食品添加剂抗鲜湿方便米粉老化的研究进展

罗舜菁，占柳菁，刘成梅（南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西南昌330047）

食品添加剂抗鲜湿方便米粉老化的研究进展

罗舜菁，占柳菁，刘成梅*
（南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西南昌330047）

鲜湿方便米粉含水量高，在储藏过程中易老化，这使其食用口感变差，货架期变短。因此，抑制鲜湿方便米粉的老化是延长其货架期的重要手段。目前，添加抗老化剂是抑制鲜湿方便米粉老化最直接有效的手段。大量研究表明，不同类别添加剂对鲜湿方便米粉老化及品质的影响各有不同，且抗米粉老化的作用机制也有差异。本文主要系统地综述了鲜湿方便米粉中常用抗老化添加剂作用机制及其优缺点，以期客观评价不同类别添加剂对鲜湿方便米粉老化的影响，为鲜湿方便米粉抗老化的研究提供一定的理论依据。

鲜湿方便米粉，老化，添加剂，作用机制

南米北面是中国传统的饮食习惯，米粉作为一种重要米制品，在我国南方主食中占据着重要的地位。随着现代生活节奏的加快，人们对米粉的方便即食产业化需求日益增长。鲜湿方便米粉是将新鲜的米粉经后续加工使之能长期保存且方便即食的一类方便食品，是继方便面大量占有市场后，近年来新型拓展的方便食品［1］。但相比于发展迅速的方便面来说，鲜湿方便米粉的发展明显滞后，这主要是因为鲜湿方便米粉含水量较高（60%～70%）［1］，恰在淀粉基食品易老化的水分区间内（30%～70%）［2］，在储藏过程中极易回生，导致其食用口感变硬、韧性降低、断条率增加、复水性变差，严重影响了鲜湿方便米粉储藏期内的食用口感，阻碍了鲜湿方便米粉的市场接受度［1-2］。所以，抑制鲜湿方便米粉的老化，解决因老化引起的米粉品质劣变问题，是米粉方便即食产业化的前提。

使用添加剂抑制鲜湿方便米粉老化，是目前最普遍和有效的手段。米粉工业中，使用最广泛的添加剂为淀粉酶，其作用方式专一，抗老化效果显著，但会对米粉的食用品质产生负面影响［3-5］，弥补淀粉酶使米粉变的易断条、韧性差、蒸煮损失大的不足，是其应用中需要解决的难题。其他抗老化添加剂如变性淀粉、亲水胶体等，抗老化效果虽不及淀粉酶突出，但多数能在抗老化的同时改善产品的食用品质，也一直是鲜湿方便米粉抗老化的研究热点［6-7］。米粉成分复杂，添加剂能与体系中的淀粉、蛋白、水等相互作用，影响淀粉的重结晶，所以清晰定义添加剂抗米粉老化的作用机制远比研究纯淀粉老化困难。本文系统地综述了鲜湿方便米粉中抗老化添加剂的种类、优缺点及其作用机制，以期为米粉实际生产提供理论指导。

1 鲜湿方便米粉老化的机理

1.1 淀粉的老化

鲜湿方便米粉是以大米粉为原料制作而成的淀粉基食品，影响其老化的主要因素是淀粉的老化。淀粉老化包括短期老化与长期老化，短期老化主要是由直链淀粉在短时间内（1～2 d）迅速定向迁移导致；长期老化则是由支链淀粉在储藏过程中的重结晶所主导［8-9］。

淀粉糊化后，无序的直链淀粉分子会快速重新交联形成三维网络结构，并随温度降低逐渐趋于稳定［10］。这种直链淀粉有序的交联在米粉生产中起着重要作用。一般普通米粉生产需要让糊化后的淀粉进行一定时长的短期老化，以形成充分的淀粉网络结构使米粉有咬劲、不糊汤［1］。

糊化后的淀粉凝胶在储藏过程中会变硬、变脆、失水，这是淀粉的长期老化所导致。长期老化涉及支链淀粉外支链的重结晶，并受支链淀粉外支链长短、分子大小、直链淀粉-支链淀粉相互作用等因素影响［11-12］。所以相比于短期老化，长期老化决定了淀粉的最终老化程度，且米粉储藏过程中的品质劣变也主要是由长期老化所引起。

1.2 非淀粉成分的影响

除淀粉之外，方便米粉中其他组分对米粉的老化亦有影响，主要表现为与淀粉的相互作用。

1.2.1 水 米粉在储藏过程中的老化涉及到水分的迁移与再分布，一方面，水作为一种增塑剂可以促进淀粉分子链的迁移；另一方面，水参与支链淀粉的重结晶的形成［13］。大量研究表明，当体系水分含量在60%左右时，淀粉分子链迁移迅速，支链淀粉最易重结晶，淀粉体系长期老化速率最快［2，13-15］。而鲜湿方便米粉含水量为60%～70%［1］，在此条件下，方便米粉在储藏过程中极易回生。

1.2.2 蛋白质 蛋白质在胚乳中以蛋白体的形式填塞在淀粉颗粒之间，在淀粉糊化时，蛋白质同时受热变性，在膨胀的淀粉颗粒外形成一层紧密的蛋白质网络［10］。致密的蛋白质网络结构能够抑制储藏过程中水分的流动，控制淀粉分子的溶出，从而阻碍米粉的老化［10］。方奇林［16］对大米淀粉及大米粉的糊化、回生性质进行研究，发现蛋白质会抑制淀粉颗粒的吸水膨胀，降低回生过程中直链淀粉的相互缠绕机率。

1.2.3 脂质 大米粉内源脂可以与直链淀粉形成复合物，降低水分迁移率，延缓淀粉转变为高度有序的结晶态从而抑制米粉的老化［10，17］。

2 抗鲜湿方便米粉老化的添加剂研究现状

2.1 淀粉酶

2.1.1 α-淀粉酶 α-淀粉酶抗老化机理是从淀粉分子内部随机切割α-1，4-键，不切α-1，6-键，从而改变直链淀粉及支链淀粉直线性侧链的聚合度［18］。它能将淀粉水解为小分子糊精和麦芽寡糖［19］，达到抗淀粉老化的效果。

α-淀粉酶已经被广泛用于面包的抗老化中。Akers等［20］向面包中添加细菌α-淀粉酶，发现α-淀粉酶能使面包的硬化速率降低4/5，显著抑制了面包的老化。汪霞丽［5］将α-淀粉酶运用在米粉中，发现α-淀粉酶虽能抗米粉老化，但同时也导致米粉断条率显著增高，韧性降低，蒸煮性质受损。这是由于米粉是以淀粉为基础骨架结构，在抗米粉老化时，α-淀粉酶会过度破坏淀粉结构，虽有抗米粉老化效果，但同时已无法保证米粉基本食用品质，这也极大地限制了α-淀粉酶在米粉中的工业应用。

2.1.2 β-淀粉酶 β-淀粉酶是一种端切酶，它从非还原性末端依次切割麦芽糖，遇α-1，6-键便停止，不能切割，也不能越过，所得产物为麦芽糖和β-极限糊精［21］。

邱泼等［22］研究生物酶法抑制鲜湿方便米粉的回生，发现在米粉糊化后喷淋β-淀粉酶能够保证米粉一年内不回生，抗老化效果显著，其最佳处理条件为酶添加量0.15%（w/w），温度50～55℃，时间30 min。对比于α-淀粉酶，β-淀粉酶作用后的淀粉仍能保留支链淀粉部分骨架结构，水解产物中分子量较大的极限糊精还可以勉强维持产品基本性状，但成品米粉断条率仍然很高［5］，这是β-淀粉酶在实际应用中急需解决的难题。尽管如此，在寻求到效果更好的新型抗老化剂之前，β-淀粉酶仍是目前米粉工业中使用最多的抗老化添加剂。

2.1.3 其他淀粉水解酶类 除上述两种淀粉水解酶外，其他淀粉水解酶在米粉中的研究较少。王睿等［23］通过比较α-淀粉酶、β-淀粉酶、麦芽糖淀粉酶对方便米饭老化的影响，发现麦芽糖淀粉酶的抗老化效果最佳。还有研究发现环葡聚糖水解酶能显著抑制大米淀粉的老化，它能降低淀粉中直链淀粉的含量，但不影响支链淀粉的含量及分支链长［24］。

2.2 非淀粉酶

2.2.1 谷氨酰胺转氨酶（TG酶） 谷氨酰胺转氨酶（TGase）作为一种新型酶类食品添加剂，能够催化蛋白质间（或内）酰基转移反应，导致蛋白质（或多肽）之间发生共价交联，起到连接蛋白质的作用，被誉为“21世纪超级黏合剂”［25］。有研究发现，TG酶能通过增强体系中蛋白质的网络结构，增强食品储藏时的稳定性、持水性，达到抗老化的效果［26-28］。王邦辉等［29］认为，TG酶运用于米粉中时，能通过保持水分来延缓淀粉的回生速度，同时，它还能使鲜湿方便米粉的韧性降低，弹性增加，保持鲜湿方便食品新鲜滑爽的口感。

2.2.2 脂肪酶 胡燕等［30］发现添加一定量脂肪酶可以延缓大米凝胶的老化。这主要是由于脂肪酶可以作用于酯键，水解三酰基甘油产生二酰基甘油（Diacylglycerol，DAG）和单酰基甘油（Monoacylglycerol，MAG），同时生成自由脂肪酸，DAG和MAG都是乳化剂，所以脂肪酶的作用机理与传统的乳化剂相似［31］。

2.3 其他添加剂

2.3.1 变性淀粉 变性淀粉是天然淀粉经过改性后得到的一类衍生物［32］。变性淀粉中常引入改性亲水基团（如醋酸根、羟丙基等），这些基团具有很好的持水性，能够控制储藏过程中水分的渗出与流动；同时引入的基团还能阻碍淀粉分子间氢键缩合脱水（重排）作用，从而起到抗老化的效果［33-34］。

涂宗财等［35］研究表明添加20%以上的醋酸酯淀粉能显著抑制湿米粉老化，且能改善米粉的品质与口感。郭玉秋等［36］研究发现羟丙基交联淀粉能有效降低面团的回生值并且提高面条的感官品质。Miyazaki等［37］研究了变性淀粉对淀粉老化及面包硬化的影响，发现添加羟丙基淀粉、乙酰化淀粉能显著降低面包的老化焓，但添加磷酸酯淀粉会显著增加面包储藏期间的硬度。此外，有研究表明复合变性淀粉比单一变性淀粉具有更好的抗老化效果［38］。

2.3.2 乳化剂 食品工业中广泛使用的乳化剂，其非极性配体与淀粉分子螺旋结构内部疏水基团有着高度亲和力，能与淀粉分子形成稳定复合物，从而阻碍淀粉分子重排，起到抗老化的作用［17］。

李超［39］对比了多种添加剂对发酵湿米粉老化的影响，发现单甘酯、蔗糖酯能抑制发酵湿米粉的老化，且蔗糖酯的抗老化效果优于单甘酯。陈德文等［40］发现单甘酯、卵磷脂可显著抑制发糕老化，且后者抗老化效果优于前者。一般来说，乳化剂抗淀粉老化效果的差异主要取决于其与直链淀粉分子结合能力，其与水亲合力的差异［41］。具有线性结构的乳化剂，空间阻力小，易于与淀粉形成稳定的网络结构，抗老化效果好［42］；亲水性强的乳化剂，有利于提高储藏过程中体系的稳定性。

2.3.3 食品胶 食品胶作为增稠剂被广泛用于食品中。食品胶能在一定条件下充分水化形成粘稠或胶冻状大分子物质，控制水分的流动，使体系处于一个稳定的状态，起到抗老化作用［43］。Tang等［44］发现黄原胶能通过氢键与直链淀粉作用，减缓直链淀粉老化；同时，它的强持水性能抑制水分流失，阻碍支链淀粉的老化行为。汪霞丽等［45］研究发现向湿米粉中添加0.3%的瓜尔豆胶可显著抑制米粉老化。白亚丁［46］在高水分米糕中添加卡拉胶、魔芋胶抗米糕长期老化都起到了较好的效果。

胶体的化学构成不同，导致其抗淀粉老化的效果不同［47］。结构延展型（线性）胶体较结构盘绕型胶体（非线性）更易与直链淀粉形成分子间氢键，抗老化效果更好［47］；还有研究表明，高分子量的胶体较低分子量胶体抑制长期老化效果也更好［48］。

2.3.4 磷酸盐 磷酸盐具有优良的持水性，能在储藏过程中维持体系的稳定。磷酸盐螯和金属离子的特性能使食品中的蛋白质形成网状结构，同时增强蛋白与淀粉分子间的连接，减少淀粉的溶出［49-50］，起到抗老化效果。Wang等［51］研究磷酸二氢钠、磷酸二钠、磷酸氢二钾对韩国鲜湿方便面糊化性质的影响，结果表明三者都能显著降低鲜湿方便面的回生值与崩解值。

虽然磷酸盐性能优异，但在实际应用时磷酸盐用量必须严格控制。这是因为食品中需要重视钙、磷平衡（钙、磷比以1∶1.2为好）［29］，磷酸盐过量会导致钙磷络合形成不溶性的正磷酸钙而降低了人体对钙的吸收，在健康上会产生不良影响。

2.3.5 蛋白质 Ribotta等［52］研究表明，添加大豆分离蛋白能够延缓淀粉凝胶的老化，这可能是由于蛋白质能与淀粉分子以非共价键（氢键）形式作用，阻止老化过程中淀粉的重排。此外，有研究表明，外源蛋白质能与食品体系中本身所含蛋白质、脂肪酸或水分相互影响，间接抑制淀粉分子重结晶［53-54］。

3 结论与展望

添加剂作为一种最直接而有效的抗老化手段，在鲜湿方便米粉中的研究与应用中受到广泛关注。添加剂能通过氢键、范德华力、疏水作用力等与淀粉分子相互作用，或直接切断淀粉链阻止淀粉重排抗米粉老化。但由于鲜湿方便米粉体系复杂，添加剂与米粉中非淀粉成分二者间的作用，添加剂与淀粉、非淀粉组分三者之间的相互影响机制仍难清晰阐明。目前，国内外对于抗鲜湿方便米粉老化的相关研究也多局限于现象描述，缺乏机理探讨。未来可通过利用分子模拟等新型科技技术，分别理解鲜湿方便米粉老化行为中添加剂与淀粉组分、非淀粉组分间的相互作用关系，为阐明添加剂抗鲜湿方便米粉老化的作用机制提供理论参考。

现有研究表明，使用单一添加剂难以在具有显著抗老化效果的同时保证鲜湿方便米粉的食用品质。且不同类别添加剂由于作用机制的差异，对鲜湿方便米粉老化及品质的影响各有利弊。因此，未来研究可注重复配使用添加剂，如复配酶制剂（如淀粉酶与非淀粉酶复配）、复配酶制剂与其他添加剂（如淀粉酶与蛋白质复配）、复配其他添加剂，以达到扬长避短的效果。

此外，相比于其他淀粉基食品，鲜湿方便米粉的发展仍属落后，运用在鲜湿方便米粉中的抗老化添加剂的种类也较单一。近年来大量研究表明，其他淀粉基食品如面条、面包等，其体系中非淀粉成分对食品的老化有显著影响。而在鲜湿方便米粉抗老化的相关研究中，目前鲜见相关报道，这可以成为未来探讨研究的一个重要方向。

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Research progress in food additives on instant fresh rice noodle retrogradation

LUO Shun-jing，ZHAN Liu-jing，LIU Cheng-mei*
（State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang 330047，China）

Instant fresh rice noodle was easy to retrogradation during storage due to high moisture content，which may greatly reduce edibility of rice noodle and shorten its shelf life.Therefore，inhibiting retrogradation of rice noodle was very important to extending its shelf life.Presently，addition of additives was the most effective method to inhibit retrogradation of rice noodle.This paper systematically reviewed different the inhibition effects and mechanisms of types of additives on retrogradation of fresh rice noodle and advantages and disadvantages of these additives.These studies will provide some scientific basis for improving research on inhibiting retrogradation of fresh rice noodle.

instant fresh rice noodle；retrogradation；additives；mechanism

TS217.2

A

1002-0306（2016）06-0392-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.070

2015－08－14

罗舜菁（1969-），女，硕士，副教授，研究方向：食品加工新技术，E-mail：luoshunjing@aliyun.com。

刘成梅（1963-），男，博士，教授，主要从事食品加工新技术方面的研究，E-mail：liuchengmei@aliyun.com。

“十二五”国家支撑计划项目（2012BAD37B02-02）。