不同食品添加剂作用下淀粉的最优性质

不同食品添加剂作用下淀粉的最优性质摘要：天然原淀粉的颗粒结构和淀粉中直链淀粉以及支链淀粉的含量决定其可利用性。不同种类的天然淀粉存在诸如糊化温度过高或者过低、黏度过高或过低、易老化等等一系列的问题；随着加工业的快速发展，出现了根据淀粉理化性质以及淀粉结构改变的淀粉变性技术来解决大多数天然淀粉不具备有效的可利用性能的方法。本实验主要通过添加不同食品添加剂探究改性淀粉的最优性质。关键词：马铃薯淀粉凝胶；普鲁兰多糖；威兰胶；大豆磷脂正文1、前言淀粉是人们使用量较大的一类食品原料，其特性影响着最终产品品质的优劣。为了提高产品的可接受性以及改善产品的食用特性，在淀粉加工过程必不可少的添加适当的添加剂，从而改善产品的感官特性和保存特性。食品胶是一类改变食品黏度或者形成凝胶的食品添加剂，在一定条件下能充分水化形成黏稠、滑腻或者胶冻液的大分子。多糖胶体是主结构为多糖的食品胶体。有植物胶，如刺槐豆胶、瓜尔豆胶、魔芋胶等；有微生物胶，如黄原胶、结冷胶、凝结多糖等。多糖胶体有增稠剂、增黏剂、胶凝剂以及稳定剂等作用。2、材料与方法2、1材料与设备2、1、1马铃薯淀粉马铃薯为世界第四大粮食作物，仅次于小麦、玉米、水稻。中国已有400多年栽培马铃薯的历史，马铃薯在中国的种植面积7808万亩，产量达8154万吨，如今我国己成为世界第一大马铃薯生产国。马铃薯的主要营养成是马铃薯淀粉(PS)。马铃薯加工的产品，现在主要有粉丝、薯片(条)、淀粉、全粉等。马铃薯内含有多酚类物质以及多酚氧化酶，故要加碱或二氧化硫抑制酶的活性和阻止褐变的发生；目前，国内外大型的商业化生产马铃薯淀粉一般采用以下工艺流程马铃薯清洗一去杂一二氧化硫处理一粉碎一磨浆一水洗提取淀粉一离心分离一筛洗一精制一干燥脱水一成品包装。2、1、2普鲁兰多糖普鲁兰多糖是一种由出芽短梗霉发酵所产生的类似葡聚糖、黄原胶的胞外水溶性粘质多糖，又名短梗霉多糖、茁霉多糖，英文名Pullulan，音译为普鲁兰。2006年5月19日，国家卫生部发布了第8号公告，普鲁兰多糖为新增四种食品添加剂产品之一，可在糖果、巧克力包衣、膜片、复合调味料和果蔬汁饮料中用作被膜剂和增稠剂。2、1、3威兰胶威兰胶是产碱杆菌分泌的多聚糖。它的结构骨架由D．葡萄糖、D．葡糖醛酸、D．葡萄糖和L．鼠李糖的单元组成。侧链由单链的L．甘露糖或单链的L．鼠李糖构成，连接鼠李糖的几率占2／3，此外约有半数的四糖片断上带有乙酰基及甘油基团，分子的重复结构单元如图所示2、1、4大豆磷脂大豆磷脂是一种混合磷脂，它是由磷脂酰胆碱（卵磷脂，简称PC，高等级为PPC）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂，简称PE）、磷脂酰肌醇（肌醇磷脂，简称PI）、磷脂酰丝胺酸（丝胺酸磷脂，简称PS）等成分组sqtf.hsymall.net成，其中最典型的是前三种。大豆磷脂具有重要的要用价值和保健功能，对肝脏具有保护作用，对婴儿的发育至关重要，而且可以预防老年痴呆症的发生。2、1、5设备设备名称设备型号生产厂家质构仪TA.XTPlus英StableMicroSvstem公司电子分析天平JY60l上海民桥精密科学仪器有限公司恒温水浴锅HH．S常州国华电器有限公司电磁炉C2lS19浙江苏泊尔有限公司冰柜BC／BD.241GS青岛Haier集团公司旋转流变仪AR55012、2实验设计2.2.1原材料的制备1、混合样品制备：取一定量的马铃薯淀粉，按实验要求加入一定比例的普鲁兰多糖，威兰胶和山梨糖醇，或实验所需的两种或三种混合试剂。2、淀粉凝胶的制备：将1g淀粉与20ml的蒸馏水在500ML烧瓶中混合均匀，加热糊化；再迅速加入24g淀粉及30ml蒸馏水和添加剂；搅拌3min后，675Torr下真空脱气45s；迅速置入恒温干燥箱中98度加热40分钟，取出放于自来水中冷却至室温，得到淀粉凝胶(厚度6—8mm)。将此淀粉凝胶用保鲜膜覆盖，放入冰柜(4℃)中老化24h；取出后分切成长×宽为60mm×5mm的淀粉凝胶条，置于50℃干燥箱内烘干3h。所得样品(PSG)供检测。2.2.2影响马铃薯淀粉物化特性的单因素试验设计按照2．2．1描述的方法制作原材料，对所选用的添加剂分别进行单因素试验研究，考察其不同添加量对马铃薯淀粉理化特性的影响。考察指标有：流变特性、老化析水率和硬度。1．单一添加普鲁兰多糖，考察其添加量对淀粉理化特性的影响；普鲁兰多糖添加量为马铃薯淀粉质量的0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％：2．单一添加威兰胶，考察其添加量对淀粉理化特性的影响；威兰胶添加量为马铃薯淀粉质量的0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％；3．单一添加大豆磷脂，考察其添加量对淀粉理化特性的影响；大豆磷脂添加量为马铃薯淀粉质量的0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。试验以未加添加剂的淀粉做为对照。2、3样品检测方法2、3、1流变特性的测定使用旋转流变仪测定淀粉的流变特性。取一定量混合样品，配制含4％干物质浆液；搅匀后放入旋转流变仪中。旋转流变仪参数设置如下：从35℃加热到95℃，升温速率为3℃／min；在95℃下保持15min；之后冷却到35℃，降温速率为3℃／min。2、3、2析水性检测从预老化淀粉带中称取2g左右的PSG，放入样品袋中，置于4℃的冰箱中老化24h，然后每2h取出擦干表面的水分，称重。析水率为失去的水分的重量与原预老化淀粉块的重量的百分比。2、3、3凝胶强度的检测把老化后的淀粉带切成6cm长和0.5cm宽的PSG，烘干（要用锋利的刀切，尽量不要破坏凝胶的结构）。取制备好的淀粉条6根，于200mL的蒸馏水中煮沸10min，放于自来水中冷却。使用P0.5探头测其硬度。其中压缩形变为20%，压缩速度为0.5mm／s，测前速度为2mm／s测后速度为2mm／s。3、结果与分析3、1单一添加剂对马铃薯淀粉老化析水性的影响大豆磷脂不同添加量对马铃薯淀粉老化析水率影响图一普鲁兰多糖不同添加量对马铃薯淀粉老化析水率影响图二威兰胶不同添加量对马铃薯淀粉老化析水率影响图三完全糊化的淀粉，在较低的温度下自然冷却，分子热运动能量降低，导致糊化时已被破坏的淀粉分子发生再度结合，分子链问以氢键连接，重新进行有序的排列，形成新的晶体结构；在此过程中，伴随着水分的析出。析水率可反映淀粉糊的老化回生的程度。体系在低温下析出水分其本质是淀粉老化回生的过程，淀粉的析水量为淀粉老化的指标，析出水分越多其老化程度越深。普鲁兰多糖对淀粉糊老化析水率的影响结果如上图2所示。从图2可以看出加入Pu可以增加淀粉老化的析水率，并在Pu添加量0.4％时，析水率达到一个巅峰值。大豆磷脂对淀粉糊老化析水率的影响结果如上图一所示。从图一中可以看出加入大豆磷脂0.1%时析水率就已经最大，再增加添加量后析水率逐渐降低。威兰胶对淀粉糊老化析水率的影响结果如图三所示。从图三可以看出加入威兰胶可以降低淀粉老化的析水率，但随着威兰胶添加量的增多，淀粉老化的析水率有一个先增加后降低的效果。3、2单一添加剂对马铃薯淀粉凝胶强度的影响单独添加普鲁蓝多糖和威兰胶对PSG硬度的影响如图所示，添加普鲁兰多糖增加了PSG/Pu体系的硬度值，且随着普鲁兰多糖添加量的增多硬度值增大。而威兰胶降低了PSG/WG体系的硬度值，且随着添加量的增多，硬度值降低。3、3单一添加剂对马铃薯淀粉流变特性的影响010020030040050060070080090010000.10%0.20%0.30%0.40%0.50%g添加量PSPu+PSWG+PS含普鲁兰多糖的旋转流变仪粘度趋势图含威兰胶的旋转流变仪粘度趋势图普鲁兰多糖对淀粉的起始糊化温度没有多大影响，PS/Pu体系的最高粘度值升高，且随着Pu浓度的提高，PS/Pu体系的最高粘度值呈下降趋势，但是比纯PS体系粘度值大。Pu提高了PS/Pu体系的凝胶性质，且随着PU浓度提高，凝胶性质降低。并且Pu降低了PS/Pu体系的凝沉性质，提高了其热稳定性。威兰胶对淀粉的起始糊化温度没有多大影响，威兰胶降低了PS/WG体系的粘度值，且个浓度之间没有多大区别，威兰胶降低了PS/WG体系的凝胶性质，且随着浓度的提高，凝胶性质降低。威兰胶提高了PS/WG体系的凝沉性质，降低了他的热稳定性。PS在糊化过程中，产生径向的膨胀并发送折叠褶皱，但普鲁兰多糖的加入增强了此作用，故降低了粘度；普鲁兰多糖附着在淀粉颗粒表面上，增大了淀粉颗粒的静电斥力，从而增加了空间位阻排斥，导致热稳定性增强、凝沉性降低。威兰胶与淀粉膨胀破碎颗粒的直链淀粉或者支链淀粉形成新的配合物，有效加速了支链淀粉的分离，降低了最大粘度值，由于使用旋转流变仪时水含量较大，冲淡混合体系各组分之间的差异，这可能是导致增加威兰胶的含量对混合体系的最大粘度值影响不显著的原因。