小麦淀粉糊化前浸泡处理对凉皮品质的影响

张波波，郑帅帅，艾志录*，范超奇，程增辉，焦鸿钢，王超，范会平

（1.河南农业大学食品科学技术学院，河南郑州 450002）

（2.农业农村部大宗粮食加工重点实验室，河南郑州 450002）

凉皮是一类淀粉凝胶食品，包括蒸面皮、酿皮、粉皮，是我国独具特色且被广受欢迎的传统小吃[1,2]。传统的凉皮制作方法是对小麦粉进行洗面筋处理，再对留下的淀粉调浆处理，在水及热的作用下，淀粉经糊化和老化形成有一定弹性和强度的凝胶（即凉皮）[2]。该过程操作复杂，产品质量绝大程度上依赖于个人经验，不同店铺甚至不同批次产品的差异较大；另外该传统手工生产方法，存在劳动力转换低、卫生不达标且产量不足的现状。所以利用高纯度的商业食品用小麦淀粉为原料，可以一定程度上解放生产力，提高凉皮质量稳定性及凉皮的产量。但目前关于小麦淀粉加工特性对凉皮品质影响的研究较少[3,4]，这限制了凉皮产业的标准化和工业化发展。

虽然有报道认为，不同粒度的小麦淀粉混合有助于制作品质良好的凉皮，但仍需先离心处理以分离获得不同粒度的淀粉[5]。另外虽然糊化小麦淀粉的热稳定性好[6]，但高纯度小麦淀粉黏着力较低[7]，所以高纯度小麦淀粉不适宜直接调浆以蒸制凉皮。而浸泡是一种安全又经济，且能改变淀粉组成或分子结构，以影响淀粉类食品感官品质的古老加工方法[8-10]；如对红薯淀粉进行1～12月的浸泡处理后制成的食物感官品质优于新鲜红薯淀粉[8]；对大米[9]、荞麦[10]籽粒进行4～6 d浸泡处理后，同样能够改善大米淀粉凝胶和荞麦淀粉弹性、咀嚼性和黏着性等特性。然而以上浸泡处理时间较长，一定程度上提高淀粉类食品生产成本；且长时间浸泡过程中会产生大量微生物，也容易造成不同批次食品感官品质不一致的情况。因此，本文拟采用短时间（0～24 h）的浸泡处理，以考察小麦淀粉浸泡处理与凉皮品质的关系。本研究旨在为获得稳定品质的凉皮及为凉皮产业的进一步推广提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 实验原料

小麦淀粉购买于滕州市宁源食品有限责任公司。直链淀粉含量检测试剂盒，北京Solarbio公司。

1.2 主要仪器设备

TA-XA PLUS质构仪，英国StableMicro-Systems公司；DHR-2流变仪，美国TA公司；BTP.8XL型真空冷冻干燥机，美国SP Scientific公司；SU3500型扫描电子显微镜，日立仪器有限公司；Bruker D8 Advance型X射线衍射仪，布鲁克科技有限公司；TEN-SORⅡ型傅里叶红外光谱仪，布鲁克科技有限公司。

1.3 小麦淀粉的浸泡处理

利用双蒸水配置含水量60.00%（m/m）的小麦淀粉混浊液，置于玻璃容器中并使用保鲜膜对容器进行密封，将密封好的小麦淀粉混浊液放于25 ℃培养箱进行浸泡处理，浸泡时间分别为0、2、4、8和24 h（样品相应编号也为0～24 h）。

1.4 直链淀粉含量测定

浸泡一定时间的小麦淀粉，在3000×g条件下离心5 min，弃去上清液，再加适量水将淀粉悬浮起来，于3000×g条件下再次离心5 min，收集淀粉沉淀。将收集的淀粉沉淀在45 ℃烘箱中干燥，研磨获得粉状颗粒。使用北京Solarbio公司的直链淀粉含量检测试剂盒，按说明书对小麦淀粉中直链淀粉的含量进行分析。以分析浸泡时间对小麦淀粉中直链淀粉含量的影响。

1.5 凉皮制作

将1.3中浸泡好的小麦淀粉搅拌均匀（不扔弃浸泡用水），并称取一定质量的淀粉浆平摊至直径为20 cm的平底托盘中。待蒸锅中水煮沸，将平底托盘放入蒸锅，盖上锅盖，大火蒸制1 min，将托盘取出，放置冷水中直至托盘冷却，揭下凉皮立即放置-40 ℃冰箱冷冻或备用。

1.6 凉皮感官分析

凉皮的感官分析由10名经过感官评定训练的人员通过使用五点量表评价法进行[5]。针对凉皮的风味、色泽、外观、咀嚼性、黏着性和整体评价等进行评分，分别为差（1）、中（2）、良（3）、好（4）、优（5）。最终得分为各个方面分数的平均值。

1.7 凉皮质构特性的测定

为了研究小麦淀粉浸泡处理对所得凉皮质构特性的影响，本研究使用质构分析仪的TPA模式中的P50探头，在0.8 mm/s的测前速率、测试速率和测后速率，间隔5 s，触发力5 g，压缩比为70%的条件下对凉皮进行分析。

1.8 凉皮流变特性的测定

为了研究小麦淀粉浸泡处理对所得凉皮流变特性的影响，参照Cornejo等[11]的方法，采用DHR-2流变仪，在振荡测试模式下，选取40 mm夹具，设置夹具与测试台距离1000 nm，在25 ℃，频率为0.1～10 Hz，应变为1%的条件下进行检测。

1.9 傅里叶红外光谱分析

将蒸制并冷却至室温的凉皮，立即放置-40 ℃冰箱进行冷冻处理，并随后将凉皮冷冻干燥，用研钵将冻干的凉皮研碎，过200目筛备用。取2 mg凉皮粉末与200 mg溴化钾混合研磨，压片法制备样品，室温下使用FT-IR在400～4000 cm-1波长范围对样品进行扫描。

1.10 X-射线衍射测定

取1.9中冷冻干燥后的凉皮且过200目筛备用；取20 mg样品，采用XRD在扫描范围5 °～50 °，管电压40 kV，管电流为40 mA、扫描速度为5 °/min的条件下测定。使用Jade software 6.5软件分析凉皮中淀粉的相对结晶度。

1.11 凉皮微观结构的测定

取1.9中冷冻干燥后的凉皮，喷金处理，置于扫描电子显微镜下，观察凉皮截面微观结构。

1.12 数据处理

所有数据采用SPSS 20数据分析软件进行显著性分析（Duncan）。图表采用Origin 7.5进行处理。

2 结果与分析

2.1 小麦淀粉浸泡处理对凉皮的质构特性和感官评分的影响

Son等[12]和Salehi[13]的研究认为，通过食品感官评分（主观评价）获得食物相应咀嚼性、韧性等评分和通过使用质构仪TPA模式（客观评价）测得的食物硬度、弹性、咀嚼性等数据有一定相关性。因此本实验拟通过考察凉皮质构特性（见表1）及感官评分（见图1），探究小麦淀粉浸泡处理对凉皮感官品质的影响。

表1 小麦淀粉浸泡处理对凉皮质构特性的影响Table 1 Effect of soaking of wheat starch on texture characteristics of Liangpi

由表1可知，随小麦淀粉浸泡时间的延长，所蒸制凉皮的硬度、弹性和咀嚼性均有增加趋势（p＜0.05），尤其是浸泡24 h与未浸泡组（浸泡0 h）小麦淀粉所制的凉皮相比分别增加了72.00%、213.64%和426.51%。有研究认为，在28 ℃下大米浸泡处理（24 h）使全颗粒大米制成的米粉咀嚼性提高了43.99%[9]；另外对荞麦籽粒浸泡处理（25 ℃，96 h）使荞麦面粉咀嚼性增加了51.84%[10]。而本研究中高纯度小麦淀粉进行了24 h浸泡，却使凉皮咀嚼性的提高程度远远大于米粉和荞麦全粉。其原因或许与小麦淀粉、大米淀粉及荞麦淀粉的结构差异有关，也可能是因为本研究中研究对象是高纯度小麦淀粉凝胶产品，而大米米粉和荞麦全粉中可能含有较高含量的可抑制淀粉凝胶形成的蛋白、脂肪或其他物质[9,10]。总之本研究条件下小麦淀粉被水浸泡时间越久，所得凉皮耐牙齿剪切的力越大，凉皮中淀粉凝胶强度也越高。

五点评定量表法可用于从主观角度分析样品与传统凉皮间的相近性[5]。由图1可知，随小麦淀粉浸泡时间延长，凉皮的外观、咀嚼性和整体评价均呈上升趋势，逐渐与传统凉皮优等级的品质接近，其中整体评价为2.52～3.87分。因此凉皮的整体评价与凉皮弹性、咀嚼性等数据随淀粉浸泡时间延长的变化趋势一致。且大米、荞麦籽粒浸泡后同样具有较好感官评分或食用品质[9,10]。即小麦淀粉的浸泡处理确实可以改善凉皮的感官品质。

2.2 小麦淀粉浸泡处理对凉皮流变学特性的影响

为了分析小麦淀粉浸泡处理改善凉皮感官品质的原因，本实验以频率为变化因子在非破坏性区域内探究凉皮的储能模量（G'）和损耗模量（G″）变化，考察小麦淀粉浸泡处理后，凉皮的硬度和凝胶强度（G'）及凉皮内部黏性特征（G″）差异。结果如表2所示。

表2 小麦淀粉浸泡处理对凉皮的动态流变特性影响Table 2 Effect of soaking of wheat starch on dynamic rheological properties of Liangpi

由表2可知，本研究中凉皮的损耗角正切均小于1。而损耗角正切值（G″/G'）一定程度上表示凉皮的黏弹性[14]，这与凉皮是固态食品的事实相符。在振荡频率为1 Hz时，凉皮的G″随着小麦淀粉浸泡时间延长而增大。与未浸泡组相比，浸泡24 h后所得凉皮的G'和G″分别增加了122.01%和189.02%（p＜0.05）。与之相似，浸泡处理（0～21 d）在改善荞麦全粉弹性和咀嚼性的同时，也使黏性提高0%～871.05%[10]。即一定时间的小麦淀粉浸泡处理不仅提高了凉皮凝胶强度，同时也增加凉皮的黏性特征，从而使凉皮获得较好的粘弹性口感。

2.3 小麦淀粉浸泡处理对所得凉皮FT-IR和XRD图谱的影响

与此同时，淀粉凝胶结构有序性也可一定程度上反映淀粉凝胶形成的强度[15-18]。FT-IR是分析淀粉材料化学官能团及化学键强弱的有效工具，也能提供淀粉颗粒表面分子双螺旋的有序结构的信息[19,20]。如1047 cm-1处的吸光度值表示淀粉的结晶区情况，1022 cm-1处吸光度值可表示淀粉的无定型区情况，所以R(1047/1022)值能体现淀粉短程有序的程度[21,22]。而XRD可用于分析淀粉相对结晶度及淀粉的长程有序性[23]。因此本研究结合使用FT-IR及XRD技术分析真空冷冻干燥后凉皮中淀粉结构有序性差异，以期进一步探究小麦淀粉浸泡处理对淀粉凝胶形成的影响。

由图2可知，随小麦淀粉浸泡时间延长，凉皮在3100～3700 cm-1波数范围的吸光度越高。而3100～3700 cm-1范围内的吸收峰显示着淀粉凝胶中氢键的水平[19]，本结果显示小麦淀粉浸泡后，蒸制的凉皮中淀粉凝胶结构中氢键水平显著增多。且结合图2和3可知，随小麦淀粉浸泡时间延长，凉皮中R(1047/1022)值、相对结晶度均明显增加，其中与未浸泡组相比，浸泡24 h后所得凉皮的R(1047/1022)值和相对结晶度分别增加了6.86%和41.68%（p＜0.05）。而淀粉形成凝胶过程即糊化淀粉中直链淀粉在短期内重新形成氢键和聚集结晶的过程[24]。这些表明小麦淀粉浸泡处理改善凉皮中淀粉结构有序性，或许与围绕在淀粉颗粒外的直链淀粉含量相关。

2.4 小麦淀粉浸泡处理对凉皮微观结构的影响

以上实验从凉皮感官品质、黏弹性和淀粉结构有序性等角度，证明小麦淀粉浸泡处理改善凉皮品质，促进凝胶形成，但对于凉皮中淀粉凝胶内部结构的影响仍需进一步研究。而扫描电镜可用于研究食品内部的微观结构，因此本文分析不同凉皮样品的SEM图，以期考察小麦淀粉浸泡时间对凉皮中淀粉凝胶网络结构的影响。

由图4可知，小麦淀粉经浸泡处理对凉皮内部微观结构影响很大。若小麦淀粉不进行浸泡就蒸制，则凉皮内部出现较大孔隙；随着浸泡时间（0～24 h）的延长，凉皮中孔隙越来越小，且凉皮内部凝胶结构也更显紧密。研究报道淀粉糊化前的吸水溶胀使淀粉颗粒更加饱满分布更均匀，或许有助于形成稳定坚实淀粉凝胶结构[25]。另外，研究认为浸泡处理因使大米或荞麦籽粒中蛋白脂肪等物质降解减少了对淀粉的包裹作用，从而加速糊化过程中淀粉颗粒膨胀及直链淀粉的渗出，是导致淀粉凝胶质地致密且强度增强的关键[9,10]。但是常温下发生于无定形区的淀粉吸水溶胀，也能引起直链淀粉从淀粉颗粒中游离[8,26]。因此，有理由认为糊化前后游离在淀粉颗粒外的直链淀粉应均对淀粉凝胶类食品品质起着重要作用。

2.5 浸泡引起直链淀粉渗出改善凉皮感官品质

为进一步考察小麦浸泡处理是否影响直链淀粉渗出及是否能参与凉皮中淀粉凝胶的形成过程，对浸泡不同时间的小麦淀粉进行离心、清洗、再次离心和低温干燥，以去除浸泡用水及其中可能渗出的直链淀粉。检测此时淀粉颗粒中直链淀粉含量（见图5）并利用这些淀粉再蒸制凉皮，通过研究凉皮的质构特性（见表3），探究浸泡过程中渗出的直链淀粉对凉皮感官品质的影响。

表3 除去浸泡用水后凉皮质构特性的差异Table 3 The difference of wheat starch on texture characteristics of Liangpi after removing the soaking water

由图5可知，延长小麦淀粉的浸泡时间确实可以促进小麦淀粉颗粒中直链淀粉渗出，其中与未浸泡组相比，浸泡24 h后淀粉中直链淀粉含量降低了16.58%。文献报道红薯淀粉、荞麦及大米籽粒的浸泡处理均促进直链淀粉渗出[8,10,27]，且浸泡24 h的籼米中直链淀粉降低了27.32%[9]。本研究中小麦淀粉直链淀粉渗出程度没有那么大的原因或许与高纯度小麦淀粉提取过程中直链淀粉损失有关。总之浸泡处理确实仍可促进直链淀粉渗出。但浸泡用水中直链淀粉的含量是否是造成凉皮中淀粉凝胶强度差异显著的重要原因，尚需研究。

通过使用去除浸泡用水的小麦淀粉重新调浆、浸泡3 h（即淀粉溶胀程度一致）蒸制凉皮，此时直链淀粉含量明显降低的小麦淀粉蒸制所得凉皮的硬度、弹性和咀嚼性也相应显著降低。其中与未浸泡组相比，浸泡24 h后所得凉皮的硬度、弹性、咀嚼性分别降低了46.26%、40.38%和51.48%。与本研究相似，大米籽粒浸泡后去除浸泡用水并提取大米淀粉，其淀粉凝胶强度（以G'值为例）与未浸泡处理的相比降低约40.43%[27]。说明尽管淀粉溶胀程度或许一定程度上能影响凝胶品质[25]，但浸泡用水中直链淀粉含量差异确实和凉皮中淀粉凝胶强度有密切相关，是造成凉皮品质不同的重要原因。

综上，小麦淀粉浸泡处理引起的直链淀粉渗出可改善凉皮品质。但考虑到食品的安全性，本研究也对浸泡后淀粉浑浊液pH进行了分析。发现浸泡2～24 h后，体系pH值没有明显差异，而＞24 h时pH显著降低（未显示数据）。提示淀粉进行更长时间浸泡后，凉皮可能会存在较多初始微生物而更易变质。建议综合考虑凉皮品质、时间成本和潜在食用风险对小麦淀粉进行适当浸泡处理以获得相应品质的产品。

3 结论

凉皮生产过程的标准化程度是促进凉皮产业发展的重要环节。浸泡处理不仅有效改善淀粉类食品食用品质也仅需较低成本，因而被受科研工作者关注。本文对小麦淀粉进行浸泡（0、2、4、8、24 h）处理并蒸制凉皮，结果表明五组凉皮的整体感官评分在2.52～3.87，其中浸泡时间越久凉皮感官评分越高。随着淀粉浸泡时间延长，凉皮质弹性、储能模量和损耗模量均有增加趋势，且与未浸泡组相比，浸泡24 h组的凉皮中以上指标分别增加了213.64%、122.01%和189.02%；另外浸泡24 h组的凉皮中淀粉短程有序性和相对结晶度也分别显著增加6.86%和41.68%。即淀粉浸泡处理显著提高凉皮感官品质并改善淀粉凝胶强度。微观结构的结果表明，不同凉皮样品中孔隙大小存在差异且随小麦淀粉浸泡时间延长有变小趋势。总体来说，在0～24 h范围内延长淀粉浸泡时间，凉皮有更好的凝胶结构和食用品质。而小麦淀粉浸泡处理引起的直链淀粉渗出对于凉皮品质的形成有积极作用。研究结果初步探究了小麦淀粉浸泡时间与凉皮品质的关系。以上发现可以为凉皮标准化和工业化提供技术支撑和理论依据。