发酵银杏果粉汤圆粉团的研制

姚 芳，刘 萍，刘 鑫，徐海祥，葛敏敏

（1.江苏农牧科技职业学院食品科技学院，江苏 泰州 225300；2.泰州安井食品有限公司，江苏 兴化 225700）

汤圆是我国的传统美食，随着速冻技术的发展，汤圆已由“节令食品”转变为“日常食品”[1]。传统汤圆仅采用糯米粉制作，不易消化，易粘连口腔，营养价值较低。因糯米粉的保水性较差，导致汤圆在储藏过程中易开裂、浑汤，口感变差[2]，严重影响了汤圆的品质和销售。开发新型汤圆，改善其功能及营养，是该行业未来的发展方向，也是人们健康的需求[3]。

银杏果又称白果，营养丰富，含淀粉（60%）、蛋白质类（13%）、糖类（7%）、脂肪类（4%），还含有多种维生素和微量元素，以及银杏黄酮、银杏内酯、银杏多肽、银杏酸等多种活性成分[4]，具有抗氧化、抗菌、益智健脑、提高免疫力[5-7]等多方面的食疗和药用价值，在功能食品领域具有巨大的发展潜力。

淀粉是银杏果的主要成分，与玉米、小麦的淀粉含量相近。据研究，大佛指银杏果淀粉的直链淀粉含量约33.82%[8]，结晶度较高（约39.9%），糊化温度高于玉米和木薯淀粉[9]；其溶解度、透明度、膨胀度、冻融稳定性比马铃薯淀粉差，但比玉米淀粉强[10]；其凝沉稳定性差，易老化回生[11]，故其加工性能较差，开发利用率低。利用酸水解、酶水解以及乳酸菌的发酵作用，可降低银杏果淀粉中直链淀粉的聚合度[12]，改善其加工性能，将其应用到面包、挂面、汤圆、饼干、米线、面酱、肉制品等含淀粉的产品中，可制成功能性食品。

本研究以发酵银杏果粉[13]取代部分糯米粉，采用响应面法优化发酵银杏果粉汤圆粉团（FGPG）的最佳配方，以期得到一种高品质的汤圆，不仅能丰富汤圆的营养价值、改善口感、提高消化性能、降低冻裂率和胶粘性，而且能提高银杏果的加工利用率，为银杏果精深加工提供新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

银杏果（大佛指），江苏中药科技园；中温α淀粉酶（4 000 U/g）、糖化酶（100 U/mg），北京索莱宝科技有限公司；植物乳杆菌（Dy-1），江苏大学食品与生物工程学院实验室提供；酿酒酵母（冻干粉），江南大学生物发酵与分离研究室提供；MRS肉汤培养基（优级纯），北京陆桥技术股份有限公司；谷朊粉，封丘县华丰粉业有限公司；磷酸酯淀粉，北京清源食品添加剂有限公司；水磨糯米粉，新乡良润全谷物食品有限公司；白砂糖，太古糖业(中国)有限公司。

1.1.2 仪器与设备

FA-2004N型电子天平，上海精密科学仪器有限公司；高速万能粉碎机，天津市华鑫仪器厂；HH-6型数显恒温水浴锅，江苏金坛市金城国胜实验仪器厂；DF-101S型电热磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限责任公司；SW-CJ-2FD型双人单面垂直净化工作台，吴江市亚泰净化设备有限公司；JM-L80型实验室胶体磨，温州昊星机械设备制造有限公司；DHG-9101-2S型电热恒温鼓风干燥箱，上海三发科学仪器有限公司；PRMOR高速冷冻离心机、MaxQ 4000恒温培养摇床、Thermo 702超低温冰箱，美国赛默飞世尔（中国）科技公司；Labconco FreeZone6 L台式冷冻干燥机，美国LABCONCO公司；BL1015A破壁机，美的电器有限公司；FTC质构仪，北京盈盛科技有限责任公司；WGZ-2型浊度计，上海昕瑞仪器仪表有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

银杏果→去壳煮制→浸泡去芯→梯度烘干→匀浆糊化→酶解→协同发酵→干燥成粉→研制汤圆粉团

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 去壳煮制

银杏果要进行好坏挑拣，用小锤敲开新鲜完好的果壳，取出果仁，预煮1 h。

1.2.2.2 浸泡去芯

先用2‰碳酸氢钠溶液浸泡2 h，再用1‰盐酸溶液浸泡15 min，然后冷热水交替浸泡10 min，重复6～8次，于清水中浸泡12 h后去芯，捣碎。

1.2.2.3 梯度烘干

采用烘箱梯度烘干，即60℃干燥4 h、80℃干燥1 h、100℃干燥1 h、120℃干燥0.5 h，粉碎制成小于200目的银杏果粉。

1.2.2.4 匀浆糊化

取100 g银杏果粉加入6倍质量的水，用胶体磨研磨3 min，置于沸水浴中加热搅拌20 min，取出冷却至60℃。

1.2.2.5 酶解

每100 g银杏果添加0.3 g的糖化酶与α淀粉酶复合酶制剂（质量比2∶1），在60℃下搅拌酶解2 h，100℃下灭酶15 min，取出冷却至35℃。

1.2.2.6 协同发酵

在100 g银杏果酶解物中分别加入1.5 g植物乳杆菌和1.5 g酿酒酵母，32℃下恒温摇床发酵12 h。

1.2.2.7 干燥成粉

将全部料液倒入多个平皿中，先在-78℃中预冻2 h，然后放入冻干机中冷冻干燥，得到发酵银杏果粉。

1.2.2.8 研制汤圆粉团

将糯米粉和发酵银杏果粉过200目筛，加入谷朊粉、磷酸酯淀粉、白砂糖，混合均匀，冷水和面，同时加入几滴大豆油混匀，按12 g/个分割，揉圆成粉团，-40℃速冻2 h，-18℃冷冻保藏，制得发酵银杏果粉汤圆粉团。

1.2.3 单因素试验设计

在预试验的基础上，本试验中固定糯米粉和发酵银杏果粉组成的混合粉为100 g（糯米粉70 g，发酵银杏果粉30 g），白砂糖35 g，谷朊粉2 g，磷酸酯淀粉0.3 g。以感官品质、质构、冻裂率和汤圆粉团汤浊度为指标，分别考察发酵银杏果粉添加量（20、25、30、35、40 g）、白砂糖添加量（29、32、35、38、41 g）、谷朊粉添加量（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g）、磷酸酯淀粉添加量（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g）对发酵银杏果粉汤圆粉团品质的影响。

1.2.4 响应面试验设计

根据单因素试验结果，以发酵银杏果粉汤圆粉团的感官评分为响应值，选取发酵银杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量4个因素设计四因素三水平试验，进而优化发酵银杏果粉汤圆粉团的最佳配方，因素水平见表1。

表1 响应面试验因素及水平Table 1 Factorsand levelsfor response surface tests 单位：g

1.2.5 发酵银杏果粉汤圆粉团质构特性的测定

参照朱津津等[14]的方法，将汤圆粉团样品置于沸水中，煮制5 min，再放入冷水中30s后沥干备用，采用FTC质构仪对汤圆粉团的硬度、胶粘性、咀嚼性进行测试。TPA参数如下：力量感应元量程25N，探头P75，起始力0.5 N，形变量50%，检测速度30 mm/min，每组样品做6次平行。

1.2.6 发酵银杏果粉汤圆粉团冻裂率的测定

参考文献[15]，将汤圆粉团冻裂情况分为冻裂和未冻裂2个等级，评定标准见表2。如果汤圆粉团细小纹路较多，低于50%表面积有褶皱，视为冻裂0.5个。参照郑春燕等[16]的方法，将同组的汤圆粉团置于沸水中，至少20个，煮制5 min，再放入冷水中30 s后沥干，在-40℃速冻2 h，然后于-18℃冷藏24 h，室温解冻1 h，如此反复冻融3次，按公式计算冻裂率。

表2 汤圆粉团冻裂情况评定标准Table 2 Evaluation standard for frost crack situation of glutinousriceball

冻裂率（%）=冻裂的汤圆粉团数量/汤圆粉团总数量×100

1.2.7 发酵银杏果粉汤圆粉团汤浊度的测定

速冻汤圆煮后汤的浑浊程度可用浊度来表示，单位为NTU。浊度越大，说明在蒸煮过程中汤圆粉团向水中扩散的固形物越多，汤汁越浑浊，固形物损失越多[2]。量取10倍于汤圆粉团质量的蒸馏水，煮沸后加入20个汤圆粉团，煮制10 min后将汤圆粉团捞出，汤水静置冷却，采用WGZ-2型浊度计进行浊度测定，首先用超纯水调零，福尔马肼溶液校正，样品量不超过测定瓶的十字标准白线，瓶身擦拭干净，放入浊度计进行测定。每组样品做6次平行。

1.2.8 发酵银杏果粉汤圆粉团的感官评定

参照陈瑾[17]的方法，由10名有感官评定资质的人员组成感官评定小组，根据评价标准对汤圆粉团的气味、色泽、完整性、胶粘性、咀嚼性、硬度、滋味等感官指标进行打分，评分标准见表3。

表3 发酵银杏果粉汤圆粉团的感官评价标准Table 3 Sensory evaluation standard of FGPG

1.2.9 发酵银杏果粉理化指标和微生物指标的测定

水分含量：参照GB 5009.3—2016[18]中的直接干燥测定。

脂肪含量：参照GB 5009.6—2016[19]中的索氏抽提法测定。

金黄色葡萄球菌：参照GB 4789.10—2016[20]的平板计数法测定。

沙门氏菌：参照GB 4789.4—2016[21]中的方法测定。

1.2.10 数据处理

每个数据重复测定6次，最终数据为平均值±标准偏差。采用Design-Expert 8.05b软件对响应面数据进行分析，利用F检验进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 发酵银杏果粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团品质的影响

由图1～3可知：发酵银杏果粉赋予了汤圆粉团独特的口感、风味和色泽，当发酵银杏果粉添加量为20 g时，发酵银杏果粉的风味较弱，口感也不明显，咀嚼性和硬度较低，胶粘性较大，冻裂率高；随着发酵银杏果粉添加量的增多，汤圆粉团硬度逐渐增大，咀嚼性先增大后减小，胶粘性缓慢下降，汤圆粉团汤的浊度先平稳变化后急速上升，产品感官评分先升高后降低，冻裂率先减小后增大；发酵银杏果粉添加量为30 g时，发酵银杏果粉汤圆粉团的咀嚼性最高，汤圆粉团汤浊度较低，感官品质最佳，冻裂率最低。发酵银杏果粉添加量超过30 g时，汤圆粉团中银杏的气味较浓，汤圆粉团的风味协调性较差，感官评分下降，硬度增大，咀嚼性降低，汤圆粉团汤的浊度增大，冻裂率升高。可能是因为发酵银杏果粉的持水能力较强，一定量的发酵银杏果粉可改善汤圆粉团的粘结能力[2]。发酵银杏果粉添加量对汤圆粉团硬度、胶粘性和咀嚼性的影响趋势与陈朝军等[22]关于甘薯粉汤圆的研究结论相似。汤圆中硬度和咀嚼性是衡量产品品质的两个重要指标，需控制在一定范围内[22]，故确定发酵银杏果粉最适添加量为30 g。

图1 发酵银杏果粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团质构的影响Fig.1 Effect of fermented ginkgo seed powder addition on texture of FGPG

图2 发酵银杏果粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团感官评分和汤浊度的影响Fig.2 Effect of fermented ginkgo seed powder addition on sensory score and soup turbidity of FGPG

图3 发酵银杏果粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团冻裂率的影响Fig.3 Effect of fermented ginkgo seed powder addition on frost crack rate of FGPG

2.1.2 白砂糖添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团品质的影响

由图4～6可知：当白砂糖添加量为29 g时，其添加量较低，未能很好地掩盖发酵银杏果粉的风味并改善淀粉的品质[23]，汤圆粉团的保水性较低，淀粉在冻藏时部分老化，故汤圆粉团的冻裂率较高，硬度较高，汤的浊度较高，感官评分低；随着白砂糖添加量的增多，汤圆粉团硬度逐渐降低，咀嚼性缓慢增大但无显著性差异，胶粘性逐渐增强，汤圆粉团汤的浊度逐渐减小，感官评分先增大后减小，冻裂率快速下降；白砂糖添加量为35 g时，发酵银杏果粉汤圆粉团的硬度较小，汤圆粉团汤的浊度最低，感官品质最佳，冻裂率最低；白砂糖添加量超过35 g时，甜度过高，汤圆粉团发腻，故感官评分降低，硬度、咀嚼性、汤的浊度、冻裂率变化无显著性差异。可能是因为白砂糖的保水能力较强，小分子糖能够使冻融后的淀粉凝胶孔洞变小，降低淀粉的析水率，提高汤圆粉团的冻融稳定性[24]。故确定白砂糖最适添加量为35 g。

图4 白砂糖添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团质构的影响Fig.4 Effect of sugar addition on texture of FGPG

图5 白砂糖添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团感官评分和汤浊度的影响Fig.5 Effect of sugar addition on sensory score and soup turbidity of FGPG

图6 白砂糖添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团冻裂率的影响Fig.6 Effect of sugar addition on frost crack rate of FGPG

2.1.3 谷朊粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团品质的影响

由图7～9可知：谷朊粉又称小麦面筋蛋白，不粘牙，具有较强的持水性，当谷朊粉添加量为1.0 g时，其相对混合粉的比例较低，未能很好地提高面团的持水性，汤圆粉团的保水性较低，自由水含量较高，故汤圆粉团的冻裂率、硬度、汤的浊度均较高，胶粘性较大，感官评分低；随着谷朊粉添加量的增多，汤圆粉团硬度逐渐降低，咀嚼性缓慢降低但无显著性差异，胶粘性逐渐降低，汤圆粉团汤的浊度减小，感官评分先升高后降低，冻裂率逐渐降低；谷朊粉添加量为2.0 g时，发酵银杏果粉汤圆粉团的硬度最小，胶粘性最低，汤圆粉团汤的浊度较低，感官品质最佳，冻裂率较低；谷朊粉添加量超过2.0 g时，吸水量过多，影响其乳化性、溶解性等功能性质，汤圆粉团的感官评分降低，硬度、咀嚼性、胶粘性、汤的浊度、冻裂率无显著性变化。可能是因为谷朊粉易与水分子结合，增强汤圆粉团的持水力，提高抗冻裂能力[25]，在汤圆煮制过程中，能阻碍淀粉的重新缔合，抑制淀粉老化[26]。故确定谷朊粉最适添加量为2.0 g。

图7 谷朊粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团质构的影响Fig.7 Effect of gluten addition on texture of FGPG

图8 谷朊粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团感官评分和汤浊度的影响Fig.8 Effect of gluten addition on sensory score and soup turbidity of FGPG

图9 谷朊粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团冻裂率的影响Fig.9 Effect of gluten addition on frost crack rate of FGPG

2.1.4 磷酸酯淀粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团品质的影响

由图10～12可知，磷酸酯淀粉可作为增稠剂和乳化剂，具有良好的保水性和抗淀粉老化能力。当磷酸酯淀粉添加量为0.1 g时，其相对混合粉的比例较低，未能很好地提高面团的持水性，故汤圆粉团的冻裂率和汤的浊度最高，硬度和咀嚼性较高，胶粘性较低，感官评分低。随着磷酸酯淀粉添加量的增多，汤圆粉团硬度逐渐降低，咀嚼性缓慢减小，胶粘性缓慢增大，汤圆粉团汤的浊度迅速降低，感官评分先增大后减小，冻裂率迅速降低。磷酸酯淀粉添加量为0.3 g时，发酵银杏果粉汤圆粉团的汤浊度最低，感官品质最佳，咀嚼性低，冻裂率较低。磷酸酯淀粉添加量超过0.3 g时，吸水量增加，硬度缓慢降低，咀嚼性、胶粘性、汤的浊度、感官评分、冻裂率无显著性变化。汤圆粉团冻裂主要是因为在冻藏过程中形成大小不一的冰晶所致[27]，由于磷酸单酯淀粉有较好的冻融稳定性，使汤圆粉团在冻藏过程中形成细小均匀的冰晶体，抑制了水分的迁移，降低了冰晶体对淀粉的损伤，使损伤的小分子淀粉颗粒无法嵌入淀粉凝胶孔洞中而形成致密的组织结构[28]，使汤圆粉团的冻裂率减少、硬度降低。故确定磷酸酯淀粉的最适添加量为0.3 g。

图10 磷酸酯淀粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团质构的影响Fig.10 Effect of phosphate starch addition on texture of FGPG

2.2 发酵银杏果粉汤圆粉团配方优化的响应面试验分析

2.2.1 响应面分析方案及结果

根据Box-Behnken原理对发酵银杏果粉汤圆粉团配方进行优化，试验设计及结果见表4，回归模型的方差分析见表5。

表4 响应面试验设计及结果Table 4 Design and results of response surface test

图11 磷酸酯淀粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团感官评分和汤浊度的影响Fig.11 Effect of phosphate starch addition on sensory and soup turbidity of FGPG

图12 磷酸酯淀粉添加量对发酵银杏果粉汤圆粉团冻裂率的影响Fig.12 Effect of phosphate starch addition on frost crack rate of FGPG

2.2.2 各因素交互作用的响应面分析

发酵银杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量4个因素交互作用对发酵银杏果粉汤圆粉团感官评分影响的响应面图见图13。

曲面图的形状是各因素影响感官评分大小最直观的展示，曲面越陡峭，说明影响越显著[29]。由图13可看出：b、d、f图中曲面较为陡峭，且等高线密度分布不均匀，呈椭圆形，说明发酵银杏果粉添加量与谷朊粉添加量、白砂糖添加量与谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量与谷朊粉添加量的交互作用较强，对汤圆粉团感官评分的影响较显著。影响发酵银杏果粉汤圆粉团品质的各因素主次顺序为X1＞X3＞X2＞X4，即发酵银杏果粉添加量＞谷朊粉添加量＞白砂糖添加量＞磷酸酯淀粉添加量。

图13 各因素交互作用对发酵银杏果粉汤圆粉团感官评分影响的响应曲面图Fig.13 Response surface diagram of interaction of variousfactors on sensory evaluation of FGPG

2.3 验证试验

为确定发酵银杏果粉汤圆粉团的最佳配方，利用软件中的“Optimization”模块得出优化配方，即为发酵银杏果粉添加量29.59 g、白砂糖添加量34.78 g、谷朊粉添加量1.85 g、磷酸酯淀粉添加量0.30 g，发酵银杏果粉汤圆粉团的感官评分预测值可达97.63分。考虑试验的可操作性，将发酵银杏果粉汤圆粉团的配方参数修正为发酵银杏果粉添加量30 g、白砂糖添加量35 g、谷朊粉添加量1.85 g、磷酸酯淀粉添加量0.30 g，采用修正后的配方进行3次平行验证试验，得到感官评分为97.7±0.8分，与模型预测值基本一致。

保持其他因素不变，糯米粉和银杏果粉或发酵银杏果粉组成的混合粉为100 g，分别添加0、30 g银杏果粉和30 g发酵银杏果粉，制成对照汤圆粉团、银杏果粉汤圆粉团和发酵银杏果粉汤圆粉团，测定3种汤圆粉团样品的品质，结果如表6所示。

表6 3种汤圆粉团样品的品质比较Table 6 Quality comparison of three kinds of glutinousrice ball samples

由表6可知，相同工艺配方条件下，与对照组汤圆粉团相比，银杏果粉汤圆粉团的冻裂率、浊度、硬度和咀嚼性显著增加（P＜0.05），感官评分和胶粘性显著降低（P＜0.05）；发酵银杏果粉汤圆粉团的感官评分显著增加（P＜0.05），冻裂率和胶粘性显著降低（P＜0.05），浊度和咀嚼性无显著性差异，硬度适度增加。说明银杏果粉汤圆粉团的品质显著低于对照组汤圆粉团，而发酵银杏果粉汤圆粉团的品质显著高于对照组汤圆粉团，其感官评分提高了11.3%，冻裂率下降了75%，胶粘性降低了40.7%。可能是因为银杏果淀粉的直链淀粉含量高[8]、结晶度较高，导致冻融稳定性差，易老化回生。银杏果经淀粉酶协同植物乳杆菌、酿酒酵母混合发酵后，大分子物质部分生化转化为可溶性小分子物质，亲水性增强[13]，同时直链淀粉被降解，聚合度降低，保水性增大，冻融稳定性增强。故银杏果粉汤圆粉团与发酵银杏果粉汤圆粉团相比，硬度高，胶粘性低，咀嚼性大，易老化致使汤圆粉团的冻裂率大，汤易浑浊，感官评分低。采用经酶菌协同发酵后的银杏果粉制备汤圆粉团，改善了银杏果的加工性能，提高了银杏果资源的加工利用率。

2.4 产品指标检测

在最佳配方条件下，制备发酵银杏果粉汤圆粉团，测定其感官、理化、微生物指标，结果见表7。

表7 发酵银杏果粉汤圆粉团的理化和微生物指标Table 7 Physico-chemical and microbial indexes of FGPG

2.4.1 感官指标

发酵银杏果粉汤圆粉团外观完整、无杂质、表面光滑、无裂纹，色泽呈均匀的浅黄色，具有银杏果和糯米粉特有的香气和滋味，无异味，滑爽，不粘牙，软硬适中、有嚼劲。

2.4.2 理化和微生物指标

以上检测结果均符合SB/T 10423—2017[30]和GB 19295—2011[31]食品标准的要求。

3 结论

在单因素试验基础上，以感官评分为响应值，通过响应面分析对发酵银杏果粉汤圆粉团的配方进行了优化，经方差分析和响应面图得知，影响发酵银杏果粉汤圆粉团品质的各因素主次顺序为X1＞X3＞X2＞X4，即发酵银杏果粉添加量＞谷朊粉添加量＞白砂糖添加量＞磷酸酯淀粉添加量。最佳配方为：糯米粉和发酵银杏果粉组成的混合粉为100 g，其中发酵银杏果粉添加量30 g，每100 g混合粉中添加白砂糖35 g、谷朊粉1.85 g、磷酸酯淀粉0.30 g，测得感官评分为97.7±0.8分，与模型预测值基本一致。产品各项指标符合国家标准SB/T 10423—2017[30]的要求。

在最佳配方条件下，发酵银杏果粉汤圆粉团的品质显著高于对照组汤圆粉团，感官评分增加了11.3%，冻裂率下降了75%，胶黏性降低了40.7%，浊度和咀嚼性无显著性差异，硬度适度增加；而银杏果粉汤圆粉团的品质显著低于对照组汤圆粉团。说明银杏果经酶菌协同发酵后，改善了加工性能，亲水性增强，直链淀粉聚合度降低，冻融稳定性增强，可提高银杏果的加工利用率，为银杏果的高效利用开创了新的途径。