多糖膠是一類十分重要食品添加劑，具有增稠、 懸浮、乳化、穩(wěn)定澄清、充當(dāng)膳食纖維等多種重要功 能，可廣泛應(yīng)用于冷凍食品、飲料、乳制品、調(diào)味品等 食品m。木薯淀粉較其它淀粉具有價(jià)格低廉、尖峰粘 度高、糊槳清澈透明等優(yōu)點(diǎn)常被作為增稠劑、膠凝劑 應(yīng)用于食品工業(yè)。在食品體系中，淀粉與親水性膠體 共用，可提高產(chǎn)品穩(wěn)定性、控制流變性、改善產(chǎn)品組織 結(jié)構(gòu)等，目前國(guó)外在親水性膠體對(duì)淀粉糊凍融穩(wěn)定性 等影響方面展開(kāi)大量研究[2~5);而我國(guó)對(duì)不同種類 多糖膠對(duì)木薯淀粉糊凍融穩(wěn)定性影響及凍融循環(huán)后 凝膠吸水率與凝膠結(jié)構(gòu)研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研 究海藻酸鈉、阿拉伯膠、瓜爾膠及魔芋膠四種多糖膠 對(duì)木薯淀粉糊Brabendei?粘度曲線、吸水率影響，并探 討海藻酸鈉和瓜爾膠有利于木薯淀粉糊凍融穩(wěn)定性 原因及其吸水率與微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系，以期為多糖膠與淀粉復(fù)配物在食品工業(yè)中應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

　　

　　1實(shí)驗(yàn)材料與方法 1.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器木薯淀粉：泰華木薯淀粉廠；阿拉伯膠：廣東西 隴化工廠；海藻酸鈉：天津市科密歐化學(xué)試劑研發(fā)中 心；瓜爾膠：河南興隆化工公司；魔芋膠：河南隆騰 化工有限公司。

　　

　　Viskograph - E型Brabender連續(xù)粘度計(jì)；德國(guó)布 拉本德公司；TDL-5A型離心機(jī)；上海菲恰爾分析儀 器有限公司；BS210型電子天平；北京賽多利斯儀器 系統(tǒng)有限公司：Scientz-18N型冷凍干燥機(jī)；寧波新 芝生物科技有限公司；Quanta 200型環(huán)境掃描電鏡： 荷蘭FEI公司。

　　

　　L2實(shí)驗(yàn)方法 L2.1淀粉糊粘度測(cè)定配制濃度為6%溶液，總濃度不變，以淀粉與多糖 膠混合物比例為6.0/0,5.7/0.3，5.4/0.6 (g/g,以干基 計(jì)）配制淀粉一膠溶液，以此為條件配制總量為460 g 淀粉一膠溶液，在磁力攪拌器上混勻，待其充分混勻 后，將樣品倒入Brabender粘度計(jì)測(cè)量杯中。測(cè)定條件： 測(cè)量盒為700 cmg,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速75 r/min,從30°C開(kāi)始升 溫，升溫速率1.5°C /min,溫度升至95°C后保溫30 min; 再以1.5°C /min速率冷卻至50°C,保溫30 min,即得 樣品Brabender粘度曲線。

　　

　　1.2.2析水率測(cè)定待Brabender粘度計(jì)測(cè)量完畢后，將測(cè)最杯中樣 品倒出，冷卻后，分別裝入50 ml具塞塑料管中，使其 在-20°C?-18°C下冷卻22小時(shí)，然后在30°C水浴 融化2小時(shí)，隨機(jī)取出其中三個(gè)樣品測(cè)其析水率，其 余放入冰箱，繼續(xù)凍融循環(huán)，如此重復(fù)凍融循環(huán)五次。 析水率測(cè)定條件：在4 500 r/min條件下離心10 min, 棄去上清液，稱取沉淀物質(zhì)量；重復(fù)試驗(yàn)3次。吸水 率計(jì)算公式~:析水率（％)=(淀粉糊質(zhì)量一沉淀物質(zhì)量）/淀 粉糊質(zhì)量X 100%1.2.3掃描電子顯微鏡分析將凍融循環(huán)5次離心后樣品進(jìn)行冷凍干燥，并 將冷凍干燥樣品切成薄片，使用掃描電子顯微鏡以 X 500觀察其凝膠基質(zhì)剖面顯微結(jié)構(gòu)。

　　

　　2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析2.1不同濃度多糖膠對(duì)木薯淀粉糊粘度影響在升溫過(guò)程中，淀粉顆粒逐漸吸水膨脹，當(dāng)達(dá)到 糊化溫度時(shí)，淀粉大最吸收水分而溶脹成淀粉糊，使 體系粘度快速增大，然后通過(guò)繼續(xù)保溫、降溫、保溫， 淀粉糊粘度會(huì)發(fā)生一系列變化。在整個(gè)加熱升溫、保 溫、降溫過(guò)程中粘度與時(shí)間曲線就是Brabender粘度 曲線。整條曲線有5個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：①起始糊化溫度（PT), 即淀粉粘度開(kāi)始糊化時(shí)溫度；②峰值粘度（PK),即 淀粉糊最髙粘度值；③崩解值（BD),即峰值粘度 于95X：保溫30 min后粘度差值：④回生值（SB),即時(shí)間/min-圖1不同多糖膠淀粉糊Brabender粘度曲線50°C時(shí)粘度值與95°C保溫30 min后粘度差值，表示 淀粉糊凝沉性強(qiáng)弱；⑤終值粘度（F),即糊液5(TC保 溫3〇111丨11后粘度值[7)。

　　

　　表1木薯淀粉糊粘度特征值比例PT/CPK/BuBD/BuSB/BuF/Bu原淀粉6.0/064.0806563295510海藻酸鈉5.7/0.362.211028592164395.4/0.659.813861091287568阿拉伯膠5.7/0.364.46434222684555.4/0.664.8562357239409瓜爾膠5.7/0.359.011418113986805.4/0.656.114891053485858魔芋膠5.7/0.363.67555412083915.4/0.662.4746537183369由圖1可看到，木冓淀粉糊粘度因多糖膠種類不 同，淀粉糊Brabender曲線發(fā)生明顯變化，且這種變化 隨多糖膠比例不同而更加顯著。由表1可知，瓜爾膠 存在使木薯淀粉糊起始糊化溫度降低，而峰值粘度、 崩解值和回生值及終值粘度均有顯著提髙。海藻酸 鈉是一種離子膠，其對(duì)木薯淀粉糊峰值粘度和崩解值 有明顯提髙，并在一定程度上降低糊的起始糊化溫度; 但對(duì)終值粘度，在比例為5.7/0.3時(shí)，糊的終值粘度比 原淀粉還低，隨海藻酸鈉含量增加，為5.7/0.6時(shí)，糊的 終值粘度有明顯提高。

　　

　　淀粉顆粒不溶于水，起始淀粉乳粘度很低，當(dāng)溫 度升到起始糊化溫度時(shí)，淀粉顆粒開(kāi)始吸水膨脹，粘 度開(kāi)始升髙。隨溫度繼續(xù)升高，一小部分淀粉顆粒 開(kāi)始破裂，直鏈淀粉溢出到分散相，直到粘度達(dá)到峰 值粘度，峰值粘度被認(rèn)為是淀粉顆粒膨脹與破碎平衡 點(diǎn)?。加入瓜爾膠和海藻酸鈉后，糊的峰值粘度都有 明顯提高，加入瓜爾膠，峰值粘度分別達(dá)1 141 Bu和 1489 Bu:加入海藻酸鈉，峰值粘度分別達(dá)1 102 Bu 和1 386 Bu,說(shuō)明這兩種多糖膠可保護(hù)淀粉顆粒，使其 不易破碎。若繼續(xù)升溫，因顆粒不斷破碎導(dǎo)致粘度降 低，當(dāng)處于保溫階段時(shí)，體系需承受機(jī)械剪切壓力，導(dǎo) 致淀粉顆粒進(jìn)一步破碎及直鏈淀粉和支鏈淀粉溢出，使淀粉糊在保溫階段產(chǎn)生剪切變稀行為，原淀粉崩解 值為563 Bu,加入瓜爾膠后，崩解值分別達(dá)811 Bu和 1053 Bu;加入海藻酸鈉后，崩解值分別達(dá)859 Bu和 1091 Bu,說(shuō)明加入瓜爾膠與海藻酸鈉后剪切變稀行 為更明顯，并隨這兩種多糖膠含量增加剪切行為變強(qiáng)。 樣品冷卻至50°C后，由于直鏈淀粉重排和支鏈淀粉短 鏈凝沉作用，粘度達(dá)到終值粘度t9)。

　　

　　魔芋膠和阿拉伯膠存在，在一定程度上使木薯 淀粉糊峰值粘度、崩解值、回生值及終值粘度降低， 且隨膠含量增加，這種趨勢(shì)逐漸加大。阿拉伯膠存 在使糊的起始糊化溫度增大；而魔芋膠存在使糊的 起始糊化溫度降低，不同濃度魔芋膠對(duì)木薯淀粉糊 粘度影響不大。表1數(shù)據(jù)同時(shí)也表明，魔芋膠和阿 拉伯膠加入使淀粉顆粒更易破碎，保溫過(guò)程中剪切 變稀行為減弱。

　　

　　2.2析水率分析表2不同含量多糖膠對(duì)淀粉糊析水率影響/%原淀粉55.755.7瓜爾膠53.931.5海藻酸鈉46.044.8阿拉伯膠60.963.9魔芋膠57.761.1凍融穩(wěn)定性是食品一個(gè)非常重要性質(zhì)，在冷鏈貯 藏中，熱波動(dòng)和水相變化是引起冷凍食品變質(zhì)主要原 因，特別是淀粉凝膠基質(zhì)食品w。當(dāng)?shù)矸勰z被冷凍 時(shí)，固形物含量高的區(qū)域更易于使淀粉鏈之間相互連 接形成厚絲狀，而水分子凝結(jié)成冰晶形成獨(dú)立相。在 融化過(guò)程中，冰晶變成水，可輕易從大分子網(wǎng)絡(luò)中析 出（析水率）；由于水分子連續(xù)析出而使剩下淀粉凝 膠呈海綿狀11(>]。由表2可見(jiàn)，木薯淀粉凝膠經(jīng)凍融 循環(huán)五次后，水分損失率達(dá)到55.7%。不同多糖膠加 入對(duì)淀粉糊析水率影響各不相同，瓜爾膠和海藻酸鈉 加入，明顯降低淀粉凝膠析水率，說(shuō)明這兩種多糖膠 可提高淀粉糊凍融穩(wěn)定性；且隨含量增加，凝膠析水 率逐漸降低，在比例為5.4/0.6時(shí)，析水率分別降低至 31.5%和44.8%。而阿拉伯膠和魔芋膠加入呈現(xiàn)相反 結(jié)果，淀粉糊析水率都有不同程度增加，隨其各自含 量增加，這種升高趨勢(shì)逐漸加大，在比例為5.4/0.6時(shí)， 吸水率分別達(dá)63.9%和61.1%。

　　

　　由圖2可看到，加入多糖膠的淀粉凝膠隨凍融循 環(huán)次數(shù)增加，其析水率呈現(xiàn)不同趨勢(shì)。阿拉伯膠和魔 芋膠呈現(xiàn)趨勢(shì)不變，只是隨含量增加，凝膠析水率逐步 提高。在比例為5.7/0.3時(shí)，海藻酸鈉淀粉凝膠析水率 明顯低于瓜爾膠凝膠；但比例為5.4/0.6時(shí)，瓜爾膠淀 粉凝膠析水率驟然降低，顯著低于海藻酸鈉凝膠；海 藻酸鈉淀粉凝膠析水率雖略有降低，但整體上變化不 大。海藻酸鈉屬陰離子多糖膠，其對(duì)木薯淀粉糊析 水率降低作用，可能是陰離子對(duì)鄰近水分子有固定作 用，從而限制水分子流動(dòng)，使其轉(zhuǎn)移形成冰晶困難加 大。而瓜爾膠能降低析水率主要依靠是分子間相互 作用。

　　

　　23掃描電鏡分析根據(jù)析水率結(jié)果，選取有利于木薯淀粉糊凍融穩(wěn) 定性提高兩種多糖膠瓜爾膠和海藻酸鈉，觀察其顯微 結(jié)構(gòu)，從微觀結(jié)構(gòu)上分析原因。

　　

　　由于不斷析水作用，淀粉凝膠經(jīng)凍融循環(huán)后，聚 合物間相互連接形成厚的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。掃描電鏡 圖表明凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨多糖膠種類與含量不同而異。 原淀粉凝膠凍融循環(huán)后形成冰晶，即在掃描電鏡圖上 表現(xiàn)為空腔t5)。由圖3可知，原淀粉空腔比其它加多 糖膠的凝膠要相對(duì)較小，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空腔壁較厚; 隨多糖膠含量增加，空腔增大。這是由于含量較多的 瓜爾膠和海藻酸鈉吸收較多水分，當(dāng)冷凍干燥時(shí)，更 多水分占據(jù)空間由于蒸發(fā)變成更大空腔。在比例為 5.4/0.6時(shí)，加入瓜爾膠的凝膠形成空腔要明顯小于加 入海藻酸鈉的凝膠形成空腔，對(duì)應(yīng)的是其析水率顯著 降低；而海藻酸鈉凝膠在兩個(gè)比例下形成空腔變化不 大，對(duì)應(yīng)析水率變化也不大，掃描電鏡結(jié)果與析水率 數(shù)據(jù)相吻合。海藻酸鈉和瓜爾膠具有降低淀粉凝膠析 水率作用，不僅與冰晶形成有關(guān)，且與凍融循環(huán)過(guò)程 中膠體自身持水能力也有關(guān)m]。

　　

　　瓜爾膠5.7/0.3瓜爾膠5.4/0.6海藤酸納5.7/0.3海藻酸鈉5.4/0.6圖3不同含量多糖膠凍融循環(huán)5次后 掃描電鏡圖片3結(jié)論(1)瓜爾膠使木薯淀粉糊起始糊化溫度降低，而 峰值粘度、崩解值和回生值及終值粘度均有顯著提 高。海藻酸鈉對(duì)木薯淀粉糊峰值粘度和崩解值有明顯 提高，并在一定程度上降低糊的起始糊化溫度：魔芋 膠和阿拉伯膠使木薯淀粉糊峰值粘度、崩解值、回生 值及終值粘度降低。

　　

　　(2)瓜爾膠和海藻酸鈉加入明顯降低淀粉凝膠 析水率，使淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性提髙：瓜爾膠隨其 含量增加，其淀粉凝膠析水率明顯降低，海藻酸鈉隨 其含量增加，凝膠析水率略有降低；但整體上變化 不大，這兩種多糖膠會(huì)使淀粉凝膠形成較大冰晶結(jié) 構(gòu)。而加入阿拉伯膠和魔芋膠淀粉凝膠呈現(xiàn)相反結(jié) 果，淀粉凝膠析水率都有不同程度增加，并隨其含量 增加，其淀粉凝膠析水率逐漸增大，這兩種多糖膠不 利于淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性提高。