豌豆凉粉配方工艺优化研究

王 林

（四川旅游学院烹饪学院，四川 成都 610100）

凉粉是我国一种非常受欢迎的特色小吃，其主要利用淀粉糊化而形成，属于淀粉凝胶类产品之一[1-2]。因其具有晶莹剔透、口感润滑的特有风味，深受大众喜爱。随着食品工业化的飞速发展，凉粉的种类也日益丰富。目前，制作凉粉的主要原料有大米淀粉、豌豆淀粉、绿豆淀粉、薯类淀粉等，不同种类淀粉产生的抗性淀粉有所差别，导致其口感及产品状态有所差异。目前对于淀粉凝胶类凉粉的研究主要集中于凉粉的工艺优化及老化等问题。豌豆淀粉逐渐成为大多凉粉制作的主选原料。杜先锋等[3]对糖、无机盐、pH、单甘酯等改良剂对淀粉凝胶强度的改良效果进行了研究，并得出这些成分增强淀粉凝胶强度的机理主要是由于添加剂中的成分与淀粉大分子发生作用。郑安雄[4]通过比较不同种类淀粉及改性方法对豌豆凉粉凝胶强度的影响发现，改性淀粉的凝胶强度显著优于原始淀粉的凝胶强度。在淀粉中使用不同种类的改良剂，得到的淀粉的凝胶特性不同[5-6]。

传统凉粉在制作过程中通常需添加明矾来加速其凝固，而明矾中含有一定量的铝元素，长期食用对人体会产生一定的危害；加之凉粉在加工、储藏过程中易发生回生即老化的现象[7]，严重影响了凉粉产品的工业化发展。因此改善凉粉的凝胶特性、优化凉粉的制作工艺对推动凉粉的工业化生产具有一定的积极作用。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

豌豆淀粉、蔗糖、食盐，皆购于四川永辉超市。

卡拉胶、柠檬酸、食用碱，皆为食品级，购于成都润泽试剂有限公司。

1.1.2 仪器与设备

JD 200-3 型电子天平，江苏淮安翔宇电子有限公司；MDF-U338 型医用低温冰箱，大连三洋冷链有限公司；TMS-Touch 250 N 型质构仪，美国食品技术有限公司；HH-2 型数显恒温水浴锅，上海光地仪器设备有限公司；GL-22MC 型高速冷冻离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；MB45 型卤素水分测定仪，奥豪斯国际贸易（上海）有限公司；CX41型双目生物显微镜，上海普赫光电科技有限公司；离心管、玻璃仪器等由四川旅游学院重点试验室提供。

1.2 方法

1.2.1 豌豆凉粉制作的工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 调浆

在淀粉中加入少量的溶解介质进行搅拌，边搅拌边加入热溶解介质，使淀粉呈悬浮状态。

1.2.2.2 静置

静置更有利于淀粉与水的混合，有助于淀粉吸收更多的水分。将调制好的淀粉浆静置处理15~20 min。

1.2.2.3 水浴加热、蒸煮

将静置后的淀粉浆置于微沸的水浴锅中进行蒸煮，蒸煮过程中要顺着一个方向进行搅动。

1.2.2.4 冷却

将蒸煮好的凉粉取出冷却至室温，用于相关指标的测定。

1.2.3 单因素试验设计

根据前期试验结果，同时参考黄倩[8]试验设计。以豌豆淀粉（含水量13.2%、蛋白质含量0.6%、直链淀粉含量37.6%）和水的总质量为100%，固定料液比（豌豆淀粉与水的质量比）1∶4.5、食盐质量分数1.0%、蔗糖质量分数6%、卡拉胶质量分数0.8%、溶液pH 7.0、加热温度90 ℃、加热时间50 min，改变其中某一因素的水平，按照“1.2.1”中方法制备豌豆凉粉，进行单因素试验。分别考察料液比（1∶0.5、1∶2.5、1∶4.5、1∶6.5、1∶8.5）、食盐质量分数（0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、蔗糖质量分数（0、3%、6%、9%、12%）、卡拉胶质量分数（0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%）、溶液的 pH（5、6、7、8、9）、加热温度（60、70、80、90、100 ℃）、加热时间（20、35、50、65、80 min）对豌豆凉粉凝胶特性的影响。

1.2.4 正交试验设计

在单因素试验的基础上，确定以料液比（豌豆淀粉与水的质量比）、食盐质量分数、蔗糖质量分数、卡拉胶质量分数、pH、加热温度、加热时间为主要影响因素，以感官评分为评价指标进行L18（37）正交试验[9]。试验因素水平见表1。

1.2.5 测定项目与方法

1.2.5.1 淀粉基础指标

水分含量测定参照陈芳芳[10]的方法；粗蛋白含量的测定参照GB 5009.5—2016[11]中的凯氏定氮法；粗脂肪含量的测定参照GB 5009.6—2016[12]中的索氏抽提法；直链淀粉含量的测定参照GB/T 15683—2008[13]中的方法；微观结构通过双目生物显微镜进行测定（×100）。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels for orthogonal experiment

1.2.5.2 凝胶强度

参考杨玉玲等[14]方法并进行适当修改。将凉粉切成长×宽×高为2 cm×2 cm×1.5 cm 的小块，进行淀粉凝胶强度的测定。探头型号为P/0.5 柱形探头，测定模式为TPA 模式。参数设置为：测前速度2.0 mm/s，测量速度1.0 mm/s，测后速度2.0 mm/s。每组样品进行5 次重复，结果取平均值。

1.2.5.3 感官品质评定

参考王锦云等[15]的方法并进行适当修改。采用双盲法，由四川旅游学院烹饪与食品学院的10 名学生组成感官评定小组，每个成员在进行下一组感官评定前应用清水漱口，避免交叉影响。分别对产品的凝胶效果、口感、色泽与透明度、香气、消费者喜爱程度五方面进行感官评定，每项指标占总分的20%，满分为4 分。具体的评价标准如表2 所示。

表2 豌豆凉粉的感官评分标准Table 2 Sensory scoring criteria of pea jelly

1.2.6 数据处理

应用SPSS 20.0 及Origin 2017 进行数据分析处理及绘图。

2 结果与分析

2.1 豌豆淀粉的基本特性研究

由表3 可知，豌豆淀粉主要由水分、直链淀粉、少量的粗蛋白及粗脂肪等成分组成。这些基本成分与淀粉的凝胶性质直接相关。其中直链淀粉与豌豆淀粉凝胶特性关系最为紧密。淀粉在糊化过程中其直链淀粉会大量地释放出来，形成三维立体网状结构，进而形成凝胶。通常直链淀粉含量越高，豌豆凉粉的凝胶性越好。

表3 豌豆淀粉基本成分表Table 3 Basic composition of pea starch 单位：%

由图1A 自测的光学显微镜及参考杨玉玲等[14]测量的电子显微镜（图1B）的研究结果可知，豌豆淀粉的颗粒形状呈椭圆形，且表面较为光滑。赵敏[16]研究表明，豌豆凉粉的凝胶特性与豌豆淀粉颗粒的大小及颗粒形状显著相关。

图1 豌豆淀粉的微观粒子形态Fig.1 Microparticle morphology of pea starch

2.2 豌豆凉粉工艺配方单因素试验结果

2.2.1 料液比（豌豆淀粉与水的质量比）对豌豆凉粉凝胶特性的影响

由表4 可知，液料比对豌豆凉粉的凝胶强度及感官评分的影响显著（P＜0.05）。随着水分含量的增加，豌豆凉粉的凝胶强度逐渐降低，而产品感官评分则呈先升高后降低的趋势。当水分含量较低时，豌豆凉粉的凝胶强度偏大，口感较为粗糙，弹性较差；随着水分含量的增加，豌豆凉粉逐渐溶解完全，料液比（豌豆淀粉与水的质量比）为1∶4.5 时豌豆淀粉参与形成三维立体网状的凝胶结构含量最为适宜，因此凝胶度及感官状态较好。但是当水分含量继续增加时，形成的豌豆凉粉较为稀薄，致使凉粉的成形度较差，弹性较弱，因此感官评分较低。综合评定，较佳的料液比（豌豆淀粉与水的质量比）为1∶4.5。

表4 料液比对豌豆凉粉凝胶强度及感官品质的影响Table 4 Effect of material to liquid ratio on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.2 食盐质量分数对豌豆凉粉凝胶特性和感官品质的影响

由图2 可知，食盐质量分数对豌豆凉粉的凝胶强度及感官评分的影响显著（P＜0.05）。随着食盐含量的增加，豌豆凉粉的凝胶强度呈先升高后降低的趋势。当食盐质量分数低于1.0%时，豌豆凉粉的凝胶强度变化较小，这是因为此时溶液中的离子强度较低，对豌豆淀粉的凝胶强度影响较弱；当食盐质量分数为1.0%时，豌豆凉粉的凝胶强度达到最大值（495.6 g）；当食盐质量分数大于1.0%时，随着食盐含量的逐渐增多，溶液中的离子强度逐渐增强，大量的离子对淀粉的糊化温度产生了一定的影响，使得豌豆凉粉的凝胶强度有所降低。当食盐质量分数低于1.0%时，豌豆凉粉的感官评分最高。因此，添加食盐质量分数1.0%制作豌豆凉粉较好。

图2 食盐质量分数对豌豆凉粉凝胶强度及感官品质的影响Fig.2 Effect of salt addition on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.3 蔗糖质量分数对豌豆凉粉凝胶特性和感官品质的影响

由图3 可知，蔗糖质量分数对豌豆凉粉的凝胶强度及感官评分的影响较明显。随着蔗糖质量分数的增加，豌豆凉粉的凝胶强度逐渐增加。当蔗糖质量分数低于6%时，豌豆凉粉的凝胶强度改善不明显；当蔗糖质量分数超过6%时，豌豆凉粉的凝胶强度逐渐上升，此时感官评分也逐渐的升高；当蔗糖质量分数为9%时，豌豆凉粉的感官评分达到最高值（3.26分），此时豌豆凉粉的凝胶状态较好，口感最佳。因此，综合评定得出制作豌豆凉粉较佳的蔗糖质量分数为9%。

图3 蔗糖质量分数对豌豆凉粉凝胶强度及感官品质的影响Fig.3 Effect of sucrose addition on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.4 卡拉胶质量分数对豌豆凉粉凝胶特性和感官品质的影响

由图4 可知，卡拉胶质量分数对豌豆凉粉的凝胶强度及感官评分的影响极显著（P＜0.01）。卡拉胶中具有双螺旋结构，此结构有助于形成三维立体网状结构，从而可增加豌豆凉粉的凝胶强度[17]，故随着卡拉胶质量分数的增加，豌豆凉粉的凝胶强度也逐渐增加。然而当卡拉胶添加过量时，将会对产品的感官品质产生不利的影响，所以当卡拉胶质量分数为1.2%时，豌豆凉粉的感官评分降低。结果表明，制作豌豆凉粉时添加的卡拉胶质量分数1.0%为宜。

2.2.5 pH 对豌豆凉粉凝胶特性和感官品质的影响

图4 卡拉胶质量分数对豌豆凉粉凝胶强度及感官品质的影响Fig.4 Effect of carrageenan addition on gel strength and sensory quality of pea jelly gel

由图5 可知，pH 对豌豆凉粉的凝胶强度及感官评分的影响显著（P＜0.05）。随着pH 逐渐升高，豌豆凉粉的凝胶强度呈先升高后降低的趋势，并且当pH为7 时，凉粉的凝胶强度及感官评分均达到最高值。淀粉在形成凝胶时大多呈酸性，中性及偏碱性的环境将更有利于淀粉形成凝胶[18]。因此，制作豌豆凉粉时最佳 pH 为 7。

图5 pH 对豌豆凉粉凝胶强度及感官品质的影响Fig.5 Effect of pH on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.6 加热温度对豌豆凉粉凝胶特性和感官品质的影响

由表5 可知，加热温度对豌豆淀粉的凝胶强度及感官评分的影响显著（P＜0.05）。随着加热温度的升高，豌豆凉粉的凝胶强度也逐渐增强，此时豌豆淀粉在分散介质的作用下逐渐凝固形成凝胶状，凉粉的色泽逐渐趋于透明[19]；随着加热温度的继续升高，凉粉中的水分逐渐地蒸发出来，致使凉粉的成形性较差，质地较硬，口感不好，因此当温度超过80 ℃时，豌豆凉粉的感官评分出现了下降的趋势。综合凝胶强度和感官评分得出，制作豌豆凉粉时适宜的加热温度为80 ℃，此时豌豆凉粉的凝胶强度适中，感官品质较好。

表5 加热温度对豌豆凉粉凝胶强度及感官品质的影响Table 5 Effect of heating temperature on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.2.7 加热时间对豌豆凉粉凝胶特性和感官品质的影响

由表6 可知，加热时间对豌豆淀粉的凝胶强度及感官评分的影响显著（P＜0.05）。随着加热时间的延长，豌豆凉粉的凝胶强度逐渐增加。当加热时间较短时，豌豆凉粉并没有糊化完全，致使其成形度较差；随着加热时间的逐渐延长，豌豆凉粉的组织结构变得致密，口感也逐渐变得光滑；继续加热时，原本已经成形的组织结构在长时间的加热条件下受到破坏，豌豆凉粉的质地逐渐变稀薄，弹性变差，口感及质地也变得不易接受。因此，恰当的加热时间有助于淀粉凝胶产品的糊化。综合试验结果，得出制作豌豆凉粉时适宜的加热时间为50 min。

表6 加热时间对豌豆凉粉凝胶强度及感官品质的影响Table 6 Effect of heating time on gel strength and sensory quality of pea jelly

2.3 正交试验结果

在单因素试验的基础上，以料液比（豌豆淀粉与水的质量比）、食盐质量分数、蔗糖质量分数、卡拉胶质量分数、pH、加热温度、加热时间为主要影响因素，以感官评分为评价指标进行L18（37）正交试验，试验结果如表7 所示。

由极差分析可以得出，各因素对豌豆凉粉感官评分的影响次序为：A（料液比）＞D（卡拉胶质量分数）＞C（蔗糖质量分数）= F（加热温度）＞B（食盐质量分数）＞E（pH）＞G（加热时间），其中料液比（豌豆淀粉与水的质量比）对豌豆凉粉的感官品质影响最大。豌豆凉粉制作的最佳配方工艺组合为A3B1C3D2E1F1G2，即料液比（豌豆淀粉与水的质量比）1∶5.5，食盐质量分数0.8%，蔗糖质量分数10%，卡拉胶质量分数1.0%，pH 6.5，加热温度75 ℃，加热时间50 min，此时产品的感官评分为3.3 分（满分4 分），低于正交试验表中的试验16。因此，确定豌豆凉粉制作的最佳工艺配方组合为A3B1C3D2E3F1G2，即料液比（豌豆淀粉与水的质量比）1∶5.5，食盐质量分数0.8%，蔗糖质量分数10%，卡拉胶质量分数1.0%，pH 7.5，加热温度75 ℃，加热时间50 min，此时产品的感官评分为3.4 分（满分4分）。此工艺配方条件下制成的豌豆凉粉质地细腻、光滑、弹性好、色泽及滋味最受人们喜欢，整体感官品质最佳。

表7 正交试验结果Table 7 Orthogonal experimental results

3 讨论与结论

料液比（豌豆淀粉与水的质量比）、食盐质量分数、蔗糖质量分数、pH、加热温度和加热时间对豌豆凉粉的凝胶强度及感官评分具有显著影响，卡拉胶质量分数对豌豆凉粉的凝胶强度及感官评分具有极显著影响（P＜0.01）。试验结果得出，较高的食盐含量、pH 均会降低豌豆凉粉的凝胶强度，而当豌豆淀粉蔗糖、卡拉胶含量、加热时间及加热温度逐渐增多时，豌豆凉粉的凝胶强度会变强。试验结果表明，制作豌豆凉粉的最佳配方工艺条件为：料液比（豌豆淀粉与水的质量比）1∶5.5，食盐质量分数0.8%，蔗糖质量分数10%，卡拉胶质量分数1.0%，pH 7.5，加热温度75 ℃，加热时间50 min，此时制得的豌豆凉粉的感官评分最高，为3.4 分（满分4 分）。该配方工艺条件下制成的豌豆凉粉质地细腻、光滑、弹性好、色泽及滋味最易于接受，整体感官品质最佳。由极差分析可以得出各因素对豌豆凉粉感官评分的影响次序为：料液比（豌豆淀粉与水的质量比）＞卡拉胶质量分数＞蔗糖质量分数=加热温度＞食盐质量分数＞pH＞加热时间，其中料液比（豌豆淀粉与水的质量比）对豌豆凉粉的感官品质影响最大。