（食品科学专业论文）无蛋沙拉酱用糯米变性淀粉的制备及应用研究.pdf

摘要 摘要 近年来，传统沙拉酱均采用鸡蛋，而鸡蛋蛋黄中的高胆固醇含量对人体健康所带来 的威胁也越来越引起人们的广泛关注。并且在作坊式制作中由于鸡蛋的清洗不彻底，造 成沙门氏菌( s a l m o n e l l a ) 对人体的感染事件也屡屡发生。其次鸡蛋新鲜程度对沙拉酱 品质也有一定影响。因此采用蛋黄代替品制成的无蛋沙拉酱成为市场的新产品，无蛋沙 拉酱专用粉也如雨后春笋般出现。在这种专用粉中变性淀粉为主要成分。 首先，以同实验室人员优化的制备羟丙基糯米淀粉条件为制备条件，制备羟丙基淀 粉( m s0 1 1 5 左右) 。以此羟丙基糯米淀粉为原料，三偏磷酸钠为交联剂，制备了交联 羟丙基糯米淀粉。通过单因素和正交实验优化交联制备条件，确定最佳工艺：淀粉乳浓 度4 0 ( w v ) ，三偏磷酸钠用量0 0 3 ( w v ，淀粉干基) ，反应温度4 0 ，交联p h1 0 ， 反应时间3 h 。制备得产品结合磷含量0 0 2 5 左右。 另外，以糯米淀粉为原料，通过单因素和正交实验优化酯化制备条件，确定辛烯基 琥珀酸酯化最佳工艺条件：辛烯基琥珀酸酐添加量3 ( v w ，无水乙醇稀释5 倍) ，反 应温度3 5 ，淀粉乳浓度3 5 ( w v ) ，反应p h8 5 ，反应时间6 h 。制备得产品取代度 在0 0 1 7 9 左右。 其次，糯米淀粉经过羟丙基化后，糊液性质得到了明显的改善。羟丙基化使糯米淀 粉糊化温度降低、粘度增大，但耐酸、耐盐以及抗剪切性无明显提高。经过三偏磷酸钠 交联后，糊液的耐酸、耐盐以及抗剪切性都有一定的提高，且随着交联度( 结合磷含量) 的增加而增大。同时对辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯的取代度对糊液性质的影响做了研究， 随着取代度的增大，糊化温度降低，粘度增加，乳化性质以及乳化稳定性增强，但糊液 的耐酸、耐盐以及抗剪切性能都急剧下降。两种性质的糯米变性淀粉经过1 ：1 复配后， 糊液性质比单一淀粉有一定提高；在增加两种糯米变性淀粉( 1 ：1 ) 乳浓度后，乳化性和 乳化稳定性高达9 4 4 和9 4 1 。 最后，对经过预糊化处理的糯米变性淀粉进行复配研究，得到最佳复配方案( 以 5 0 6 0 的加油量为前提) ：预糊化交联羟丙基糯米淀粉( a ) 1 6 9 ，预糊化辛烯基琥珀 酸糯米淀粉酯( b ) 1 4 9 、水1 6 0 9 ，白醋2 0 9 ，白糖3 0 9 ，食盐9 9 ，色拉油3 5 0 9 。即基 本配方在总体系中所占比例分别为a2 7 ，b2 3 ，水2 6 7 ，白醋3 3 ，白糖5 o ， 食盐1 5 和色拉油5 8 4 。并与市售百利牌蛋质沙拉酱( 油含量5 0 左右) 的流变学性 质进行比较，得到产品的流变学性质相似。经过感官评定，自制产品为乳白色，乳化状 态稳定，入口爽滑，细腻感足。 关键词：无蛋沙拉酱糯米淀粉交联羟丙基淀粉辛烯基琥珀酸淀粉酯性质应用 a b s t r a c t a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h et r a d i t i o n a ls a l a dd r e s s i n gu s e dt h ee g g ，b u ti ti sm o r ea n dm o r e o b v i o u st h a tt h ec h o l e s t e r o lo fe g gy o l ki sat h r e a tt op e o p l e sh e a l t hi nt h et r a d i t i o n a ls a l a d d r e s s i n g a n dt h e r ew e r em a n ye v e n t st h a tw e r er e l a t e dt os a l m o n e l l ai n f e c t e da st h ee g g s u s e di ns a l a dd r e s s i n gw e r en o tc l e a n e du p a n df r e s h n e s so fe g g sc o u l da l s oa f f e c tt h e p r o p e t i e so f s a l a dd r e s s i n g ，s om o r e a n dm o r en o e g g s s a l a dd r e s s i n gc a m et ot h em a r k e t t h e s a l a dd r e s s i n gf l o u rh a sm u s h r o o m e dl i k eb a m b o os h o o t sa f t e ras p r i n gr a i n i nt h i sf l o u r , m o d i f e ds t a r c h e sa r et h em a i ni n g r e d i e n t s f i r s t l y ，h y d r o x y p r o p y lw a x yr i c es t a r c hw a sp r e p a r e df o l l o w e do t h e rl e a r n e r s m e t h o d a n dt h e nh y d r o x y p r o p y l a t e ds t a r c hw a su s e da sr a wm e t e r i a l s ，s o d i u mt r i m e t a p h o s p h a t ea s r e a g e n tt op r e p a r ec r o s s - l i n k e dh y d r o x y p r o p y l a t e ds t a r c h t h eo p t i m i z e dc o n d i t i o n ：t h es t a r c h s l u r r y4 0 ( w w ) ，s o d i u mt r i m e t a p h o s p h a t e0 0 3 ( w w ) ，r e a c t i o nt i m e3 h ，p h10 ，r e a c t i o n t e m p e r a t u r e4 0 ( 2 t h er e s u l t ：p h o s p h o r u sc o n t e n ta b o u t0 0 2 5 t h ew a x yr i c es t a r c hw a su s e da sr a wm a t e r i a lt og e to c t e n y ls u c c i n a t ee s t e r i f i c a t i o n o p t i m u m c o n d i t i o n s ：r e a c t i o nt e m p e r a t u r e3 5 * ( 2 ，s t a r c hs l u r r y3 5 ( w v ) ，p h8 5 ，r e a c t i o nt i m e 6 h t h et e s ts h o w e dt h a tt h ed e g r e eo fs u b s t i t u t i o nr e a c h e do 017 9 s e c o n d l y ，c o m p a r e dt ot h er a ws t a r c h ，t h eg e l a t i n i z a t i o nt e m p e r a t u r eo fh y d r o x y p r o p y l w a x yr i c es t a r c hd e a r e a s e d ，v i s c o s i t yi n c r e a s e d ，b u ta c i d r e s i s t a n t , s a l t r e s i s t a n ta n dt h es h e a r r e s i s t a n c ew e r en o ts i g n i f i c a n t l yi m p r o v e d a f t e rc r o s s l i n k i n g ，t h e r ew a sad e f i n i t ei n c r e a s e i na c i d r e s i s t a n t ，s a l t - r e s i s t a n ta n dt h es h e a rr e s i s t a n c e a n dt h e e f f e c t si n c r e a s e d 谢t l lt h e a d d i t i o no fd e g r e eo fc r o s s l i n k i n g s o m er e s e a r c ho no s as t a r c hp a s t e sw e r ea l s os t u d i e d r e s u l t ss h o w e dt h a ta st h es u b s t i t u t i o nd e g r e ei n c r e a s e d ，g e l a t i n i z a t i o nt e m p e r a t u r ed e c r e a s e d ， v i s c o s i t yi n c r e a s e d ，e m u l s i f y i n gp r o p e r t i e sa n dt h es t a b i l i t yo fe m u l s i o ni n c r e a s e d ，b u tt h e a c i d - r e s i s t a n t ，s a l t r e s i s t a n t ，s h e a r - r e s i s t a n tp r o p e r t i e sd r o p p e ds h a r p l y a f t e rc o m p u n d i n go f t h et w om o d i f i e ds t a r c h e sa s1 ：1 ( w w ) ，t h ep a s t ep r o p e t i e sw a si m p r o v e d ；a n dw h e nt h es t a r c h s l u r r yc o n c e n t r a t i o nw a s2 ，t h ee m u l s i f y i n ga r r i v e d9 4 4 a n dt h ee m u l s i o ns t a b i l i t yw a s 9 4 1 f i n a l l y ，m i x t u r eo ft h ep r e g e l a t i n i z e dw a x yr i c es t a r c h e sw a ss t u d i e d ，w eg o tt h eb e s t c o m b i n a t i o nf o r m u l a ( c o n t a i n e d5 0 - 6 0 o i l ) ：p r e g e l a t i n i z e dc r o s s - l i n k e dh y d r o x y p r o p y l a t e d w a x yr i c es t a r c h ( a ) 16 9 ，p r e g e l a t i n i z e do s aw a x yr i c es t a r c h ( b ) 14 9 ，w a t e r15 0 9 ，w h i t e v i n e g a r2 0 9 ，s u g a r3 0 9 ，s a l t9 9 ，o i l3 5 0 9 n a m e l y ，a2 7 ，b2 4 ，w a t e r2 5 5 ，w h i t e v i n e g a r3 4 ，s u g a r5 1 ，s a l t1 5 ，o i l5 9 4 b yc o m p a r i n gt ot h ec o m m e r c i a lp r o d u c t s ( b e r r y ) ，o u rp r o d u c th a das i m i l a rr h e o l o g yp r o p e t y a f t e rs e n s o r ye v a l u a t i o n ，t h es e l f - m a d e s a l a dd r e s s i n gi sm i l k yw h i t e ，s t a b l e ，a n dt h ep r o d u c th a dag o o dt a s t e k e yw o r d s ：n o e g gs a l a dd r e s s i n g ；w a x yr i c es t a r c h ；c r o s s l i n k e dh y d r o x y p r o p y l a t e ds t a r c h ； o c t e n y ls u c c i n a t em o d i f i e ds t a r c h ( o s a ) ；p r o p e r t i e s ；a p p l i c a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是苯人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含苯人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 签名： 蛰：鳌：数 日 期：趁醴：曼! z 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：、 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件争磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存，汇编学位论文， 并耳本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签名： 羽：篁二皱 导师签名： 日 期： 戛最 第一章绪论 第一章绪论 1 1 沙拉酱概述 沙拉酱( s a l a d ) 和蛋黄酱( m a y o n n a i s e ) 都属于调味沙司，是一种半固体形态的酸 性高脂肪乳状液，由植物油、鸡蛋、盐、糖、香料、醋等调制而成。沙拉酱和蛋黄酱的 区分按油脂和蛋黄的使用量来确定，如蛋黄酱：油脂最低7 5 和蛋黄6 以上；沙拉酱： 油脂最低5 0 和蛋黄3 5 以上。一般蛋黄酱中的含水量为1 0 2 0 ，而沙拉酱中的含 水量为2 0 3 5 t 。 沙拉酱按所用原料的不同分为“轻沙拉酱与“重 沙拉酱。“轻”沙拉酱用白醋 和橄榄油、花生油或豆油等植物油按一定比例调制而成，调制过程中可加入盐、胡椒和 芥末等调味料，也可加入各种香辛料，如洋葱、大蒜和番茄汁等。“重”沙拉酱以油、 醋为基料，还需加入鲜鸡蛋黄。调制“重”沙拉酱也可与不同香辛料搭配，调制成不同 风味的“乳脂型”沙拉酱f 2 】。一般我们食用的是“重 沙拉酱，也就是以下所说的传统 沙拉酱。 1 1 1 传统沙拉酱简介 传统沙拉酱是以精制色拉油、蛋黄、食醋、水为主要原料，并辅以糖、食盐等经调 制、乳化加工制成的一种粘稠状半固体食品。它是以蛋黄中的卵磷脂为乳化媒介，使油、 水形成了水包油型( o w ) 乳状液，从而形成稳定的酱体【3 1 。沙拉酱可以通过减少油脂 使用量、添加油脂替代品和加大水的用量，来降低沙拉酱的能量值。 传统沙拉酱对原料的要求较高。因为油脂形成晶体时易改变酱体的结构而导致酱体 破乳，因此，油脂要求有足够低的熔点。通常选用大豆油、菜籽油等植物油，但色拉油 是较佳的选择。鸡蛋则要求新鲜并需先用自来水洗净后再用3 的双氧水消毒5 m i n ，然 后用冷开水冲洗干净后方可使用1 2 j 。 在欧美、日本等国家，沙拉酱是家庭日常生活中不可缺少的调味品。目前国外沙拉 酱品种较多，有些产品中还加入醋渍蔬菜，如酸黄瓜、醋渍洋葱等，制成适用于油炸海 产品的沙司。另外，日本还有酱油风味和芝麻香味的沙拉酱，有些国家还研制出具有耐 热性能和耐冷冻性能的沙拉酱产品。随着消费者对低热量食品需求的加大，无油型和低 油脂型沙拉酱也相继在市场上出现。在我国，沙拉酱的消费主要集中在大中城市，其产 品主要依赖进口，近几年越来越多的厂家才开始生产和销售沙拉酱系列产品。 传统型沙拉酱均采用鸡蛋作为乳化成分，但由于鸡蛋带菌系数高，食品的安全性存 在隐患。近几年来，因鸡蛋清洗不彻底而造成的沙门氏菌对人体的感染事件时有发生。 且鸡蛋新鲜程度对沙拉酱品质也有一定的影响。因此采用蛋黄代替品制成的无蛋沙拉酱 成为市场的新型产品。 1 1 2 无蛋沙拉酱简介 无蛋沙拉酱是一类酸性新型沙拉酱样制品。它的外观、质地与传统沙拉酱相似，食 江南大学硕士学位论文 用方式、保存方式与传统沙拉酱相当。无蛋沙拉酱即是模拟鸡蛋蛋黄的乳化作用，采用 能够起乳化作用的原料来制备的沙拉酱样制品。 其中，变性淀粉、大豆蛋白、奶酪等物质都可作为乳化成分来维持沙拉酱体系的稳 定性。但在使用大豆蛋白时，由于大豆蛋白易变性，且在等电点，蛋白容易破乳，对于 沙拉酱这种酸性体系，蛋白很容易失去乳化功能而破坏沙拉酱乳化体系的稳定性1 4 1 。而 淀粉具有增稠作用，并且淀粉经过适当的变性后具有乳化功能，能用于沙拉酱乳化体系， 且能在一定程度上增加沙拉酱的粘弹性。变性淀粉溶于水可以形成胶状物，无异味且口 感爽滑，可作为脂肪或油的替代品在食品中应用，尤其在沙拉酱这种高油脂含量的食品 中，效果更为明显【研。利用具有增稠作用以及乳化功能的变性淀粉制备的沙拉酱体系和 油脂含量5 0 的沙拉酱相比，通过感官评定等分析，1 2 1 感爽滑，体态相近1 6 j 。 国外对无蛋沙拉酱的研究较多，并且多是以淀粉为原料来生产。a b r a h a mi b a k a l 等研究了利用米淀粉的粒径小、口感爽滑的特点来制备无蛋沙拉酱。米淀粉颗粒粒径小， 具有类似脂肪的性能，可以增加产品的在i s i 腔中的润滑感1 6 1 。h a n su w e t r u e c k 研究利用 奶酪( y o g h u r t ) ，卡拉胶( c a r r a g e e n a n ) 以及变性淀粉等来制备低脂肪沙拉酱产品。它 是用利用添加量为5 5 0 y o g h u r t ，添加量为0 0 3 1 c a r r a g e e n a n ，同时加入一定量 的变性淀粉，一般为羟丙基淀粉或醋酸酯淀粉，再添加一定量的香辛料，可以使其具有 沙拉酱的口感1 7 1 。g o r e c k a 等把变性淀粉应用于低脂且无蛋沙拉酱乳化体系。这是利用 变性淀粉具有增稠和稳定性能来稳定沙拉酱乳化体系。这种沙拉酱和市面上含油量为 5 0 的沙拉酱产品体系相似。所用的变性淀粉为交联羟丙基淀粉，而后添加0 5 具有乳 化作用的辛烯基琥珀酸淀粉酯。结果证明加入经化学及物理变性的淀粉，能够稳定水包 油体系。经过对产品粘度、流变性质、以及感官评价分析，发现添加5 的交联羟丙基 淀粉可以使其流变特性和市面产品相似峭j 。 在我国，此类产品多是以变性淀粉为主要原料经复配而制成，但是关于系统的生产 方法以及所用淀粉的种类的报道少见。 1 2 变性淀粉在食品工业中的作用 在食品工业中，变性淀粉主要被用作增稠剂和凝胶剂，其可以改善产品的组织结构 和风味，提高食品的耐藏性和冻融稳定性，改善食品的加工性能和产品质量等，已成为 有助于提高食品工业科技水平的重要原料之一。以下就变性淀粉在食品加工中的作用进 行简单介绍。 1 2 1 增稠稳定作用 由于天然淀粉是通过氢键来连接的，在食品加工过程中，如遇高温蒸气加热，高速 搅拌，泵及管道输送所产生剪切力或在酸性环境中，氢键很容易断裂，从而使淀粉颗粒 破碎，造成粘度降低，从而失去增稠作用。而天然淀粉容易产生老化，冻融稳定性差， 使产品质量不稳定，从而影响产品保质期。 通过适当变性处理而得的变性淀粉大多具有糊化温度低、糊透明度高、粘度大而且 稳定性好、凝沉性小、抗冻性能好、成膜性好以及耐酸、耐碱和机械性强等许多优良特 2 第一苹绪论 性，使其更能适合现代食品工艺的机械化、自动化生产工艺操作要求。羟丙基 ( - c h 2 c h 2 c h 2 0 h ) ，羧甲基( - c h e c o o h ) ，磷酸根( h 2 p 0 4 ) 和醋酸根( c h 3 c o o ) 等基团的引入，削弱了原淀粉分子间的氢键作用，使水化作用增强，因此大多数变性淀 粉在水中甚至于冷水中膨胀并形成均匀透明的糊液，糊液粘度大且稳定性好，因而具有 良好的增稠性能【9 j 。另外，酸性基团的引入和强的化学键合作用，使得变性淀粉在高温、 高剪切力和低p h 值条件下能保持较高的粘度稳定性。预糊化淀粉、酯化淀粉、交联淀 粉、羟丙基淀粉、羧甲基淀粉都有这种功能。据资料统计，变性淀粉已成为我国增稠剂 的主要产品，以淀粉为原料的增稠剂定是未来发展的方向【l o l 。 1 2 2 乳化作用 经过特殊处理的淀粉具有乳化作用，可使淀粉具有亲油基团又有亲水基团，可以起 到乳化作用。它可以通过亲油基团把油相和水相连接起来，且淀粉是一个高聚物，其网 络结构可以防止油滴碰撞，防止油滴聚合，还可以在油滴周围形成一种保护膜，能使食 品体系形成均匀稳定的分散体或乳化体，从而改善食品的组织结构、口感和外观，使食 品的色、香、味与形构成一个和谐体，以提高食品质量，延长保质期。 食用变性淀粉中具有乳化作用的有羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯钠、辛烯基琥珀酸淀粉 酯及d 环状糊精等。其中羧甲基淀粉和淀粉磷酸酯钠是高分子电解质，具有一定表面活 性，可作为特低脂质冰淇淋增稠乳化剂使用【l o ，l 。辛烯基琥珀酸淀粉酯不同于其他的传 统食用变性淀粉，具有亲油和亲水基团，是一种表面活性剂，特别在水包油的乳浊液中 有重要作用。由于它具有的特殊功能，而被广泛应用于各类食品中，如乳化香精、软饮 料、调味色拉油、酸乳和乳酪、罐头食品、奶糖等，来提高产品的稳定性，延长货架期。 p 环状糊精作为食品乳化剂不同于常用的食品表面活性剂，它内部空腔疏水，外部空腔 亲水，且有很强的粘性，可用于制造人造奶油、调味油、奶酪和冰淇淋以增强稳定性【1 2 1 。 1 2 3 胶凝作用 食品中用作胶凝剂的变性淀粉主要有磷酸双酯淀粉、酸解淀粉和氧化淀粉。用淀粉 磷酸双酯可以代替昂贵的卡拉胶生产果冻，其凝胶结构、质地口感与卡拉胶产品没有差 别，长时间放置后也不产生析水现象。淀粉磷酸双酯用于冰淇淋的生产，冰淇淋膨胀率 与用明胶的相当，其它感官性状也相似，使用磷酸双酯淀粉时可缩短老化时间，从而可 缩短生产周期，降低生产成本。 也可用酸解淀粉和氧化淀粉生产牛皮糖等糖果。用酸解淀粉取代明胶软糖中的部分 明胶，可制得强度高的凝胶软糖，可口性好，用酸变性淀粉生产的奶糖不粘牙，不粘纸， 耐口嚼，富有弹性，能在长时间内保持产品的稳定性，用氧化淀粉代替阿拉伯胶生产胶 姆糖等糖果，改善口感，大大延长产品的存放期，可以达到降低成本和增效的作用【1 3 1 。 1 2 4 微胶囊化技术中的作用 微胶囊技术已在食品工业中得到成功的应用。该技术的关键是壁材的选择，尤其是 以糊精为壁材的应用已经非常广泛。亲脂性变性淀粉具有有益的成膜性质，可作为胶囊 江南大学硕士学位论文 剂广泛应用于食品中，包括饮料乳浊液、香精和维生素微胶囊等。和其它胶囊剂不同， 亲脂淀粉可以单独使用而不需要载体。其粘度低、高附载力的特性，可以大幅度地降低 原料和加工成本。 采用亲脂性淀粉制成的微胶囊制品，可普遍应用于包括干混产品在内的各种食品和 饮料中。辛烯基琥珀酸淀粉酯可用于传统材料无法使用的油含量较高的体系中作为微胶 囊的壁材。从干燥速度、油的包埋率、货架稳定性以及微胶囊粉末在水中再分散的能力 上看，辛烯基琥珀酸淀粉酯比阿拉伯胶、麦芽糊精等传统壁材效果更好1 9 , 1 0 。 1 2 5 脂肪替代作用 低脂和低胆固醇可降低癌症和心脏病的发病率。以淀粉为基料经酸水解、酶水解、 糊精化、交聚作用进行变性，可在食品中提供奶油样的润滑性和增加食品的粘稠度i l 。 变性淀粉类脂肪替代品可广泛用于色拉调味料、人造奶油、夹心酱、涂抹制品、香肠肉 馅、冷冻甜品等食品中，但不太适用于低水分的食品，如曲奇等饼干j 。微孔淀粉粉碎后， 能作为脂肪替代物以减少食品中热量，成为其应用又一重要方面1 9 j 。w h i s t l e r 对微孔淀粉 进行处理，如用双功能团试剂如三偏磷酸钠、二羧酸衍生物进行交联、或者吸附甲基纤 维素、聚乙烯乙醚等表面活性剂，或者酯化、醚化等化学键共价联接以改变其流变学性 质和感官性质，然后粉碎形成0 1 1 岬小粒，用于食品中部分或完全替代其中脂肪以减 少热量摄入。随着人们健康意识的增强，开发脂肪替代品将是一大趋势。 1 2 6 其他作用 变性淀粉可改善食品的加工性能，使食品具有很好的外观。在膨化食品中使用，可 提高挤出食品和烘烤食品的膨胀度，降低油炸快餐食品的含油量，提供淡、酥、脆的结 构【l l 】，在面包中使用，可缩短发酵时间，增加面包体积与弹性，改善面包组织结构，在 肉制品中使用变性淀粉，不仅可以改善品质，增加粘弹性，解决析水现象，更可以作为 填充剂使用，降低生产成本，性能远优于原淀粉。 变性淀粉的发展具有广阔的前景，随着变性淀粉和其它淀粉深加工产品的不断研 发，在食品领域中的应用越来越广泛，技术也日益成熟，必将不断提高食品产品的质量。 1 3 不同种类变性淀粉及在沙拉酱中的应用 1 3 1 不同变性淀粉及其功能性 变性淀粉的品种繁多，分类方法各异。根据其原淀粉来源的不同可分为：玉米变性 淀粉、马铃薯变性淀粉、木薯变性淀粉、糯米变性淀粉、小麦变性淀粉等；而依其变性 方法的不同，又可分为物理变性、化学变性和酶变性，其中又以化学变性为主。 淀粉是由葡萄糖分子失水缩合而成的，其化学性质集中表现在没有发生反应的羟基 以及失水缩合形成的糖苷键上，所有化学变性反应都与这些基团有关。如羟基被氧化、 酯化或醚化可得到氧化淀粉、淀粉酯或淀粉醚等；糊精是部分糖苷键断裂的产物；羟基 若被官能团取代，可得到取代基淀粉，如被羧甲基或羟丙基取代可得到羧甲基淀粉或羟 丙基淀粉等；若进行复合变性可得到交联淀粉；还有经过两种或两种以上方法变性的淀 4 第一苹绪论 粉，如既被氧化又被取代的羟丙基漂白淀粉等化学变性淀粉。最主要的物理变性淀粉是 预糊化淀粉。即使采用相同原料、相同变性方法的变性淀粉还可根据变性程度不同进一 步区分i l o j 。 影响变性淀粉功能特性的因素很多，其中以原淀粉性质、变性方法和变性程度为决 定因素。原料淀粉可以通过变性来改善糊液性质，如透明度、凝胶性、冻融稳定性等。 对于具体的某种变性淀粉，它仅仅具有其中一项或几项特性，而一定的复合变性能更大 程度上改善糊液性质。 1 3 2 变性淀粉在沙拉酱中的应用 原淀粉经过不同的工艺处理后其本身的性能发生不同程度的变化，能更好地适应调 昧品的不同配方、加工工艺、贮藏运输等条件的改变，从而改善和提高调味品的质量。 由于调味品品种繁多，配方结构千差万别，加工工艺差异明显，对变性淀粉的性能要求 也各不相同，因此，一方面应根据不同的产品的特点适当的选择变性淀粉；另一方面应 针产品的加工工艺特点等调整变性淀粉的生产工艺，而使用产品质量得到提高。 沙拉酱是西式调味酱中食用最大的品种之一。根据其加工工艺的不同可分为冷加工 和热加工工艺两种，冷加工工艺的沙拉酱必须是预糊化淀粉。由于沙拉酱在生产中必须 经过强烈的乳化剪切处理，沙拉酱的体态要求粘稠，挺度好。因此要求不管是冷加工还 是热加工，沙拉酱所用的变性淀粉必须具备良好的乳化性，较高的粘度，良好的抗剪切 性。 交联一稳定化羟丙基复合变性淀粉气味温和，不会掩盖产品原有的风味；透明度高， 可赋予酱料很好的外观；提供非常光洁的表面。同时交联一稳定化羟丙基复合变性淀粉 具有良好的抗老化、抗剪切、抗高温和耐低p h 值等特性，能够有效地防止产品析水现 象。添加交联一稳定化羟丙基复合变性淀粉的酱料食品组织均匀、细腻，不易分层，粘 着性好，在一定程度上可增加乳化效果。交联一稳定化羟丙基复合变性淀粉上述的优异 性能使之成为酱料食品中不可多得的增稠剂。 辛烯基琥珀酸酯化淀粉具有亲油和亲水双亲基团，是一种表面活性剂，特别是在水 包油的乳浊液中具有重要作用。使用辛烯基琥珀酸酯化淀粉不仅使沙拉酱产品具有一定 的粘度和稠度，而且还能使得到的产品呈稀奶油状，乳化状态稳定，并且在口中有滑润 的感觉。 沙拉酱使用的上述变性淀粉既可以使酱体组织细腻、光泽度好并且具有良好的乳化 性，同时还经受得起加工过程中的剪切作用。在沙拉酱中使用该淀粉因而可使产品长期 存放稳定不分层，外观有光泽，口感细腻。 1 3 3 原料淀粉对变性的影响 对于不同的原料，如马铃薯、木薯、普通玉米、糯米等其淀粉颗粒度、相对分子量、 糊化温度、糊性质等都不同，在生产过程中p h 、反应温度、反应剂添加量、反应时间控 制也不同，使用不同原料生产同类变性淀粉，其对原料的要求，反应剂的添加量都不同。 5 江南大学硕士学位论文 1 4 糯米淀粉 糯米又叫江米，是稻米的一种，是家庭经常食用的粮食之一，因其香糯粘滑，常被 用以制作风味小吃，深受大家喜爱。研究表明，糯米含有蛋白质、脂肪、糖类、钙、磷、 铁、维生素b 及淀粉等成分哺】。糯米富含b 族维生素，能温暖脾胃，补益中气。对脾胃 虚寒、食欲不佳、腹胀腹泻有一定缓解作用，同时又是一种温和的滋补品，有补虚、补 血、健脾暖胃、止汗等作用。适用于脾胃虚寒所致的反胃、食欲减少、泄泻和气虚引起 的汗虚、气短无力、妊娠腹坠胀等症。 我国米淀粉资源丰富，但目前我国对大米的利用及研究主要集中在粳米、籼米上。 对糯米的利用也只限于粽子、糯米糕等传统食品。因此，关于糯米淀粉开发应用具有一 定的局限性，除糯米团之外的应用未见报道。 糯米淀粉淀粉颗粒在5 9 m 左右，主要由支链淀粉组成，因此除具有类似脂肪的性 质外，还具有极好的稳定性能，即冷冻一解冻的稳定性，可避免冷冻一解冻过程中的脱 水收缩现象。在这一点上，明显优于普通大米淀粉、玉米淀粉和马铃薯淀粉。另外与普 通大米淀粉相比，它还具有较高的膨胀度、透明度和粘度，更适合作为食品的增稠稳定 剂，能有效改善食品的质地、结构和稳定性，已经在冰淇淋、肉汤汁、耗油等许多食品 中应用【8 】。糯米淀粉颗粒小，口感爽滑，是制备变性淀粉的优良原料。 因此本文选用糯米淀粉为原料来制备沙拉酱用变性淀粉：交联羟丙基淀粉、辛烯基 琥珀酸酯化淀粉。 1 5 交联羟丙基淀粉概述 1 5 1 交联羟丙基淀粉的反应机理 交联羟丙基淀粉是淀粉经过羟丙基化和交联双重变性后的产物【1 4 , 1 5 】。 羟丙基淀粉，即在碱性条件下和醚化试剂环氧丙烷反应，在淀粉分子中引入羟丙基 基团而生成的一种淀粉醚类化合物。反应式如下： 8 t - oh+n - o 珏峰8 t on 曩+ h 2o h s t o h+ h 2 c 亭一c h 3一 b t o - c h ，c n c h ， h6 淀粉羟丙基化反应首先发生在淀粉颗粒中结构较薄弱的非结晶区。随着取代度增 大，淀粉颗粒表面发生凹凸不平变化，出现洞穴和裂痕，使淀粉易于糊化，糊化温度降 低【1 6 1 。 淀粉经羟丙基化变性后，其糊化温度低，亲水性强，糊液粘度稳定、透明、冻融稳 定性好，抗剪切性能和抗盐性能大大提高1 1 1 7 1 。 交联淀粉是另一种重要的变性淀粉，是淀粉的醇羟基与交联剂的多元官能团形成的 二醚键或酯键。交联作用能使两个或两个以上的淀粉分子“架桥”而呈多维空间网络结 构，能加强淀粉颗粒之间的结合作用，使之较稳定存在【1 8 】。交联淀粉有许多性能优越于 原淀粉。在淀粉中加入微量的交联剂就能明显的改变淀粉的糊化和溶胀性质。低度交联 可以提高淀粉糊的粘度，但交联度过高反而降低淀粉糊粘度。下式为三偏磷酸钠为交联 6 第一章绪论 剂的反应式： o 少 2 s 伽+ ? 、竺塑。、扩+ 哗m 2 。一 一。一一竺- s 。入s 。+ 舯岛 占n a占n - 交联后，糊化温度上升，糊的稳定性提高，抗剪切能力提高，抗酸能力提高，膜强 度上升弘9 1 ，淀粉的糊化和溶胀性质得到明显改善。 由于交联剂的多官能团将淀粉分子通过共价键联系在一起，增强了淀粉分子间作用 力，促使淀粉分子形成三维空间网络结构2 0 1 。同时，淀粉分子链的成倍增长束缚了淀粉 分子的运动，即使在高温糊化条件下，共价键的高键能仍使淀粉分子连接在一起，分子 运动速率减慢，水分子不易进入淀粉分子间形成氢键，产生了抑制膨胀效应，使糊化温 度上升，同时网络结构的形成导致了粘度的上升。随着交联度的上升，淀粉分子间的联 系越紧密，抑制膨胀的能力也越强【2 1 1 。当达到一定程度时，甚至在1 0 0 * c 时，水分子仍 不能介入淀粉分子之间，从而产生了不糊化现象。 1 5 2 交联羟丙基淀粉的作用 交联羟丙基淀粉具有羟丙基淀粉和交联淀粉的组合特性。如：糊液耐高温、耐酸性、 抗剪切、抗电解质、冻融稳定性好，是酸性食品的优良的增稠剂和稳定剂。可代替价格 高昂的明胶、海藻胶、果胶、阿拉伯胶等，添加在雪糕、冰淇淋、果酱、布丁等食品中， 可大幅度降低成本1 1 5 】。 1 6 辛烯基琥珀酸淀粉酯简介 1 6 1 辛烯基琥珀酸淀粉酯的反应机理 天然淀粉是以葡萄糖残基为单体组成的生物大分子，葡萄糖分子上的羟基构成了辛 烯基琥珀酸酐发生酯化反应的活性部位，辛烯琥珀酸淀粉酯是采用化学方法在天然淀粉 分子上引入了具有亲水性和疏水性的两亲取代基团，反应在弱碱性条件下进行，反应式 如下： 9o 鼾胡h + 1 f c o 兰鲎0s t o c f 乳一+ r h 占一岳 。骂一：一甚r 注：r 为8 个碳原子的烯基 辛烯基琥珀酸酐与淀粉进行酯化反应时，酸酐环被打开，其中一端以酯键与淀粉分 子的羟基相结合，另一端则产生一个羧基，从而形成含游离羧基的淀粉酯。整个反应体 系的p h 随反应的进行而下降，反应过程中需要用碱性试剂去中和产生的羧酸，以维持反 应体系的微碱性，使反应向酯化反应的方向进行瞄, 2 3 1 。 辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法主要有三种，即湿法工艺、干法工艺和有机溶剂法。 湿法工艺：通常在常温下进行，淀粉乳浓度为3 5 左右，p h 值控制在8 5 左右，反应 时间根据所需的产品取代度而定。 7 江南大学硕士学位论文 干法工艺：淀粉与一定量的碱混合，再喷水至淀粉含水1 5 * , - 3 0 ，或者是先将淀粉 悬浮于0 7 1 的n a o h 溶液中，过滤，待淀粉干燥至所需水分，再喷入辛烯基辛烯基 琥珀酸酐。 有机溶剂法：以惰性有机溶剂( 如乙醇、丙酮、异丙醇、苯等) 为介质，将淀粉颗粒 分散其中，缓慢加入辛烯基琥珀酸酐。三种方法各有利弊，湿法反应均匀，但是反应为 非均相反应。 干法工艺成本低，设备简单，但是容易由于物料搅拌不充分引起反应不均匀；有机 溶剂法反应效率高，制得产品的取代度高，但成本高，对环境污染严重，而且产品不适 于用在食品及化妆品领域。影响辛烯基琥珀酸与淀粉酯化反应的因素很多，对于不同的 制备工艺影响因素也不同，一般影响因素有碱的用量、反应温度以及体系的水分等。目 前辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法多以湿法工艺制备为多，主要研究反应p h ，反应温度， 淀粉乳浓度( 体系水分) ，以及反应时间对反应效率以及取代度的影响。国内外对此均有 较多报道【2 4 1 。 1 6 2 辛烯基琥珀酸淀粉酯的作用 辛烯基琥珀酸淀粉酯是目前唯一允许添加于食品中的烯基琥珀酸淀粉酯，由于它 的优良性质，使其在食品工业中得到了广泛的应用。 辛烯基琥珀酸淀粉酯具有优良的乳化与增稠性能，可广泛作为稳定剂、增稠剂、粘接 剂、乳化剂使用【2 卯。制备高粘度的辛烯基琥珀酸淀粉酯产品时，也可以经过预糊化处理， 直接冷水应用。辛烯基琥珀酸淀粉酯被广泛地应用在调味色拉油、饮料行业、微胶囊制 品等产品中。 1 7 预糊化复合变性淀粉概述 1 7 1 预糊化复合变性淀粉的生产方法 冷加工工艺生产的沙拉酱必须是预糊化淀粉。因此对经过化学变性的淀粉必须经过 预糊化处理，方可冷加工使用。 预糊化淀粉的生产工艺包括加热原淀粉乳使淀粉糊化、干燥、磨细、过筛、包装等 工序。根据生产预糊化淀粉所使用的设备不同，其生产方法可分为热滚法、喷雾法、挤 压膨化法、微波法等数种。 热滚法是采用滚筒式干燥机来进行生产的。它是将淀粉浆液喷洒在加热的滚筒表 面，使其糊化、干燥。其生产工艺分为配浆、糊化干燥、粉碎、包装等四步。淀粉浆浓 度一般控制在2 0 4 0 ，最高可达4 4 ，淀粉乳可先经过化学法或酶法处理变性，或 添加其他物料，如盐和碱性物为糊化助剂，表面活性剂以防止粘滚，以改进产品的复水 性。滚筒温度控制在1 5 0 1 7 0 c 。淀粉浆均匀地分布于滚筒表面，形成薄层，受热糊化， 干燥到水分约5 ，被刮刀刮下，经粗碎、细碎、包装。 喷雾法是先将淀粉乳糊化，将所得糊喷入干燥塔，淀粉乳浓度控制在1 0 以下，一 般为4 5 ，糊粘度在0 2 p a s 以下。浓度过高，糊粘度过高，会引起泵输送和喷雾操 8 第一苹绪论 作困难。应用这种低浓度淀粉乳，水分蒸发量高，能耗随之增加，故生产成本高。 挤压膨化法是利用螺旋挤出机的原理，通过挤压摩擦产生热量使淀粉糊化，然后由 顶端小孔以爆发形式喷出，通过瞬间减压而得到膨胀、干燥。此法能耗低，生产成本也 低，但由于受高强剪切力的影响，产品粘度低，粘弹性差1 1 3 , 1 4 1 。 目前，滚筒法生产预糊化淀粉是企业主要采用的方法，该法生产的预糊化淀粉粘度 稳定性比挤压膨化法好，成本比喷雾干燥法低。 1 7 2 预糊化淀粉的性质和应用 预糊化淀粉的复水性是影响其应用的一个重要性质。粒度较细的产品溶于水而生成 的糊液，具有较高的冷粘度，较低的热粘度，表面光泽也较好，但是复水太快，易凝块， 中间颗粒不易与水接触，分散困难。粒度粗的产品溶于冷水速度较慢，生成的糊冷粘度 较低，热粘度较高。预糊化淀粉溶于冷水成糊，其性质与新加热原淀粉而得的糊液比较， 增稠性和凝胶性稍有所下降，这是由于湿糊薄层在干燥过程中发生凝沉的缘故【2 6 1 。 预糊化淀粉广泛用于各种方便食品、养殖业、医药工业、铸造工业等。在方便食品 中应用时，可省去食用时蒸煮操作，起到增稠、改进口感等作用1 2 6 1 。 1 8 立题意义及本课题研究的主要内容 由于传统沙拉酱所用鸡蛋带菌系数高，严重影响食品的安全性。因此在目前，不用 鸡蛋制作的无蛋沙拉酱产品是市场发展的一个方向。 以淀粉为基料的无蛋沙拉酱产品是一种外观、质地与传统沙拉酱相似的新型沙拉酱 产品。它不但避免了由于鸡蛋中所含沙门氏菌对人体健康造成的威胁，而且操作简单， 不需加热，可随做随用，增加产品的新鲜度，同时也可以在原有配方的基础上调配出多 种口味。由于糯米淀粉良好的糊液和类似脂肪的性质，采用糯米淀粉为原料生产的沙拉 酱产品能够增加沙拉酱的细腻口感。 本研究选择糯米淀粉为原料，交联羟丙基化、辛烯基琥珀酸酯化为变性方式来制备 无蛋沙拉酱用变性淀粉。以同实验室人员优化的羟丙基化条件为制备条件，研究水相法 制备交联羟丙基糯米淀粉的交联工艺条件。又以糯米淀粉为原料，水相法制备辛烯基琥 珀酸糯米淀粉酯，探讨了反应因素对取代度的影响。对制备的糯米变性淀粉糊液及复配 物糊液性质进行了研究。并对制备的交联羟丙基淀粉、辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯进行滚 筒法预糊化处理。最后以此预糊化复合变性淀粉为原料，选用正交设计优化复配方案， 并进一步加入水、油、糖、盐、醋等成分，组成沙拉酱o a v 体系，对各种成分在体系 中的作用进行了具体的研究。 为此本文从以下几个方面展开研究： 1 无蛋沙拉酱用糯米变性淀粉的制备 以糯米淀粉为原料，以最佳工艺条件制备的羟丙基糯米淀粉( m s0 1 1 5 左右) 为原 料，研究交联因素对制备低交联羟丙基糯米淀粉的结合含磷量的影响； 研究了各因素对制备辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯的取代度的影响。 2 无蛋沙拉酱用糯米变性淀粉的性质研究 9 江南大学硕士学位论文 对不同交联度的交联羟丙基糯米淀粉的糊液性质进行了研究。 对不同辛烯基琥珀酸糯米淀粉的糊液性质进行了研究。 两种淀粉经过复配后，糊液性质与单一时性质的对比。 3 。糯米变性淀粉质无蛋沙拉酱的制备和体系研究 对两种经过预糊化的糯米变性淀粉进行体系复配，通过正交实验优化设计配方，并 对体系进行流变性质进行分析研究。 1 0 第二章无蛋沙拉酱用糯米变性淀粉的制备 第二章无蛋沙拉酱用糯米变性淀粉的制备 2 1 前言 沙拉酱在生产加工中必须经过一定的乳化剪切处理，而要保持沙拉酱的体态粘稠、 挺度好等性能，则沙拉酱所用的变性淀粉必须具备良好的乳化性，较高的粘度，良好的 抗剪切性。且成品要具有口感细腻、爽滑等特点，也要求淀粉最好具有类似脂肪的性质。 糯米淀粉是糯米的主要成分，其中支链淀粉占淀粉总量的9 8 以上，其具有较高的 膨胀度、透明度和粘性。与其它种类的淀粉相比，具有较好的冻融稳定性，更适合用作 食品中的增稠稳定剂，能够在一定程度上改善食品的质地、结构和稳定性1 5 , 6 1 ，并且糯米 淀粉粒径在5 岬，比其它淀粉的粒径小，口感细腻，具有类似脂肪性质。 羟丙基淀粉，由于羟丙基的引入，淀粉糊化温度下降，粘度增大，糊透明度大大改 善，保水性好，因此