复合变性淀粉在速食冷冻面条中的应用研究

李艳民，王利利，王旭东，王小军，温贯虹，王 博，高大伟

（甘肃丰收农业科技有限公司，甘肃 天水 741020）

速食冷冻面条是适应现代高品质、快节奏生活而产生的一种速食食品，是将面条加工成型后煮熟、冷却，然后和料理包、高汤包、非脱水蔬菜包一起包装后，进行速冻冷藏，能较好地保留面条原有的色、香、味和营养。虽然具有即食性、简单方便、食用健康、口感好等特点，但长期冷藏也会对面条自身品质产生不良影响，如断条率高、口感发硬、面条表面粗糙等问题。因此，研发一种实用性强、能提高冷冻面条的抗冻性和复水性、有效改善面条品质的复合变性淀粉十分重要。

1 材料与方法

1.1 材料

马铃薯淀粉，甘肃丰收农业科技有限公司提供；木薯淀粉，越南双鱼牌；蜡质玉米淀粉，张掖市昆仑淀粉有限公司提供；玉米淀粉，平凉国维淀粉有限公司提供；豌豆淀粉，烟台旭超源食品有限公司提供；小麦淀粉，河南华信淀粉有限公司提供；三氯氧磷、三偏磷酸酯钠、环氧丙烷、醋酸酐、己二酸等。

1.2 试验仪器

布拉班德黏度仪、电子天平、量筒、离心管、玻璃棒、烧杯、离心机、分光光度计、水浴锅、透明塑料杯、恒温箱、磁力搅拌器、冰箱等。

1.3 试验方法

1.3.1 原料淀粉的选择

适用于面条加工的原淀粉主要有食用木薯淀粉、马铃薯淀粉、蜡质玉米淀粉、玉米淀粉、豌豆淀粉及小麦淀粉等，对其进行淀粉结构、糊液性质和成本价格的对比分析。

1.3.2 木薯醋酸酯淀粉样品的制备

木薯淀粉配置波美度为18～23 的淀粉乳，在pH值8.5～9.0，温度25～30 ℃密闭容器内用2%～7%醋酸酐作为酯化剂，酯化反应40 min，用质量分数为3.0%的稀盐酸中和pH 值至6.5 左右，洗涤、脱水、烘干、粉碎、包装。

1.3.3 木薯羟丙基淀粉样品的制备

将木薯淀粉配置成波美度为18～23 的淀粉乳，用氢氧化钠溶液调节pH 值至11.2～11.3，于温度40～42 ℃条件下，用1%～10%环氧丙烷作醚化剂，醚化反应16 h 后，降温至30 ℃以下；用3.0%的稀盐酸中和pH 值至6.5 左右，洗涤、脱水、烘干、粉碎、包装。

1.3.4 速食冷冻面条的制作

冷冻面条制作工艺流程：小麦粉、水、辅料→和面→熟化→复合压延→切条→煮面→冷却→速冻→包装→冻藏。

具体制作工艺如下。

（1） 和面。称取面粉100 g，去离子水35 g，食盐添加量1%，食用碱添加量0.1%，一定量的复合变性淀粉，溶于去离子水中和面15～18 min。

（2） 熟化。将和好的面团倒入塑料袋中醒面15～18 min。

（3） 复合压延。将面团放入压面机进行多次复合压延。

（4） 切条。在压面机上进行切条，挑出不完整的面条，将面条切成约150 mm 长的短面条，备用。

（5） 煮面并冷却。将上述生面条在沸水中煮3 min至熟，并用冷水进行冷却。

（6） 速冻、冷藏。将冷却好的面条放入玻璃器皿中，于-40 ℃条件下速冻30 min，然后于-18 ℃条件下冷藏2 d，取出并在开水中复热，再进行感官评价、断条率和溶出率的测定。

1.3.5 速食冷冻面条用复合变性淀粉的制备

将制得的木薯醋酸酯淀粉和木薯羟丙基淀粉按照7∶3 的配比混合复配，经筛分、包装，得到速食冷冻面条用复合变性淀粉。

1.3.6 冻融析水率测定方法

称取一定量的淀粉样品，配成6%的淀粉乳，在沸水中加热糊化，再冷却至室温，取一定量淀粉糊，倒入预先称重的15 mL 离心管（G0） 内9 mL 左右，称质量（G1）。加盖置于-18～-20 ℃冰箱内冷冻，18 h后取出，室温下自然解冻6 h，循环3 次，以转速3 000 r/min 离心20 min，去除上清液，称取沉淀物质量（G2），计算析水率（析水率越低，冻融稳定性越好）。

式中：G0——15 mL 离心管的质量，g；

G1——离心管与淀粉糊的总质量，g；

G2——离心后沉淀物与离心管的总质量，g。

1.3.7 乙酰基含量的测定方法

乙酰基含量的测定严格依据GB/T 20373—2021相关规定执行。

1.3.8 冷冻面条溶出率的测定方法

称取10～15 g 冷冻面条不解冻，直接放入450～500 mL 沸腾的去离子水中煮1.0～1.5 min，捞出面条，并用量筒量取50 mL 蒸馏水冲淋30 s，将面条沥水称质量，收集煮面水及冲淋水，在鼓风干燥箱中烘至恒质量后称质量。

溶出率的计算公式：

式中：L——溶出率，%；

m1——煮前面条质量，g；

m2——烘至恒质量后的干物质质量，g。

1.3.9 冷冻面条断条率的测定

用可调电炉加热盛有样品质量50 倍沸水的1 000 mL 烧杯或锅，保持水的微沸状态，随机取冷冻面条40 根，用秒表计时1 min 后，用竹筷将面条轻轻挑出，数取完整的面条根数，然后按照下列公式计算断条率：

式中：S——熟断条率，以数量分数计，%；

40——完整面条根数；

n——试样面条根数。

2 结果与分析

2.1 试验结果分析

测定马铃薯淀粉、食用木薯淀粉、蜡质玉米淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉和豌豆淀粉的冻融析水率。

图1 原料淀粉冻融析水率对比

（1） 木薯淀粉中含有的直链淀粉少，黏弹性好，添加后可使面条有嚼劲、爽滑、表面光亮，并且木薯淀粉的冻融稳定性好、抗冻性强。

（2） 马铃薯淀粉虽然糊液透明度高，冻融稳定性好、糊化温度低、淀粉膨胀力大、添加马铃薯淀粉的面条表面光亮、黏弹性强，且蒸煮时间明显缩短，但马铃薯淀粉成本价格较高[1]。

（3） 蜡质玉米淀粉与糯米一样不含直链淀粉，弹性好，添加后可使面条质地变软，且面条不易老化[2]，但其冻融稳定性低于木薯淀粉和马铃薯淀粉，且蜡质玉米淀粉价格较高。

（4） 玉米淀粉、豌豆淀粉、小麦淀粉中直链淀粉含量多，添加到面条中会使面条质地较硬，有嚼劲，但易使面条老化，且冻融稳定性不好，糊液抗冻性差，不适合在冷冻面条中使用。

从节约生产成本和经济效益综合考虑，优先选用食用木薯淀粉为原料，现就其不同变性方式进行研究。

2.2 变性淀粉种类的选择

不同变性淀粉冻融析水率和保水率比较见图2。

图2 不同变性淀粉冻融析水率和保水率比较

由图2 可知，醋酸酯淀粉和羟丙基淀粉的冻融稳定性和保水性明显优于羟丙基二淀粉磷酸酯和乙酰化二淀粉磷酸酯，所以初步筛选出醋酸酯淀粉和羟丙基淀粉为备选产品。

输电铁塔属于格构式塔架结构,在风载荷或地震载荷作用下,塔架结构中的主材主要受剪力、弯矩和扭矩作用,斜材承受轴力、剪力、弯矩和扭矩,辅材主要受轴向的拉压力.因此,建立铁塔有限元模型时,将主材和斜材简化成梁结构,辅材简化成桁架结构最为合适[16].图2所示为耐张塔的局部结构.为了与实际相吻合,塔架模型的主材和斜材使用梁单元T3D2,辅材使用杆单元B31.

2.3 确定满足应用效果的产品性能指标

2.3.1 制品性能指标研究

通过25 组应用试验，最终确定了冷冻面条性能测定的关键指标为断条率、溶出率。

2.3.2 影响制品性能的关键指标研究

前期共拟定醋酸酯淀粉和羟丙基淀粉技术指标包括水分、细度、白度、pH 值、乙酰基、羟丙基和冻融稳定性共7 项，通过82 组工艺及应用试验，最终确定了影响冷冻面条性能的变性淀粉关键指标为乙酰基含量和羟丙基含量。制备不同乙酰基含量的醋酸酯淀粉和不同羟丙基含量的羟丙基淀粉，并确定最优样品的最佳乙酰基含量和羟丙基含量。

2.4 木薯醋酸酯淀粉与乙酰基含量之间的影响因素

酯化剂（醋酸酐） 用量对乙酰基含量、冻融析水率和保水率的影响见表1，乙酰基含量对醋酸酯淀粉冻融析水率和保水率的影响见图3。

表1 酯化剂（醋酸酐） 用量对乙酰基含量、冻融析水率和保水率的影响

图3 乙酰基含量对醋酸酯淀粉冻融析水率和保水率的影响

由表1 和图3 可知，木薯醋酸酯淀粉的乙酰基含量随着酯化剂用量的增加而增加，保水率也随之增加。在酯化剂用量为6%，乙酰基含量为1.60%时，木薯醋酸酯淀粉的保水率明显增加许多，冻融析水率也明显降低。从节约生产成本和综合经济效益考虑，选择木薯醋酸酯淀粉的最佳乙酰基含量应为1.60%。

2.5 木薯羟丙基淀粉与羟丙基含量之间的影响因素

醚化剂（环氧丙烷） 用量对羟丙基含量、冻融析水率和保水率的影响见表2，羟丙基含量对羟丙基淀粉冻融析水率和保水率的影响见图4。

表2 醚化剂（环氧丙烷） 用量对羟丙基含量、冻融析水率和保水率的影响

图4 羟丙基含量对羟丙基淀粉冻融析水率和保水率的影响

由表2 和图4 可知，木薯羟丙基淀粉的羟丙基含量随着醚化剂用量的增加而增加，冻融稳定性和保水率也随之增加。在醚化剂用量为9%，羟丙基含量为2.50%时，木薯羟丙基淀粉的冻融稳定性和保水性明显增加许多。从节约生产成本和经济效益综合考虑，选择木薯羟丙基淀粉的最佳羟丙基含量应为2.50%。

2.6 复合变性淀粉最佳复配比例的确定

将制备出的乙酰基含量为1.60%的木薯醋酸酯淀粉和羟丙基含量为2.50%的木薯羟丙基淀粉按照不同比例进行复配后，添加至冷冻面条中分析对比应用效果，最终确定最佳添加至冷冻面条中的醋酸酯淀粉和羟丙基淀粉的复配比例[3]。

用木薯醋酸酯淀粉和木薯羟丙基淀粉按照不同比例复配后添加到冷冻面条中试验结果。

不同比例的复合变性淀粉对速食冷冻面条品质的影响见表3。

表3 不同比例的复合变性淀粉对速食冷冻面条品质的影响

由表3 可知，木薯醋酸酯淀粉和木薯羟丙基淀粉分别按照1∶9，2∶8，3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，7∶3，2∶8，9∶1 配比复配后，分别制作冷冻面条，试验结果显示木薯醋酸酯淀粉和木薯羟丙基淀粉以7∶3 复配后冷冻面条溶出率，断条率和感官评价最好。

2.7 制备工艺技术研究

通过大量的工艺试验研究，最终确定了速食冷冻面条用复合变性淀粉的最佳制备工艺。

2.7.1 木薯醋酸酯淀粉工艺确定

将木薯淀粉配置波美度为18～23 的淀粉乳，在pH 值8.5～9.0，温度25～30 ℃密闭容器内用质量分数为6%醋酸酐作酯化剂，酯化反应40 min，用质量分数为3.0%的稀盐酸溶液溶液中和pH 值至6.5 左右，洗涤、脱水、烘干、粉碎、包装。

2.7.2 木薯羟丙基淀粉工艺确定

将木薯淀粉配置波美度为18～23 的淀粉乳，用氢氧化钠溶液调节pH 值至11.2～11.3，于温度40～42 ℃条件下，用质量分数为9%环氧丙烷作醚化剂，醚化反应16 h 后，降温至30 ℃以下用质量分数为3.0%稀盐酸溶液中和pH 值至6.5 左右，洗涤、脱水、烘干、粉碎、包装。

2.7.3 速食冷冻面条用复合变性淀粉工艺确定

将制得的木薯醋酸酯淀粉和木薯羟丙基淀粉按照7∶3 的配比混合复配后，经筛分、包装得到速食冷冻面条用复合变性淀粉。成品指标为乙酰基含量0.8%～1.1%，羟丙基含量0.6%～0.9%。该样品经应用试验，制作的冷冻面条断条率和溶出率显著降低，面条品质明显改善。

2.8 确定满足应用效果的复合变性淀粉添加量

确定最佳样品复配比例后，通过不同添加量的应用对比试验、效果分析及成本核算，最终确定产品在冷冻面条中的最佳添加量。

将制备出的复合变性淀粉以不同添加量加入冷冻面条中，对冷冻面条进行感官评价、溶出率和断条率的测定。

不同复合变性淀粉添加量对冷冻面条感官评分、溶出率和断条率的影响见图5。

图5 不同复合变性淀粉添加量对冷冻面条感官评分、溶出率和断条率的影响

由图5 可知，复合变性淀粉添加量对冷冻面条的感官品质、溶出率和断条率均有较大程度的影响，复合变性淀粉添加量为9%时，冷冻面条的溶出率3.86%，断条率2.5%，感官评分86.4 分，冷冻面条的品质最好[4]。

3 结论

3.1 产品工艺性能突破

单纯的醋酸酯淀粉可以缩短面条的煮制时间，增加面条的白度和爽滑度，减少黏性，改善口感，降低面条的溶出率，防止面条糊汤；单纯羟丙基淀粉可以防止面条在冷冻过程中老化，增加面条的韧性，改善面条的表观状态，降低了冷冻面条煮制时的断条率；但是，单纯醋酸酯淀粉和羟丙基淀粉不能完全解决冷冻面条的口感差、复水后溶出率高和断条率高等问题。将木薯淀粉分别用6%的醋酸酐酯化后制得的醋酸酯淀粉和9%环氧丙烷醚化后制得的羟丙基淀粉，按照7∶3 比例复配后得到的复合变性淀粉，添加到冷冻面条中，能明显改善面条的品质。由于酯化和醚化淀粉的糊液对热、酸和剪切力影响具有高稳定性，能延缓淀粉的凝沉作用，抵抗冻融。淀粉经酯化、醚化后，在淀粉分子上引入乙酰化基团和羟丙基基团，复合变性淀粉的保水性能提高，冻融稳定性提高，将其应用到冷冻面条加工中，提高冷冻面条的保水性和抗冻性，有效改善冷冻面条的品质。

3.2 复合变性淀粉指标与冷冻面条品质的关系

速食冷冻面条用复合变性淀粉中乙酰基含量，羟丙基含量和冷冻面条的断条率、冻融稳定性及溶出率呈正相关关系；同时，乙酰基含量和羟丙基含量是影响冷冻面条品质的的重要因素。

3.3 速食冷冻面条用复合变性淀粉在冷冻面条中的最佳添加量

团队确定醋酸酯淀粉和羟丙基淀粉的最佳复配比例后，通过大量不同添加量的应用对比试验、成本核算及效果分析，最终确定了速食冷冻面条用复合变性淀粉最佳添加量为9%。