添加剂对熟制甘薯抗老化作用的研究

李新华，翟娅萍

（沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110866）

添加剂对熟制甘薯抗老化作用的研究

李新华，翟娅萍

（沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110866）

为了抑制熟制甘薯在贮藏期间的老化，以优质甘薯为原料，经烘烤、熟制、搅拌成泥，加入抗老化剂制成熟制甘薯食品，并进行冷冻储藏。研究了添加不同抗老化剂对熟制甘薯的保水力、糊化性质和老化程度的影响。结果表明，添加了抗老化剂的熟制甘薯保持了其特有的口感风味，且保水力较大，糊化特性和老化度都不同程度地优于不添加抗老化剂的熟制甘薯。

熟制甘薯，抗老化剂，黏度，糊化度，感官评价

由于甘薯具有独特的生理保健作用和药用价值[1-3]，近年来越来越受到广大消费者的关注。以烤地瓜为代表的甘薯食品，其风味独特，香味浓郁，口感香甜，备受人们喜爱。但是，烘烤或蒸煮熟制后的甘薯只能即食，久置后老化变硬，食用口感明显变劣。因此保持熟制甘薯的口感风味、延长保存期成为研究重点。由于甘薯的主要成分是淀粉，熟制甘薯在长时间的贮藏过程中，口感风味易发生劣变现象，这与淀粉的老化密切相关[4]。为了解决淀粉制品的老化问题，本研究在熟制甘薯泥中添加不同的抗老化剂，再利用冷冻保藏方法，以最大限度地保持熟制甘薯原有的感官品质和延长保质期。通过探索甘薯熟制品淀粉老化问题，应用抑制淀粉回生技术手段，解决甘薯熟制食品保质期短的问题，有利于甘薯食品加工企业解决熟制甘薯食品加工中的技术瓶颈问题，为其拓展甘薯食品市场打下基础，同时也为其它薯类食品的保藏提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

甘薯 2009年沈阳农业大学实验大棚9号棚种植，形状为纺锤形、圆筒形等，皮为红色，肉为黄色；蒸馏单甘酯、β-环状糊精 国药集团化工试剂有限公司；瓜尔豆胶 北京恒业中远化工有限公司；糖化酶 张家港市金源生物化工有限公司。

冷藏冷冻箱 青岛海尔电冰箱有限公司；电子分析天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司；数显恒温水浴锅 国华电器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱、HZP-250型全温振荡培养箱 上海精宏实验设备有限公司；高速粉碎机 温岭市大德中药机械有限公司；高速离心机 北京医用离心机厂；RVA快速黏度仪 澳大利亚Newport科学仪器有限公司；索式抽提器 上海玻璃仪器厂；WP700（21）型微波炉 佛山市格兰仕微波炉电器有限公司；B20-BS强力食品搅拌机 江苏如东恒宇食品机械有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 熟制甘薯食品加工流程

将在-18℃冷藏60d的甘薯熟制食品经解冻，剥除外皮，将甘薯泥馅料烘干，并磨成粉状，对其甘薯全粉进行各指标的测定。

1.2.2 感官评定方法 从冰柜中取出熟制甘薯，经微波炉解冻，编号后打乱顺序，分发给评价小组的八位评价员品尝，对其进行感官评定，对熟制甘薯对照组和添加抗老化剂组储存60d的样品感官品质进行比较。熟制甘薯的感官评价标准见表1。

表1 感官评价标准

1.2.3 熟制甘薯抗老化性的测定 将分别添加0.1%、0.2%、0.4%、0.6%单甘酯，0.1%、0.2%、0.3%、0.4%瓜尔豆胶和0.2%、0.4%、0.6%、0.8%β-环状糊精的熟制甘薯，置于-18℃冷冻贮藏60d，进行以下指标的测定。1.2.3.1 保水力的测定 称取干重1g的样品，置入预先称重的离心管中，加入蒸馏水25mL，在室温下振荡1h后，以5000r/min离心20min，倾去上层液后称重。保水力为每克样品所吸附的水量。

其中：m0—样品的质量，g；m1—样品与离心管的质量，g；m2—倒去上层液后样品与离心管的质量，g；ρ—水的密度，1g/mL。

1.2.3.2 糊化性质的测定 量取25mL水于RVA测量筒中，加入甘薯全粉样品3.00g，用搅拌浆预搅30s，使甘薯粉散开后，卡入RVA旋转塔，开始测定。测定结束后记录峰值粘度（peak viscosity）、谷底粘度（trough viscosity）、破损值（breakdown）、最终粘度（finalviscosity）、回生值（setback）、糊化温度（pasting temperature）和峰值时间（peak time）。

1.2.3.3 糊化度的测定 采用酶水解法。

基本原理：糊化淀粉在糖化酶作用下，水解转化为葡萄糖，葡萄糖在碱性溶液中被碘氧化成葡萄糖酸，过量的碘经酸化后用硫代硫酸钠滴定。其反应式如下：

样品经酶水解产生的葡萄糖量与样品完全糊化后酶水解产生的葡萄糖量之比即为糊化度。

操作方法：将甘薯样品粉碎，用索氏抽提器脱脂后研磨过60目筛。称取样品各1.000g，分别放入2个100mL的锥形瓶（V1、V2）中，另取一个锥形瓶（V0）做空白。3个锥形瓶中各加入50mL蒸馏水，摇匀。将V1锥形瓶在电炉上用小火微沸20min，使其完全糊化（注意不能烧干），时时摇动。然后冷却至室温，将3个锥形瓶中各加入糖化酶3mL，摇匀后放入50℃恒温水浴中保温1h，并不断搅拌。到时取出立即加入1mol/L盐酸各2mL终止反应，然后分别定容至100mL，过滤备用。

分别取滤液10mL于3个250mL的碘量瓶中，准确加入10mL 0.05mol/L碘液和18mL 0.1mol/L氢氧化钠溶液，密封置于暗处15min后，各加入2mL 10%硫酸，用0.05mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至无色，记录各用去硫代硫酸钠溶液的体积（mL）。

其中：V0—滴定空白消耗硫代硫酸钠溶液体积（mL）；V1—滴定完全糊化样品消耗硫代硫酸钠溶液体积（mL）；V2—滴定样品消耗硫代硫酸钠溶液体积（mL）。1.2.4 正交实验 根据各添加剂的单因素实验结果，按表2因素水平表安排L9（34）正交实验。

表2 因素水平表

2 结果与分析

2.1 添加抗老化剂对熟制甘薯保水力的影响

由图1可见，冷冻储藏60d后，添加抗老化剂的熟制甘薯保水力显著高于对照实验组。对照实验组熟制甘薯保水力约为1.5mL/g，而添加了单甘酯、瓜尔豆胶和β-环状糊精的熟制甘薯保水力均接近或高于2.0mL/g。其中添加瓜尔豆胶的甘薯熟制食品保水力最佳，持水能力较强；添加单甘酯的熟制甘薯保水力较好，β-环状糊精对水分也有良好的保持作用。

图1 添加剂对熟制甘薯保水力的影响

2.2 添加抗老化剂对熟制甘薯糊化性质的影响

用RVA测定添加抗老化剂的熟制甘薯的黏度特性变化，如图2所示。

从图2可以看出，添加了抗老化剂的熟制甘薯的黏度都高于对照，各种添加剂的加入均在不同程度上提高了甘薯熟制食品的峰黏度、保持强度、衰减度、最终黏度和回生值，但整个RVA轮廓线与原淀粉相似，这与Mali等人[5-7]的研究结果一致。其中添加瓜尔豆胶、β-环状糊精效果较为明显。

图2 添加抗老化剂的熟制甘薯RVA曲线

2.3 添加抗老化剂对熟制甘薯糊化度的影响

糊化度是衡量淀粉老化的标志。在完全熟制的甘薯中，淀粉的糊化度最高，随着保藏时间的延长，淀粉发生老化，糊化度降低[8-9]。

图3 添加剂对熟制甘薯糊化度的影响

由图3可见，添加了抗老化剂的熟制甘薯在冷冻保藏60d后，其糊化度接近或超过80%，淀粉老化程度较小。添加了0.1%～0.4%的瓜尔豆胶的样品，均能有效提高熟制甘薯的糊化度。当添加量大于0.3%时，熟制甘薯的抗老化能力更强，其糊化度由对照组的68.2%提高到90%以上。原因是瓜尔豆胶具有良好的成膜性，能够防止熟制甘薯在加工或保藏过程中水分的散失，且胶体本身的羟基能与淀粉链上的羟基及周围的水分形成大量的氢键，起到阻止甘薯淀粉老化的作用[10]。

在熟制甘薯中添加β-环状糊精，均能够提高冷冻60d后甘薯熟制食品的糊化度，其中0.4%～0.8%处理的熟制甘薯糊化度均达到85%以上，比对照提高17%以上。由于β-环状糊精分子具有特殊的环状空腔结构，外表面亲水而内腔疏水，可吸附于甘薯淀粉颗粒的表面，改善淀粉的组织结构，同时也能防止淀粉分子间氢键的形成，减少淀粉的聚合，防止甘薯淀粉回生[11-14]。

添加0.2%～0.6%单甘酯的熟制甘薯抗老化效果较好，熟制甘薯糊化度达到83%以上，比对照提高15%以上。这是由于单甘酯的疏水基团进入α-螺旋结构内，并在这里借助氢键加成到甘薯淀粉表面上，与淀粉以疏水方式结合起来，形成一种稳定的强复合物，直链淀粉在淀粉粒中被固定下来，防止了因淀粉粒之间的再结晶而发生老化[15]。

从保水力（图1）、RVA测定结果（图2）和糊化度测定结果（图3）来看，瓜尔豆胶、β-环状糊精和单甘酯可以有效地延缓熟制甘薯中的淀粉老化。考虑到食品添加剂的剂量应尽量小，故选用瓜尔豆胶添加量为0.1%、0.2%、0.3%，β-环状糊精添加量为0.4%、0.6%、0.8%和单甘酯添加量为0.2%、0.4%、0.6%进行正交实验。

2.4 正交实验

在单因素实验的基础上，在熟制甘薯中添加单甘酯、瓜尔豆胶和β-环状糊精进行L9（34）正交实验，以确定最佳组合。三因素组合进行改进实验，各个处理的熟制甘薯均在-18℃冷冻60d，以糊化度为衡量指标，正交实验设计结果如表3所示，方差分析如表4所示。

表3 添加瓜尔豆胶、β环状糊精和单甘酯的L9（34）正交实验结果

表4 正交实验方差分析结果

表4极差分析结果表明，影响提高熟制甘薯抗老化能力的因素依次为瓜尔豆胶添加量＞β-环状糊精添加量＞单甘酯添加量。各个处理样品的糊化度有差异，其中最佳组合为A3B3C2，即在熟制甘薯中添加0.3%瓜尔豆胶，0.8%β-环状糊精和0.4%单甘酯。9号样品的糊化度最大，抗老化能力最强。由表4方差分析可以看出，三因素在实验范围内对熟制甘薯抗老化能力的提高有显著作用。

2.5 感官评定对照实验结果

为进一步证实实验分析的结果，对添加抗老化剂并冷冻保存60d的熟制甘薯进行了感官评价，并与对照进行比较，实验结果见表5。

由表5可以看出，添加抗老化剂的熟制甘薯保持了其特有的口感风味，感官评定结果与对照组相比，可以在较长时间内保持其良好的质构。其中添加0.4%的瓜尔豆胶的熟制甘薯口感较好，以淀粉糊化度为指标，利用正交实验筛选的三种添加剂最佳组合感官评价总分最高，这与抗老化测量结果相一致。

表5 对照组与添加剂组感官评定比较结果

3 讨论

淀粉老化一般是在降温过程中发生，特别是在1～5℃老化速度最快，在-18℃条件下水分形成稳定的冰晶，淀粉老化过程一般不再继续。但生产企业在产品研制过程中发现，在-18℃冻藏60d的产品老化比较严重，本实验根据企业生产条件设定实验方法，并进行抗老化处理，结果表明，未进行抗老化处理的样品老化现象比较严重，适宜的抗老化处理明显抑制了熟制甘薯粉的老化。分析样品在冻藏条件下老化的原因，可能是以下三方面引起的：

首先，甘薯加热熟制后进行搅拌并冷却至室温，过程约需2h，作为馅料放入冰柜中冷冻至-18℃的时间约为1h。在此过程中，正是样品中淀粉老化的重要时期，而进行适当的抗老化处理，较好地避免了淀粉老化，因此，还建议熟制淀粉产品冷冻保藏前，应采用速冻处理，尽量缩短降温冷冻时间。

其次，在冷冻储藏60d中，冻藏环境的温度一般会有波动，导致样品中的冰晶体积变化，从而使熟制甘薯中的淀粉老化继续发生，因此应尽量减少冷冻条件的温度波动。

还有，鲜甘薯泥中碳水化合物含量为10%～30%，其中以淀粉为主，其次含有少量的低聚糖和单糖，特别是在熟制过程中部分淀粉转化为糖，在降温和冷冻过程中，甘薯中的淀粉也会有适应性的降解，另外还含有约2.0%的蛋白质、0.2%的脂肪和0.5%的纤维[16]等其他成分，熟制甘薯中的淀粉老化也可能与一般的淀粉老化过程有所不同。

4 结论

4.1 添加抗老化剂的熟制甘薯，其保水力、黏度特性得到改善。单独添加0.1%～0.6%的单甘酯或添加0.2%～0.8%的β-环状糊精，以及添加0.1%～0.4%的瓜尔豆胶均可有效提高熟制甘薯在-18℃下的糊化度，随着添加量的增加，样品抗老化能力加强，且添加抗老化剂在长时间冷冻保藏条件下能较好地保持熟制甘薯的感官品质。

4.2 抗老化剂复合应用可进一步提高抑制老化的效果，正交实验结果所示，添加量为0.3%瓜尔豆胶、0.8%β-环状糊精和0.4%单甘酯，由此制成的熟制甘薯，淀粉不容易发生老化，感官性状也最好。

4.3 添加抗老化剂的熟制甘薯在一般的降温、冷冻条件下，在-18℃保藏60d，产品色泽、气味、口感和组织形态等品质均好于未添加抗老化剂的样品，说明添加抗老化剂可以较好地保持熟制甘薯的感官品质。

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Effect of additives on the anti-aging of cooked sweet potatoes

LI Xin-hua,ZHAI Ya-ping

（Food Institute，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866,China）

In order to inhibit aging of the cooked sweet potatoes during storage term，the subject of high quality sweet potato as the raw materials，through cooking by baking，stirring to mud，adding anti-aging agents to execute food of cooked sweet potato，and carrying on freezing storage.The influence of adding different antiaging agents on moisture holding capacity，pasting properties and degree of aging of cooked sweet potato were studied.The results showed that cooked sweet potatoes by adding the anti-aging agents could maintained its unique mouthfeel and good flavor，and greater moisture holding capacity，gelatinization characteristic and degree of aging which are varying degrees better than not.

cooked sweet potatoes；anti-aging agents；viscosity；gelatinization degree；sensory evaluation

TS202.3

A

1002-0306（2011）10-0402-04

2010－11－30

李新华（1955-），男，教授，博士生导师，主要从事粮油加工与转化的教学和科研工作。