瓜尔豆胶产品中心 / Product Center

联系我们 / Contact

  • 山东东达生物化工有限公司
  • 联系人:王伟
  • 电 话:0533-8299008
  • 手 机:13280657534
  • 传 真:0533-8299001
  • 邮 箱:sddaswchina@163.com
  • 网 址:http://www.sddasw.com/
  • 地 址:山东省淄博市周村区开发区工业园区16号

多糖胶对木薯淀粉糊冻融稳定性影响

发布日期:2015-05-04 14:05:56
木薯淀粉
  多糖胶是一类十分重要食品添加剂,具有增稠、 悬浮、乳化、稳定澄清、充当膳食纤维等多种重要功 能,可广泛应用于冷冻食品、饮料、乳制品、调味品等 食品m。木薯淀粉较其它淀粉具有价格低廉、尖峰粘 度高、糊桨清澈透明等优点常被作为增稠剂、胶凝剂 应用食品工业。在食品体系中,淀粉与亲水性胶体 共用,可提高产品稳定性、控制流变性、改善产品组织 结构等,目前国外在亲水性胶体对淀粉糊冻融稳定性 等影响方面展开大量研究[2~5);而我国对不同种类 多糖胶对木薯淀粉糊冻融稳定性影响及冻融循环后 凝胶吸水率与凝胶结构研究鲜有报道。本实验系统研 究海藻酸钠、阿拉伯胶瓜尔胶魔芋胶四种多糖胶 对木薯淀粉糊Brabendei?粘度曲线、吸水率影响,并探 讨海藻酸钠和瓜尔胶有利于木薯淀粉糊冻融稳定性 原因及其吸水率与微观结构之间关系,以期为多糖胶与淀粉复配物在食品工业应用提供理论指导。
  
  1实验材料与方法 1.1实验材料与仪器木薯淀粉:泰华木薯淀粉厂;阿拉伯胶:广东西 陇化工厂;海藻酸钠:天津市科密欧化学试剂研发中 心;瓜尔胶:河南兴隆化工公司;魔芋胶:河南隆腾 化工有限公司。
  
  Viskograph - E型Brabender连续粘度计;德国布 拉本德公司;TDL-5A型离心机;上海菲恰尔分析仪 器有限公司;BS210型电子天平;北京赛多利斯仪器 系统有限公司:Scientz-18N型冷冻干燥机;宁波新 芝生物科技有限公司;Quanta 200型环境扫描电镜: 荷兰FEI公司。
  
  L2实验方法 L2.1淀粉糊粘度测定配制浓度为6%溶液,总浓度不变,以淀粉与多糖 胶混合物比例为6.0/0,5.7/0.3,5.4/0.6 (g/g,以干基 计)配制淀粉一胶溶液,以此为条件配制总量为460 g 淀粉一胶溶液,在磁力搅拌器上混匀,待其充分混匀 后,将样品倒入Brabender粘度计测量杯中。测定条件: 测量盒为700 cmg,转子转速75 r/min,从30°C开始升 温,升温速率1.5°C /min,温度升至95°C后保温30 min; 再以1.5°C /min速率冷却至50°C,保温30 min,即得 样品Brabender粘度曲线。
  
  1.2.2析水率测定待Brabender粘度计测量完毕后,将测最杯中样 品倒出,冷却后,分别装入50 ml具塞塑料管中,使其 在-20°C?-18°C下冷却22小时,然后在30°C水浴 融化2小时,随机取出其中三个样品测其析水率,其 余放入冰箱,继续冻融循环,如此重复冻融循环五次。 析水率测定条件:在4 500 r/min条件下离心10 min, 弃去上清液,称取沉淀物质量;重复试验3次。吸水 率计算公式~:析水率(%)=(淀粉糊质量一沉淀物质量)/淀 粉糊质量X 100%1.2.3扫描电子显微镜分析将冻融循环5次离心后样品进行冷冻干燥,并 将冷冻干燥样品切成薄片,使用扫描电子显微镜以 X 500观察其凝胶基质剖面显微结构。
  
  2实验结果与分析2.1不同浓度多糖胶对木薯淀粉糊粘度影响在升温过程中,淀粉颗粒逐渐吸水膨胀,当达到 糊化温度时,淀粉大最吸收水分而溶胀成淀粉糊,使 体系粘度快速增大,然后通过继续保温、降温、保温, 淀粉糊粘度会发生一系列变化。在整个加热升温、保 温、降温过程中粘度与时间曲线就是Brabender粘度 曲线。整条曲线有5个关键点:①起始糊化温度(PT), 即淀粉粘度开始糊化时温度;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:保温30 min后粘度差值:④回生值(SB),即时间/min-图1不同多糖胶淀粉糊Brabender粘度曲线50°C时粘度值与95°C保温30 min后粘度差值,表示 淀粉糊凝沉性强弱;⑤终值粘度(F),即糊液5(TC保 温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海藻酸钠5.7/0.362.211028592164395.4/0.659.813861091287568阿拉伯胶5.7/0.364.46434222684555.4/0.664.8562357239409瓜尔胶5.7/0.359.011418113986805.4/0.656.114891053485858魔芋胶5.7/0.363.67555412083915.4/0.662.4746537183369由图1可看到,木冓淀粉糊粘度因多糖胶种类不 同,淀粉糊Brabender曲线发生明显变化,且这种变化 随多糖胶比例不同而更加显着。由表1可知,瓜尔胶 存在使木薯淀粉糊起始糊化温度降低,而峰值粘度、 崩解值和回生值及终值粘度均有显着提髙。海藻酸 钠是一种离子胶,其对木薯淀粉糊峰值粘度和崩解值 有明显提髙,并在一定程度上降低糊的起始糊化温度; 但对终值粘度,在比例为5.7/0.3时,糊的终值粘度比 原淀粉还低,随海藻酸钠含量增加,为5.7/0.6时,糊的 终值粘度有明显提高。
  
  淀粉颗粒不溶于水,起始淀粉乳粘度很低,当温 度升到起始糊化温度时,淀粉颗粒开始吸水膨胀,粘 度开始升髙。随温度继续升高,一小部分淀粉颗粒 开始破裂,直链淀粉溢出到分散相,直到粘度达到峰 值粘度,峰值粘度被认为是淀粉颗粒膨胀与破碎平衡 点?。加入瓜尔胶和海藻酸钠后,糊的峰值粘度都有 明显提高,加入瓜尔胶,峰值粘度分别达1 141 Bu和 1489 Bu:加入海藻酸钠,峰值粘度分别达1 102 Bu 和1 386 Bu,说明这两种多糖胶可保护淀粉颗粒,使其 不易破碎。若继续升温,因颗粒不断破碎导致粘度降 低,当处于保温阶段时,体系需承受机械剪切压力,导 致淀粉颗粒进一步破碎及直链淀粉和支链淀粉溢出,使淀粉糊在保温阶段产生剪切变稀行为,原淀粉崩解 值为563 Bu,加入瓜尔胶后,崩解值分别达811 Bu和 1053 Bu;加入海藻酸钠后,崩解值分别达859 Bu和 1091 Bu,说明加入瓜尔胶与海藻酸钠后剪切变稀行 为更明显,并随这两种多糖胶含量增加剪切行为变强。 样品冷却至50°C后,由于直链淀粉重排和支链淀粉短 链凝沉作用,粘度达到终值粘度t9)。
  
  魔芋胶和阿拉伯胶存在,在一定程度上使木薯 淀粉糊峰值粘度、崩解值、回生值及终值粘度降低, 且随胶含量增加,这种趋势逐渐加大。阿拉伯胶存 在使糊的起始糊化温度增大;而魔芋胶存在使糊的 起始糊化温度降低,不同浓度魔芋胶对木薯淀粉糊 粘度影响不大。表1数据同时也表明,魔芋胶和阿 拉伯胶加入使淀粉颗粒更易破碎,保温过程中剪切 变稀行为减弱。
  
  2.2析水率分析表2不同含量多糖胶对淀粉糊析水率影响/%原淀粉55.755.7瓜尔胶53.931.5海藻酸钠46.044.8阿拉伯胶60.963.9魔芋胶57.761.1冻融稳定性是食品一个非常重要性质,在冷链贮 藏中,热波动和水相变化是引起冷冻食品变质主要原 因,特别是淀粉凝胶基质食品w。当淀粉凝胶被冷冻 时,固形物含量高的区域更易于使淀粉链之间相互连 接形成厚丝状,而水分子凝结成冰晶形成独立相。在 融化过程中,冰晶变成水,可轻易从大分子网络中析 出(析水率);由于水分子连续析出而使剩下淀粉凝 胶呈海绵状11(>]。由表2可见,木薯淀粉凝胶经冻融 循环五次后,水分损失率达到55.7%。不同多糖胶加 入对淀粉糊析水率影响各不相同,瓜尔胶和海藻酸钠 加入,明显降低淀粉凝胶析水率,说明这两种多糖胶 可提高淀粉糊冻融稳定性;且随含量增加,凝胶析水 率逐渐降低,在比例为5.4/0.6时,析水率分别降低至 31.5%和44.8%。而阿拉伯胶和魔芋胶加入呈现相反 结果,淀粉糊析水率都有不同程度增加,随其各自含 量增加,这种升高趋势逐渐加大,在比例为5.4/0.6时, 吸水率分别达63.9%和61.1%。
  
  由图2可看到,加入多糖胶的淀粉凝胶随冻融循 环次数增加,其析水率呈现不同趋势。阿拉伯胶和魔 芋胶呈现趋势不变,只是随含量增加,凝胶析水率逐步 提高。在比例为5.7/0.3时,海藻酸钠淀粉凝胶析水率 明显低于瓜尔胶凝胶;但比例为5.4/0.6时,瓜尔胶淀 粉凝胶析水率骤然降低,显着低于海藻酸钠凝胶;海 藻酸钠淀粉凝胶析水率虽略有降低,但整体上变化不 大。海藻酸钠属阴离子多糖胶,其对木薯淀粉糊析 水率降低作用,可能是阴离子对邻近水分子有固定作 用,从而限制水分子流动,使其转移形成冰晶困难加 大。而瓜尔胶能降低析水率主要依靠是分子间相互 作用。
  
  23扫描电镜分析根据析水率结果,选取有利于木薯淀粉糊冻融稳 定性提高两种多糖胶瓜尔胶和海藻酸钠,观察其显微 结构,从微观结构上分析原因。
  
  由于不断析水作用,淀粉凝胶经冻融循环后,聚 合物间相互连接形成厚的纤维网状结构。扫描电镜 图表明凝胶网络结构随多糖胶种类与含量不同而异。 原淀粉凝胶冻融循环后形成冰晶,即在扫描电镜图上 表现为空腔t5)。由图3可知,原淀粉空腔比其它加多 糖胶的凝胶要相对较小,形成网络结构空腔壁较厚; 随多糖胶含量增加,空腔增大。这是由于含量较多的 瓜尔胶和海藻酸钠吸收较多水分,当冷冻干燥时,更 多水分占据空间由于蒸发变成更大空腔。在比例为 5.4/0.6时,加入瓜尔胶的凝胶形成空腔要明显小于加 入海藻酸钠的凝胶形成空腔,对应的是其析水率显着 降低;而海藻酸钠凝胶在两个比例下形成空腔变化不 大,对应析水率变化也不大,扫描电镜结果与析水率 数据相吻合。海藻酸钠和瓜尔胶具有降低淀粉凝胶析 水率作用,不仅与冰晶形成有关,且与冻融循环过程 中胶体自身持水能力也有关m]。
  
  瓜尔胶5.7/0.3瓜尔胶5.4/0.6海藤酸纳5.7/0.3海藻酸钠5.4/0.6图3不同含量多糖胶冻融循环5次后 扫描电镜图片3结论(1)瓜尔胶使木薯淀粉糊起始糊化温度降低,而 峰值粘度、崩解值和回生值及终值粘度均有显着提 高。海藻酸钠对木薯淀粉糊峰值粘度和崩解值有明显 提高,并在一定程度上降低糊的起始糊化温度:魔芋 胶和阿拉伯胶使木薯淀粉糊峰值粘度、崩解值、回生 值及终值粘度降低。
  
  (2)瓜尔胶和海藻酸钠加入明显降低淀粉凝胶 析水率,使淀粉凝胶冻融稳定性提髙:瓜尔胶随其 含量增加,其淀粉凝胶析水率明显降低,海藻酸钠随 其含量增加,凝胶析水率略有降低;但整体上变化 不大,这两种多糖胶会使淀粉凝胶形成较大冰晶结 构。而加入阿拉伯胶和魔芋胶淀粉凝胶呈现相反结 果,淀粉凝胶析水率都有不同程度增加,并随其含量 增加,其淀粉凝胶析水率逐渐增大,这两种多糖胶不 利于淀粉凝胶冻融稳定性提高。