安阳市市售甘薯粉条铝残留分析及多糖对其耐煮性的影响

冯亚运，朱怡霖，付兴周，李文茹

（安阳工学院生物与食品工程学院，河南安阳 455000）

0 引言

粉条是我国及亚洲人民的一种传统淀粉凝胶食品，耐煮性是其食用品质好坏的重要体现。粉条的品质与其所用淀粉种类有关，甘薯淀粉由于直链淀粉含量较低，纯甘薯粉条不耐煮，浑汤率较高，品质不佳[1]。在传统生产过程中常使用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]来提高其耐煮性，导致甘薯粉条中铝超标[2-4]。铝是一种慢性毒性物质，长期摄入含铝食品会损害人体的中枢神经系统，导致老年痴呆症等疾病[5-7]。随着生活水平的提高，消费者也越来越注重食品的安全性，在保证食用品质前提下，少量使用明矾甚至无明矾的粉条是甘薯粉条产业发展的必由之路。

虽然使用明矾可以提高甘薯粉条的耐煮性，但是明矾的使用量多少与甘薯粉条耐煮性高低的关系却不甚明晰。蒋荣霞等人[8]研究了7 种不同品牌的粉条明矾含量与耐煮性的关系，发现明矾提高了粉条的耐煮性，水煮时间长短能够精确反映粉条的耐煮性。此外已有文献表明，多糖类大分子物质可以改善粉条品质，而改善效果则与多糖种类和浓度相关[9-13]。龙明秀等人[14]研究发现魔芋胶能够有效改善甘薯粉条的品质，质量比为8.5∶1.5 的甘薯淀粉与魔芋胶制备的粉条食品品质最佳。Feng Y Y 等人[15]发现壳聚糖、海藻酸钠、黄原胶相较于羧甲基纤维素钠和大豆可溶性多糖更能提高甘薯湿粉条的耐煮性。谭洪卓等人[16]发现添加量为1%的魔芋胶和沙蒿胶的甘薯粉条品质接近明矾粉条。此外，周罗娜等人[17]发现经过自然发酵的甘薯淀粉可以有效改善甘薯粉条的复水性和硬度，但是蒸煮损失增大。石彬等人[18]发现将0.1%阿拉伯胶、0.4%海藻酸钠、0.4%黄原胶和0.3%果胶复配可以提升甘薯粉条的拉伸力，进而提高其蒸煮品质。这些研究均为无明矾甘薯粉条的研发提供参考思路，但较少涉及粉条耐煮性的变化规律。

目前，市售甘薯粉条的种类按形状分有宽粉、圆粉、窄粉等，不同品牌粉条的铝含量、粗细和耐煮性均不相同。因此，收集到安阳市区内各超市及粮油商店内的不同品牌的13 种甘薯粉条产品，测定了不同品牌甘薯粉条的铝含量，并采用粉条横截面积和断条时间评价了市售甘薯粉条的耐煮性，然后根据膨胀率和断条时间分别研究了0.5%，1.0%，2.0%质量分数下（以淀粉质量计）6 种多糖对无明矾甘薯粉条耐煮性的影响规律，以期为无明矾甘薯粉条耐煮性的品质科学提升提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售甘薯粉条样品13 种，2021 年11 月购自安阳市文峰区超市及粮油市场内；黄原胶（食品级）、海藻酸钠（食品级），郑州众信化工产品有限公司提供；魔芋胶（食品级），湖北一致魔芋生物科技股份有限公司提供；果胶（食品级），新疆阜丰生物科技有限公司提供；亚麻籽胶（食品级），新疆利世得生物科技有限公司提供；羧甲基纤维素钠（食品级），河南万邦化工科技有限公司提供。

1.2 仪器与设备

JDD 01 型三量0～150 mm 游标卡尺，东莞市景有模具五金有限公司产品；C22-WT 2203 型美的电磁炉，美的集团股份有限公司产品；饸饹面条机，永康市千协贸易有限公司产品；ME 204E 型电子天平，梅特勒托利多科技中国有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 市售甘薯粉条中铝含量的测定

所购买市售甘薯粉条不进行粉碎，分别取200 g放于包装袋内送至北京市谱尼测试集团有限公司检测铝含量。测定方法按照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》第二法测定，每个样品均进行2 次重复试验。

1.3.2 市售甘薯粉条耐煮性测定

根据粉条的断条时间判定其耐煮性[4]，具体做法为测定长度为20 cm 的各粉条样品在沸水浴中煮至用筷子完全挑不起时的时间。粉条样品的粗细用样品的横截面积表示，粉条直径及长、宽均用游标卡尺测定，结果用3 次测量的平均值表示。

1.3.3 无明矾甘薯粉条的制作

参考文献[15]的方法并作适量修改，在实验室采用挤压法进行制作。称取10 g 甘薯淀粉加60 g 水，搅拌均匀后，在沸水浴中不停搅拌直至淀粉呈透明状，打芡完成。按照淀粉比例分别添加质量分数0.5%，1.0%，2.0%的多糖，控制溶解多糖与打芡的水共55～65 g，然后称取90 g 甘薯淀粉（与打芡共100 g），将淀粉和溶解的多糖加入芡中，不断揉捏使面团至均匀不黏手状态，将揉好的面团放入压面机中，匀速按压使粉条成型挤入沸水中煮一定时间后将粉条捞出并用凉水冷却，再将粉条在自然状态下晾晒24 h 以上，放入密封袋保存，即得无明矾甘薯粉条样品。

1.3.4 无明矾甘薯粉条的品质评价

分别用耐煮性和膨胀率表示粉条的品质，其中耐煮性方法同1.3.2。膨胀率为粉条横截面积与压面机模具的圆孔面积之比，因为两者均为圆形，所以用游标卡尺直接测定其各自直径，然后根据圆面积公式求其横截面积，结果用3 次测量的平均值表示。

1.4 数据处理

所有试验结果数据显著性和相关性分析在SPSS 21.0 软件进行，制图在Origine 软件中进行。

2 结果与分析

2.1 市售不同品牌甘薯粉条铝含量

市售甘薯粉条中铝含量见图1。

由图1 可知，在所检测的13 种市售粉条中，只有1 种甘薯粉条的铝含量超过了GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂国家标准》中规定粉条中铝残留量在200 mg/kg 的限量标准，具体检测值为（207.5±3.5）mg/kg，为不合格粉条产品。其余甘薯粉条产品铝含量均在200 mg/kg 之内，按照目前国标限量要求为合格产品。但是，其中有6 种产品铝含量较高，残留值在100～200 mg/kg 较高范围之内，剩余6 种产品中有5 种产品铝含量在低于50 mg/kg 较低范围之内，其中最小值为16.1 mg/kg。考虑到食品中的铝存在一定的本底值，其余粉条样品中铝含量值均在20 mg/kg 之上的均表明其在加工过程中使用了明矾[19-22]。

2.2 市售不同品牌甘薯粉条耐煮性

市售甘薯粉条的断条时间和横截面积见图2。

图2 市售甘薯粉条的断条时间和横截面积

耐煮性是甘薯粉条品质好坏的重要体现，断条时间长短可以直观地表示粉条的耐煮性品质好坏，断条时间越长，表明甘薯粉条越耐煮，品质越好[23-25]。由图2 可知，所检测的13 种甘薯粉条的断条时间均在18 min 以上，最高可达47 min 左右。而粉条的常规煮熟时间为5 min 左右，说明这些粉条在常规烹煮时间内均可保持较好的食用品质。而粉条的粗细和形状也可能会影响产品的耐煮性，通常认为粗粉条耐煮性高于细粉条[26-29]。在所检测的13 种甘薯粉条样品中，粉条的形状粗细也不同，品牌2，3，6，11，12 为宽粉条，其余均为圆粉条。品牌11 粉条断条时间最长可达47 min 左右，但横截面积只有2.7 mm2左右。而品牌3 的横截面积最大有9.9 mm2，但断条时间只有32 min 左右。品牌8 的粉条断条时间最小，为18 min 左右，但具有1.8 mm2的横截面积。可见，粉条的粗细并不是决定粉条耐煮性的主要因素。

2.3 市售不同品牌甘薯粉条耐煮性、横截面积和铝含量的相关性分析

为进一步探究甘薯粉条耐煮性与粉条铝含量、粗细之间的关系，利用SPSS 软件对市售13 种甘薯粉条样品的断条时间、铝含量、横截面积和最小宽度进行了相关性分析，其中扁形粉条的最小宽度即为粉条最薄部分的厚度，圆形粉条及其直径大小。

市售甘薯粉条各参数的相关系数见表1。

表1 市售甘薯粉条各参数的相关系数

由表1 可知，粉条的断条时间与铝含量（-0.533）、最小宽度（-0.308）呈负相关关系，与横截面积呈正相关关系（0.202），但相关性均不显著。与之前认为铝含量大小应与耐煮性高低呈正相关关系正好相反，表明铝含量多少和粉条粗细均不是甘薯粉条耐煮性的决定因素[30-31]。

2.4 不同多糖类物质对无明矾甘薯粉条耐煮性和膨胀率的影响

有研究表明，某些多糖类物质可以提升甘薯粉条耐煮性等品质，在无明矾粉条的研发方面有较大潜力[9，15，32-34]。研究了不同含量（0.5%，1.0%，2.0%，以淀粉含量计）果胶、魔芋胶、黄原胶、海藻酸钠、亚麻籽胶和羧甲基纤维素钠等6 种常见多糖对无明矾甘薯粉条耐煮性的影响。

不同多糖对无明矾甘薯粉条断条时间和横截面积的影响见表2。

表2 不同多糖对无明矾甘薯粉条断条时间和横截面积的影响

由表2 可知，果胶、魔芋胶、黄原胶和海藻酸钠可以明显提高甘薯粉条的耐煮性（等于或优于含0.3%明矾甘薯粉条），并且随着含量的增加，粉条的断条时间增大，即耐煮性增高。而添加亚麻籽胶和羧甲基纤维素钠后甘薯粉条耐煮性较差，其中羧甲基纤维素钠随着添加浓度的增大，甘薯粉条断条时间变短，说明多糖的结构类型对甘薯粉条耐煮性的形成有较大影响。由表2 可知，添加不同多糖对甘薯粉条的横截面积和膨胀率影响也不尽相同，可能与多糖具有不同的吸水能力有关，进而使粉条在糊化过程中淀粉颗粒的膨胀程度不同所导致[15，33-37]。添加2.0%海藻酸钠的甘薯粉条断条时间为26.6 min，横截面积为7.59 mm2，而添加2.0%黄原胶的甘薯粉条断条时间为34.5 min，横截面积为14.27 mm2。由此可见，甘薯粉条的耐煮性和横截面积与添加多糖的种类有关，但甘薯粉条耐煮性和横截面积两者之间并无明显的相关性，均可能与多糖和淀粉分子在加工中形成的不同微观结构有关[38-42]，具体原因则有待之后进一步阐明。

3 结论

已有研究表明，长期摄入含铝食品会导致脑组织神经原纤维缠结和淀粉样老年斑等老年痴呆症状，增加人们患老年痴呆和骨质疏松等疾病的风险[5-7]。从健康的角度出发，消费者应该避免长期摄入较高铝含量的食品。甘薯粉条中使用明矾主要是为了提高其耐煮性和筋道感[21-22]，在保证有良好食用品质的前提下应尽量降低明矾的使用量。耐煮性的高低更可能和粉条在制作过程中形成的淀粉分子微观结构有关，与蒋荣霞等人[8]的研究结果基本一致，添加明矾可以提高粉条的耐煮性，但其含量多少并不是决定因素，生产耐水煮的甘薯粉条应采用能加速淀粉回生重结晶的糊化工艺[26-28]。廖卢艳等人[29]研究发现湿热改性（含水量34%，温度105.8 ℃，处理时间1 h）甘薯淀粉所制得甘薯粉条品质显著提高，表现为粉条断条率下降，硬度和拉伸强度增加。刘婷婷等人[30]采用二次挤压技术生产无矾马铃薯粉条，结果表明一次和二次挤出温度均90 ℃，水分添加量32%时，生产的粉条具有良好的蒸煮特性。范会平等人[31]研究发现甘薯粉条老化时间比冻结时间和冻藏时间更能影响无铝甘薯粉条的品质。研究表明，改变粉条制作过程中的工艺参数也能改善最终产品质量，结合研究结果，可以推测淀粉分子在粉条加工过程中形成的分子微观结构不同才是决定甘薯粉条耐煮性不同的最主要原因。

通过13 种市售甘薯粉条的铝含量及6 种多糖对甘薯粉条（实验室制作）的耐煮性分析。结果表明，13 种市售甘薯粉条的耐煮性均较好，断条时间均在20 min 以上，但其铝含量差异较大，有1 种为铝超标不合格粉条，不合格率为7.69%，其余12 种品牌粉条中，6 种在100～200 mg/kg 较高区间范围内，6 种在0～70 mg/kg 较低区间范围内。进一步分析表明，甘薯粉条的耐煮性与铝含量的高低无显著相关性。不同多糖对甘薯粉条的耐煮性和横截面积影响不同，且耐煮性高低与粉条的横截面积大小无相关性，可能由于多糖分子结构不同，导致在粉条成型过程中其与水及淀粉分子之间的相互作用强度不同，进而使甘薯粉条的内部结构不同所导致[14-16]。甘薯粉条耐煮性高低可能取决于明矾、多糖和淀粉分子在加工中形成的不同微观结构[21-22，33]。因此，在之后的研究中，应进一步从揭示甘薯粉条的多尺度结构差异中找到合适的评价手段，进而能够更有利于清晰地揭示粉条类食品耐煮性的品质形成机制，以期为研发高品质的甘薯粉条提供理论依据。