安陽市市售甘薯粉條鋁殘留分析及多糖對其耐煮性的影響

馮亞運，朱怡霖，付興周，李文茹

（安陽工學院生物與食品工程學院，河南安陽 455000）

0 引言

粉條是我國及亞洲人民的一種傳統(tǒng)淀粉凝膠食品，耐煮性是其食用品質(zhì)好壞的重要體現(xiàn)。粉條的品質(zhì)與其所用淀粉種類有關(guān)，甘薯淀粉由于直鏈淀粉含量較低，純甘薯粉條不耐煮，渾湯率較高，品質(zhì)不佳[1]。在傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中常使用明礬[KAl(SO4)2·12H2O]來提高其耐煮性，導致甘薯粉條中鋁超標[2-4]。鋁是一種慢性毒性物質(zhì)，長期攝入含鋁食品會損害人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，導致老年癡呆癥等疾病[5-7]。隨著生活水平的提高，消費者也越來越注重食品的安全性，在保證食用品質(zhì)前提下，少量使用明礬甚至無明礬的粉條是甘薯粉條產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。

雖然使用明礬可以提高甘薯粉條的耐煮性，但是明礬的使用量多少與甘薯粉條耐煮性高低的關(guān)系卻不甚明晰。蔣榮霞等人[8]研究了7 種不同品牌的粉條明礬含量與耐煮性的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)明礬提高了粉條的耐煮性，水煮時間長短能夠精確反映粉條的耐煮性。此外已有文獻表明，多糖類大分子物質(zhì)可以改善粉條品質(zhì)，而改善效果則與多糖種類和濃度相關(guān)[9-13]。龍明秀等人[14]研究發(fā)現(xiàn)魔芋膠能夠有效改善甘薯粉條的品質(zhì)，質(zhì)量比為8.5∶1.5 的甘薯淀粉與魔芋膠制備的粉條食品品質(zhì)最佳。Feng Y Y 等人[15]發(fā)現(xiàn)殼聚糖、海藻酸鈉、黃原膠相較于羧甲基纖維素鈉和大豆可溶性多糖更能提高甘薯濕粉條的耐煮性。譚洪卓等人[16]發(fā)現(xiàn)添加量為1%的魔芋膠和沙蒿膠的甘薯粉條品質(zhì)接近明礬粉條。此外，周羅娜等人[17]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過自然發(fā)酵的甘薯淀粉可以有效改善甘薯粉條的復水性和硬度，但是蒸煮損失增大。石彬等人[18]發(fā)現(xiàn)將0.1%阿拉伯膠、0.4%海藻酸鈉、0.4%黃原膠和0.3%果膠復配可以提升甘薯粉條的拉伸力，進而提高其蒸煮品質(zhì)。這些研究均為無明礬甘薯粉條的研發(fā)提供參考思路，但較少涉及粉條耐煮性的變化規(guī)律。

目前，市售甘薯粉條的種類按形狀分有寬粉、圓粉、窄粉等，不同品牌粉條的鋁含量、粗細和耐煮性均不相同。因此，收集到安陽市區(qū)內(nèi)各超市及糧油商店內(nèi)的不同品牌的13 種甘薯粉條產(chǎn)品，測定了不同品牌甘薯粉條的鋁含量，并采用粉條橫截面積和斷條時間評價了市售甘薯粉條的耐煮性，然后根據(jù)膨脹率和斷條時間分別研究了0.5%，1.0%，2.0%質(zhì)量分數(shù)下（以淀粉質(zhì)量計）6 種多糖對無明礬甘薯粉條耐煮性的影響規(guī)律，以期為無明礬甘薯粉條耐煮性的品質(zhì)科學提升提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市售甘薯粉條樣品13 種，2021 年11 月購自安陽市文峰區(qū)超市及糧油市場內(nèi)；黃原膠（食品級）、海藻酸鈉（食品級），鄭州眾信化工產(chǎn)品有限公司提供；魔芋膠（食品級），湖北一致魔芋生物科技股份有限公司提供；果膠（食品級），新疆阜豐生物科技有限公司提供；亞麻籽膠（食品級），新疆利世得生物科技有限公司提供；羧甲基纖維素鈉（食品級），河南萬邦化工科技有限公司提供。

1.2 儀器與設備

JDD 01 型三量0～150 mm 游標卡尺，東莞市景有模具五金有限公司產(chǎn)品；C22-WT 2203 型美的電磁爐，美的集團股份有限公司產(chǎn)品；饸饹面條機，永康市千協(xié)貿(mào)易有限公司產(chǎn)品；ME 204E 型電子天平，梅特勒托利多科技中國有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 市售甘薯粉條中鋁含量的測定

所購買市售甘薯粉條不進行粉碎，分別取200 g放于包裝袋內(nèi)送至北京市譜尼測試集團有限公司檢測鋁含量。測定方法按照GB 5009.268—2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》第二法測定，每個樣品均進行2 次重復試驗。

1.3.2 市售甘薯粉條耐煮性測定

根據(jù)粉條的斷條時間判定其耐煮性[4]，具體做法為測定長度為20 cm 的各粉條樣品在沸水浴中煮至用筷子完全挑不起時的時間。粉條樣品的粗細用樣品的橫截面積表示，粉條直徑及長、寬均用游標卡尺測定，結(jié)果用3 次測量的平均值表示。

1.3.3 無明礬甘薯粉條的制作

參考文獻[15]的方法并作適量修改，在實驗室采用擠壓法進行制作。稱取10 g 甘薯淀粉加60 g 水，攪拌均勻后，在沸水浴中不停攪拌直至淀粉呈透明狀，打芡完成。按照淀粉比例分別添加質(zhì)量分數(shù)0.5%，1.0%，2.0%的多糖，控制溶解多糖與打芡的水共55～65 g，然后稱取90 g 甘薯淀粉（與打芡共100 g），將淀粉和溶解的多糖加入芡中，不斷揉捏使面團至均勻不黏手狀態(tài)，將揉好的面團放入壓面機中，勻速按壓使粉條成型擠入沸水中煮一定時間后將粉條撈出并用涼水冷卻，再將粉條在自然狀態(tài)下晾曬24 h 以上，放入密封袋保存，即得無明礬甘薯粉條樣品。

1.3.4 無明礬甘薯粉條的品質(zhì)評價

分別用耐煮性和膨脹率表示粉條的品質(zhì)，其中耐煮性方法同1.3.2。膨脹率為粉條橫截面積與壓面機模具的圓孔面積之比，因為兩者均為圓形，所以用游標卡尺直接測定其各自直徑，然后根據(jù)圓面積公式求其橫截面積，結(jié)果用3 次測量的平均值表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗結(jié)果數(shù)據(jù)顯著性和相關(guān)性分析在SPSS 21.0 軟件進行，制圖在Origine 軟件中進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 市售不同品牌甘薯粉條鋁含量

市售甘薯粉條中鋁含量見圖1。

由圖1 可知，在所檢測的13 種市售粉條中，只有1 種甘薯粉條的鋁含量超過了GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑國家標準》中規(guī)定粉條中鋁殘留量在200 mg/kg 的限量標準，具體檢測值為（207.5±3.5）mg/kg，為不合格粉條產(chǎn)品。其余甘薯粉條產(chǎn)品鋁含量均在200 mg/kg 之內(nèi)，按照目前國標限量要求為合格產(chǎn)品。但是，其中有6 種產(chǎn)品鋁含量較高，殘留值在100～200 mg/kg 較高范圍之內(nèi)，剩余6 種產(chǎn)品中有5 種產(chǎn)品鋁含量在低于50 mg/kg 較低范圍之內(nèi)，其中最小值為16.1 mg/kg。考慮到食品中的鋁存在一定的本底值，其余粉條樣品中鋁含量值均在20 mg/kg 之上的均表明其在加工過程中使用了明礬[19-22]。

2.2 市售不同品牌甘薯粉條耐煮性

市售甘薯粉條的斷條時間和橫截面積見圖2。

圖2 市售甘薯粉條的斷條時間和橫截面積

耐煮性是甘薯粉條品質(zhì)好壞的重要體現(xiàn)，斷條時間長短可以直觀地表示粉條的耐煮性品質(zhì)好壞，斷條時間越長，表明甘薯粉條越耐煮，品質(zhì)越好[23-25]。由圖2 可知，所檢測的13 種甘薯粉條的斷條時間均在18 min 以上，最高可達47 min 左右。而粉條的常規(guī)煮熟時間為5 min 左右，說明這些粉條在常規(guī)烹煮時間內(nèi)均可保持較好的食用品質(zhì)。而粉條的粗細和形狀也可能會影響產(chǎn)品的耐煮性，通常認為粗粉條耐煮性高于細粉條[26-29]。在所檢測的13 種甘薯粉條樣品中，粉條的形狀粗細也不同，品牌2，3，6，11，12 為寬粉條，其余均為圓粉條。品牌11 粉條斷條時間最長可達47 min 左右，但橫截面積只有2.7 mm2左右。而品牌3 的橫截面積最大有9.9 mm2，但斷條時間只有32 min 左右。品牌8 的粉條斷條時間最小，為18 min 左右，但具有1.8 mm2的橫截面積?？梢?，粉條的粗細并不是決定粉條耐煮性的主要因素。

2.3 市售不同品牌甘薯粉條耐煮性、橫截面積和鋁含量的相關(guān)性分析

為進一步探究甘薯粉條耐煮性與粉條鋁含量、粗細之間的關(guān)系，利用SPSS 軟件對市售13 種甘薯粉條樣品的斷條時間、鋁含量、橫截面積和最小寬度進行了相關(guān)性分析，其中扁形粉條的最小寬度即為粉條最薄部分的厚度，圓形粉條及其直徑大小。

市售甘薯粉條各參數(shù)的相關(guān)系數(shù)見表1。

表1 市售甘薯粉條各參數(shù)的相關(guān)系數(shù)

由表1 可知，粉條的斷條時間與鋁含量（-0.533）、最小寬度（-0.308）呈負相關(guān)關(guān)系，與橫截面積呈正相關(guān)關(guān)系（0.202），但相關(guān)性均不顯著。與之前認為鋁含量大小應與耐煮性高低呈正相關(guān)關(guān)系正好相反，表明鋁含量多少和粉條粗細均不是甘薯粉條耐煮性的決定因素[30-31]。

2.4 不同多糖類物質(zhì)對無明礬甘薯粉條耐煮性和膨脹率的影響

有研究表明，某些多糖類物質(zhì)可以提升甘薯粉條耐煮性等品質(zhì)，在無明礬粉條的研發(fā)方面有較大潛力[9，15，32-34]。研究了不同含量（0.5%，1.0%，2.0%，以淀粉含量計）果膠、魔芋膠、黃原膠、海藻酸鈉、亞麻籽膠和羧甲基纖維素鈉等6 種常見多糖對無明礬甘薯粉條耐煮性的影響。

不同多糖對無明礬甘薯粉條斷條時間和橫截面積的影響見表2。

表2 不同多糖對無明礬甘薯粉條斷條時間和橫截面積的影響

由表2 可知，果膠、魔芋膠、黃原膠和海藻酸鈉可以明顯提高甘薯粉條的耐煮性（等于或優(yōu)于含0.3%明礬甘薯粉條），并且隨著含量的增加，粉條的斷條時間增大，即耐煮性增高。而添加亞麻籽膠和羧甲基纖維素鈉后甘薯粉條耐煮性較差，其中羧甲基纖維素鈉隨著添加濃度的增大，甘薯粉條斷條時間變短，說明多糖的結(jié)構(gòu)類型對甘薯粉條耐煮性的形成有較大影響。由表2 可知，添加不同多糖對甘薯粉條的橫截面積和膨脹率影響也不盡相同，可能與多糖具有不同的吸水能力有關(guān)，進而使粉條在糊化過程中淀粉顆粒的膨脹程度不同所導致[15，33-37]。添加2.0%海藻酸鈉的甘薯粉條斷條時間為26.6 min，橫截面積為7.59 mm2，而添加2.0%黃原膠的甘薯粉條斷條時間為34.5 min，橫截面積為14.27 mm2。由此可見，甘薯粉條的耐煮性和橫截面積與添加多糖的種類有關(guān)，但甘薯粉條耐煮性和橫截面積兩者之間并無明顯的相關(guān)性，均可能與多糖和淀粉分子在加工中形成的不同微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)[38-42]，具體原因則有待之后進一步闡明。

3 結(jié)論

已有研究表明，長期攝入含鋁食品會導致腦組織神經(jīng)原纖維纏結(jié)和淀粉樣老年斑等老年癡呆癥狀，增加人們患老年癡呆和骨質(zhì)疏松等疾病的風險[5-7]。從健康的角度出發(fā)，消費者應該避免長期攝入較高鋁含量的食品。甘薯粉條中使用明礬主要是為了提高其耐煮性和筋道感[21-22]，在保證有良好食用品質(zhì)的前提下應盡量降低明礬的使用量。耐煮性的高低更可能和粉條在制作過程中形成的淀粉分子微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，與蔣榮霞等人[8]的研究結(jié)果基本一致，添加明礬可以提高粉條的耐煮性，但其含量多少并不是決定因素，生產(chǎn)耐水煮的甘薯粉條應采用能加速淀粉回生重結(jié)晶的糊化工藝[26-28]。廖盧艷等人[29]研究發(fā)現(xiàn)濕熱改性（含水量34%，溫度105.8 ℃，處理時間1 h）甘薯淀粉所制得甘薯粉條品質(zhì)顯著提高，表現(xiàn)為粉條斷條率下降，硬度和拉伸強度增加。劉婷婷等人[30]采用二次擠壓技術(shù)生產(chǎn)無礬馬鈴薯粉條，結(jié)果表明一次和二次擠出溫度均90 ℃，水分添加量32%時，生產(chǎn)的粉條具有良好的蒸煮特性。范會平等人[31]研究發(fā)現(xiàn)甘薯粉條老化時間比凍結(jié)時間和凍藏時間更能影響無鋁甘薯粉條的品質(zhì)。研究表明，改變粉條制作過程中的工藝參數(shù)也能改善最終產(chǎn)品質(zhì)量，結(jié)合研究結(jié)果，可以推測淀粉分子在粉條加工過程中形成的分子微觀結(jié)構(gòu)不同才是決定甘薯粉條耐煮性不同的最主要原因。

通過13 種市售甘薯粉條的鋁含量及6 種多糖對甘薯粉條（實驗室制作）的耐煮性分析。結(jié)果表明，13 種市售甘薯粉條的耐煮性均較好，斷條時間均在20 min 以上，但其鋁含量差異較大，有1 種為鋁超標不合格粉條，不合格率為7.69%，其余12 種品牌粉條中，6 種在100～200 mg/kg 較高區(qū)間范圍內(nèi)，6 種在0～70 mg/kg 較低區(qū)間范圍內(nèi)。進一步分析表明，甘薯粉條的耐煮性與鋁含量的高低無顯著相關(guān)性。不同多糖對甘薯粉條的耐煮性和橫截面積影響不同，且耐煮性高低與粉條的橫截面積大小無相關(guān)性，可能由于多糖分子結(jié)構(gòu)不同，導致在粉條成型過程中其與水及淀粉分子之間的相互作用強度不同，進而使甘薯粉條的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同所導致[14-16]。甘薯粉條耐煮性高低可能取決于明礬、多糖和淀粉分子在加工中形成的不同微觀結(jié)構(gòu)[21-22，33]。因此，在之后的研究中，應進一步從揭示甘薯粉條的多尺度結(jié)構(gòu)差異中找到合適的評價手段，進而能夠更有利于清晰地揭示粉條類食品耐煮性的品質(zhì)形成機制，以期為研發(fā)高品質(zhì)的甘薯粉條提供理論依據(jù)。