变性淀粉和瓜尔豆胶在速冻包子面皮中的应用研究

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(天津市食品生物技术重点实验室,天津商业大学食品工程系,天津 300134)

变性淀粉和瓜尔豆胶在速冻包子面皮中的应用研究

段人钰,张坤生*,任云霞

(天津市食品生物技术重点实验室,天津商业大学食品工程系,天津 300134)

包子面皮中加入保水剂可以减少冷却贮藏过程中的水分和风味流失。本实验以鸡肉和其他原料为馅料,根据对面皮质量的不同需求选择三种较合适的变性淀粉,并以质构、色泽、失水率为指标对其添加量以及瓜尔豆胶添加量分别进行单因素和正交实验。结果表明：六种变性淀粉中木薯交联羟丙基淀粉的冻融稳定性最好,糯玉米羟丙基淀粉的热稳定性最好,木薯预糊化淀粉的回生值最低,单因素实验确定糯玉米羟丙基淀粉最佳添加量为2%,瓜尔豆胶添加量为0.3%。正交实验结果为使用糯玉米羟丙基淀粉,添加量4%,瓜尔豆胶添加量0.3%,此组合的质构指标综合评分为最高值3.04,L值为61.88,失水率为0.55%。

保水剂,变性淀粉,瓜尔豆胶,包子面皮

包子作为中国传统食品,深受人们喜爱,目前市场的包子品种特色繁多,但是质量参差不齐,因此延长包子货架期和提高贮藏期间的品质对人们生活显得尤为重要。冷冻面制品由于具有新鲜、食用方便、营养价值保存性好等优点而颇受消费者的欢迎[1]。但是由于速冻保存过程容易造成水分和风味流失,致使质量下降。而有的变性淀粉冷冻不易破坏其结构,具有较强的冻融稳定性[2]；瓜尔豆胶作为常用亲水胶体[3],可以和淀粉等其他多糖相配伍,具有良好的稳定和增稠等特性[4]。结合使用可以降低水分损失。近年来,质构仪逐渐被应用于面制品品质评价工作中[5-7],因此本实验采用物性测试仪对包子皮的质构进行分析,得到硬度、弹性等七种指标,同时运用色差仪对包子皮的色泽进行分析量化。主成分分析法是将多个指标问题转换为较少的新的指标问题,并且这些新的指标既是互不相关,又能综合反映原指标的一种分析方法[8],且已经在馒头品质中应用[9]。目前速冻食品中研究最多的是饺子、馒头等,对包子的研究甚少,一般停留在面皮发酵时间以及加水量等标准化工艺研究方面,而采用变性淀粉与瓜尔豆胶结合加入包子面皮中作为保水剂的方法还尚未见相关报道,因此本课题研究具有重要意义。

1 材料与方法

1.1材料与设备

面粉 北京古船富强粉；鸡肉 购于家乐福超市；酵母 安琪酵母；其他 姜、葱末、盐、胡椒粉、味精、料酒、香油、精炼油、纯净水。

L535-1低速离心机 科尔顿(中国)有限公司；UNIC7200分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司；Hunter Lab色差仪 美国Hunter Lab公司；TA.XT plus物性测试仪 英国Stable Micro Systems公司；Tech Master RVA快速粘度分析仪 北京波通瑞华科学仪器有限公司；HWS24型电热恒温水浴锅 上海一恒科技有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 包子的制作工艺 原料(按配方)→面团调制→和面发酵→调馅和面皮制作→包制(面皮20g、馅料20g)→再次醒发→蒸熟→冷却→指标检测

1.2.2 变性淀粉的冻融稳定性测定 选择木薯预糊化淀粉、木薯交联羟丙基淀粉、马铃薯醋酸酯淀粉、马铃薯预糊化淀粉、糯玉米羟丙基淀粉、马铃薯交联酯化淀粉,分别取3g干基样品用去离子水50mL配成6%的淀粉乳,按实验设计的要求,在沸水浴中加热20min,冷却至室温,倒入离心管,置于-20～-10℃的冰箱中冷冻24h,取出,室温自然解冻,在4000r/min条件下离心20min,弃去上清液,称取沉淀的重量,计算析水率[10]。

1.2.3 变性淀粉的黏度特性 称取一定量的样品配成6%淀粉乳25mL,倒入黏度测量杯中,条件稍作修改[11],从50℃开始升温,升温速度为1.5℃/min,至95℃保温5min,然后以同样的速度降温至50℃,保温2min,得到曲线,记录峰值黏度、谷值黏度、冷黏度,计算相应的破损值和回生值。

1.2.4 变性淀粉、瓜尔豆胶的添加量对熟制包子面皮的影响 计面粉质量为100g,分别添加糯玉米交联羟丙基淀粉比例为0、2%、3%、4%、5%,加入0.8g酵母以及40℃的温水60mL,进行面团的调制,醒发温度定为30℃,发酵40min后,擀皮按配方包制鸡肉馅包子,再饧10min,进行蒸制,蒸熟的包子底面面皮高度在20mm左右。通过面皮质构、色差和贮藏过程中的失水率确定最佳的添加量。以同样的方法分别添加0、1%、2%、3%、4%的瓜尔豆胶进行实验。

1.2.4.1 糯玉米羟丙基淀粉、瓜尔豆胶的添加量对熟制包子面皮质构的影响 在包子底面面皮中取15mm厚不粘带肉馅的包子皮进行质地剖面分析(texture profile analysis,TPA)测定。测定条件：测前速度1.00mm/s,测试速度0.80mm/s,测后速度0.80mm/s,采用70%压缩比,两次压缩间隔时间3.00s。探头类型：P36/S,共测定硬度、黏性、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性和回复力7个指标,并采用主成分分析法将7个指标转化为更少的综合指标,以总得分的形式来反映产品质量。

1.2.4.2 糯玉米羟丙基淀粉、瓜尔豆胶的添加量对熟制包子面皮色差的影响 利用色差计对面皮进行L(明度)测定,每种试样4次平行测定,取平均值得到结果。

1.2.4.3 糯玉米羟丙基淀粉、瓜尔豆胶的添加量对熟制包子失水率的影响 按配方制作40g的发酵包,每种添加量10次平行实验,蒸熟之后用电子天平记录其质量m1,置于-18℃冰箱中贮藏半个小时,取出测定其速冻后质量m2,根据公式失水率(%)=(m1-m2)/m1×100,取得10次实验的平均值作为每种添加量的最终失水率。

1.3正交实验设计

基本配方面粉100g,酵母0.8g,水60mL,发酵温度30℃,将变性淀粉种类、添加量和瓜尔豆胶添加量分别选取三水平进行三因素三水平L9(34)的正交实验。以硬度(X1)、黏性(X2)、弹性(X3)、黏聚性(X4)、胶着性(X5)、咀嚼性(X6)、回复力(X7)作为评价指标。

表1 正交实验因素与水平表

1.4数据处理

采用SPSS 19.0与Excel 2003进行数据处理。

2 结果与分析

2.1不同变性淀粉的冻融稳定性

淀粉的冻融稳定性可以减少冷冻食品和方便食品在低温保存中的质量和风味损失。析水率越大,说明淀粉的冻融稳定性越差。从表2中可以看出,冻融稳定性的强弱顺序为：木薯交联羟丙基淀粉>马铃薯预糊化淀粉>糯玉米羟丙基淀粉>木薯预糊化淀粉>马铃薯醋酸酯淀粉>马铃薯交联酯化淀粉,羟丙基淀粉由于引入羟丙基阻碍了氢键的形成,增加了分子间的亲水性[12],马铃薯交联酯化的冻融稳定性最差,不适宜添加在速冻食品里。

2.2不同变性淀粉的热稳定性

变性淀粉的破损值决定了其热稳定性,破损值越低则变性淀粉的热稳定性越好,从图1中可以看出,热稳定性由强到弱顺序为：糯玉米羟丙基淀粉>马铃薯交联酯化淀粉>木薯交联羟丙基淀粉>木薯预糊化淀粉>马铃薯预糊化淀粉>马铃薯醋酸酯淀粉,交联淀粉的热稳定性较好,淀粉通过交联后,其键的强度比氢键高很多,微结构的强度有很大提升,抑制颗粒膨胀和破裂。马铃薯预糊化淀粉和醋酸酯淀粉的热稳定性差。

表2 不同变性淀粉对包子面皮析水率的影响

注：1马铃薯预糊化淀粉,2马铃薯醋酸酯淀粉,3马铃薯交联酯化淀粉,4木薯交联羟丙基淀粉,5糯玉米羟丙基淀粉,6木薯预糊化淀粉,图1、图2同。

表3 不同添加量的糯玉米羟丙基淀粉对包子面皮质构的影响

注:数值表示形式为平均值±标准差;同列字母不同表示差异显著(p<0.05)；表4同。

2.3不同变性淀粉的回生值

回生值可以反映淀粉的老化程度。值越高,则淀粉越容易老化,从图2可以看出,马铃薯交联酯化淀粉的值最高,考虑是因为发生交联,共价键连接分子间使水分难以进入,从而导致糊化温度升高[13],而糊化温度在一定程度上影响淀粉的老化速率[14]以致相对于其他变性淀粉较容易发生老化。回生值较低的是木薯预糊化淀粉。

图1 不同变性淀粉对包子面皮破损值的影响

图2 不同变性淀粉对包子面皮回生值的影响

通过对不同变性淀粉三种指标的测定,最终选择木薯交联羟丙基淀粉、木薯预糊化淀粉和糯玉米羟丙基淀粉这三种较好冻融稳定性、较低回生值、较高热稳定性的变性淀粉进行正交实验。

2.4变性淀粉、瓜尔豆胶添加量对面皮的影响

2.4.1 糯玉米羟丙基淀粉的最适添加量 何新益等人对面制品的研究表明,采用主成分分析法对质构七个指标进行处理的结果与感官评价结果基本一致[9],即主成分分析得分(Z值)较高的感官评价也较好。利用SPSS19.0采用主成分分析法对变性淀粉不同添加量的质构结果进行处理,结果见表3。可以看出添加变性淀粉之后回复力整体均有所增加,硬度、胶着性和咀嚼性与其他添加量差异显著(p<0.05),且硬度、胶着性、咀嚼性均在2%添加量时达到最高值,在4%时为最小值。同时根据Z值看出2%的添加量的主成分得分最高。

表4 不同添加量的瓜尔豆胶对包子面皮质构的影响

表5 正交实验的质构结果

表6 数据标准化处理

由图3可知,与对照空白相比,变性淀粉添加量在2%～3%可以提高面皮的亮度,超过3%时,随着添加量的增加L值下降明显,同时失水率随着添加量的增加逐渐下降,在5%的添加量时达到最小值,证明添加变性淀粉在保水方面效果明显,综合考虑在2%的添加量时L值和质构评分最好,同时失水率也较低。

图3 不同添加量的糯玉米羟丙基淀粉 对包子面皮L值和失水率的影响

2.4.2 瓜尔豆胶的最适添加量 瓜尔豆胶是一种直链大分子物质,直链上的羟基可与某些亲水性胶体及淀粉形成氢键,增加食品黏性,从表4可以看出,硬度、胶着性、咀嚼性均在0.3%的添加量达到最大值,且硬度与其他添加量差异显著(p<0.05),回复力较空白组都有所增加。比较5个添加量的Z值可知,0.3%的添加量的主成分得分最高。

表7 相关矩阵

表8 相关阵的特征值与贡献率

表9 两个主成分的因子载荷

从图4可知,在0.3%的范围内,随着瓜尔豆胶添加量的增加L值呈逐渐增大的趋势,在0.3%时达到最大值,在0.4%的添加量范围内亮白度较空白组都有所增加。而失水率的逐渐降低并在0.2%、0.3%、0.4%时逐渐趋于平稳,在0.3%时L值和失水率都达到较优水平,与质构分析得出的结论一致。

图4 不同添加量的瓜尔豆胶 对包子面皮L值和失水率的影响

2.5正交实验

2.5.1 各组包子面皮的质构变化 各测定指标具有不同的量纲,为了消除由此可能带来的不合理影响,在进行主成分分析之前先对数据作标准化处理[15-16],结果如表6所示。

对质构结果进行相关系数计算[17-18]。结果见表7。

从表7可知,硬度与黏聚性、胶着性、咀嚼性、回复力这几个指标存在着极其显著的相关性(强相关性范围为-1.0～-0.5或0.5～1.0),与黏性、弹性存在着显著相关性(中等相关性范围-0.5～-0.3或0.3～0.5),即在一定的程度上各指标的信息有所重叠,无法准确地反映品质变化,所以用主成分分析法对发酵包子进行品质评价。

运用SPSS19.0对表5的数据进行主成分特征值分析,结果见表8。

主成分个数提取原则为主成分对应的特征值大于1的前m个主成分。从表8中可以看出,第一主成分(Z1)、第二主成分(Z2)的方差贡献率分别为73.442%、15.598%,两个主成分的方差累计总和为89.040%,可以反映包子的主要品质,因此,选取Z1、Z2为主成分进行分析。

为了得到7个指标分别对两个主成分的贡献率,对其进行因子载荷分析,结果见表9。

将表9中的因子载荷与标准化后的数据相乘,可以得到成分表达式：

Z1=0.41ZX1+0.24ZX2+0.29ZX3-0.42ZX4+0.41ZX5+0.41ZX6-0.41ZX7

Z2=-0.15X1-0.64ZX2+0.63ZX3-0.07ZX4-0.16ZX5+0.34ZX6+0.17ZX7

以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重计算主成分综合模型：Z=0.8248Z1+0.1752Z2,利用此数学模型得到包子面皮的主成分得分(Z值)表,如表10。

从表10中可得,第9组的Z值最高,即用糯玉米羟丙基淀粉,添加量为4%,瓜尔豆胶添加量为0.3%。

2.5.2 各组包子皮的色差和失水率正交分析 从极差分析表可知,空白列的极差值较小,且两个指标中A、B、C三因素的极差值均大于空白列,因此可以用空白列作为误差的界限,实验准确度较高。对于L值来说,三因素对包子面皮L值影响的顺序为B>A>C,即变性淀粉添加量为主要影响因素,其次为变性淀粉的种类,瓜尔豆胶的添加量影响最小,所得最优组合为B3A3C3。对失水率影响顺序为A>B>C,同样瓜尔豆胶的添加量影响最小,所得最佳组合为A3B3C3。

根据极差分析结果,A3B3C3为最佳组合,而正交实验通过9组综合对比所得较优组合为A3B3C2,并且在正交设计表中没有A3B3C3这一组,因此需要补充验证实验,对A3B3C3的L值、失水率进行测定,测得L值为62.05,失水率为0.55%。L值较第9组实验略有提高,失水率相等,由于瓜尔豆胶添加量对实验影响较小,综合考虑经济、低消耗、较高质量原则选用A3B3C2为最佳组合。

表10 主成分得分

表11 极差分析

3 结论

原料的不同配比对面制品质量的影响较大。单因素实验确定适合于速冻面制品中的三种变性淀粉为木薯交联羟丙基淀粉、木薯预糊化淀粉和糯玉米羟丙基淀粉；从三者中选择综合性质较好的糯玉米羟丙基淀粉与瓜尔豆胶分别进行单因素添加量实验,糯玉米羟丙基淀粉添加2%、瓜尔豆胶添加0.3%时质构主成分得分和亮度最高,失水率随着添加量的增加都逐渐降低,单因素质构指标中黏性、回复力较空白组都有所提高,硬度、胶着性、咀嚼性在最佳添加量时达到最高值。

考察了变性淀粉种类、变性淀粉添加量、瓜尔豆胶添加量三个因素对包子皮质构、色泽和失水率的影响,正交实验结果为使用糯玉米羟丙基淀粉,添加量为4%,瓜尔豆胶添加量为0.3%时品质最好,所得质构方面综合得分为3.04,L值为61.88,失水率为0.55%。

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Applied research of modified starch and guar gum in frozen bun dough

DUANRen-yu,ZHANGKun-sheng*,RENYun-xia

(Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology,Department of Food Engineering, Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China)

Aquasorb can be used to keep the content of moisture and flavor during the process of cooling and storage of buns. In this experiment,buns were made by chicken and other raw ingredients. According to the different demands of quality of the dough,three kinds of modified starch were selected. Single factor respectively included the added amount of modified starch and guar gum.Orthogonal experiment included types of modified starch,the added amount of modified starch and the added amount of guar gum.and texture,color and dehydration rate were selected as the indicators. The results indicated that:The freeze-thaw stability of cassava cross linked hydroxypropyl starch was the best among the six modified starch,the thermal stability of waxy maize hydroxypropyl starch was the best and the retrogradation value of cassava pregelatinized starch was the lowest. The optimal adding of waxy maize hydroxypropyl starch was 2% and guar gum was 0.3% in single factor experiment. The results of orthogonal experiment showed the optimized parameters were as follows:the added amount of waxy maize hydroxypropyl starch was 4%;the added amount of guar gum was 0.3%. Texture indicator reached the highest composite score 3.04,L value and dehydration rate were 61.88 and 0.55% in this combination.

super absorbent polymers;modified starch;guar gum;bun dough

2013-07-15 *通讯联系人

段人钰(1988-)，女，硕士研究生，研究方向：食品加工与贮藏。

国家科技支撑计划项目(2012BAD37B06-07)。

TS202.3

：B

：1002-0306(2014)01-0196-06