張 喻章麗琳 張 瓊吳雙琦 馬雪林 吳曉紅

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2. 食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

?

海藻糖添加量對(duì)糯米粉理化性質(zhì)影響研究

張 喻1,2章麗琳1,2張 瓊1,2吳雙琦3馬雪林3吳曉紅3

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2. 食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

研究海藻糖添加量對(duì)糯米粉糊化特性、凍融穩(wěn)定性、高溫持水能力等理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨海藻糖添加量的增加，糯米粉糊化溫度升高，峰值黏度、谷值黏度、最終黏度先增大后減小，在添加量為1.0%時(shí)達(dá)到最大值，熱穩(wěn)定性先增強(qiáng)后減弱，在海藻糖添加量為1.5%時(shí)最強(qiáng)，凝膠性逐漸降低；透明度先減小后增大，最終趨于穩(wěn)定，在海藻糖添加量為1.0%時(shí)呈最小值，且常溫下粉糊的透明度大于4 ℃下粉糊的透明度；凍融穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)；沉降性逐漸減弱；高溫持水能力逐漸增強(qiáng)，后趨于穩(wěn)定。

海藻糖；糯米粉；糊化特性；凍融穩(wěn)定性；高溫持水能力

海藻糖是一種天然糖類(lèi)，廣泛存在于自然界可食用動(dòng)植物及微生物體內(nèi)[1]，由兩個(gè)葡萄糖分子以α,α-1,1糖苷鍵構(gòu)成，自身性質(zhì)非常穩(wěn)定[2]，具有良好的持水性、抑制淀粉老化及保護(hù)生物活性物質(zhì)等功能，在食品加工業(yè)中，除可作為天然甜味劑外，還可作為食品添加劑，以防止食品劣化、保持食品新鮮風(fēng)味、提升食品品質(zhì)等[3]。目前，海藻糖在食品加工中應(yīng)用較為廣泛，其中在點(diǎn)心類(lèi)食品中的應(yīng)用最多。

糯米粉被廣泛應(yīng)用于中國(guó)傳統(tǒng)糕點(diǎn)的制作中[4]。但糯米糕點(diǎn)在存放及運(yùn)輸過(guò)程中容易出現(xiàn)老化、水分流失、變硬等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響糕點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官品質(zhì)，并縮短貨架期[5]。有研究[6]探討海藻糖對(duì)中式糯米糕點(diǎn)品質(zhì)影響，發(fā)現(xiàn)海藻糖對(duì)中式糯米糕點(diǎn)的持水性、口感、硬度等有一定改善，并可在一定程度上抑制淀粉老化，延長(zhǎng)糕點(diǎn)的保質(zhì)期。但并未有研究深入探討海藻糖對(duì)糯米粉的糊化特性、高溫持水能力、凍融穩(wěn)定性等理化性質(zhì)影響。而原料的糊化特性、高溫持水能力、凍融穩(wěn)定性等理化性質(zhì)對(duì)糯米產(chǎn)品的品質(zhì)具有決定性影響。本研究將不同量的海藻糖添加于糯米粉中，擬探討海藻糖添加量對(duì)糯米粉糊化特性、凍融穩(wěn)定性等理化性質(zhì)的影響，以期為海藻糖在糯米粉制品加工中應(yīng)用提供理論依據(jù)，并希望得到海藻糖在糯米粉制品中適宜添加量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糯米粉：泰國(guó)初興米粉廠有限公司；

海藻糖：湖南津之源食品有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

快速黏度分析儀：RVA-S/N2112681型，北京波通瑞華科學(xué)儀器有限公司；

離心機(jī)：LXJ-IIB型，上海安亭科學(xué)儀器廠；

保溫箱：250B型，常州華普達(dá)教學(xué)儀器有限公司；

電子天平：TP-5200B型，湘儀天平儀器設(shè)備有限公司；

分光光度計(jì)：WFJ7200型，上海尤尼柯儀器有限公司；

恒溫水浴鍋：HH-6型，常州澳華儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備 稱(chēng)取一定量的海藻糖與糯米粉混合，制備海藻糖添加量為0.0%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%糯米粉樣品。

1.3.2 糊化特性的測(cè)定 用RVA快速黏度儀對(duì)糯米粉的糊化特性進(jìn)行測(cè)定，稱(chēng)取3.00 g左右的樣品放入專(zhuān)用鋁筒中，然后加入25 mL蒸餾水，放入儀器中進(jìn)行測(cè)定。采用升溫/降溫循環(huán)糊化程序，50 ℃保持1 min，4 min內(nèi)加熱至95 ℃并保持5.5 min，4 min內(nèi)冷卻至50 ℃并保持4 min，旋轉(zhuǎn)漿在起始10 s內(nèi)旋轉(zhuǎn)速度為960 r/min，后保持160 r/min至結(jié)束[7]。

1.3.3 透明度的測(cè)定 稱(chēng)取一定量樣品配制50 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%糯米粉乳，在沸水浴中不斷加熱攪拌15 min，并保持糯米粉糊原體積，冷卻至25 ℃和4 ℃，以蒸餾水為參照，在波長(zhǎng)650 nm下測(cè)定糯米粉糊的透光率，并將2種溫度下的糯米粉糊放置24，48，72 h，分別測(cè)定透光率[8]。

1.3.4 凍融穩(wěn)定性的測(cè)定 稱(chēng)取3 g樣品加水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%糯米粉乳，沸水浴中充分糊化后裝入恒重(m0)離心管中，稱(chēng)量離心管與糯米粉乳的總重量為m1，置于-25 ℃冰箱中冷凍24 h，取出放置在40 ℃水浴鍋中解凍2 h，冷卻至室溫，在轉(zhuǎn)速為3 000 r/min的離心機(jī)中離心15 min，濾去多余的水分后，稱(chēng)量離心管和沉淀物質(zhì)量記作m2，再次將離心管放入冰箱中，放置24 h后進(jìn)行解凍測(cè)定析水率，反復(fù)凍融4個(gè)循環(huán)[9]。析水率按式(1)計(jì)算：

(1)

式中：

X——析水率，%；

m0——恒重后離心管質(zhì)量，g；

m1——離心管和糯米粉總質(zhì)量，g；

m2——離心后離心管和沉淀物總質(zhì)量，g。

1.3.5 沉降曲線的測(cè)定 稱(chēng)取樣品加水制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%糯米粉乳，沸水浴中攪拌加熱至糊化，冷卻后取100 mL放入具塞刻度試管中，搖勻后靜置，每24 h記錄沉淀體積，共記錄4次[10]。

1.3.6 高溫持水能力的測(cè)定 準(zhǔn)確稱(chēng)取0.10 g樣品加入恒重(m0)離心管中，加蒸餾水定容至10 mL，分別在70，80，90 ℃恒溫水浴鍋中攪拌加熱25 min，然后在轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心機(jī)中離心15 min，棄去上清液，稱(chēng)重m1[11]。高溫持水能力按式(2)計(jì)算：

(2)

式中：

R——高溫持水能力，g/g；

m0——恒重后離心管質(zhì)量，g；

m1——離心后離心管和沉淀物總質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 海藻糖添加量對(duì)糯米粉糊化特性的影響

由表1可知，隨海藻糖添加量的增大，糯米粉糊化溫度逐漸增大；峰值黏度、谷值黏度及最終黏度先增加后減小，在海藻糖添加量為1.0%時(shí)呈最大值，這可能是海藻糖能與糯米粉分子競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合水，減少了糯米粉周?chē)乃郑沟灭ざ仍龃?，?dāng)海藻糖添加量繼續(xù)增大，海藻糖與糯米粉分子鍵相互結(jié)合，形成一定結(jié)構(gòu)體系，使得黏度降低；衰減值呈先減小后增大趨勢(shì)，在海藻糖添加量為1.5%時(shí)呈最小值，衰減值越小，表明顆粒膨脹過(guò)程中強(qiáng)度越大，越不易破裂[12]，說(shuō)明海藻糖的添加能夠增大糯米粉的熱穩(wěn)定性，添加量在1.5%時(shí)，糯米粉的熱穩(wěn)定最好，可能是海藻糖能與大分子表面的水結(jié)合，使分子結(jié)構(gòu)更緊密，構(gòu)象更穩(wěn)定，可以抵御外界極端環(huán)境[13]；回生值逐漸減少，回生值反映粉糊的老化趨勢(shì)，說(shuō)明海藻糖能夠減弱糯米粉發(fā)生老化，可能是海藻糖溶液能夠緊密地包住相鄰的分子，形成一種碳水化合物玻璃體，其擴(kuò)散系數(shù)很低，分子運(yùn)動(dòng)和分子變性非常微弱[14]。

表1 海藻糖添加量對(duì)糯米粉糊化特性的影響?

? 小寫(xiě)字母代表同一列數(shù)據(jù)的顯著性差異(P<0.05)。

2.2 海藻糖添加量對(duì)糯米粉糊透明度的影響

透明度反映顆粒在水中的分散程度，透明度越大，說(shuō)明分散程度越大，分散越均勻[15]。由表2可知，隨海藻糖添加量的增加，糯米粉糊的透明度先降低后增加，最終趨于穩(wěn)定，可能是少量的海藻糖與糯米粉競(jìng)爭(zhēng)性吸水，導(dǎo)致糯米粉顆粒分散程度降低，當(dāng)海藻糖添加量增加，海藻糖能夠與相鄰分子形成氫鍵，代替空間結(jié)構(gòu)所必須的水分子[16]，使糯米粉的分散程度增大，透明度增加；且隨放置時(shí)間的增大，糯米粉的透明度呈微弱增大趨勢(shì)，可能是放置時(shí)間越長(zhǎng)，糯米粉的分散程度越好；常溫條件下糯米粉糊的透明度大于4 ℃條件下糯米粉糊透明度，溫度較高，淀粉分散速度較快，且4 ℃條件下，淀粉易發(fā)生老化，影響透明度。

表2 海藻糖添加量對(duì)糯米粉透明度的影響?

? 小寫(xiě)字母代表同一列數(shù)據(jù)的顯著性差異(P<0.05)。

2.3 海藻糖添加量對(duì)糯米粉糊凍融穩(wěn)定性影響

凍融穩(wěn)定性是淀粉的重要特性之一，常用淀粉糊析水率的大小來(lái)衡量，析水率越小，凍融穩(wěn)定性越好。由圖1可知，隨海藻糖添加量的增大，糯米粉糊的凍融析水率逐漸降低，說(shuō)明海藻糖能夠增大糯米粉的凍融穩(wěn)定性，這可能是海藻糖有良好的持水性且能夠與淀粉分子表面的水結(jié)合，使分子間結(jié)合更加緊密，抑制其失水[17]；隨著凍融次數(shù)的增加，糯米粉糊的凍融析水率增大，可能是反復(fù)凍融會(huì)加速淀粉老化，增大析水量[18]。

2.4 海藻糖添加量對(duì)糯米粉糊沉降性能影響

由圖4可知，隨時(shí)間延長(zhǎng)，糯米粉糊的沉降體積變化幅度減?。浑S海藻糖添加量的增加，相同時(shí)間下，糯米粉糊的沉降體積減?。磺液Ｔ逄翘砑恿吭酱?，糯米粉糊沉降曲線越快趨于平緩。說(shuō)明添加海藻糖能夠抑制糯米粉糊發(fā)生沉降，且添加量越大，抑制效果越好，原因可能是海藻糖能夠存在于糯米粉分子間，阻礙了分子間接觸，分子不易凝聚，從而抑制了沉降。

圖1 海藻糖添加量對(duì)糯米粉糊凍融穩(wěn)定性的影響

圖2 海藻糖添加量對(duì)糯米粉沉降性的影響

Figure 2 Influences of trehalose content on the settle-ability of glutinous rice powder

2.5 海藻糖添加量對(duì)糯米粉高溫持水能力影響

淀粉的持水能力與淀粉顆粒的大小、結(jié)構(gòu)的緊密程度等條件有關(guān)，一定的持水量對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)至關(guān)重要，所以研究糯米粉的高溫持水能力具有很重要的意義。由圖3可知，隨海藻糖添加量的增加，糯米粉高溫持水能力逐漸提高，在海藻糖添加量為1.5%達(dá)到最大值，之后趨于穩(wěn)定；且隨溫度的升高，糯米粉持水能力逐漸增大。說(shuō)明添加海藻糖能夠提高糯米粉的高溫持水能力，使其具有較好的保水性，原因可能是海藻糖具有良好的持水性且能與糯米分子間形成致密結(jié)構(gòu)，增大了持水力。

圖3 海藻糖添加量對(duì)糯米粉高溫持水能力的影響

Figure 3 Influences of trehalose content on high temperature water-binding capacity of glutinous rice powder

3 結(jié)論

研究表明，隨海藻糖添加量的增加，糯米粉的糊化溫度逐漸增大，凝膠性逐漸減弱，糊化黏度先增強(qiáng)后減弱，當(dāng)添加量為1.0%時(shí)，糊化黏度最大，熱穩(wěn)性先增強(qiáng)后減弱，在添加量為1.5%時(shí)最強(qiáng)。隨海藻糖添加量的增加，糯米粉的透明度、高溫持水能力逐漸增強(qiáng)后趨于穩(wěn)定，凍融穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，沉降性逐漸降低后趨于穩(wěn)定。

說(shuō)明海藻糖的添加能夠改善糯米粉的性質(zhì)，使其具有較高糊化溫度、糊化黏度、熱穩(wěn)定性、高溫持水能力、透明度、凍融穩(wěn)定性，且降低其沉降性，糯米粉性質(zhì)的改善能夠增大糯米粉的加工利用范圍且對(duì)糯米粉制品的品質(zhì)具有改善作用。但該研究表明海藻糖的添加量應(yīng)控制在1.0%～1.5%。相比于僅僅研究海藻糖的添加對(duì)糯米粉制品品質(zhì)影響，該研究能夠?yàn)楹Ｔ逄窃谂疵追壑破分械膽?yīng)用提供具體的理論依據(jù)。除該研究所涉及的糯米粉的理化性質(zhì)，海藻糖的添加量對(duì)糯米粉其他理化性質(zhì)的影響可進(jìn)一步研究。

[1] 程池. 海藻糖的特性和應(yīng)用[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 1996(1): 59-64.

[2] 蒙健宗, 趙文. 海藻糖的性質(zhì)及其在新型食品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J]. 食品科學(xué), 2005, 26(6): 281-283.

[3] 彭亞鋒, 周耀斌, 李勤, 等. 海藻糖的特性及其應(yīng)用[J]. 中國(guó)食品添加劑, 2009(1): 65-69.

[4] 姚艾東. 冷凍糯米團(tuán)糕品質(zhì)的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2001, 27(9): 66-70.

[5] 袁博, 黃衛(wèi)寧, 鄒奇波. 添加劑及儲(chǔ)藏溫度對(duì)糯性粉團(tuán)抗老化的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2010, 36(2): 49-54.

[6] 麥鋒, 陸曉霞, 汪振炯. 海藻糖對(duì)中式糯米糕團(tuán)品質(zhì)影響研究[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2014(3): 22-25.

[7] 廖盧艷, 吳衛(wèi)國(guó). 不同淀粉糊化及凝膠特性與粉條品質(zhì)的關(guān)系[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2014, 30(15): 332-338.

[8] 傅茂潤(rùn), 趙雙, 曲清莉, 等. 超微粉碎對(duì)紅米理化性質(zhì)和加工特性的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2013, 39(4): 96-100.

[9] 林鴛緣, 曾紹校, 張怡, 等. 瓜爾豆膠對(duì)蓮子淀粉糊特性影響的研究[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2011, 11(4): 87-90.

[10] 王穎, 晁桂梅, 楊秋歌, 等. 添加劑對(duì)糜子淀粉糊性質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2012, 27(11): 24-29.

[11] 祁國(guó)棟, 張炳文, 王運(yùn)廣, 等. 超微細(xì)粉碎技術(shù)對(duì)糯玉米粉加工特性影響的研究[J]. 食品科學(xué), 2008, 29(9): 146-149.

[12] 呂振磊, 李國(guó)強(qiáng), 陳海華. 馬鈴薯淀粉糊化及凝膠特性研究[J]. 食品與機(jī)械, 2010, 26(3): 22-27.

[13] TIMASHEFF S N. The control of protein stability and association by weak interactions with water: how do solvents affect these processes?[J]. Annual review of biophysics and biomolecular structure,1993, 22(435): 67-74.

[14] GREEN J L. Phase relations and vitrification in saccharide-water solutions and the trehalose anomaly[J]. Physical Chemistry, 1989, 93(169): 2 880-2 882.

[15] 榮建化, 史俊麗, 張正茂, 等. 超微細(xì)化大米淀粉流變特性的研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2007, 22(3): 73-76.

[16] CROWE J H, CROWE L H, CHAPMAN D. Preservation of membranes in anhydrobiotic organisms: the role of trehalose[J]. Science, 1984, 223(4 637): 701-703.

[17] 閻立梅, 劉曉輝, 王致祿. 聚醋酸乙烯酯乳液凍融穩(wěn)定改性的機(jī)理[J]. 應(yīng)用化學(xué), 2001, 18(2): 120-124.

[18] MUADKLAY J, CHAROENREIN S. Effects of hydro-colloids and freezing rates on freeze-thaw stability of tapioca starch gels[J]. Food Hydro-colloids, 2008, 22(7): 1 268-1 272.

The impacts of trehalose on the characteristics of glutinous rice powders

ZHANG Yu1,2ZHANGLi-lin1,2ZHANGQiong1,2WUShuang-qi3MAXue-lin3WUXiao-hong3

(1.FoodScienceandTechnologyCollege,HunanAgriculturalUniversity,Changsha,Hunan410128,China;2.KeyLaboratoryforFoodscienceandBiotechnologyofHunanProvince,Changsha,Hunan410128,China;3.OrientScienceandTechnologyCollege,HunanAgriculturalUniversity,Changsha,Hunan410128,China)

The glutinous rice powders were used to study the impacts of different trehalose content on the characteristics of glutinous rice powders. The results showed that with the increase of trehalose content, the pasting temperature was not significantly impacted. The peak viscosity, valley viscosity and final viscosity increased at first then decreased and when the content was up to the maximum 1.0%. The thermal stabilities strengthened integrally and with the increased of the content, the thermal stabilities strengthened at first then attenuated. When the content was 1.5%, the thermal stabilities were the strongest. The gelling capabilities attenuated with the increased of the content. The transparency decreased at first then increased and steadied at last. The transparency was lowest when the content was 1.0% and highest when the content was 1.5%. The transparencies of powders at 25 ℃ were higher than that at 0 ℃. The freeze-thaw stability increased gradually with the increase of the content. The retro-gradations weakened gradually while the high temperature water-binding capacity increased gradually with the increase of the content then steadied.

trehalose; glutinous rice powder; pasting properties; freezing thawing stability; water reserve capacity

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：DFCXY201411)

張喻，女，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授，博士。

吳曉紅(1994—)，女，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)在讀本科生。

E-mail：1296895111@qq.com

2016—03—25