紫薯粉对糯米粉及其汤圆品质影响的研究

洪逸心 丁可欣 王春玲 李珍妮

（江苏科技大学粮食学院，江苏镇江 212100）

汤圆源于宋朝，是我国传统节令食品，深受广大消费者喜爱。随着冷链和速冻技术的发展及人们对食品多样性的追求，速冻汤圆应运而生。速冻汤圆将现代工艺技术融入其中，既保留了传统汤圆的风味，也实现了汤圆生产的规模化。2020年，我国速冻汤圆市场规模达到253亿元，较2019年同比增长14%。2022年，我国速冻汤圆市场规模预计将达到304亿元[1]。汤圆品质除了受加工技术和操作条件影响外，在很大程度上会受原料种类的影响。目前，对汤圆品质改良的研究多集中于添加剂的使用和速冻工艺的提升，而对原料种类的革新相对较少。

紫薯是甘薯的一个特殊品种，兼具粮食作物、经济作物和药用作物的特点，富含多糖、黏液蛋白、胡萝卜素、花青素、膳食纤维和微量元素硒等多种营养成分和功能活性物质[2-3]。因此，长期食用紫薯对人体有明显的益生保健作用，其中起主要作用的花青素已被验证有抗氧化、抗炎症和降低低密度脂蛋白等功效，能预防和辅助治疗癌症和心血管疾病[4]。紫薯粉是以紫薯为原料，经清洗、切分、护色、干燥、粉碎等一系列工艺制备得到的产品，保存了鲜薯中除水分以外全部的营养物质，并且其加工和应用特性优于紫薯[5-6]。文中主要研究了紫薯粉不同添加量对糯米粉理化性质及其汤圆品质的影响，以期能为丰富汤圆种类和拓宽紫薯粉的应用范围提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

糯米粉（水分含量11.4%），泰国初兴米粉厂有限公司；紫薯粉（水分含量4.3%），兴化市益盛生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

T6分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；TA.XTC-18质构仪，上海保圣实业发展有限公司；DHG-9240A电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；JY10002电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；TD4低速离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；海尔BCD-480WBPT冰箱，海尔智家股份有限公司；ME204E/02电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1样品制备

分别按糯米粉量（200 g）的2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%添加量称取紫薯粉，将糯米粉与紫薯粉混合均匀，形成6个紫薯糯米混合粉备用样品。

取紫薯糯米混合粉样品157.5 g，加水142.5 mL，混合搅拌均匀，分割成10 g/个，并揉成汤圆样品30个，用聚乙烯薄膜包裹，置于－18℃的冰箱中冷冻7 d。取出20个汤圆经25℃解冻0.5 h后放入沸水中煮6 min，进行接下来的测试，同步收集蒸煮后的汤备用。

1.3.2 理化性质测定

1.3.2.1 溶解度测定

参照Derycke[7]等的方法并稍做改动。称取1.5 g紫薯糯米混合粉样品于离心管中，加入25 mL去离子水混合均匀，室温（25℃）下振荡1 h后，在50℃水浴下以160 r/min振荡反应25 min。将反应结束后的样品冷却至室温，以10 000 r/min离心5 min，取上清液置于105℃烘箱干燥至恒重。样品在水中的溶解度为干燥后上清液干物质质量与混合粉样品干基质量的比值。

1.3.2.2 透明度测定

取0.1 g紫薯糯米混合粉样品与20 mL去离子水放入离心管中，混合配制成0.5%的悬浮液，在沸水条件下加热并轻微持续搅拌30 min，样品冷却至室温后置于分光光度计中测定透明度。用去离子水作为空白对照，在波长650 nm下测得的透光率（%）即为样品的透明度（%）。

1.3.3 汤圆性质测定

1.3.3.1 高径比测定

每组选取6个煮熟后的汤圆，用游标卡尺量取每个汤圆的高度（H）和直径（D），计算高径比（H/D），取6个数值的平均值。

1.3.3.2 蒸煮损失测定

收集1.3.1中煮熟汤圆后的汤水，采用烘箱干燥法测定汤水的干物质质量及未蒸煮样品干基质量。蒸煮损失为蒸煮后汤水中固形物干重与未蒸煮样品干基质量的比值。

1.3.3.3 色差测定

取蒸煮后的汤圆样品装入透明样品袋中进行色差测试，为保证取样测试的均匀性，每组样品至少选取5个测试点，取平均值。色差仪对每个样品给出的特征参数为亮度（L*）、红/绿色差（+a*/-a*）、黄/蓝色差（+b*/-b*）。总色差（ΔE*）的计算公式如下：

式中ΔL*、Δa*、Δb*分别为测试样品与标准白板差异值，标准白板色差值为L*=99.58，a*=-0.16，b*=-0.12。

1.3.3.4 全质构测定

全质构测定参考Chuang[8]等人的方法并略加改动，测试探头为P/36R圆柱形探头，测试矫正力为1 kg，选取压缩模式，测试的汤圆放置于测试探头正下方，探头距离测试平台高度设定为30 mm。具体参数设定为：触发力5 g，测试速度1 mm/s，压缩至样品高度的60%。经仪器自带软件分析后得到硬度、粘附性、咀嚼性、弹性、脆度、内聚性、胶着性及回复性等特征参数。

1.3.4 汤圆感官评价

1.3.4.1 感官评分

冷却时间过长会影响煮熟后汤圆的口感，因此，汤圆感官评分在煮熟后30 min内完成。感官评分小组由15个经过训练的人员组成，样品随机分配给感官评分员，评分标准见表1。

表1 汤圆感官评分标准

1.3.4.2 口腔残渣率测定

口腔残渣率表示为漱口水中固形物含量与未蒸煮样品干基质量的比值，单位为g/100 g。感官评定员每人品尝2只汤圆，每咀嚼完一个样品后，用20 mL水漱口30 s，吐出并用同样的水量重复漱口，收集4次的漱口水测定固形物含量。

1.3.4.3 食团聚集形态和颗粒分布测定

随机选取6位感官评定员咀嚼每组汤圆达到可吞咽状态的食团，对食团拍照记录后用Image J软件分析食团中单位面积上颜色元素的个数，阈值选择Otsu thresholding技术，设定可分辨直径范围为100μm～100 mm。

2 结果与分析

2.1 紫薯粉不同添加量对紫薯糯米混合粉理化性质的影响

紫薯糯米混合粉的溶解度和透明度性质可以作为其应用性能的重要评价指标，紫薯糯米混合粉的溶解度和透明度性质能够间接反映食品体系中淀粉结合水的能力大小，溶解度越低、透明度越高，则淀粉结合水的能力越强。由图1可知，随着紫薯粉添加量的增加，紫薯糯米混合粉样品的溶解度呈先增大后减小的趋势，当紫薯粉添加量为3.0%时，样品的溶解度最大，数值为0.24%。由图2可知，透明度随着紫薯粉添加量的增加呈先减小后增大的趋势，当紫薯粉添加量为3.5%时，样品透明度最低，数值为6.50%。这可能是由于紫薯粉中存在膳食纤维，且主要为可溶性膳食纤维，它具有较好的持水性，可使淀粉凝胶的自由水向强结合水转化[9]，体系中自由水量下降，从而影响了紫薯糯米混合粉在水中的溶解度和透明度。

图1 紫薯粉不同添加量对紫薯糯米混合粉溶解度的影响

图2 紫薯粉不同添加量对紫薯糯米混合粉透明度的影响

2.2 汤圆品质分析

2.2.1 紫薯粉不同添加量对汤圆色差的影响

紫薯粉不同添加量对汤圆色差的影响见图3—图6。

图3 紫薯粉不同添加量对汤圆总色差（△E＊）的影响

图6 紫薯粉不同添加量对汤圆黄/蓝色差（b＊）的影响

由图3可知，随着紫薯粉添加量的增加，汤圆总色差（ΔE*）整体呈下降趋势，但在添加量为3.5%时稍有上升，而在4.0%～4.5%时又继续下降。

由图4和图6可知，汤圆亮度（L*）和黄/蓝色差（b*）总体上呈平稳下降趋势，黄/蓝色差（b*）在添加量为4.0%时到达最低点。

图4 紫薯粉不同添加量对汤圆亮度（L＊）的影响

由图5可知，汤圆红/绿色差（a*）在紫薯粉添加量为2.0%～2.5%时明显增大，当达到3.5%时其增加幅度逐渐趋缓。综合图3—图6可知，随着紫薯粉添加量的增加，汤圆的ΔE*、L*、b*值下降，a*值上升，亮度降低，颜色偏紫。当添加量在3.5%时，汤圆总色差（ΔE*）的数值为43.90，继续增加紫薯粉的添加量，总色差（ΔE*）开始小幅度下降。添加量为4.0%时，制作的汤圆色泽能带给人较好感受。较低的总色差说明汤圆制品的颜色分布更为均匀，整体色泽能给人以更好的视觉效果。

图5 紫薯粉不同添加量对汤圆红/绿色差（a＊）的影响

2.2.2 紫薯粉不同添加量对汤圆全质构的影响

紫薯粉不同添加量会对汤圆全质构产生影响，具体情况见表2与图7。

表2 紫薯粉不同添加量对汤圆全质构的影响

图7 蒸煮后汤圆全质构图

硬度是指第一次压缩时的最大峰值。由表2和图7可知，随着紫薯粉添加量的增加，汤圆的硬度呈先上升后下降再略上升的趋势，当紫薯粉添加量为3.5%时，汤圆的硬度最小。

弹性、回复性是指样品经过第一次压缩后能够再次恢复的程度及回弹能力。两次压缩测试之间的停隔时间对弹性的测定很重要，停隔时间越长，恢复的高度越大。由表2和图7可知，不同组别之间汤圆的回复性基本没区别，紫薯粉添加量2.0%和4.5%时弹性稍小。

黏着性是TPA测定时介于第一次和第二次探头下压过程中负向作用力的面积，绝对值越大，汤圆样品越容易黏附到牙齿上[10]。咀嚼性为咀嚼固体食物所需能量。由表2和图7可知，随着紫薯粉添加量的增加，黏着性和咀嚼性都呈先上升后下降趋势。紫薯粉添加量为3.0%时二者皆达到峰值，因为此时汤圆的黏着性最大，因此，其咀嚼所需要消耗的能量最大。

综合表2和图7分析可知，各项指标数据总体呈先上升后下降趋势，当紫薯粉添加量为3.5%和4.0%时，各项数据较为优越。据此可初步判断，紫薯粉添加量为3.5%和4.0%时，制作的紫薯汤圆品质优良，有较好的弹性、回复性，黏着性较低等，符合汤圆Q弹软糯的要求，更能满足消费者感官上的需求和市场的需要。

2.2.3 紫薯粉不同添加量对汤圆感官评分的影响

紫薯粉不同添加量对汤圆的感官评分情况见表3。

表3 紫薯粉不同添加量对汤圆感官评分的影响

感官评分时发现，当紫薯粉添加量为2.0%和2.5%时，汤圆颜色较浅，为淡紫色；随着紫薯粉添加量的增加，汤圆颜色逐渐变深，紫薯粉添加量3.5%和4.0%时，汤圆色泽更讨喜。

当紫薯粉添加量为3%时，制作的汤圆高径比最接近1，且其蒸煮损失最低。紫薯粉添加量为3.5%和4.0%时，汤圆较为圆润，能满足消费者对煮制后成品的预期要求。紫薯粉其他添加量时，汤圆存在塌陷或棱角，部分呈椭圆形，部分呈饼状。

速冻汤圆煮制后，汤的浑浊程度可用固形物损失的多少来表示。试验结果显示：随着紫薯粉添加量的增加，蒸煮损失呈先下降再上升趋势，紫薯粉添加量3%时，蒸煮损失最少。

感官评价对食品是否受欢迎至关重要，甚至是决定性因素。感官评分较高的汤圆应该具备结构完整、外观细腻有光泽、没有异味且具有糯米特有的香味，口感柔软但无黏牙感[11]。由表3可知，随着紫薯粉添加量的增加，感官评分呈先上升后下降趋势，紫薯粉添加量为3.5%和4.0%时，感官评分较高，汤圆更受大众喜爱，此时紫薯汤圆外观光滑、无褶皱、无细纹、无变形，咀嚼时适口、较柔软、易下咽，呈较为透亮的紫色。因此，紫薯粉的添加量并非越多越好。

分析表2和表3可知，口腔残渣率与黏着性呈正相关，皆呈先上升后下降的趋势，黏着性高的汤圆咀嚼后在口腔中的残渣量也上升。

虽然紫薯粉添加量在3%时汤圆的高径比和蒸煮损失最少，但汤圆感官评分在紫薯粉添加量为3.5%和4.0%较高，因此，实际生产中，应综合试验数据和人体主观评价来选择最适合添加量，从而能够带给消费者最好的体验。

2.2.4 紫薯粉不同添加量对汤圆食团的聚集形态和颗粒分布影响

咀嚼、吞咽和消化是人们进食时必要的活动，食品对健康人群而言进食时并不存在安全隐患，但对吞咽障碍者及口腔生理能力较弱的人群，有的食品就可能存在很大的危险，比如汤圆、粘糕等糯米制品。汤圆由于其特殊的质构特性，因食用该类食品导致噎住的现象时有发生。因此，测试食团聚集形态可以间接反映咀嚼难易度、食团在口腔中的堆积状态和吞咽时的状态，这不仅能提高吞咽安全性，并可为口腔生理能力较弱的特殊人群选择食材时提供一定的指导[12]。在咀嚼效能的测试中，希望能够检测到更多的咀嚼颗粒和更广的咀嚼后物质面积。

观察紫薯粉不同添加量时汤圆咀嚼相同次数预吞咽时食团的聚集形态图片，采用Image J软件分析可知：随着紫薯粉添加量的增加，食团颗粒数和总面积呈现先上升后下降趋势，紫薯粉添加量为4.0%时，汤圆咀嚼后的颗粒数量最大，为121个/cm2，在紫薯粉添加量为3.5%时，咀嚼后物质的总面积最大，达4 140 cm2，见表4。因此，紫薯粉添加量为3.5%和4.0%时的汤圆，食用会更加安全。

表4 汤圆食团的聚集形态和颗粒分布情况

3 结语

通过研究紫薯粉不同添加量对紫薯糯米混合粉及其汤圆品质的影响，发现：当紫薯粉添加量为3.0%和4.0%时，紫薯糯米混合粉样品的溶解度和透明度较适宜，以此添加量制作的紫薯汤圆蒸煮损失较低、色泽将较为鲜亮。分析不同紫薯粉添加量对汤圆的全质构性质、感官评分和咀嚼效能的影响后发现，紫薯粉添加量为3.5%和4.0%时，紫薯汤圆能够带给人带来更好的体验。因此，考虑营养均衡等情况，实际生产中选择紫薯粉的添加量为4.0%。