食品膠也稱(chēng)作食品增稠劑、增黏劑、膠凝劑、穩(wěn) 定劑、懸浮劑等，一般都屬于親水性高分子化合物， 可水化而形成高黏度的均相液，故亦稱(chēng)親水膠體。 食品膠如瓜爾膠、黃原膠、卡拉膠等是目前世界上廣 泛應(yīng)用的食品添加劑，尤其是食品工業(yè)比較發(fā)達(dá)的 國(guó)家，幾乎所有的食品中都使用了食品膠。添加親 水性多糖膠體可以明顯改善食品的質(zhì)構(gòu)，并賦予良 好的增稠和穩(wěn)定作用。甘薯屬旋花科蕃薯屬蔓性草 本植物，產(chǎn)量高、風(fēng)味好、營(yíng)養(yǎng)高、用途廣、種植簡(jiǎn)便， 甘薯淀粉含量高達(dá)30%左右，是生產(chǎn)粉絲、變性淀粉、淀 粉糖及生物發(fā)酵產(chǎn)品的工業(yè)原料，此外還具有藥用 價(jià)值[1—2]。甘薯淀粉以其獨(dú)特的性質(zhì)在食品、醫(yī)藥 和化工等行業(yè)得到廣泛的作用，但甘薯淀粉在應(yīng)用 中存在如熱分解、抗剪切性差、易凝沉和凍融穩(wěn)定性 差等缺點(diǎn)，而且其黏度不能滿足某些高黏度食品的 需要。

多糖膠體添加到淀粉基食品中可以提高食品的 穩(wěn)定性，改善結(jié)構(gòu)，控制水分，呈現(xiàn)不同的糊化和流 變學(xué)性質(zhì)，同時(shí)有利于食品加工和降低生產(chǎn)成本[3]。 目前國(guó)外對(duì)親水性多糖膠體對(duì)淀粉糊性質(zhì)如黏度、 透明度、凍融穩(wěn)定性和流變學(xué)等特性開(kāi)展了大量的 研究，并取得了一定成果，但是國(guó)內(nèi)少有淀粉和食品 膠的相互作用的相關(guān)研究。筆者主要研究不同添加 量的各種常見(jiàn)的食品膠如瓜爾膠、黃原膠、卡拉膠、 魔芋膠和CMC對(duì)甘薯淀粉糊黏度和凍融穩(wěn)定性 研究。

1實(shí)驗(yàn)部分 1.1主要材料與儀器

甘薯淀粉，食品級(jí)，四川省渠縣國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù) 紅薯淀粉加工廠。瓜爾膠、卡拉膠、黃原膠、純化魔 芋微粉、羧甲基纖維素(CMC)均為市售食品級(jí)多糖 膠體。德國(guó)布拉本德公司Viskograph-E型Brabender 連續(xù)黏度計(jì)。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1淀粉糊黏度的測(cè)定

測(cè)定條件：測(cè)量盒為700 cmg，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速75 r/min,升溫速率測(cè)定步驟:準(zhǔn)確稱(chēng)取一 定質(zhì)量淀粉和多糖膠體，倒人600 mL容量的燒杯 中，加人適量的蒸餾水使膠體和淀粉乳總質(zhì)量為 460 g，其中淀粉乳濃度6% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，膠體添加量 分別是占淀粉的1%、2.5%、5%，充分?jǐn)嚢瑁瑢噭?后的淀粉乳樣品倒人Brabender黏度計(jì)的測(cè)量杯中， 從30<€開(kāi)始升溫，升溫速率l.Stymin，溫度升高到 95^后保溫30 min,再以速率冷卻到 50*^1,保溫30 min，即得到樣品的Brabender黏度曲 線[4~5]，為方便起見(jiàn)，黏度單位為Bu。

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),淀粉大量吸收水分而溶脹成淀粉糊，使 體系的黏度快速增大，然后通過(guò)繼續(xù)保溫、降溫、保 溫，淀粉糊的黏度會(huì)發(fā)生一系列變化。在整個(gè)加熱 升溫、保溫、降溫過(guò)程中黏度與時(shí)間曲線就是 Bmbendei•黏度曲線。整條曲線有7個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：.

起糊溫度G:淀粉黏度開(kāi)始上升時(shí)的溫度;峰值 黏度PK:淀粉糊的最高黏度值;峰值溫度PT為淀粉 處于峰值黏度時(shí)的溫度;A為升溫到95丈時(shí)的黏度 值，該值與PK的差別表示糊化的難易;B為淀粉糊 在95丈保溫30 min后的黏度值;C為糊溫度降低到 50尤時(shí)的黏度值;D為糊液50T保溫30 min后的黏 度值，該值與C點(diǎn)的黏度值的差別表示糊的冷黏度 穩(wěn)定性，差別大則糊的冷黏度穩(wěn)定性低；崩解值 (BD,breakdown)為峰值黏度與95°0保溫30 min后的 黏度的差值;回生值(SB，setback)為50T時(shí)的黏度值 與95丈保溫30 min后的黏度差值，表示淀粉糊凝沉 性的強(qiáng)弱。

2結(jié)果與討論

2.1不同濃度的多糖膠體對(duì)甘薯淀粉黏度性質(zhì)的 影響

配制6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的淀粉乳，分別加人1%， 2.5%、5%(占淀粉干基)的瓜爾膠、魔芋膠、卡拉膠、 CMC和黃原膠，在Brabender連續(xù)黏度計(jì)上測(cè)定這5 種膠體對(duì)甘薯淀粉黏度的特性的影響情況，并與原 甘薯淀粉進(jìn)行對(duì)照。不同添加量的5種膠體對(duì)甘薯 淀粉糊黏度性質(zhì)的影響情況具體見(jiàn)表1和黏度曲線 (見(jiàn)圖1、圖2、圖3)。

表1不同濃度的各種膠體對(duì)甘薯淀粉黏度特征值的影響

膠體濃度/%PG/X.PK/BuVT/X.A/BuB/BuC/BuD/BuBD/BuED/Bu

原淀粉071.280994.37986311026901177391

瓜爾膠1.070.5120494.211928111068917391271

2.568.8144890.214299321131961519203

5.064.7180287.21740104011931013759148

魔芋膠1.070.2100491.4981628994874375363

2.567.1115888.31091647981871511332

5.064.2154785.6136381111751036737365

卡拉膠1.069.87349472163599091898354

2.568.786594.985471910631013146344

5.067.1109294.9108585512321169236373

CMC1.070.273694.8731624981906113353

2.569.092694,892172310981027201370

5.067.3115993.3115582412111150335386

黃原膠1.068.365094.064258894086362351

2.557.275094.5740646926870105279

5.034.688394.8877730954911453223

 

,200,000800§400200 3ay«s

圖1濃度為1%食品肢對(duì)甘薯淀粉糊黏度的影響

圖2濃度為2.5%食品肢對(duì)甘薯淀粉 糊黏度的影響

可以看出，食品膠添加量的不同，對(duì)甘薯淀粉的 黏度特性的影響程度不同，而且不同的食品膠對(duì)甘 薯淀粉黏度特性的影響程度不同。但是總的規(guī)律是 隨著食品膠添加童的增加，甘薯淀粉的峰值黏度不 斷增加，尤其是當(dāng)膠體的添加量占到淀粉干基5% 時(shí)。瓜爾膠和魔芋微粉非常明顯地降低了甘薯淀粉 的起糊溫度，增加峰值黏度、崩解值和最終黏度，這 2種膠與淀粉的相互作用使淀粉顆粒容易膨脹和破 裂，并且與淀粉競(jìng)爭(zhēng)水分[6];同時(shí)瓜爾膠本身固有的 黏度也是造成淀粉體系黏度增加的原因之一，如瓜 爾膠的濃度分別為1%、2.5%、5%時(shí)，峰值黏度分 別為 1 204、1 448、1 802 Bu,起糊溫度為 70.5、68.8、 64.7^，而原甘薯淀粉的峰值黏度和起糊溫度809

Bu和71.2T。CMC和卡拉膠對(duì)淀粉黏度特性的影 響與濃度有密切的關(guān)系，當(dāng)添加量為1%時(shí)，峰值黏 度小于原淀粉而且黏度曲線幾乎重合，但是隨著濃 度的增加，明顯地增加了甘薯淀粉糊的峰值和最終 黏度。出較大濃度的CMC與淀粉具 有很強(qiáng)的協(xié)同作用，當(dāng)與非離子型聚合物淀粉混合 時(shí)，會(huì)引起黏度大幅增加，另外CMC有利于淀粉體 系形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致最終黏度的增加。而卡拉膠 的協(xié)同作用更多是表現(xiàn)在冷卻階段。

黃原膠是由微生物產(chǎn)生的相對(duì)分子質(zhì)量最高達(dá) 數(shù)百萬(wàn)的生物聚合物，具有許多優(yōu)良特性[8]。從黏 度曲線可以看出，黃原膠對(duì)甘薯淀粉黏度的影響情 況比較特殊，在濃度為1%和2.5%時(shí)降低了甘薯淀 粉的起糊溫度、峰值黏度、最終黏度和崩解值，表明 添加黃原膠能夠賦予甘薯淀粉良好的熱穩(wěn)定性、抗 剪切性和抗凝沉性。隨著黃原膠濃度的增大(5%)， 黃原膠增加了甘薯淀粉的峰值黏度。Chrisrians〇n[9] 指出淀粉在糊化時(shí)不僅僅淀粉顆粒表面吸收黃原 膠，而且淀粉顆粒的內(nèi)部也吸收。淀粉顆粒在加熱 過(guò)程中以放射狀的形式膨脹,然后進(jìn)一步膨脹成折 疊或褶皺的形貌。然而添加的黃原膠能夠均勻地包 埋淀粉顆粒，抑制顆粒的膨脹糊化，所以造成峰值黏 度的下降。但是當(dāng)黃原膠濃度增加到一定程度時(shí)， 其固有的黏度是造成甘薯淀粉糊黏度增加的重要原 因。當(dāng)黃原膠的添加量占淀粉(干基）的5%時(shí)，黏 度曲線顯示在34.6冗就明顯出現(xiàn)了黏度值，導(dǎo)致這 樣的原因可能是添加量大的黃原膠與淀粉的相互作 用能夠明M降低體系的糊化溫度，另一種可能的原 因是隨著黃原膠含量的增加,其固有的黏度導(dǎo)致黏 度峰在低溫時(shí)呈現(xiàn)。

另外，不同添加量的各種食品膠對(duì)甘薯淀粉糊 的崩解值和回生值影響程度不同。從表1可以明顯 看出，添加膠體后甘薯淀粉的ED都出現(xiàn)不同程度 的下降，說(shuō)明添加這些親水性多糖膠體可能會(huì)抑制 或延緩淀粉的凝沉，提高淀粉的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。對(duì)于 BD的影響，不同的膠體不同的濃度影響的程度不 同。瓜爾膠和魔芋膠明顯增加了 BD，表明降低了熱 穩(wěn)定性，可能是添加這兩種膠后淀粉體系內(nèi)出現(xiàn)很 高的峰值黏度的緣故。黃原膠對(duì)甘薯淀粉糊的BD 的影響與其濃度密切相關(guān)，低濃度(1 %)時(shí)BD為62 Bu，而5%時(shí)為453 Bu，表明低濃度的黃原膠可以提 髙甘薯淀粉糊的熱穩(wěn)定性。

由此可見(jiàn)，不同添加量的瓜爾膠、魔芋膠、卡拉 膠、CMC和黃原膠對(duì)甘薯糊黏度性質(zhì)的影響程度不 同。親水性多糖膠體與淀粉之間的相互作用機(jī)制比 較復(fù)雜，認(rèn)為有2種主要的因素影響淀粉與膠體混 合體系的黏度，一種是親水性膠體對(duì)淀粉顆粒的膨 脹或直鏈淀粉糊化時(shí)溢出的影響，另一種是與結(jié)合 水的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。所有這些關(guān)系在很大程度上取決于 膠體的固有結(jié)構(gòu)和性質(zhì)[10-11]。但是可以認(rèn)為食品 膠對(duì)淀粉糊黏度性質(zhì)的影響主要取決于淀粉的種 類(lèi)、多糖膠體的來(lái)源和分子結(jié)構(gòu)以及混合體系內(nèi)的 環(huán)境因素如pH和離子強(qiáng)度。

3結(jié)論

通過(guò)研究不同添加量的瓜爾膠、魔芋膠、卡拉 膠、CMC和黃原膠此5種食品膠對(duì)甘薯淀粉糊黏度 性質(zhì)影響的結(jié)果表明:瓜爾膠和魔芋膠與甘薯淀粉 的協(xié)同作用比較強(qiáng)，明顯增加了峰值黏度;而且隨著 添加量的增加而明顯增加。卡拉膠和CMC低濃度 時(shí)對(duì)甘薯淀粉糊的峰值黏度影響較小，高濃度時(shí)則 明顯;黃原膠對(duì)甘薯淀粉糊峰值黏度的影響比較特 殊，在濃度為1%和2.5%時(shí)，峰值黏度始終小于原 淀粉，添加量為5%時(shí)也僅僅提高了 74 Bu。所有的 食品膠對(duì)降低了甘薯淀粉的起糊溫度和回生值，這 一性質(zhì)非常有利于食品加工?？傊煌砑恿康?瓜爾膠、魔芋膠、卡拉膠、CMC和黃原膠對(duì)甘薯糊黏 度性質(zhì)的影響程度不同。親水性多糖膠體與淀粉之 間的相互作用機(jī)制比較復(fù)雜，認(rèn)為食品膠對(duì)淀粉糊 黏度性質(zhì)的影響在很大程度上取決于淀粉的種類(lèi)、 多糖膠體的來(lái)源和分子結(jié)構(gòu)。添加親水性多糖膠體 可以使淀粉或淀粉基食品中呈現(xiàn)出不同的性質(zhì)，但 是食品膠和淀粉之間的相互作用的機(jī)制和效果需要 進(jìn)一步的研究。