银杏粉丝加工中添加剂的研究

王梅桂 ， 何文森 ， 冯 骉 *，2， 张晓鸣 ，2， 贾承胜

（1.江南大学 食品学院，江苏 无锡 214122；2.食品科学与技术国家重点实验室，江南大学，江苏 无锡 214122）

银杏为世界珍贵的药食兼用的植物资源，我国银杏资源拥有量占世界总量的70%[1]。银杏种仁含有丰富的营养成分和特异的化学物质，如黄酮苷、银杏内酯等生物活性物质[2]，其中淀粉占银杏种仁干重的60%～70%[3]。目前银杏淀粉性质研究[4-6]越来越多，但对其开发利用报道较少，所以对银杏淀粉进一步的开发利用是有意义的。

银杏种仁中含有大量的淀粉，可作为加工粉丝的原料，淀粉中直链淀粉含量是影响粉丝质量的重要因素[6]，银杏淀粉中直链淀粉质量分数为33%[7]，与传统粉丝加工最佳原料绿豆淀粉中的直链淀粉含量相近[8]；近年来，粉丝以其原料和品种的多样化，销售势头良好，有广阔的市场前景[9]。作者利用银杏淀粉的特点，保留其营养价值的条件下制成易于储存和便于运输的粉丝。

在银杏粉丝制作中，与市售粉丝相比，银杏粉丝的黏度较大和硬度较小等质量问题，工业上可以通过添加一些食品添加剂来解决这方面的问题。研究发现[10-12]，添加大豆分离蛋白使粉丝较透明，黏度小且有很好的拉伸强度和弹性形变，在制作过程中粉丝之间很容易分开；添加壳聚糖的粉丝具有较好的质构特性和可接受性；海藻酸钠作为一种天然的多糖，其形成凝胶的能力较强，可提高粉丝的硬度与强度，但未曾应用到银杏粉丝中。氯化钠和明矾是传统粉丝加工中常用的添加剂，但目前粉丝生产过程中明矾的添加量高达质量分数l%以上，铝污染非常严重，常吃含明矾的食物会导致人的思维和智力降低、记忆力衰退，容易引起早衰、老年痴呆等症[13]，基于以上因素考察大豆分离蛋白、壳聚糖、海藻酸钠、氯化钠和明矾对银杏粉丝品质的影响，可寻找代替明矾的添加剂应用到粉丝加工当中。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

银杏淀粉:实验室自制；大豆分离蛋白:谷神生物科技集团有限公司产品；壳聚糖:浙江澳兴生物科技有限公司产品；海藻酸钠:美国FMC Biopolymer公司产品；粉丝1（喜百年龙口粉丝（纯绿豆）），粉丝 2（健之源绿豆粉丝（纯绿豆）），粉丝 3（龙头龙口粉丝（纯豌豆））:均为市售产品。

Pyris 1 dsc差式扫描量热仪:美国Perkin Elmer公司产品；RVA-4快速黏度分析仪:澳大利亚Newport Scientific公司产品；TA.XTPlus物性分析仪:英国SMS公司产品；C21-SK2112美的电磁炉:广东美的生活电器创造有限公司产品；BZGⅡ鼓风干燥箱:上海博讯实业有限公司产品；旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂产品。

1.2 方法

1.2.1 银杏淀粉主要成分测定 直链淀粉质量分数的测定:按照GB/T 15683-2008测定银杏淀粉中直链淀粉的质量分数；水分质量分数的测定:按照GB/T 12087-2008测定银杏淀粉中的水分质量分数；蛋白质质量分数的测定:按照GB 5009.5-2010微量凯式定氮法测定银杏淀粉中蛋白质质量分数；脂肪质量分数的测定:按照GB/T 22427.3-2008中的索氏提取法测定银杏淀粉中总脂肪质量分数。

1.2.2 银杏淀粉与添加剂混合体系糊化特性的测定 利用快速黏度分析仪测定升温过程中银杏淀粉的黏度变化来考察糊化和短期回生特性。准确称取1.60 g干淀粉，加入25 g去离子水调制成质量分数6%的淀粉溶液，按以下程序进行测试:在50°C保温1 min，以6°C/min的速率由50°C升温至95°C，在 95 °C 保持 5 min，再以 6 °C/min 的速率降温至50°C，在50°C保温2 min。添加剂的添加量为淀粉干重的0.25%。

1.2.3 银杏淀粉与添加剂混合体系热力学特性的测定 称取干燥的淀粉样品2.5 mg，加入5.0 μL去离子水，以铝制样品盘密封后置于4℃冰箱平衡24 h，在测试前取出回温1 h，然后放入差示扫描量热仪中糊化，糊化后的样品在4°C下储藏24 h测定长期回生热力学参数。参照文献[14]设定糊化扫描范围30～100℃，储藏后再进行温度扫描，范围为30～120℃，扫描速率均为10℃/min。添加剂的添加量为淀粉干重的0.25%。

1.2.4 银杏粉丝品质评价指标

1）粉丝蒸煮特性测定 参照C.mestres等人[15]的方法，取长2 cm的粉丝5 g，在105℃下烘4 h，称干物质的重量m0，在150 mL沸水中煮15 min，冷却、控水5 min后称质量m1。煮后粉丝放于105℃烘干至恒重，称重量m2。煮汤在5 000 r/min离心15 min，将沉淀物和上清液在105℃烘干，分别称重量m3、m4。总蒸煮损失包括煮沸过程的固形物损失和可溶性损失，计算公式如下:

2）断条率的测定 取长10 cm粉丝50根，在500 mL沸水中煮30 min，去除水分，记其总条数X，计算断条率（%）。

3）粉丝TPA全质构测定 参照Han等人[16]的方法，取长6 cm粉丝样品10根，在1000 mL蒸馏水中煮10 min，冷却、去除水分。利用物性分析仪P/35探头，测前速度5.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测后速度5.0 mm/s，距离为15 mm，两次压缩间隔时间3 s，感应力5 g，测试形变75%。每次测量1根，共测7次。从显示的全质构曲线上可以得到硬度、黏度、弹性和凝聚性等参数，每个参数的处理采用去掉最大值和最小值，求平均值的方法。

4）粉丝剪切性能测定 参照Cham等人[17]的方法，取长10 cm粉丝样品10根，在300 mL蒸馏水中煮10 min，冷却、去除水分。利用物性分析仪A/LKB探头，测前速度2.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测后速度2.0 mm/s，感应力20 g，测试形变75%。每次测量5根，共测7次。平均剪切应力的计算方法见文献[18]，处理后的参数采用去掉最大值和最小值，求平均值的方法。

2 结果与分析

2.1 银杏淀粉主要成分质量分数

粉丝加工要求的淀粉纯度较高，非淀粉成分的质量分数要小于1%[19]，自制银杏淀粉中蛋白质和总脂肪质量分数均在0.15%左右，淀粉品质较高，此种淀粉能制得高质量的粉丝。直链淀粉能够促进淀粉的老化，与脂质形成螺旋复合物，影响淀粉的凝胶强度[20]，因此直链淀粉质量分数是影响粉丝品质的重要因素，银杏淀粉中直链淀粉质量分数为33.93%。

表1 银杏淀粉主要成分质量分数Table 1 Main composition contents of ginkgo starch %

2.2 添加剂对银杏淀粉糊化特性和短期回生的影响

文献报道[8]，热稳定性好的淀粉制成的粉丝煮沸损失小，粉丝口感好，制成的粉丝不易断条。绿豆淀粉是制作粉丝的较佳原料，因此以绿豆淀粉作为考察银杏淀粉糊热稳定性的参照。由图1可知，银杏淀粉糊的破损值比绿豆淀粉糊的高，表明绿豆淀粉糊的热稳定性比银杏淀粉好；银杏淀粉回生值比绿豆淀粉高，表明银杏淀粉较易老化；糊化温度较绿豆淀粉高，表明银杏淀粉不易糊化。

大豆分离蛋白、海藻酸钠、氯化钠的添加使银杏淀粉的峰值黏度下降，破损值下降，终值黏度上升；但大豆蛋白使回生值下降，说明大豆蛋白抑制银杏淀粉的回生[21]；海藻酸钠使回生值增加，但增幅不大；氯化钠使回生值增加，对银杏淀粉的回生起促进作用。壳聚糖和明矾的添加使银杏淀粉的峰值黏度上升，破损值增加；添加壳聚糖的银杏淀粉回生值下降，表明壳聚糖对银杏淀粉的回生有一定的抑制作用；添加明矾后回生值增加，表明明矾能够促进银杏淀粉的回生。

图1 银杏淀粉与各种添加剂混合体系的RVA黏度曲线Fig.1 RVA curves of ginkgo starch added with various additives

2.3 添加剂对银杏淀粉热力学特性的影响

2.3.1 添加剂对银杏淀粉糊化热力学特性的影响

由表2可见，添加大豆蛋白的银杏淀粉并没有明显改变其糊化温度范围，而焓值明显减小，可能是此大豆蛋白与银杏淀粉在糊化过程中形成凝胶结构[22]，此凝胶结构较容易被破坏；添加壳聚糖的银杏淀粉糊化温度降低不明显；添加海藻酸钠能够明显提高银杏淀粉的糊化温度，可能是制样静置过程中海藻酸钠与淀粉中的矿物质发生键合导致银杏淀粉的糊化温度升高[23]；氯化钠对银杏淀粉的糊化特性影响不显著；明矾的添加使银杏淀粉的糊化温度略有降低。

表2 银杏淀粉及其添加剂混合体系糊化热力学参数Table 2 Gelatinized thermodynamic parameters of ginkgo starch added with various additives

2.3.2 添加剂对银杏淀粉回生热力学特性的影响由表3可见，大豆蛋白与银杏淀粉混合体系的起始糊化温度、峰值温度提高，终止糊化温度降低，焓值（2.86 J/g）高于银杏淀粉（2.55 J/g）。Zhou 等人[23]认为混合体系回生后淀粉中蛋白质的二硫键强度增加了。壳聚糖的加入使回生混合体系的起始糊化温度、峰值温度和终止糊化温度均提高了，但焓值有所降低。海藻酸钠的加入使回生混合体系的峰值温度提高，而起始糊化温度、终止糊化温度和焓值降低。氯化钠的加入使回生混合体系的起始糊化温度、峰值温度和终值糊化温度均提高了，焓值（2.35 J/g）与银杏淀粉（2.55 J/g）接近。明矾的添加使回生混合体系的起始糊化温度、峰值温度、起始糊化温度有所降低。

表3 银杏淀粉及其添加剂混合体系的回生热力学参数Table 3 Retrogradation thermodynamic parameters of ginkgo starch added with various additives

2.4 添加剂对银杏粉丝品质的影响

2.4.1 添加剂对银杏粉丝品质的影响 大豆蛋白、壳聚糖、海藻酸钠、氯化钠和明矾对银杏粉丝的蒸煮损失均有所改善，其中壳聚糖的改善效果最好，是因为壳聚糖与羟基有强作用力，而淀粉含有较多的数目的羟基，因此壳聚糖与淀粉结合较为紧密[11]，具体固形物损失和可溶性损失见表4。银杏粉丝的膨润度（593%）较小，添加此5种添加剂后膨润度明显提高，海藻酸钠和明矾对银杏粉丝的膨润度的改善作用较大。银杏粉丝的断条率为100%，添加剂对断条率改善作用的大小依次为:海藻酸钠＞明矾＞氯化钠和大豆蛋白＞壳聚糖，依此看出海藻酸钠对银杏粉丝断条率改善作用最大。蒸煮特性和断条率的结果表明海藻酸钠和明矾对银杏粉丝的品质影响比较大。

表4 添加剂对银杏粉丝蒸煮特性及断条率的影响Table 4 Effects of various additives on cooking qualities and broken rate of ginkgo starch noodles

由表5可见，银杏粉丝的硬度为436.81 g，添加大豆蛋白、壳聚糖、海藻酸钠、氯化钠和明矾后，粉丝的硬度有很大改善，其中添加海藻酸钠的粉丝的硬度约达到720 g，改善效果最好。此5种添加剂提高硬度幅度大小依次为海藻酸钠、明矾、大豆蛋白、壳聚糖和氯化钠。添加剂添加后，粉丝的黏度显著降低，海藻酸钠和明矾的改善作用最明显，黏度分别下降到2.88 g·s和2.18 g·s；银杏粉丝的弹性和凝聚性有所增加。添加海藻酸钠和明矾后粉丝的剪切应力增加。

2.4.2 海藻酸钠添加量对银杏粉丝品质的影响由以上结果得到海藻酸钠对银杏粉丝的品质的改善效果较好，此研究考察海藻酸钠的添加量对银杏粉丝品质的影响。由表6可见，海藻酸钠添加量在0.25%～1.00%时，添加量的增加对银杏粉丝的蒸煮损失影响不大，均在2.60%～3.50%内，但有所改善。随着添加量的增加，粉丝的膨润度呈现先增加后缓平的趋势，在0.50%时达到极值。当海藻酸钠的添加量达到0.50%时，制出的粉丝几乎不断条，较耐煮，当添加量再增加时，粉丝的蒸煮特性和断条率与0.50%添加量时相近。

表5 添加剂对银杏粉丝质构特性的影响Table 5 Effect of various additives on texture properties of ginkgo starch noodles

表6 海藻酸钠添加量对银杏粉丝蒸煮特性及断条率的影响Table 6 Effect of sodium alginate on cooking qualities and broken rate of ginkgo starch noodles

表7 海藻酸钠添加量对银杏粉丝质构的影响Table 7 Effect of sodium alginate on texture properties of ginkgo starch noodles

由表7可见，添加海藻酸钠后，银杏粉丝的硬度明显改善。粉丝的硬度随着海藻酸钠添加量的增加而增加。粉丝的黏度明显下降，但依然存在，可能与实验室自制银杏粉丝的最佳工艺有关；粉丝的弹性、凝聚性和剪切应力随着海藻酸钠添加量的增加而增加。通过测定添加海藻酸钠的银杏粉丝的蒸煮特性、断条率和质构特性，海藻酸钠较佳添加量为质量分数0.50%。

2.4.3 明矾添加量对银杏粉丝品质的影响 传统粉丝制作工艺中添加了明矾来改善粉丝的品质，由表8可见，添加明矾后，银杏粉丝的蒸煮损失明显降低，但添加量在质量分数0.25%～1.00%之间的蒸煮损失变化不大，均在2.10%～3.00%内。具体固形物损失和可溶性损失见表8。粉丝的膨润度随着明矾添加量的增加。当明矾添加量达到质量分数0.75%时，银杏粉丝的断条率为10%，当添加量再增加时，断条率改变不大。

由表9可见，银杏粉丝的硬度随着明矾添加量的增加呈明显上升趋势，添加量质量分数1.00%时最大；添加明矾的粉丝黏度明显降低；粉丝的弹性、凝聚性和剪切应力随着明矾添加量的增加而增加。明矾对粉丝断条率改善较大，当添加量为质量分数0.75%时，粉丝断条率仅为10%。通过测定添加明矾的银杏粉丝的蒸煮特性、断条率和质构特性得到，明矾较佳添加量为质量分数0.75%。

表8 明矾添加量对银杏粉丝蒸煮特性及断条率的影响Table 8 Effect of alum on cooking qualities and broken rate of ginkgo starch noodles

表9 明矾添加量对银杏粉丝质构特性的影响Table 9 Effect of alum on texture properties of ginkgo starch noodles

2.5 银杏粉丝与市售粉丝品质对比

由2.3和2.4研究结果表明添加质量分数0.50%海藻酸钠与质量分数0.75%明矾的银杏粉丝品质较佳，将添加海藻酸钠和明矾的银杏粉丝与3种市售绿豆粉丝做品质对比，结果如表10和表11。由表10可见，添加海藻酸钠的银杏粉丝蒸煮损失比市售粉丝1稍大，比市售粉丝2和3小，添加明矾的银杏粉丝比市售绿豆粉丝1、2和3的蒸煮损失小，表明银杏粉丝在蒸煮时较稳定、不易糊汤。具体固形物损失和可溶性损失见表10。银杏粉丝的膨润度较市售粉丝1、2和3的大，表明银杏粉丝蒸煮时吸水性较好。银杏粉丝的断条率在10%左右，明显小于市售粉丝2和3，与市售粉丝1相当。

由表11可见，银杏粉丝的硬度低于市售粉丝，这可能与银杏淀粉凝胶强度和粉丝的加工工艺相关；银杏粉丝的黏度较市售粉丝大，可能是市售粉丝中添加了其他降低黏度的添加剂；银杏粉丝和市售绿豆粉丝的蒸煮特性、断条率和质构特性对比可见，添加质量分数0.50%海藻酸钠与质量分数0.75%明矾的银杏粉丝品质已接近市售粉丝。

表10 银杏粉丝与市售粉丝蒸煮特性及断条率对比Table 10 Comparison of cooking qualities and broken rate of ginkgo and commercial starch noodles

表11 银杏粉丝与市售粉丝质构特性对比Table 11 Comparison of texture properties of ginkgo and commercial starch noodles

3 结语

大豆蛋白与壳聚糖对银杏淀粉的回生起抑制作用，海藻酸钠、氯化钠和明矾对银杏淀粉回生起促进作用，明矾的促进作用较大。海藻酸钠和明矾对银杏粉丝品质的改善作用明显，添加质量分数0.50%海藻酸钠与质量分数0.75%明矾的银杏粉丝品质相近，且已接近市售粉丝的品质。为了减少铝对人体的危害，在加工过程可以使用海藻酸钠代替明矾添加到粉丝中。

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