醋酸酯木薯淀粉的特性及在速冻水饺中的应用

杨安琪，孔晓雪，郑铁松

（南京师范大学金陵女子学院食品科学与营养系，江苏 南京 210097）

醋酸酯木薯淀粉的特性及在速冻水饺中的应用

杨安琪，孔晓雪，郑铁松*

（南京师范大学金陵女子学院食品科学与营养系，江苏 南京 210097）

对木薯原淀粉和醋酸酯木薯淀粉的冻融稳定性、高温稳定性等性质进行比较。在面粉中添加0%、4%、6%、8%、10%的醋酸酯淀粉，对面团特性进行粉质测定；并将面团做成速冻水饺皮，对水饺皮的蒸煮损失、质构、感官等指标进行综合评价。结果表明，由于在木薯原淀粉中引入了乙酰基，醋酸酯淀粉具有较强的冻融稳定性和高温稳定性，对改善速冻水饺皮品质具有适用性。醋酸酯淀粉对速冻水饺皮蒸煮特性、质构特性等方面有明显的改良作用。最佳添加量为4%～6%。

木薯淀粉；醋酸酯淀粉；面团特性；速冻水饺皮；冻融循环

速冻水饺因其食用方便性和营养性越来越受到人们的喜爱，但是水饺由于在饺子皮中富含大量的淀粉，速冻后易发生脱水收缩和冻裂现象，并导致其耐煮性、韧性和口感变差，降低了速冻水饺的食用品质，严重制约着速冻水饺的生产和销售[1-3]。添加具有低温稳定性的变性淀粉，可以使速冻水饺在温度小幅波动的情况下具有良好的抗冻融性，从而提高速冻水饺的品质[3-5]。醋酸酯淀粉是由淀粉和醋酸酐在碱性条件下经过酯化反应生成的一种非离子淀粉酯，主要特点是醋酸根有较强的亲水锁水性能，可以提高产品的吸水保水性能[6]，并具有配伍性好、安全可食用等优点，作为乳化剂、稳定剂和增稠剂应用于食品行业中[7]。研究表明，在速冻水饺中添加马铃薯醋酸酯淀粉、小麦醋酸酯淀粉能够降低饺子皮的冻裂率[8-10]。但由于原材料的差异对醋酸酯淀粉的特性影响较大[7，11]，而与其他淀粉（如玉米淀粉）相比，木薯淀粉黏度高、渗透力强、成膜性好、价格低廉，分子结构中的羟基化学性质活泼，化学反应性较高[12]，作为变性淀粉的原料具有价格和质量两方面优势[13]。同时研究也表明，引入乙酰基可以大大提高木薯淀粉的冻融稳定性，而对玉米淀粉则影响不大[14]。因此近年来对木薯醋酸酯淀粉的制备与应用研究也日益重视[15]。但有关木薯醋酸酯淀粉对速冻水饺皮品质影响的相关研究较少且主要集中在对淀粉和冻融特性的研究上，如林莹等[16]曾通过差示扫描量热法对4 种不同变性淀粉对冷冻面团热力学特性的影响进行了研究，结果表明，木薯醋酸酯淀粉可以显著降低冷冻面团冰晶融化范围。但事实上，水饺皮中的面筋蛋白质对产品的品质具有更大的影响[3]。刘国琴等[17]的研究也表明，冷藏可以改变面筋蛋白的二级结构。同时，在速冻面制品中加入醋酸酯淀粉能使面团形成良好的网络结构，改善面团的持气性、机械忍耐性、弹性和冻融稳定性，并可赋予面团柔软的质地，防止面团的老化[18]。因此，本研究拟在对木薯原淀粉和醋酸酯木薯淀粉的冻融稳定性、高温稳定性等性质比较研究的基础上，综合研究添加醋酸酯木薯淀粉对面团粉质和饺子皮质构特性的影响，探讨醋酸酯木薯淀粉对速冻水饺品质影响的效果与主要机理，以期为解决在速冻饺子生产中因面粉的品质而导致的蒸煮损失和冻裂问题提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

木薯淀粉 上海禾煜贸易有限公司。

醋酸酯木薯淀粉（取代度为0.092） 南京师范大学金陵女子学院食品生物技术实验室提供；面粉 南京金陵面粉有限公司。

1.2 仪器与设备

质构仪 英国CNS-FARNELL公司；JFZD300型粉质仪 菏泽衡通实验仪器有限公司；搅拌机 上海早苗食品有限公司；压面机 常州市墅乐厨具有限公司；HH-6数显恒温水浴锅 金坛市富华仪器有限公司；GL-22M高速冷冻离心机 赛特湘仪离心机仪器有限公司；SHP-250型生化培养箱 上海三发科学仪器有限公司；V-5100可见分光光度计 上海元析仪器有限公司；DHG-9140型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；BD-321（H）冷冻箱 星星冷柜公司；DWFW351低温保存箱 中科美菱低温科技有限责任公司；FDV-C简易淀粉黏度测量仪 上海尼润智能科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冻融稳定性的测定

称取干质量为6 g的淀粉样品（木薯淀粉、木薯变性淀粉），配成质量浓度为6 g/100 mL的淀粉乳，在沸水浴中加热糊化，再冷却至室温。取10 mL倒入15 mL离心管中，加盖置于—18～—20 ℃冰箱内冷却，24 h后取出，室温下自然解冻，然后在1 000×g条件下离心20 min，弃去上清液（若无水析出则反复冻融，直至有水析出），称取沉淀物质量，按公式（1）计算析水率[19]。

1.3.2 透明度的测定

称取干质量为1 g的淀粉样品（木薯淀粉、木薯变性淀粉），配成1 g/100 mL的淀粉乳，取50 mL于100 mL烧杯中，置于沸水浴中加热，搅拌15 min并保持原有体积，然后冷却至25 ℃，摇匀取样，用分光光度计进行测定，以蒸馏水作参比（设蒸馏水的透光度为100%），用1 cm比色皿在620 nm波长处测定糊的透光率，分别测定放置0、12、24、36、48、60、72 h的透光率[19]。

1.3.3 高温稳定性实验

称取干质量为5 g的淀粉样品（木薯淀粉、木薯变性淀粉），配成 5 g/100 mL的淀粉乳，置于40 ℃磁力搅拌器上边加热边搅拌，用黏度计分别测定 90 ℃条件下30 min内（每5 min测一次）淀粉乳的黏度，绘制木薯淀粉和木薯变性淀粉的黏度变化曲线图[20]。

1.3.4 面团粉质测定

变性淀粉与面粉分别按0∶100、4∶96、6∶94、8∶92、10∶90（m/m）的比例混合，制成配粉。采用300 g的揉混器，根据试样水分含量计算应称取的试样量，精确到0.1 g，分别测定面团粉质特性，得粉质图。

1.3.5 速冻水饺皮的制作及冻融循环

将变性淀粉以干混方式加入面粉，添加量分别为0%、4%、6%、8%、10%（按面粉质量计算）。称取一定量混合好的面粉，加水量均为45%，食盐添加量1%（按面粉质量计算）。搅拌机（60 r/min）和面15 min后，放保鲜袋中密封静置15 min，而后放入压面机中多道压延，形成厚度为1.0 mm的面带，用直径为38 mm的模具在面带上切割水饺皮，放入保鲜袋，然后放入—40 ℃低温保存箱速冻30 min，再放入—18 ℃冰箱冷冻保存以备测定使用。冻好的水饺皮在恒温箱内25 ℃条件下解冻30 min，然后再放入—40 ℃低温保存箱中速冻30 min，这是一个冻融循环过程，用F1表示，依此类推。将经历不同次数冻融循环过程的样品分别以F0、F1、F2编号以备测定使用[9]。

1.3.6 速冻水饺皮蒸煮损失的测定

将速冻水饺皮称质量后，迅速放入300 mL的沸水中，煮至最佳蒸煮时间，捞出置于漏网上，用100 mL蒸馏水淋洗30 s，蒸煮水与洗涤液一并转入烧杯中，放入烘箱105 ℃干燥至烧杯恒质量，按公式（2）计算蒸煮损失率[9]。

1.3.7 速冻水饺皮煮后质构的测定

将水饺皮从冰箱取出，迅速放入300 mL沸腾的蒸馏水中，煮至最佳蒸煮时间，捞出来放在冷水中，用质构仪的TPA测试程序进行测定。采用 P/25 铝制圆柱形探头[9]。

1.3.8 感官评价

量取800 mL蒸馏水于不锈钢盆中，在电磁炉上煮沸，取6 个饺子皮放入盆内，煮至最佳蒸煮时间，立即将饺子皮连同汤放到漏盆中振动4～5 次，以流动的自来水冲淋约10 s，分别放在评价盘中待品尝，饺子汤移至烧杯中以观察饺子汤的情况。

另取4 个饺子皮，按照同样的方法在盆中煮至最佳蒸煮时间后，继续煮10 min。捞出饺子皮放入200 mL 25 ℃的蒸馏水中静置30 s后捞出。观察饺子皮的耐煮性。实验的品尝小组由5 位人员组成。

1.4 数据统计分析方法

采用Excel和SPSS 19.0软件进行数据处理。方差分析（analysis of variance，ANOVA）采用邓肯氏新复极差法分析（Duncan’s multiple range test）来比较，P＜0.05表明组间差异性显著。

2 结果与分析

2.1 冻融稳定性

表1 木薯淀粉和木薯变性淀粉析水率Table 1 Syneresis rates of tapioca starch and acetyl starch %

析水率的高低反映了淀粉冻融稳定性的好坏，析水率低则冻融稳定性好[21]。由于凝沉作用，在温度逐渐降低的情况下，溶液中的淀粉分子运动减弱，分子链趋向于平行排列。直链淀粉分子相互间生成氢键，重新排列和缔合成结晶度较高的结构发生沉淀，破坏了溶液的胶体性质。

由表1可知，随着冻融次数的增加，木薯淀粉和木薯变性淀粉的析水率均有增加。木薯淀粉冻融第3次时，开始有水析出；而经醋酸酯化后，冻融第5次时才有水析出，且到冻融第8次时，析水率仅为原木薯淀粉的25%，两者差异显著（P＜0.05），说明醋酸酯淀粉析水率降低，冻融稳定性大大提高，可以推断出在水饺皮制备过程中，加入醋酸酯淀粉有助于改善速冻水饺皮的冻融稳定性。

2.2 透明度

表2 木薯淀粉和木薯变性淀粉的透光率Table 2 Transmittance of tapioca starch and acetyl starch %

透光率的高低反映的是透明度的高低，透光率高则透明度高。淀粉糊化后，其分子重新排列相互缔合的程度是影响淀粉糊透明度的重要因素。

由表2可知，醋酸酯淀粉透明度较原淀粉有所下降，且随着放置时间的延长，两者透明度均有所增加。该结果与钱大钧[22]和方国珊[23]等的研究结果一致。这是由于淀粉经醋酸酯化后，在分子中引入了乙酰基团，增强了淀粉的吸水膨胀能力，使淀粉粒容易膨胀糊化。乙酰基与淀粉分子葡萄糖单元C2、C3、C6上的羟基形成分子内氢键，阻碍淀粉分子间氢键的生成；另外，乙酰基隔离了淀粉分子，阻碍了分子的聚集。所以，醋酸酯淀粉的抗凝沉性增强，光较难透射，透明度下降。随着放置时间的增强，淀粉分子间氢键生成，淀粉样品对外表现为分层，形成清液与沉淀，所以原淀粉和醋酸酯淀粉随着放置时间的增加，透明度都有所增加。于泓鹏等[14]的研究也指出，由于木薯淀粉本身透明度较高，所以乙酰化后对其透明度影响不大。

2.3 高温稳定性

图1 木薯淀粉和木薯变性淀粉的高温稳定性Fig.1 High-temperature stability of tapioca starch and acetyl starch

原木薯淀粉、醋酸酯淀粉在90 ℃条件下保持30 min的黏度变化如图1所示。原木薯淀粉在90 ℃保持30 min，黏度下降了22.8%，而醋酸酯淀粉在90 ℃保持30 min，黏度下降了12.5%，说明木薯淀粉经醋酸酯化后，高温稳定性提高。为改善速冻水饺皮蒸煮品质提供了可行性依据。

2.4 面团粉质特性

表3 面粉面团的粉质特性Table 3 Franography characteristics of flour with different amounts of added acetyl starch

由表3可知，加入木薯变性淀粉后，面团的形成时间、稳定时间、弱化度都有不同程度的改变。面团形成时间与面团中的蛋白质含量相关。当添加醋酸酯淀粉后，面团形成时间均有所下降。面团的稳定时间反映其对剪切力的承受能力，稳定时间越长韧性越好，说明面筋的强度越大，面粉的性质越好[24]。在面粉中加入醋酸酯淀粉后，面团稳定时间降低，且随着添加量的增加，稳定时间进一步降低。弱化度表明面团承受机械搅拌的能力，数值越大，面筋质量越弱[25]。添加醋酸酯淀粉后，弱化度的趋势和稳定时间趋势吻合，均随添加量的增加而降低。这与丁士勇等[26]的研究结果一致。综合考虑，添加量为4%或6%时，有利于面团粉质特性的改善。

2.5 木薯变性淀粉对水饺皮蒸煮损失率的影响

蒸煮损失反映了水饺汤中淀粉溶出物的含量。水饺皮在蒸煮过程中，淀粉颗粒吸水膨胀，并且在加热条件下发生不可逆糊化作用，淀粉颗粒内部的无序化程度增加，体积膨大，并有一部分的支链淀粉和直链淀粉析出，进入面汤中，从而使面汤具有一定的黏度，产生混汤现象[27]。

图2 木薯变性淀粉对水饺皮蒸煮损失率的影响Fig.2 Effect of modified starch on boiling loss of quick-frozen dumpling wrappers

由图2可知，冻融循环次数越多，损失率越大。这是因为在反复冻融的过程中，水饺皮体系中的冰结晶体积较大且呈不规则状，蛋白质受到挤压，面筋网络结构遭到破坏，淀粉颗粒析出，一部分面筋碎片被带到面汤中，水饺皮蒸煮损失率相应增加[28]。添加醋酸酯木薯淀粉可明显降低水饺皮的蒸煮损失率，在添加量为4%时，改善的效果最好；添加量为6%时，改善效果次之。大于6%时，蒸煮损失率略有增大。这是因为当醋酸酯淀粉添加量小于6%时，淀粉颗粒能够较好地溶于面筋网络中，而当添加量再增加时，可能淀粉颗粒与面筋达到了饱和状态，多余的淀粉颗粒会打乱已形成的面筋网络，导致网络结构对淀粉粒和其他面粉成分的截留作用减弱，表现为蒸煮损失率的增加[8]。这也证实了2.1节中添加醋酸酯淀粉有利于改善速冻水饺皮冻融稳定性的推断。

2.6 木薯变性淀粉对水饺皮煮后质构的影响

水饺皮煮后TPA中的硬度反映了接近于口中感触的形式去模拟将水饺皮咬破所需要的力的大小，是速冻水饺皮的基础指标。胶着性是反映速冻水饺皮胶性的指标。咀嚼度是速冻水饺皮咀嚼性能的反映。咀嚼度和胶着性越小，越容易下咽[29]。由图3可知，醋酸酯淀粉的添加对TPA的3 个指标均有显著性影响，随着变性淀粉含量的增加，水饺皮煮后的硬度、胶着性、咀嚼度变化趋势一致，呈先增大后减小的趋势，在添加量为4%时，硬度和咀嚼度最小。当添加量继续增加，由于醋酸酯淀粉的亲水性和保水性会使变硬的饺子皮有一定程度的回软现象，所以硬度和咀嚼度又呈降低趋势。

图3 变性淀粉对水饺皮煮后质构的影响Fig.3 Effect of modified starch on texture of boiled quick-frozen dumpling wrappers

2.7 感官评价

表4 饺子皮感官评价指标Table 4 Sensory evaluation of dumpling wrappers

由表4可知，饺子皮感官得分随醋酸酯淀粉添加量的增加先升高后降低。醋酸酯淀粉添加量为6%时，饺子皮的总分最高，其耐煮性最好，光泽度、透明度最佳，口感较好。添加量为4%时，水饺皮感官品质次之。

3 结 论

醋酸酯淀粉在冻融稳定性、高温稳定性等方面均优于木薯原淀粉。木薯淀粉冻融第3次时，开始有水析出；而经醋酸酯化后，冻融第5次时才有水析出，且到冻融第8次时，析水率仅为原木薯淀粉的25%，两者差异显著（P＜0.05）；原木薯淀粉在90 ℃保持30 min，黏度下降了22.8%，而醋酸酯淀粉在90 ℃保持30 min，黏度下降了12.5%；表明醋酸酯淀粉适合于速冻水饺皮品质的改良应用。将醋酸酯淀粉应用于速冻水饺皮的研究证明，醋酸酯淀粉可降低水饺皮的蒸煮损失率，能改善速冻饺子皮的质构品质和感官品质。最佳添加量为4%～6%。

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Properties of Tapioca Acetyl Starch and Application in Quick-Frozen Dumplings

YANG Anqi， KONG Xiaoxue， ZHENG Tiesong*
(Department of Food Science and Nutrition， Ginling College， Nanjing Normal University， Nanjing 210097， China)

The physical properties (such as freeze-thaw stability and high-temperature stability) of tapioca starch and tapioca acetyl starch were compared. The effect of modified starch on the quality of dough and quick-frozen dumpling wrappers was studied by adding tapioca acetyl starch in different proportions (0%， 4%， 6%， 8% and 10%) to wheat flour and then the indexes of quick-frozen dumplings including skin boiling loss， texture and sensory quality were analyzed. The results showed that due to its acetyl groups， acetyl starch had better freeze-thaw stability and high-temperature stability so that it could be applicable to improve the quality of quick-frozen dumplings. The texture and boiling property of quick-frozen dumpling wrappers were significantly improved. The best result was achieved by addition of 4%-6% of acetyl starch.

tapioca starch; acetyl starch; dough properties; quick-frozen dumpling wrapper; freeze-thaw cycle

TS231

A

1002-6630（2015）09-0055-05

10.7506/spkx1002-6630-201509011

2014-07-25

杨安琪（1991—），女，硕士研究生，研究方向为食品化学与加工。E-mail：yanganqi91528@163.com

*通信作者：郑铁松（1963—），男，教授，博士，研究方向为食品生物化学。E-mail：tiesongzheng@sina.com