米粉为大米加工产品,是中国著名传统美食,有超过2 000 a的历史。米粉因滑弹韧的口感受到我国乃至东南亚各国消费者的喜爱,随着现代生活水平的提高,以及人们对多元化饮食需求的提升,米粉的受众增多,消费前景广阔。米粉采用籼米制作而成,在缺少面筋蛋白的情况下,米粉的成型依赖于淀粉的回生,即淀粉的老化、凝胶化,其中短期回生有助于米粉在生产中快速成型,米粉贮藏阶段的长期回生会降低米粉品质,使米粉变硬、易断。此外,复水时间长、糊汤等也是纯米米粉比较突出的问题,因此,米粉的品质改良、配方优化一直都是研究的热点。
可得然胶是继黄原胶和结冷胶之后第3个经FDA批准用于食品的发酵型多糖,我国卫生部也于2006年批准了可得然胶在食品中的应用。作为新兴的品质改良剂,可得然胶因其优越的抗冻融性、抗脱水性、热稳定性、包油性、特殊的凝胶特性(加热到80 ℃以上时形成高强度凝胶)以及免疫刺激特性,在食品及医药领域受到越来越多的关注。江南大学食品学院的李才明、陈 荻、李兆丰*等人从改善米粉的加工及食用品质出发,通过系统表征,探究可得然胶对米粉质构、蒸煮品质、老化特性及凝胶结构的影响,从而评估可得然胶在米粉品质改良中的实际运用价值,以期为相关产业的产品优化提供参考。
1、可得然胶的基本理化性质分析
如图1所示,样品的有效含量均大于72.5%,说明可得然胶是产品中的主要成分,其中,三者有效含量关系为:CG-01>CG-E>CG-02(P<0.05)。根据产品信息,GC-01型可得然胶为提纯胶,其有效含量虽然高于GC-E,但差距不大,这种情况可能来源于GC-E中其他多糖成分的干扰。与此同时,样品的凝胶强度差异明显,CG-01的凝胶强度达到3 086 g/cm 2 ,比CG-E、CG-02分别高出69.0%和86.6%,造成这种差距的原因包括聚合度及产品中复配成分的不同。
2、可得然胶对大米粉糊化特性的影响
如表1所示,除了添加0.2%、0.4%和0.6% CG-02的样品终值黏度有显著降低以外,其他样品的终值黏度并未有显著改变。另一方面,回生值反映样品的短期回生趋势,对于米粉的淀粉凝胶形成尤为关键,会显著影响米粉的成型。样品的回生值随着可得然胶添加量的升高而降低,但是,只有当添加量高于0.6%时,样品的回生值才与空白对照组差异显著,说明在不影响米粉成型的基础上,可得然胶的添加量不应高于0.6%。不仅是可得然胶,多种食品添加剂,如聚葡萄糖、纤维素、小分子糖等都被证实会降低淀粉的回生值,因为当添加剂均匀分布于淀粉凝胶中时,会阻碍淀粉分子的重排,从而抑制重结晶的发生。
3、可得然胶对米粉质构特性的影响
本节选择质构仪测定可得然胶添加量在0%~0.6%之间的样品的质构特性,结果如表2所示。当可得然胶的添加量为0.2%时,米粉的硬度降低(CG-E和CG-02与空白对照组差异显著),但随着添加量的升高,米粉的硬度逐渐增大,并显著超过空白对照组。同时,当添加量超过0.2%时,可得然胶能显著提升米粉的弹性;当添加量达到0.6%时,可得然胶能显著提升米粉的咀嚼性。
综上,可得然胶整体呈现米粉硬度、弹性和咀嚼性增强的特点,其原因可能是可得然胶在加热到80 ℃后能形成高强度凝胶,混入大米淀粉中后有助于形成复合的凝胶骨架,使结构更为致密。值得注意的是,当其添加量为0.2%时,样品反而呈现出硬度、弹性和咀嚼性均降低的现象,推测在该添加量下,可得然胶加强米粉在蒸煮过程中的吸水作用,使米粉更充分膨润,但由于添加量较少,其加固凝胶网络的作用不明显,使米粉最终呈现出硬度、弹性和咀嚼性降低的情况。
4、可得然胶对米粉蒸煮特性的影响
结果如表3所示。可得然胶能有效降低米粉的蒸煮时间、断条率和蒸煮损失,从而优化产品的蒸煮品质。对比各组数据可以发现,CG-01对米粉蒸煮品质的优化效果是3 款可得然胶中最好的,并且最低的蒸煮时间(1 310 s)、断条率(5.33%)、蒸煮损失(2.19%)均出现在添加0.6% CG-01组。同时,结合前文结果,可以推测可得然胶的凝胶强度越高,其改善米粉食用品质的效果越好。此外,可得然胶具有优越的吸水性和持水性,能够增加米粉的蒸煮质量比,对于鲜湿米粉而言,可得然胶可以在改善米粉品质的同时,增加产品质量、降低成本,是理想的品质改良剂。
5、可得然胶对米粉老化性质的影响
如图2所示,根据衍射峰的分布,可知样品为多种晶体的混合体,但随着可得然胶CG-01添加量的升高,衍射峰的强度逐渐减小,添加0.6% CG-01组更是与其他组差距明显。17°左右的衍射峰主要由支链淀粉的长期回生引起,该衍射峰强度随可得然胶添加量增大而减小,在添加量达到0.4%时有显著减小,当添加量达到0.6%时,已变得十分微弱。可见,可得然胶对淀粉老化过程中各种晶体的形成具有抑制作用,对淀粉长期老化有明显抑制效果,且当添加量小于0.6%时,添加量越高,抑制作用越强。
6、可得然胶对米粉凝胶网络的影响
不同添加量CG-01样品的扫描电镜图如图3所示,空白米粉(图3A)中存在明显的孔洞。当CG-01添加量为0.2%时(图3B),米粉截面出现更多更大的孔洞,推测在该添加量下,可得然胶增强吸水力的作用大于形成凝胶网络的作用,致使淀粉凝胶中滞留过多的水分,水分在淀粉重结晶过程中脱出,在冻干过程中结晶挥发最终形成孔洞。但当添加量增大到0.4%(图3C)时,米粉截面孔洞相较于空白对照明显减少,米粉结构变得致密,推测此时可得然胶更多地起到稳固凝胶结构的作用,可得然胶的持水作用使水分能够与凝胶体系稳定结合,抑制淀粉凝胶的老化脱水。当添加量增加到0.6%时,米粉截面几乎没有孔洞出现,米粉出现层状结构。
结 论
本实验将3 款不同的可得然胶用于米粉品质的优化,研究糊化、质构、结晶性质及凝胶网络等性质,以期找到能有效降黏、增弹增韧,同时能长期抑制淀粉回生的产品,并探究可得然胶对米粉凝胶结构的影响。实验结果表明,有效含量最高的GC-01效果最明显。在0.4%~0.6%的添加量范围内,可得然胶能够显著提高米粉的硬度、弹性、咀嚼性及蒸煮质量比,降低米粉的蒸煮时间、断条率及蒸煮损失,同时抑制米粉的长期老化,加固凝胶稳定性,从而优化产品的品质。但值得注意的是,当可得然胶的添加量较低(0.2%)时,可得然胶只会加剧米粉在加工及蒸煮过程中的吸水膨胀,使得米粉凝胶孔洞增大,米粉硬度、弹性和咀嚼性降低;而当可得然胶的添加量过高,即添加量大于等于0.8%时,可得然胶又会显著降低米粉的短期回生,从而影响米粉的加工成型;因此,0.4%~0.6%是可得然胶在米粉中的理想添加范围。
本文《可得然胶对米粉加工及食用品质的影响》来源于《食品科学》2021年42卷16期23-28页,作者:李才明,陈荻,陆瑞琪,顾正彪,班宵逢,洪雁,程力,李兆丰。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200814-185。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网
为进一步促进动物源食品科学的发展,带动产业的技术创新,更好的保障人类身体健康和提高生活品质,北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上,将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2021年11月27-28日在河南郑州共同举办“2021年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。
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