徐忠,孙月,蓝英阁,方超,王胜男,王艳
(哈尔滨商业大学 食品工程学院,哈尔滨 150076)
变性淀粉是指在淀粉原有性质的基础上,为了改善其性能和扩大应用领域,通过物理、化学或酶法处理,使其更适合食品工业的要求而制得的淀粉衍生物[1]。食用变性淀粉作为食品增稠剂已列入GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》[2],可以起到提高食物的保水性、稳定性,延长食物货架期的功效,在食品工业中已得到广泛应用[3,4]。调味品是指能够增加食品香味,改变颜色,使食品更美味和有益于人体健康的辅助性食品。随着中国食品产业和餐饮业的快速发展,调味品的加工和应用也得到了飞速的发展,变性淀粉在调味中的应用也逐渐增加,本文总结了近10年来变性淀粉在调味品加工中的应用研究进展,为变性淀粉在调味品加工中的进一步应用提供了理论参考。
在蚝油中添加一定量的变性淀粉,可以赋予产品更好的组织状态和流动性,防止产品分层,提高产品的稳定性和品质,延长保质期。不同原料及不同种类的变性淀粉对蚝油品质的影响有不同的效果。
任建辉[5]研究了玉米、木薯和马铃薯3种酯化交联淀粉对蚝油品质的影响,研究表明:加入玉米变性淀粉的蚝油贮藏2个月后,蚝油出现分层,有大块结团,无流动性,稠度变稀,挂壁严重,失去了蚝油应有的状态。而加入木薯和马铃薯变性淀粉的蚝油贮藏24个月还具有较好的感官品质。分析原因认为玉米淀粉直链淀粉含量较高,为25%~30%,而木薯和马铃薯淀粉中直链淀粉含量较低,为15%~17%,在这个优势上再进行酯化交联变性处理,使淀粉更具有保水、抗机械加工能力,因此比较适合蚝油的生产加工。邓瑞君等[6]通过比较冻融稳定性、热稳定性、黏度、感官特性和贮藏稳定性等性质,研究了蚝油中5种改性淀粉的添加效果。结果显示:其中2种蜡质玉米交联淀粉的冻融稳定性和热稳定性较好,黏度较适中,应用在蚝油中,蚝油的感官质量、黏附性和稳定性都很好,可以单独作为稳定剂在蚝油中使用;剩余3种蜡质玉米羟丙基交联淀粉的冻融稳定性较差,蚝油的感官质量不好,容易分层,为了使蚝油的稳定性提高,可以复配一定量的黄原胶达到一定的效果。
罗发兴等[7]对木薯淀粉和蜡质玉米淀粉进行交联羟丙基的改性,研究了改性之前及改性之后淀粉在蚝油中的应用成效。结果显示:没有经过改性的原淀粉应用在蚝油中时,蚝油的分散性、黏稠度和稳定性均达不到良好的成效,改性后的交联羟丙基木薯淀粉与交联羟丙基蜡质玉米淀粉的加入可使蚝油产生良好的稳定性、黏稠度、透明度等感官质量。石海信等[8]研究表明,添加交联辛烯基琥珀酸淀粉酯对改善蚝油的品质有显著效果,可以防止蚝油的分层沉淀。他们利用模糊评价方法对不同配方处理的蚝油的感官质量进行了综合评定,得出的最佳配方为:3%的交联辛烯基琥珀酸淀粉酯,0.1%的黄原胶,0.2%的CMC,此配方下制作的蚝油效果最好。张杨[9]对羧甲基玉米淀粉钠-硬脂酸淀粉酯的制备工艺进行了研究,分析了改性淀粉的结构和理化性质,考察了在蚝油中的初步应用,确定了蚝油的最佳工艺配方:酱油66.7%,糖7.0%,大豆油0.3%,味精0.27%,变性淀粉6%(酯化度0.01538,水分12.20%),水18.90%,结果表明:自制蚝油达到了市售耗油产品的标准,且具有一定的贮存稳定性。
在番茄酱中加入变性淀粉可有效提高番茄酱的黏度,使产品的口感细腻,提高了样品的结构稳定性和保水性,减少了储藏过程中的析水现象,改善由于长时间储存造成的固液分层现象。
伍颖华等[10]对颗粒状冷水可溶淀粉制备成高黏度番茄酱的工艺进行了研究,通过单因素实验最终选择了对番茄酱质量指标影响较大的3个主要因素,采用正交实验确定了最佳工艺条件:每 80 mL 番茄酱中添加20 g糖、 2 g盐和7%颗粒状冷水可溶性淀粉,其产品性质固形物含量为29%,黏度为21.64 Pa·s,色差为 2.15,对比实验表明制备的产品各项指标优于市售产品。房丽娜[11]采用添加3%的磷酸酯淀粉、3%的丁二酸酯化淀粉和3%的辛烯基琥珀酸酯化淀粉制备番茄酱,研究了变性淀粉对番茄酱理化性质、流变学性质和微观结构的影响。实验结果表明,添加改性淀粉后的样品保水性增强,番茄酱的流动特性显示出剪切变稀现象,为具有屈服应力的假塑性流体;加入改性淀粉后,体系的平均粒径较小,粒径分布更均匀;样品体系之间的静电作用力增强,出现了更多的网状结构,孔洞更加密集,表面更光滑,体系变得更稳定。
宋骁[12]通过添加3%、4%和5%的羟丙基二淀粉磷酸酯制备番茄酱,并对番茄酱的理化性质和颗粒结构进行了研究。实验结果显示,加入变性淀粉之后的番茄酱表现出了较强的流变学特性,并且强度随着羟丙基二淀粉磷酸酯的浓度升高而增大。粒度、电镜和染色实验分析显示,随着羟丙基二淀粉磷酸酯的加入,番茄酱的粒径降低,填充了番茄间的“空隙”,均匀地分布在番茄酱体系中,防止了酱体水分的析水,提高了番茄酱的稳定性。卞科军[13]研究了羟丙基乙酰化二淀粉己二酸酯的微波制备工艺,分析了产品的理化性质,并记录了变性淀粉在番茄酱中的应用。实验得出番茄酱的最佳配方(以质量分数计)为: 20%的番茄酱、16%的糖、2.5%的盐、4%的白醋、2.2%的羟丙基乙酰化二淀粉己二酸酯和55.3%的水。利用物性测试仪对按此配方制得的产品的流变学特性进行了分析,结果表明:与市售产品相比,硬度略小,弹性、粘结性、胶粘性相差不大,咀嚼性略小,粘合性在测定范围之内,冷藏 30 天后,除硬度略微下降之外,其他各项指标都略微上升,整体变化不大,说明产品具有一定的储藏稳定性。
将变性淀粉加入到烘焙果酱中,可以增加果酱的热稳定性,保水性,还可代替果酱中的凝胶剂,降低生产成本。
黄巍峰等[14]以蜡质玉米淀粉为原料,制备了不同交联度以及不同取代度的4种磷酸盐交联羟丙基改性淀粉和2种己二酸交联乙酰化改性淀粉,研究了6种改性淀粉对果酱的保水性、耐高温烘焙性以及感官品质的影响,确定烘培果酱的最佳配方为:5%~8%的改性淀粉,10%的蔗糖, 20%~40%的糖浆,0.5%~1%的黄原胶、海藻酸钠、CMC-Na、果胶,1%~5%的山梨糖醇,适量果肉浆、色素、防腐剂、缓冲盐等。结果显示:热稳定性和耐酸性能最好的是高交联度磷酸盐交联羟丙基化蜡质玉米改性淀粉,它可以提高体系的黏度和持水性,改善烘焙果酱的烘烤性,使烤制出的产品拥有良好的外观和口感。
任建辉[15]研究了酯化淀粉和交联酯化淀粉在菠萝果酱中的应用,研究结果表明:酯化淀粉能改善果酱的稠度、透明度、亮度、组织状态和口味,但缺点是冻融稳定性不好,不适合应用于果酱。交联酯化淀粉能赋予果酱很好的稠度、透明度和冻融稳定性,因此适合菠萝果酱的制作。赵娜[16]研究了交联乙酰化淀粉在低糖果酱中的应用性能,分析了产品的微观结构、粒度、流变学特性及理化性质,研究结果表明:颗粒尺寸在交联乙酰化淀粉加入后明显变小,从148 μm降至40 μm左右,体系形成了更加均匀的网状结构。加入不同浓度的交联乙酰化淀粉,样品呈现出有屈服应力的假塑性流体,在堵塞过程中形成了三维网状结构,添加 20%的交联乙酰化淀粉时所形成的果酱剪切变稀的程度最强,凝胶强度最大。黏度随着变性淀粉加入量的增加而增加,由感官试验得出:当交联乙酰化淀粉的加入量为 20%时评分达到最高。
在酱油加工中应用变性淀粉,可起到防腐、保鲜和提高产品稳定性的目的,利用变性淀粉作为壁材还可以生产储存和使用方便的固体粉末酱油。
陈红梅等[17]研究了富马酸淀粉乙酯的制备工艺,并且在酱油中加入不同量的富马酸淀粉乙酯,观察产品的口感和颜色,计算了抑菌率,并探讨了其在酱油中的防腐保鲜效果。研究结果表明:在酱油中加入不同浓度的富马酸淀粉乙酯,没有改变颜色,当浓度添加为0.5 g/L时,酱油出现微辛辣味,当浓度加入0.4 g/L时,对酱油的抑菌率达到98%以上,且对酱油的口感和颜色没有影响,效果最佳。
刘晓晨等[18]研究了不同微胶囊壁材配方对酱油感官指标、含水量和耐湿性的影响,结果表明:采用喷雾干燥法制备酱油粉末时,加入7.5%的氧化淀粉、2.5%的阿拉伯胶和30.5%的麦芽糊精进行微胶囊的包埋处理,得到的产品口味良好、水分含量较低,并且能够有效地改善产品的耐湿性。陈翠兰等[19]研究了非晶颗粒态淀粉在酱油中的应用,分别将5%、10%、15%的非晶颗粒态淀粉加入到适量的液体酱油中,通过真空冷冻干燥制得粉末酱油,分析了还原酱油的性质。研究结果表明:非晶颗粒态淀粉在冷冻干燥的过程中起到了保护作用,并且随着用量的增加,酱油变得易干燥且回收粉末量增多。
张洪微等[20]以玉米淀粉为原料,采用喷雾干燥的方法制备粉末酱油,通过正交试验得到的最佳工艺参数为:多孔淀粉加入量14%,进风温度设定为175 ℃,进样泵流量9 mL/min。此条件下制得的粉末酱油的色率为2579,红色指数为2.275,都接近原酱油,应用气相色谱方法测定了粉末酱油的风味成分,经对照分析可以得出粉末酱油较好地保存了原酱油的风味。谷绒等[21]研究了羧甲基多孔淀粉的制备工艺和性能,以羧甲基多孔淀粉为原料,直接吸附液体酱油来制备粉末酱油,再分析其性质。实验结果表明:羧甲基多孔淀粉拥有良好的吸水性和溶解性,制得的粉末酱油产品在感官质量、氨基酸态氮和吸潮稳定性上都有良好的效果。朱弘毅等[22]以颗粒冷水可溶多孔淀粉为载体,采用冷冻干燥方法制备了粉末酱油,并使用差示量热扫描仪分析了其制备过程中热力学性质的变化,结果表明:颗粒状冷水中可溶性多孔淀粉制得的酱油中的氨基酸态氮含量为0.487 g/dL,有利于氨基酸态氮的保留。糊化曲线显示酱油的起始温度、峰值温度和终止温度分别为68.15,75.16,79.74 ℃,基本上与颗粒冷水可溶多孔淀粉保持一致,只是糊化起始温度、糊化峰值温度和糊化终止温度发生了改变。
变性淀粉加入到调味酱、汁中,可以起到增稠的作用,改善组织状态,降低调味酱的离心沉淀率,提高产品的稳定性。
安昕等[23]研究了辛烯基琥珀酸淀粉钠的用量对花生酱稳定性的影响,结果显示:当加入8%的辛烯基琥珀酸淀粉钠,以900 r/min的速度匀浆,匀浆时间为3 min时,制得的花生酱的离心乳析率为0.92%,离心沉淀率为1.60%,都达到最低值。与原浆相比具有更好的稳定性和更高的感官评分,并且黏度也与花生原浆最接近;郑小江等[24]选用菌种扩散摇床无菌培养方法,利用正交实验研究了对功能性豆腐乳生产影响最主要的因素,研究结果表明:复合稳定增稠剂对腐乳酱的增稠效果好于单一稳定增稠剂,因此复合稳定剂的最佳工艺参数为:0.8%的羧甲基纤维素钠,0.08%的黄原胶,3.0%的羟丙基淀粉,在此条件下豆腐乳酱不易出现分层沉淀现象,且口感细滑爽口。
孙慧敏[25]研究了预糊化的交联羟丙基糯米淀粉和预糊化的交联羟丙基糯米淀粉的制备工艺,把2种淀粉复配用于制备无蛋沙拉酱,依据单因素以及正交实验得到产品基本配方(前提是50%~60%的加油量)为:16 g预糊化的交联羟丙基糯米淀粉(A),14 g预糊化的辛基琥珀酸糯米淀粉酯(B)、160 g水,20 g白醋,30 g糖,9 g盐,350 g色拉油。流变分析表明:淀粉质沙拉酱产品属于假塑性流体,黏度随着剪切速率的增加而降低,弹性模量大于黏性模量,是一种固体性质占优势的黏弹性体,流变曲线类似于市售沙拉酱(油含量 50%左右)。产品颜色呈乳白色,乳化性更稳定,口感细腻、光滑、厚实,比传统鸡蛋色拉酱更持久、更稳定。
王嫣等[26]通过实验以蜡质玉米淀粉为原料分别制备了乙酰化双淀粉己二酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯和羟丙基二淀粉磷酸酯,分别考察了3种改性淀粉、羟丙基二淀粉磷酸酯(2.5%)与黄原胶和卡拉胶(0.5%)复配体系在模拟咸味调味酱体系中的应用效果,研究结果表明:与其他2种相比,羟丙基二淀粉磷酸酯最稳定,增稠效果最好,因此可更好地应用于高盐和高剪切作用的酱料体系中。
张淑芬等[27]选用蜡质玉米淀粉为原料,经环氧丙烷和三偏磷酸钠醚化交联改性后,观察了2种变性淀粉的质量浓度、蒸汽压力、滚筒转速对预糊化淀粉的糊化度和溶解速率的影响,通过正交实验确定了最佳的工艺条件。将最优条件下制备的预糊化变性淀粉用于制备卡仕达酱,确定卡仕达酱的基本配方为:预糊化变性淀粉5%~8%,白砂糖15%~18%,全脂乳粉6%~8%,蛋黄粉6%~8%,黄油4%~6%,卡拉胶0.1%~0.2%,蔗糖脂肪酸酯0.1%~0.2%,山梨酸钾0.1%~0.2%,柠檬酸0.1%~0.2%,水适量。研究结果表明:该预糊化变性淀粉可以使产品拥有良好的组织结构和细腻滑嫩的口感,卡仕达酱表面光滑,口感细腻,黏度、凝胶性适宜,且具有较好的热稳定性。
综上所述,变性淀粉在调味品加工中的应用已广泛开展,由于变性淀粉的性能受淀粉原料、变性淀粉种类及淀粉变性程度的影响较大,因此,对于不同的调味品,根据调味品品质需求的特点,今后要有针对性地研究专属的变性淀粉品种,尤其在国家食品添加剂安全标准允许使用的变性淀粉种类和技术指标范围内,要多从变性淀粉原料的选择和变性程度的调整方面进行研究,进一步开展变性淀粉复配以及变性淀粉与胶体复配在调味品加工中的应用基础研究,为保证调味品的安全、提高调味品的品质和贮藏性能奠定基础。