复合增韧剂对大米凝胶特性的影响

王思远,齐军茹,杨晓泉

(华南理工大学轻工与食品学院 ,广东广州 510006)

复合增韧剂对大米凝胶特性的影响

王思远,齐军茹＊,杨晓泉

(华南理工大学轻工与食品学院 ,广东广州 510006)

利用布拉班德粘度计,DSC差示量热扫描和质构仪分析天然复合增韧剂 SPS对大米凝胶特性的影响,以不同的 SPS添加量设计实验。结果表明,SPS能降低大米糊的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度和回生值。SPS能抗黏连,降低大米粘度并抑制淀粉老化,改善大米凝胶品质,SPS对大米凝胶特性的影响与其添加量成正比。

复合增韧剂 SPS,大米,凝胶,老化

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

陈化籼米 广东省粮食科学研究所提供,粉碎过 80目筛,水分 13.93%,蛋白质 7.55%;SPS 实验室制备。

Brabender粘度计 Viscograph-E型;质构仪TA·XT2i/5;差示扫描量热仪 DCS Q100。

1.2 实验方法

1.2.1 糊化曲线测定 利用Brabender Viscograph-E型连续粘度计测定样品的粘度曲线。称取一定量样品(6%,W/W),加入适量的蒸馏水,使米粉悬液总重量为 460g,在蒸馏水中分别溶解 0、1.0%、2.5%、5.0%的 SPS(与大米粉末质量比),充分搅拌后倒入Brabender粘度计的测量容器中,从 20℃开始升温,以 1.5℃/min的速率加热到 95℃,保温 30min,再以1.5℃/min的速率冷却到 50℃,在此温度保温 30min,测量量程为 700BU,转速 75r/min。

1.2.2 差示量热扫描 称取 2.0mg样品置于铝皿中,按 1∶3的比例 (W/W)加入去离子水,在去离子水中分别溶解 0、1.0%、2.5%、5.0%的 SPS(与大米粉质量比),密封后隔夜放置平衡,再进行 DSC测试。测试参数：初始温度 20℃,终止温度 120℃,升温速率10℃/min,以空铝盒为参比。用 T0表示糊化起始温度,TP表示糊化高峰温度,△H表示淀粉糊化的吸热焓。

1.2.3 凝胶质构特性的测定 大米凝胶的制备：称取 12g样品,加入 100mL蒸馏水,在蒸馏水中分别溶解 0、1.0%、2.5%、5.0%的 SPS(与大米粉质量比),置于沸水浴中加热并搅拌,加热 20min后在室温下冷却至形成凝胶,测定其质构特性,在 4℃保存 4d后,再次测定其质构变化。

用 T A·XT2i/5型质构仪测定质构特性。测定用 P/5 Cylinder stainless探头,直径 5mm,测度速度2mm/s,探入深 20mm,质构参数用硬度 (hardness,g)和粘性 (adhesiveness,g·s)表示[6]。

2 结果与讨论

2.1 SPS对大米糊化特性的影响

由图 1 Brabender粘度测定曲线可看出：添加SPS可有效降低大米糊的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、稀懈值和回生值,并且一定范围内,这种变化还随着 SPS浓度的增加而增加,但 SPS对米粉试样的起始糊化温度无明显影响。

图 1 大米粉和添加 SPS试样粘度曲线1-对照;2-1.0%SPS;3-2.5%SPS;4-5.0%SPS

在升温过程中淀粉颗粒受热吸水膨胀,分子间和分子内的氢键断裂,淀粉分子扩散,体系黏度逐渐升高[7]。而 SPS在淀粉的这一糊化过程中能与淀粉相结合,减小了淀粉与淀粉之间的粘结作用,表现为峰值黏度和低谷黏度降低。当温度降低时,已经糊化膨胀的淀粉开始相互挤压、粘结,产生一个较大的内聚力,但由于 SPS作用在这些淀粉中间,大大降低了糊化淀粉的内聚力,从而使淀粉分子间的粘结程度降低,表现为终值黏度降低[5]。

2.2 SPS对大米热力学性质的影响

由图 2和表 1测定结果可以看出,SPS对大米的糊化温度没有影响,这与 Brabender测定的起始糊化温度不变相一致。随着 SPS量的增加,大米吸热焓也逐步增加。SPS是一种具有毛刷状结构阴离子多糖,这一特点使 SPS具有一定的网络支架作用,有一定程度的交联包被作用,它分散在淀粉中,并对淀粉进行一定程度的包被,这样使得淀粉外层得到保护,表现为吸热焓值的增加[8]。

图2 DSC扫描曲线

表1 DCS测定添加 SPS量大米热力学参数

2.3 SPS对大米凝胶质构特性的影响

由质构测定结果图 3可知：添加 SPS后,大米凝胶硬度随 SPS浓度的增大而增大,粘性随 SPS浓度的增大而减小。但在 4℃保存后 4d后,添加 SPS的凝胶硬度比未添加的小。

图 3 添加 SPS对大米凝胶质构特性的影响

有研究结果表明,添加 SPS的米饭,随着 SPS量的增加,米饭的硬度也随之增大,黏着性也会降低,这与本实验观察结果一致。与正常蒸煮米饭所需水量相比,需增加水量的 1.06～1.09倍,才会获得与正常蒸煮的米饭相同的硬度[9]。在 4℃保存后 4d后,添加 SPS的凝胶硬度比未添加的小,说明添加 SPS的大米凝胶老化程度比未添加的小。大米凝胶放置一段时间后会变硬回生,黏弹性降低,这些都是大米中淀粉老化等因素引起的。米粉加热糊化过程中,水分子和热的作用,其中有序的淀粉分子变得杂乱无序。在冷藏过程中,由于分子势能的作用,高能态的无序化逐步趋于低能态的有序化[10]。SPS可直接渗透到米面直链淀粉分子胶束中,保护胶束的水合层,防止淀粉分子胶束回复,使淀粉的分子有序性和结晶有序性降低,抑制淀粉回生。大米凝胶粘性随SPS浓度的增大而减小,与 Brabender粘度测定结果一致,说明 SPS有抗黏结性[11]。

3 结论

以上实验表明 SPS能抗黏连,降低大米粘度并抑制淀粉老化,改善大米凝胶品质,且其对大米凝胶特性的影响与其添加量成正比。SPS对改良大米凝胶食品如米粉等有重要意义,在食品中存在着很大的应用潜力。

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Effect of composite toughening agent on rice gel characteristics

WANG Si-yuan,QI Jun-ru＊,YANG Xiao-quan
(College ofLight Industry and Food Sciences,South China University of Technology,Guangzhou 510006,China)

The effec t of comp os ite toughening agent SPS through d iffe rent add ition on the ge la tinisa tion and re trog rada tion of rice was s tud ied by B rabende r Viscog rap h,DSC and Texture Ana lyse r.The results showed tha t add ition of SPS s ignificantly dec reased the p eak,b reakdown,fina l and se tback viscos ities of rice p as ting.It could reduce the adhes iveness of rice while the ra te and extent of re trog rada tion of rice ge ls we re reduced effic iently.The effec twas p rop ortiona l to the add ition of SPS.

comp os ite toughening agent SPS;rice;ge la tinisa tion;re trog rada tion

TS202.3

A

1002-0306(2010)03-0322-03

大米在一定的水分和温度下糊化后,直链淀粉分子从膨润的淀粉颗粒中渗析出来,通过分子链间的相互作用,以双螺旋形式互相缠绕形成连续的三维网络凝胶结构,充分水化膨胀的淀粉粒被包裹在直链淀粉网络中,形成具有一定黏弹性和强度的凝胶[1]。食品工业中常利用这一性质制作出风味独特的凝胶食品,其中最典型的就是米粉的生产[2]。影响米粉等淀粉质凝胶食品品质的因素很多,生产工艺较复杂[3]。目前国内外在大米原料的品种、添加剂、加热温度及物理挤压等条件方法均有所研究[4-5],本实验将探讨复合增韧剂 SPS对其凝胶品质的影响。天然复合增韧剂 SPS是一种酸性多糖,结构类似果胶,其主链是由聚半乳糖醛酸 (GN)和聚鼠李糖半乳糖醛酸 (RG)组成,侧链为β-1,4-半乳糖,并有海藻糖和阿拉伯糖残基和它相连。SPS具有一定的网络支架作用,能起到一定程度的交联包被作用。SPS除具有膳食纤维所具有的功能特性外,还具有许多优越的功能特性,如抗黏结性、成膜性等。本实验以籼米全粉为原料,研究 SPS对其糊化特性、凝胶品质的作用,旨在以所得结论为大米凝胶食品品质的改良提供理论依据和技术参考。

2009-05-11 ＊通讯联系人

王思远(1987-),女,在读硕士研究生,研究方向：粮食及蛋白质工程。

粤港关键领域重点突破项目(2008A024200005)。