木薯变性淀粉在芋圆制作中的应用研究

徐慧敏，胡荣柳，张淑芬，王振华，黄亚明,吴宗帅，岳 双

(1.河南恒瑞淀粉科技股份有限公司，河南 漯河 462000；2.漯河职业技术学院 食品学院，河南 漯河 462000)

芋圆是闽南一道著名的传统小吃，也是当今非常流行的甜点。制作芋圆的原料主要有香芋、红薯、紫薯、南瓜等，颜色艳丽多样，口感爽滑，健康美味。芋头极富营养价值，含有蛋白质、钙、铁、磷、维生素、氟等多种成分，有补益脾胃、调中气、化痰散结等功效[1]。番薯是一种营养齐全的天然滋补食材，具有宽肠通便、和血补中、防癌抗衰、增强免疫功能等作用[2]。人们通常用多种天然食材搭配在一起制成芋圆，可以满足多种需求，既有营养又美味。

在制作芋圆的过程中，通常用淀粉来改善口感、改良外观，常用的是木薯淀粉和马铃薯淀粉。未煮的芋圆放置后易硬化，淀粉的老化对口感影响较大。变性淀粉是一种绿色安全的食品添加剂，变性方式多样且变性程度可控制。变性淀粉能够有效改善原淀粉的不良性状，具有热粘稳定性、透明性、冻融稳定性、凝胶力等理化特性[3]，因此被广泛地应用于食品加工领域。变性淀粉的结构决定了其具有较好的吸水和持水能力，在室温、冷藏或冰冻过程中抗老化、不易回生。

本文主要探讨木薯原淀粉(以下简称“木薯原粉”)、木薯醋酸酯淀粉、木薯羟丙基淀粉、木薯磷酸酯双淀粉的添加量对芋圆的口感、保水性及冷藏性能的影响，以期为进一步改善芋圆的品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

芋头、红薯、白砂糖：市售；木薯原粉、木薯醋酸酯淀粉(HS-AA-301)、木薯羟丙基淀粉(HS-TGE-100)、木薯磷酸酯双淀粉(HS-SP-102)：河南恒瑞淀粉科技股份有限公司提供。

1.2 仪器与设备

Brabender Viscograph-E：德国Brabender公司；TU-1901型双束紫外可见分光光度计：北京普新通用仪器有限责任公司；凯特离心机：盐城凯特实验仪器有限公司；电热恒温水浴锅：北京市永光明医疗仪器有限公司；电子天平：江苏常熟市双杰测试仪器厂；冰箱：河南新飞电器有限公司。

1.3 淀粉的性质测定

1.3.1 淀粉Brabender粘度测定

称取一定质量的样品，加入蒸馏水，配成6%的淀粉乳460 g(干基计算，精确至0.01 g)，搅拌均匀后，将淀粉乳倒入Brabender粘度杯(测定条件：转子转速为75 r/min、扭矩为700 cm·g)。从初始温度30 ℃、1.5 ℃/min升至95 ℃后恒温30 min，再以-1.5 ℃/min冷却至50 ℃后恒温30 min，输入样品名称、水分、质量后开始测试，即可得到相关数据，绘制淀粉样品的糊化曲线[4]。

1.3.2 淀粉糊液透明性测定

称取各类样品，加入蒸馏水，配制成质量分数为1%的淀粉乳液，于沸水浴锅中加热搅拌至糊化，冷却至25 ℃后备用。以蒸馏水为空白校零，搅匀倒入1 cm比色皿，在620 nm波长下测定不同糊液的透光率[5]。

1.3.3 淀粉糊液冻融稳定性测定

将质量分数为6%的淀粉乳在100 ℃沸水浴中加热糊化，再冷却至室温。取一定量糊液倒入塑料离心管，加盖置于冰箱中，在-18 ℃～-20 ℃条件下冷却24 h，取出后在室温下自然解冻，之后进行离心，3000 r/min离心20 min。倒去上清液(若无水析出则反复冻融直至析水)，称取沉淀物质量，计算析水率[5]。

1.4 芋圆的制作工艺与品质分析

1.4.1 芋圆制作流程

芋圆的制作工艺流程如下：挑选新鲜的芋头、红薯—去皮切块—上锅隔水蒸20 min—压成泥—趁热分多次加淀粉和糖水并揉成光滑面团—揉搓成直径为1.5 cm的长条、切成2 cm长块—外裹一层淀粉—煮制并冷水浸泡后即可食用或裹粉后直接包装冷冻。

1.4.2 最佳变性淀粉添加量、加水量的确定

1.4.2.1 变性淀粉添加量的确定

制作芋圆时，水的添加量为12%，分别添加40%、50%、60%、70%、80%的不同变性淀粉与等量的木薯原粉作为空白对比。

1.4.2.2 加水量的确定

制作芋圆时，变性淀粉的添加量为60%，分别添加5%、10%、15%、20%的水与等量的木薯原粉作为空白对比。

1.4.3 芋圆感官评价

采用感官评定法，由8位经验丰富的人员采用百分制评分法对芋圆的色泽、组织状态、口感进行评分，结果取平均值。标准如表1所示。

表1 芋圆感官评分细则

1.4.4 芋圆失水率测定

通过失水率来考察芋圆的冷藏特性[6]。选取30个芋圆，用保鲜袋装好，在-18 ℃的冰箱中冷冻12 h，室温放置1 h解冻，如此反复冷冻、解冻3次。用电子天平分别称量芋圆冻融前、冻融3次后的质量，每组做4次平行，按照下面公式计算芋圆的失水率。

失水率%=

2 结果与分析

2.1 不同淀粉的性能比较

2.1.1 淀粉Brabender粘度曲线分析

由图1可以看出，木薯羟丙基淀粉、木薯醋酸酯淀粉发生醚化反应和醋酸酐酯化反应时引入亲水基，淀粉结构内部氢键强度减弱，使其易于膨胀、糊化，因此比木薯原粉的糊化温度低、BU峰值粘度高。交联变性引入新的化学键，抑制淀粉糊化[7]，且淀粉平均分子量明显增加，颗粒结合更紧密[8]。所以，木薯磷酸酯双淀粉糊化温度较高、热稳定性好，但冷糊粘度明显提高，凝胶性强。

图1 Brabender粘度曲线

2.1.2 木薯淀粉的透明度和冻融稳定性分析

透光率能反映淀粉在水里的膨胀溶解能力[9]，跟淀粉分子中直链与支链淀粉比例、磷含量、变性方式有关[10]。淀粉糊的透光率越大，透明度越好。由图2可以看出，在透明度方面，木薯羟丙基淀粉性能尤佳，木薯醋酸酯淀粉次之，木薯磷酸酯双淀粉最差。在淀粉分子中引入羟丙基、醋酸酯等官能团阻碍分子间氢键结合，淀粉颗粒的亲水性和膨胀率增加，使其受热糊化时淀粉颗粒的溶胀和分散速度加快，糊液透明度提高，所以淀粉糊凝沉性弱、透明度高[11]。木薯磷酸酯双淀粉交联后分子紧密，透光性差，故透明性最差。

淀粉糊冻融稳定性的评价指标是析水率。淀粉糊的析水率越低稳定性越好。由图2可知，不同淀粉的冻融稳定性排序如下：木薯原粉<木薯磷酸酯双双淀粉<木薯醋酸酯淀粉<木薯羟丙基淀粉。不同的化学试剂和修饰方法能够不同程度地影响淀粉的冻融稳定性，因为淀粉糊的冻融稳定性与淀粉的分子结构、分子量大小等密切相关[12]。

图2 淀粉的透光率和冻融稳定性对比图

2.2 芋圆品质分析

2.2.1 不同种类淀粉及加水量对芋圆品质的影响

由图3可知，当加水量为15%时，添加木薯羟丙基淀粉的芋圆失水率最低。添加另外两种变性淀粉的芋圆的失水率最低时的加水量为10%。可以看出，淀粉自身差异会影响芋圆冷藏的稳定性。当加水量超过某一定值后,芋圆的失水率随着加水量的增加明显提高，这是因为在水分含量较多时进行速冻，水没有全部形成玻璃态[13]，甚至会形成较大冰晶，导致解冻时失水更多。

图3 加水量对芋圆失水率的影响

由表2可知，当加水量增加时，面团状态较均匀，芋圆的色泽、透明度和细腻度也有所改善，感官效果更好；但加水量过多会使面团较软，芋圆口感缺乏弹性。木薯羟丙基淀粉添加10%的水量制成的芋圆感官评分最高，在光泽、色泽、韧性和口感上都明显优于添加其他淀粉制成的芋圆。整体上来看，使用木薯磷酸酯双淀粉的效果远不如使用木薯羟丙基淀粉和木薯醋酸酯淀粉的效果。水分含量一定程度上会影响芋圆的外观、口感，由于不同淀粉的吸水能力不同，木薯羟丙基淀粉的保水性和透明度最佳，使得芋圆外观更细腻、口感更好、色泽更透亮。木薯原粉添加10%水量时制成的芋圆感观效果最好，但由于木薯原粉吸水能力最差，水量添加过多会使面团过软，成型效果不好。

表2 加水量对芋圆品质的影响

2.2.2 不同种类淀粉添加量对芋圆品质的影响

由图4可知，当加水量一定、变性淀粉添加量为60%左右时，芋圆的失水率最低，冷藏稳定性良好。一般来说，添加变性淀粉越多，芋圆的冷藏稳定性越好。添加不同淀粉制成的芋圆的冷藏稳定性由低到高排列，依次是木薯羟丙基淀粉、木薯醋酸酯淀粉、木薯磷酸酯双淀粉、木薯原粉，体现了不同淀粉的亲水能力和冻融稳定性存在差异。添加变性淀粉超过60%时，芋圆的失水率不减反增。淀粉添加量过多易导致芋圆中水分分布不均，结构不紧密，从而影响失水率。

图4 淀粉添加量对芋圆失水率的影响

由表3可知，当变性淀粉添加量增加时，面团保水性较好，手感较硬，煮制后芋圆的弹性口感明显变好，光亮度和细腻度也有所提高。但淀粉添加量过多时，芋圆偏硬有嚼劲，但不够软弹、色泽和香味变淡，表面细腻度也会下降。因此，变性淀粉添加量为60%时的感官效果最好，同时添加木薯羟丙基淀粉的芋圆感官评分较高，其冷藏性能也较好。

表3 淀粉添加量对芋圆品质的影响

3 结论

木薯醋酸酯淀粉、木薯羟丙基淀粉较木薯原粉在透明度、冻融稳定性上有明显改善，其中木薯羟丙基淀粉明显优于其他两种变性淀粉。在芋圆的制作过程中，加入适量的木薯羟丙基淀粉和木薯醋酸酯淀粉，特别是木薯羟丙基淀粉，可以有效增强芋圆的冷冻稳定性、抗老化性和保水性，显著改善芋圆的口感和外观，还能延长货架期，具有重要的经济价值。提高芋圆感官和贮藏品质的最佳条件如下：加水量为10%～15%，使用木薯羟丙基淀粉，变性淀粉的添加量为60%左右。