甘薯淀粉性质与其面条品质的关系研究

范会平，许梦言，符 锋，艾志录，王雪竹

(1.河南农业大学食品科学技术学院，河南 郑州 450002； 2.农业农村部大宗粮食加工重点实验室，河南 郑州 450002； 3.河南省粮油饲料产品质量监督检验中心，河南 郑州 450000； 4.河南省食品药品审评查验中心，河南 郑州 450004)

目前甘薯消费模式以加工型为主，其中以甘薯淀粉加工量最大，甘薯的鲜薯食用价值、菜用市场正在开发[1]。在不同的生产领域，对甘薯淀粉理化指标要求不同，因此甘薯淀粉的理化指标分析是了解甘薯淀粉加工用途，进而有针对性进行甘薯淀粉加工的前提[3]。研究甘薯淀粉的理化特性，可以为甘薯淀粉加工提供科学依据，从而使甘薯淀粉发挥最大的作用。甘薯品种的不同，甘薯淀粉的理化性质、热力学性质和分子结构上也存在一定的差异性，这可能是导致甘薯面条品质差异较大的因素之一。甘薯泥是甘薯经过蒸煮而得到的泥状物，甘薯泥在营养方面和甘薯全粉无差异，在用途方面甘薯泥可以完全代替甘薯全粉，并且甘薯泥在使用上更灵活，操作更方面，根据薯泥的不同性状，可以加工成不同的产品[4]。同时有研究表明，直链淀粉含量高时，干物质损失率、断条率增高[5]；面条的硬度、黏结性、黏聚性、咀嚼性、回复性和直链淀粉含量正相关[6]；膨胀势与面条的硬度呈极显著负相关，与弹性、黏聚性正相关[7]。

在前期工艺优化的基础上，用漯薯11、阜薯24、豫薯13、郑红23以及紫薯1356等5种甘薯提取淀粉和制作薯泥面条，通过相关性分析和方差分析，探讨影响甘薯面条品质的因素及其影响程度，为甘薯制品的加工及改善提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

5种甘薯(漯薯11、阜薯24、豫薯13、郑红23以及紫薯1356)，由河南省农科院提供；直链淀粉标准品，美国Sigma公司。

1.2 仪器和设备

TDL-5000bR离心机，上海安亭科学仪器厂；DHG-9245A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；RVA-4500快速粘度分析仪，瑞典波通仪器公司；UV-2000 紫外可见分光光度计，北京中兴伟业仪器有限公司；TA-XA PLUS质构仪，英国Stable Micro System公司；DMT-5型电动面条机，龙口市复兴机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1甘薯淀粉的提取

甘薯淀粉提取参考邓福明等[8]的提取方法进行。

1.3.2淀粉理化特性的测定

甘薯淀粉透明度和冻融稳定性的测定参考周婵媛等[9]的测定方法进行；甘薯淀粉凝沉性的测定参考侯蕾等[10]的方法进行测定；直链和支链淀粉含量的测定参考王丽等[11]的方法。

1.3.3甘薯淀粉热力学特性的测定

甘薯淀粉黏度的测定，用快速黏度仪RVA对淀粉糊化参数进行测定，参考廖卢艳等[12]的方法。测定参数包括：峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、峰值时间和糊化温度。

1.3.4甘薯面条加工工艺

1.3.4.1甘薯泥的制备

选取无损伤、无发芽、无虫害、无腐烂的新鲜甘薯，清洗去皮切块后放入蒸锅中蒸20 min，冷却后置于研钵中加适量的水用研磨棒捣成甘薯泥,使薯泥含水量达到60%左右，备用。

1.3.4.2甘薯面条制作工艺

原料→加水→和面→静置熟化→压延→切条。

称取甘薯泥和小麦粉 (按照试验设计比例)共计100 g充分混匀，添加30%的薯泥，1.5%食盐，6%的谷朊粉，然后和成絮状的面絮，将面絮用保鲜膜密封好，室温条件下静置20 min熟化。熟化后的面絮放入面条机反复压延至面片光滑，将压好的面片用压面机切割成宽度3 mm、长度220 mm、厚1 mm的面条备用[13]。

1.3.5甘薯面条感官评价

参照LS/T 3202—1993《面条用小麦粉》的方法。甘薯面条评分项目及分数分配见表1，总分100分。

表1 甘薯面条评分标准

1.3.6甘薯面条熟断条率的测定

从制作好的面条中取出40根，放入500 ml的沸水中煮3 min，观察面条有无断条，记录断条根数，根据公式(1)进行计算：

(1)

式中，N为断条根数。

1.3.7甘薯面条蒸煮损失率的测定

根据沈耀衡等[14]的方法加以改进。称取3根湿面条(质量为M2)，放入已煮沸的蒸馏水中煮制3 min，捞出面条，面汤冷却至室温后，转移至500 ml容量瓶中定容，混匀，量取50 ml面汤至烘至恒重的250 ml烧杯中，放入105℃烘干至恒重，测面汤中固形物的含量。按公式(2)进行计算：

(2)

式中，M1为面汤固形物的质量，g；M2为面条质量，g；W为面条水分含量，%。

1.3.8甘薯面条质构的测定

甘薯面条TPA分析、剪切实验以及拉伸实验参照孙彩玲等[15]的方法进行测定。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2003 和SPSS16.0 软件对数据进行统计分析、相关性分析，所有数据都是3次测试的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同品种甘薯淀粉特性比较分析

2.1.1甘薯淀粉加工特性比较

不同品种甘薯淀粉特性见表2。

表2 不同品种甘薯淀粉特性

淀粉糊的透明度会影响食品的加工品质，淀粉糊的透光率反映淀粉糊透明度的高低，显示淀粉与水结合能力的强弱[16]。直链淀粉含量越高，淀粉糊越易发生回生，使得淀粉糊的透明度降低[17]。不同甘薯淀粉所含直链淀粉的含量不同，其淀粉的透明度也不同。

由表2可知，5种甘薯淀粉的透明度之间存在显著差异，其中紫薯1356淀粉的透明度最高，豫薯13淀粉糊的透明度最低，但其直链淀粉含量最高，达到31.95%，这可能是因为具有高直链淀粉的淀粉分子流动力学半径较大，在糊液中空间位阻较大，易通过形成分子内氢键成卷曲状态，分子与分子之间难形成平行取向即分散性较好[18]。淀粉透明度大小顺序依次为：紫薯1356、郑红23、阜薯24、漯薯11、豫薯13。

糊化的淀粉放置一段时间后，不同淀粉链又自动排列成序，葡萄糖单位上的羟基形成氢键，重新聚集成致密不溶性的淀粉分子微晶束，稀淀粉糊经过一段时间后会逐渐变浑浊分层沉淀，出现上方清液下方沉淀物的现象(即淀粉的凝沉)[19]。凝沉性是淀粉分子发生重排的过程，是淀粉糊化的重要性质之一[10]。由表2可知，阜薯24和豫薯13与紫薯1356、郑红23有显著差异,沉降体积的大小顺序依次为：紫薯1356、郑红23、漯薯11、阜薯24、豫薯13，沉降体积高的淀粉凝沉性较差，形成凝胶的能力较弱。豫薯13的凝沉性最好，形成凝胶的能力最强，紫薯1356的凝沉性较差，形成凝胶的能力较弱。这主要是由于豫薯13的直链淀粉含量最高，而紫薯1356的直链淀粉含量最低，而直链淀粉含量是影响淀粉凝沉性(回生)的主要原因之一。一般来讲，直链淀粉的链状结构在溶液中空间障碍小，易于取向，故易于回生，因此含量越高，越易于回生。但直链淀粉若链太长，取向困难，也不易回生；相反，若链太短，易于扩散，不易于定向排列，也不易于回生，所以只有中等长度的直链淀粉才易回生[20]。这可能也是5种甘薯淀粉的凝沉性大小和其直链淀粉含量排序规律并不完全一致有关。

冻融稳定性是淀粉糊经过冷冻处理，取出融化后保持原来胶体结构的性质[21]，淀粉冻融稳定性是淀粉是否有利于制作冷冻食品的重要标志，冻融稳定性用析水率来表示，析水率越高，说明冻融稳定性越差，反之越好[10]。由表2可知，紫薯1356淀粉析水率最高，冻融稳定性最差；豫薯13淀粉的析水率最低，冻融稳定性最好，说明此淀粉较适合用于制作冷冻食品。

2.1.2甘薯淀粉糊化特性分析

利用RVA 快速黏度分析仪测定5种甘薯淀粉的糊化特性指标参数，其中峰值黏度、衰减值和糊化温度这3个指标对淀粉的实际应用具有较重要的指导作用[22]。

从表2可以看出，5 种甘薯淀粉的糊化特性参数值存在显著差异(P<0.05)，这可能是由于甘薯淀粉的含量和组分的不同而引起的。峰值黏度反映了淀粉的膨胀力，其中紫薯1356淀粉的峰值黏度最大，郑红23淀粉的峰值黏度最低；而衰减值表示淀粉糊黏度热稳定性的强弱，其值越大说明淀粉糊黏度热稳定性越差，阜薯24淀粉的衰减值最小，表明淀粉颗粒膨胀过程中强度比较大，不易破裂，热糊的稳定好，而紫薯1356淀粉的衰减值最大，热糊稳定性差；糊化温度可用来表征淀粉是否容易糊化，糊化温度越低，则淀粉越易糊化，豫薯13淀粉的糊化温度最低，较容易糊化[10,23]。

2.2 不同品种甘薯面条品质比较分析

不同品种甘薯面条品质比较分析见表3。

表3 甘薯面条品质特性

由表3可知，5种甘薯面条的TPA参数中咀嚼性、黏性、硬度和弹性等指标的变异系数较大，说明不同甘薯面条的品质差异较大；5种甘薯面条的剪切应力之间存在显著性差异，而拉伸强度之间无显著变化。紫薯1356品种制作的面条感官评分最高，阜薯24品种制作的面条感官评分最低；紫薯1356面条的TPA在整体数值上较大，剪切应力适中，面条软硬适中，感官评分高，而阜薯24面条的TPA在整体数值上较小，剪切应力较小，面条较软，面条感官评分较低。从甘薯面条的综合品质上评价可知，紫薯1356面条品质最好，豫薯13和漯薯11面条品质次之，郑红23和阜薯24面条品质较差。

2.3 相关性分析

2.3.1甘薯淀粉理化性质与面条品质之间的相关性分析

甘薯淀粉特性与面条品质之间的相关性分析见表4。

表4 甘薯淀粉特性与面条品质之间的相关性

由表4可知，甘薯淀粉的凝沉性与面条的黏性呈现极显著的负相关(P<0.01)，与面条感官评分呈极显著的正相关(P<0.01)；直链淀粉与剪切应力和蒸煮损失率呈极显著的正相关(P<0.01)。甘薯淀粉的凝沉性和直链淀粉含量对面条品质影响很大，按显著程度(P值大小)依次是：直链淀粉、凝沉性。这意味着从淀粉的凝沉性和直链淀粉含量等物理指标能预测面条的品质特性。当直链淀粉含量高时，淀粉糊的黏度低，且直链淀粉易从面筋网络结构中溶出，易脱落到面汤中，所以面条蒸煮损失率有所升高；而随着支链淀粉含量增多，面条的蒸煮损失率有下降的趋势，这可能是因为支链淀粉含量高时，淀粉糊的黏度较大，使得淀粉不易脱落到面汤中的缘故[24]。

2.3.2甘薯淀粉RVA参数与面条品质之间的相关性分析

从表4可知，甘薯淀粉的谷值黏度和最终黏度与甘薯面条的弹性呈显著负相关(P<0.05)；衰减值与感官评分之间呈极显著的正相关(P<0.01)，与面条硬度呈显著负相关(P<0.05)；糊化温度与面条的蒸煮损失率之间呈极显著负相关(P<0.05)；而峰值时间和峰值黏度与面条品质之间没有相关性。这说明淀粉RVA参数对面条品质的影响很大，按显著程度的大小(P值大小)依次是：糊化温度、衰减值、谷值黏度、最终黏度。这意味着淀粉糊化特征值可以预测面条的品质。RVA参数中有4个与面条品质呈显著或极显著相关性，说明RVA参数能够较好的反应甘薯面条品质。

通过相关性分析可以得出，甘薯淀粉的糊化特性与面条品质密切相关。甘薯淀粉的衰减值、谷值黏度、直链淀粉、凝沉性和糊化温度等品质指标决定了甘薯面条的品质，是可以综合反映其所制面条品质的重要指标，因此，可以通过改变甘薯淀粉特性来改善甘薯面条的品质。

3 结论

(1)5种甘薯原料所制的面条中，紫薯1356面条品质优于其他4个品种的面条。

(2)甘薯淀粉的理化性质对面条品质影响很大，按显著程度(P值大小)依次是：直链淀粉含量、凝沉性。

(3)淀粉的糊化特性指标与面条品质之间存在显著相关性，按显著程度的大小(P值大小)依次是：糊化温度、衰减值、谷值黏度、最终黏度。淀粉糊化特性可作为判断其面条品质的重要指标，可以通过改变淀粉特性来改善面条品质。