到連接蛋白質(zhì)的作用，被譽(yù)為“21世紀(jì)超級(jí)黏合劑”［25］。有研究發(fā)現(xiàn)，TG酶能通過(guò)增強(qiáng)體系中蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)食品儲(chǔ)藏時(shí)的穩(wěn)定性、持水性，達(dá)到抗老化的效果［26-28］。王邦輝等［29］認(rèn)為，TG酶運(yùn)用于米粉中時(shí)，能通過(guò)保持水分來(lái)延緩淀粉的回生速度，同時(shí)，它還能使鮮濕方便米粉的韌性降低，彈性增加，保持鮮濕方便食品新鮮滑爽的口感。

2.2.2 脂肪酶 胡燕等［30］發(fā)現(xiàn)添加一定量脂肪酶可以延緩大米凝膠的老化。這主要是由于脂肪酶可以作用于酯鍵，水解三?；视彤a(chǎn)生二?；视停―iacylglycerol，DAG）和單?；视停∕onoacylglycerol，MAG），同時(shí)生成自由脂肪酸，DAG和MAG都是乳化劑，所以脂肪酶的作用機(jī)理與傳統(tǒng)的乳化劑相似［31］。

2.3 其他添加劑

2.3.1 變性淀粉 變性淀粉是天然淀粉經(jīng)過(guò)改性后得到的一類(lèi)衍生物［32］。變性淀粉中常引入改性親水基團(tuán)（如醋酸根、羥丙基等），這些基團(tuán)具有很好的持水性，能夠控制儲(chǔ)藏過(guò)程中水分的滲出與流動(dòng)；同時(shí)引入的基團(tuán)還能阻礙淀粉分子間氫鍵縮合脫水（重排）作用，從而起到抗老化的效果［33-34］。

涂宗財(cái)?shù)龋?5］研究表明添加20%以上的醋酸酯淀粉能顯著抑制濕米粉老化，且能改善米粉的品質(zhì)與口感。郭玉秋等［36］研究發(fā)現(xiàn)羥丙基交聯(lián)淀粉能有效降低面團(tuán)的回生值并且提高面條的感官品質(zhì)。Miyazaki等［37］研究了變性淀粉對(duì)淀粉老化及面包硬化的影響，發(fā)現(xiàn)添加羥丙基淀粉、乙?；矸勰茱@著降低面包的老化焓，但添加磷酸酯淀粉會(huì)顯著增加面包儲(chǔ)藏期間的硬度。此外，有研究表明復(fù)合變性淀粉比單一變性淀粉具有更好的抗老化效果［38］。

2.3.2 乳化劑 食品工業(yè)中廣泛使用的乳化劑，其非極性配體與淀粉分子螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部疏水基團(tuán)有著高度親和力，能與淀粉分子形成穩(wěn)定復(fù)合物，從而阻礙淀粉分子重排，起到抗老化的作用［17］。

李超［39］對(duì)比了多種添加劑對(duì)發(fā)酵濕米粉老化的影響，發(fā)現(xiàn)單甘酯、蔗糖酯能抑制發(fā)酵濕米粉的老化，且蔗糖酯的抗老化效果優(yōu)于單甘酯。陳德文等［40］發(fā)現(xiàn)單甘酯、卵磷脂可顯著抑制發(fā)糕老化，且后者抗老化效果優(yōu)于前者。一般來(lái)說(shuō)，乳化劑抗淀粉老化效果的差異主要取決于其與直鏈淀粉分子結(jié)合能力，其與水親合力的差異［41］。具有線性結(jié)構(gòu)的乳化劑，空間阻力小，易于與淀粉形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，抗老化效果好［42］；親水性強(qiáng)的乳化劑，有利于提高儲(chǔ)藏過(guò)程中體系的穩(wěn)定性。

2.3.3 食品膠 食品膠作為增稠劑被廣泛用于食品中。食品膠能在一定條件下充分水化形成粘稠或膠凍狀大分子物質(zhì)，控制水分的流動(dòng)，使體系處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，起到抗老化作用［43］。Tang等［44］發(fā)現(xiàn)黃原膠能通過(guò)氫鍵與直鏈淀粉作用，減緩直鏈淀粉老化；同時(shí)，它的強(qiáng)持水性能抑制水分流失，阻礙支鏈淀粉的老化行為。汪霞麗等［45］研究發(fā)現(xiàn)向濕米粉中添加0.3%的瓜爾豆膠可顯著抑制米粉老化。白亞?。?6］在高水分米糕中添加卡拉膠、魔芋膠抗米糕長(zhǎng)期老化都起到了較好的效果。

膠體的化學(xué)構(gòu)成不同，導(dǎo)致其抗淀粉老化的效果不同［47］。結(jié)構(gòu)延展型（線性）膠體較結(jié)構(gòu)盤(pán)繞型膠體（非線性）更易與直鏈淀粉形成分子間氫鍵，抗老化效果更好［47］；還有研究表明，高分子量的膠體較低分子量膠體抑制長(zhǎng)期老化效果也更好［48］。

2.3.4 磷酸鹽 磷酸鹽具有優(yōu)良的持水性，能在儲(chǔ)藏過(guò)程中維持體系的穩(wěn)定。磷酸鹽螯和金屬離子的特性能使食品中的蛋白質(zhì)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)增強(qiáng)蛋白與淀粉分子間的連接，減少淀粉的溶出［49-50］，起到抗老化效果。Wang等［51］研究磷酸二氫鈉、磷酸二鈉、磷酸氫二鉀對(duì)韓國(guó)鮮濕方便面糊化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明三者都能顯著降低鮮濕方便面的回生值與崩解值。

雖然磷酸鹽性能優(yōu)異，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)磷酸鹽用量必須嚴(yán)格控制。這是因?yàn)槭称分行枰匾曗}、磷平衡（鈣、磷比以1∶1.2為好）［29］，磷酸鹽過(guò)量會(huì)導(dǎo)致鈣磷絡(luò)合形成不溶性的正磷酸鈣而降低了人體對(duì)鈣的吸收，在健康上會(huì)產(chǎn)生不良影響。

2.3.5 蛋白質(zhì) Ribotta等［52］研究表明，添加大豆分離蛋白能夠延緩淀粉凝膠的老化，這可能是由于蛋白質(zhì)能與淀粉分子以非共價(jià)鍵（氫鍵）形式作用，阻止老化過(guò)程中淀粉的重排。此外，有研究表明，外源蛋白質(zhì)能與食品體系中本身所含蛋白質(zhì)、脂肪酸或水分相互影響，間接抑制淀粉分子重結(jié)晶［53-54］。

3 結(jié)論與展望

添加劑作為一種最直接而有效的抗老化手段，在鮮濕方便米粉中的研究與應(yīng)用中受到廣泛關(guān)注。添加劑能通過(guò)氫鍵、范德華力、疏水作用力等與淀粉分子相互作用，或直接切斷淀粉鏈阻止淀粉重排抗米粉老化。但由于鮮濕方便米粉體系復(fù)雜，添加劑與米粉中非淀粉成分二者間的作用，添加劑與淀粉、非淀粉組分三者之間的相互影響機(jī)制仍難清晰闡明。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于抗鮮濕方便米粉老化的相關(guān)研究也多局限于現(xiàn)象描述，缺乏機(jī)理探討。未來(lái)可通過(guò)利用分子模擬等新型科技技術(shù)，分別理解鮮濕方便米粉老化行為中添加劑與淀粉組分、非淀粉組分間的相互作用關(guān)系，為闡明添加劑抗鮮濕方便米粉老化的作用機(jī)制提供理論參考。

現(xiàn)有研究表明，使用單一添加劑難以在具有顯著抗老化效果的同時(shí)保證鮮濕方便米粉的食用品質(zhì)。且不同類(lèi)別添加劑由于作用機(jī)制的差異，對(duì)鮮濕方便米粉老化及品質(zhì)的影響各有利弊。因此，未來(lái)研究可注重復(fù)配使用添加劑，如復(fù)配酶制劑（如淀粉酶與非淀粉酶復(fù)配）、復(fù)配酶制劑與其他添加劑（如淀粉酶與蛋白質(zhì)復(fù)配）、復(fù)配其他添加劑，以達(dá)到揚(yáng)長(zhǎng)避短的效果。

此外，相比于其他淀粉基食品，鮮濕方便米粉的發(fā)展仍屬落后，運(yùn)用在鮮濕方便米粉中的抗老化添加劑的種類(lèi)也較單一。近年來(lái)大量研究表明，其他淀粉基食品如面條、面包等，其體系中非淀粉成分對(duì)食品的老化有顯著影響。而在鮮濕方便米粉抗老化的相關(guān)研究中，目前鮮見(jiàn)相關(guān)報(bào)道，這可以成為未來(lái)探討研究的一個(gè)重要方向。

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Research progress in food additives on instant fresh rice noodle retrogradation

LUO Shun-jing，ZHAN Liu-jing，LIU Cheng-mei*
（State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang 330047，China）

Instant fresh rice noodle was easy to retrogradation during storage due to high moisture content，which may greatly reduce edibility of rice noodle and shorten its shelf life.Therefore，inhibiting retrogradation of rice noodle was very important to extending its shelf life.Presently，addition of additives was the most effective method to inhibit retrogradation of rice noodle.This paper systematically reviewed different the inhibition effects and mechanisms of types of additives on retrogradation of fresh rice noodle and advantages and disadvantages of these additives.These studies will provide some scientific basis for improving research on inhibiting retrogradation of fresh rice noodle.

instant fresh rice noodle；retrogradation；additives；mechanism

TS217.2

A

1002-0306（2016）06-0392-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.070

2015－08－14

羅舜菁（1969-），女，碩士，副教授，研究方向：食品加工新技術(shù)，E-mail：luoshunjing@aliyun.com。

劉成梅（1963-），男，博士，教授，主要從事食品加工新技術(shù)方面的研究，E-mail：liuchengmei@aliyun.com。

“十二五”國(guó)家支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD37B02-02）。