（食品科学专业论文）甘薯粉丝的品质改进与质量评价.pdf

摘要 摘要 粉丝是我国的一种传统食品，具有口感细腻、爽滑、筋道感强的特点。利用 面广价廉的甘薯制作成粉丝是粮食资源的深度开发与应用，研究各种原料淀粉的 性质及其差别以及这些性质与粉丝质量之间的关系，具有一定的现实意义。 由于仪器检测具有数据准确重现性好的优点，通过对粉丝的仪器测定指标于 感官评定指标之间的相关性的研究，粉丝的品质可以用仪器检测代替感官评定。 剪切形变和剪切应力可以反映粉丝的硬度，拉伸强度和拉伸形变可以反映粉丝的 弹韧性。粉丝较好的指标为：断条数2 根、剪切形变o 2 0 6 、剪切应力5 0 一1 2 0 g 哪2 、拉伸强度1 4g m 2 、拉伸形变o 2 。 、 甘薯粉丝的加工过程中需要控制的主要因素有：粉团调制过程中的含水量、 含芡量、所加水的温度、保温温度以及冷冻过程中的冻结温度、老化时间、冻结 时间。实验所制各粉团均为剪切变稀体系，各粉团均有一明显的滞后环，根据滞 后环的大小并联系生产实际可确定最佳工艺参数为：含水量4 0 ，含芡量4 ， 加水温度5 0 ，保温温度5 0 。利用正交试验方法，综合加权评定冻结温度、 老化时间、冻结时间对甘薯粉丝的质构的影响，得出冻结温度的影响最显著，其 次是老化时间。合理的冷冻工艺是：糊化理好的粉丝经4 、6 h 左右的老化后， 以一6 的温度冻结8h 左右为宣。利用扫描电镜探讨了冷藏条件对粉丝微观结构 的影响。 不同的原料和添加剂对甘薯粉丝的品质有很大的影响。通过对徐薯1 8 、苏 薯2 、苏薯8 几种淀粉的理化指标测定、d s c 、动态流变测定，以及与粉丝质构 的相关性分析。可以采用这几项指标来选择预测原料的加工性能、粉丝质地品质。 明矾与沙蒿胶有利于淀粉的回生，大豆蛋白抑制淀粉的回生，对粉丝的质构不利， 沙蒿胶又天然无毒，因此，可采用沙蒿胶替代明矾作为粉丝加工助剂。 淀粉的消化性能与人体的许多疾病密切相关。粉丝的体外消化实验表明，粉 丝在4 贮藏初期，慢消化性淀粉含量和抗性淀粉含量显著增加；快消化性淀粉 含量迅速降低。储藏过程中慢消化性淀粉含量逐渐增加，这是由支链淀粉的重结 晶所致。 关键词：甘薯粉丝，甘薯淀粉，相关性分析，糊化，回生，d s c ，动态流变 江南大学硕士学位论文 a b s t r a c t s t a r c hn o o d l ei so n eo ft l l et r a d i t i o n a lf o o d si nc 1 1 i n a nt a s t e se l a s t i c 6 n ea i 】d s m o o 也c o n v e r s i o no ft h ee h e a pa n da b u n d a n c es w e e tp o t a t o e si m os w e e tp o t a t o s t a r c hn o o d l e sw a sa p r a c t i c a lp r o j e c t h 1t l l er e s e a r c ho nq u a l i t ye v a l u a t i o no fs t a r c hn o o d l e s ，俩om e m o d so f i n s t n m l e n t a lt e s ta n ds e n s o r ye v a l u a t i o nw e r eu s e d t h es i 鲥f i c a n tc o r r e l a t i o nr e s u l t s i n d i c a t et 1 1 a ti tw a sp r a c t i c a lt ou s em e c h a i l i c a lt e s ti n s t e a do fs e n s o r yt e s t s h e a r i n g s t r e s sa n dt 王l ea r e ao fs 拄a i np e a ki ns h e a r i n gt e s tc o u i de x p r e s st h eh a r d n e s so fs t a r c h n o o d l e s ，a n dt l l ee l a s t i c i 母c o u l db er e p r e s e n t e db ys p r i n 2 i n e s si n d e x t h es t a l l d a r d so f g o o dq u a l i t ) rs w e e tp o t a t os t a r c hn o o d l ew e r et h ep i e c e so fb m l ( i n gn o o d l e s 2 ，l e s h e 撕n gs t r e s s5 0 1 2 0 m m 2 ，m es h a p ed i s t o r t i o no 2 - 0 6 ，t h es 廿e t c h i n gi n l e n s 时1 4 g ，m m 2 ，s t r e t c l l i n gd i s t o n i o n o 2 d u r i n g 血ep r o d u c t i o no f s w e e tp o t a t os t a r c hn o o d l e s ，t h e r ea r em a i l yk e yp o i n t s t oc o n 加l ，s u c ha sw a t e rc o n c e n t r a 廿o n ，p a s t ec o n c e n t r a t i o n ，w a t e rt 掣p e r a t u r e ， k e e p i n gt e m p e r a t t l r ec i u r i n gm a k i n gt l l es t a r c hn o u r sa n df b e z i n gt e 茄p e “l t u r c ，a g i n g t i m e ，舶晒n gt i m ed 谢n g 龇p m c e s so f r e 魄c r a t i o n n l en 0 1 1 r sa r es h e a rm i 疵n g n 1 1 i d s e a c hn o u rh a sa no b v i o u sh y s t e r e s i sl o o p d e p e n d i n go n 也ea r e ao f h y s t e r e s i s 1 0 0 pa n do nt 1 1 eb a s i so f p r a c t i c e ，w ec a l ls e tu pm eb e s tt e c 城c a lp 猢e t e r s ，a s4 0 w a t e rc o n c e n t r a t i o n ，4 p a s t ec o n c e n t r a t i o n ，5 0 w a t e rt e m p e r a t i l r ea n d5 0 k c e p i n g t e m p e m t l l r e w i t l lt l l em e 也o do f o m l o g o n a l i 够e x p e r i m e n ta i l ds y n t h e s i sr i g h t s ，吐1 e i n n u e n c eo f f k e z i n g t e m p e r a t i l r et ot t l eq u a l i 可o f n o o d i e si sm em o s te v i d e n t ，a g i n g t i m es e c o n da n d 矗e e z i n gt i m et l l e1 a s t t h er a t i o n a l 盘e e z i n gt e c l l l l i c si sa sf b u o w s ： a f t e rr e 订o g r a d a t i o no f c o o k e dn o o d l e sa t4 ，6 h ，f r o z ea t 6 f o r8h o l l r s w i 也 s e m ，w er e s e a r c h e dm ei n n u e n c eo f f b e z i n gc o n d i t i o n st ot h ei n j c r o s t m c t l l r eo f n o o d l e s d i f i b r e n tr a wm a t e r i a l sa n da d d i t i v e sh a v ep r o d i g i o u si l m u e n c e st ot 1 eq u a l i t yo f s 、e e tp o t a t os t a r c h e s i nt 1 1 i sm e s i s ，曲y s i c o c h e m i c a li n d e x e so fx u s h u l 8 ，s u s h u 2 a i l ds u s h u 8 ，d s c ，r h e o m e t e r 、e r ee x a l i l i n e d t h e ya r es i g l l i 6 c a l l tc o r r e la t i 甜谢t l l t 1 1 eq u a l f 时o fs t a r c hn o o d l e s t h e s ei n d e x e sc a nb eu s e dt oc o n t r o lt h eq u a l i t yo fr a w 胁a 幼j 脚sa n d 也es t a r c hn o o d l e s a l u 芏i la n ds a l l ds a g e b m s hg e la r ef h v o m b l et ot l l e r e 仃o g r a d a t i o no fs 觚h ，a ss o y b e a i lp r o t e i ni s 0 1 a t er e s t 珀j n e dt ot h er e l g r a d a t i o no f s t a r c h s a n ds a g e b r u s hg e li sa l s on a t 删a n dn o m o x i c ，s oi tc a nb eu s e da st l l e a d d i t i v eo f n o o d l es t a r c hi n s t e a do fa l u m s o m eh u m a ni l i n e s sw a sc l o s ew i t ht 1 1 ed i g e s 廿b i l i t yo fs 伽r c h i nt 1 1 ee x p e r i m e n t o ft 1 1 ev i t r o t a r c hd i g e s t i b i l i t y ，吐l ec o n t e m so fs l o w l yd i g e s t i b l es t a r c h ( s d s ) a n d r e s i s t a n ts t a r c h ( r s ) w e r ei n c r e a s e da s 也ea m y l o s en e t w o r kf o m e da n ds t a b i l i z e d d u r i n gs h o r t t e i ls t o r a g e ，w 圭l i c hs h o 、w dt 1 1 a tt h ea i n y l o s en e t w o r kw 雒l a r g e l y r e s i s t a n tt oa m y l a s e d u r i n gl o n g t e 肌s t o r a g e ，t h ec o n t e n t so fs d si n c r e a s e d t h e r e a s o nw a st 1 1 er e c r y s t a l l i z a t i o no f 锄y l o p e c t i n k e yw o r d s ：s w e e tp o t a t os t a r c hn o o d l e ，s w e e tp o t a t os t a r c h ， c o r r e l a t i o na i l a l y s i s ， g e l a t i i l i z a t i o n ，r e t r o 掣a d a t i o n ，d s c ，r h e o l o g y ， i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本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 本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： 堕：墨籍日期： t6 年 月7 日 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和 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，并且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。 虢蟛导师虢丝 日期：三。口年；月8 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 甘薯简介 1 1 1 甘薯的种植和品种介绍 甘薯又称红薯、地瓜、红苕和山芋等。是我国主要的粮食作物之一，年产量在亿吨 以上，占世界总产量的8 0 左右。含有较高的综合营养价值，其主要成分有：淀粉、蛋 白质、脂肪、粗纤维、无机盐，以及多种维生素，如胡萝h 素、硫胺素、核黄素等，以 及人体不可缺少的微量元素，如：ca 、p 、fe 等。甘薯已被联合国教科文组织确定 为最有益于人类食用的食品之一。 甘薯种类繁多，主要包括高淀粉甘薯、高胡萝h 素甘薯、高花青素甘薯、高蛋白甘 薯、菜用甘薯、药用甘薯、极早熟甘薯、无b 一淀粉酶甘薯和果用甘薯。随着甘薯多元 化利用的深入，新的特用甘薯还将不断涌现( 如绿化甘薯等) 。高淀粉甘薯指以工业原料 为主要用途的甘薯类型，此类品种薯干产量高，淀粉含量高。一般薯块淀粉率2 5 ，鲜薯 产量3 5 4 0 t h m 2 ，薯肉色以白色为好。高胡萝h 素甘薯主要用来鲜食，烘烤，制作薯脯、 薯条、薯酱、甘薯罐头，提取天然色素等。高花青素甘薯用于提取天然色素，制作糕点 和保健食品。高蛋白甘薯指以甘薯块根、茎、叶作饲料为主要用途的品种。菜用甘薯一 般取甘薯茎尖生长点下1 0cm 左右的嫩茎最为合适，甘薯茎尖嫩叶富含蛋白质、矿物质、 维生素c 和高纤维素。药用甘薯是指具有独特医疗保健作用的特种甘薯，甘薯含有丰富 的粘液蛋白，这是一种多糖体与蛋白质混合物，对人体有特殊的保护作用。极早熟甘薯是 指在较短的生长期内( 一般为9 0d 左右) 能获得较高的产量的甘薯。无p 一淀粉酶甘薯，是 防止薯块内b 一淀粉酶将淀粉转化为麦芽糖，使甘薯变甜，而加工所需要的是不带甜味 的甘薯。果用甘薯是指专门作水果食用的甘薯类型。果用甘薯含有较高糖分、维生素及 多种氨基酸，较低的干率、纤维素，薯形小巧美观，风味清香，口感脆嫩等，是近几年 新开发的一种特用甘薯类型。制作粉丝用的甘薯一般为高淀粉类的甘薯”。 1 1 2 甘薯淀粉简介 1 1 2 1 淀粉颗粒形貌、大小和偏光十字 甘薯淀粉颗粒的形状多为圆形，此外，还有多边形等，其表面光滑，无裂纹。颗粒 粒径为5 3 1pm ，平均粒径为1 8um ，这与玉米淀粉和豌豆淀粉相当，但小于马铃薯淀 粉。偏光十字为垂直十字交叉和斜交叉；结晶结构为c 型”。 表1 1 淀粉粒的粒径 t a b l e l 1p a r t i c l ed i a m e t e ro fs t a r c h 江南大学硕士论文 图1 1 甘薯淀粉的s e m ( 6 0 0 ) 。1 f i g u r e l 1s e m ( 6 0 0 ) o fs w e e tp o t a t os t a r c h 1 1 2 2 直链淀粉含量和糊化温度 甘薯淀粉糊化温度为6 0 8 一7 8 5 ；直链淀粉含量为1 8 5 ，支链淀粉含量为 8 1 5 ；甘薯淀粉的透明度为4 2 o ，与玉米淀粉的透明度相当；凝胶强度为9 8 9 。 1 2 粉丝简介 1 2 1 粉丝的起源、种类 粉丝是我国的一种传统食品，在我国至少有1 4 0 0 年的历史，其中最有名的是山东龙 口粉丝，它以绿豆为主要原料，生产的粉丝洁白、透明、韧性强，下锅煮几十分钟也不 糊汤，深受人们喜爱。粉丝不仅有良好的国内市场，而且在国际市场上也很畅销“。 目前国内生产粉丝的原料有绿豆、红豆、蚕豆、碗豆、甘薯、玉米等，其中以绿豆、 蚕豆、碗豆等粉丝的质量为佳，然而这些豆类来源少，价格高；而用甘薯、玉米等原料 所制的粉丝质量却很差，颜色较深，下锅易断条糊汤。因此，研究各种原料淀粉的性质 及其差别，以及这些性质与粉丝质量之间的关系，以期改进甘薯、玉米等粉丝的质量， 就具有一定的现实意义。目前粉丝的研究热点是弄清原料淀粉的理化性质及其与粉丝质 量的关系，探索用面广量大的禾谷类淀粉如玉米淀粉和薯类淀粉生产出高质量粉丝和提 高粉丝生产机械化程度的可能性。 1 2 2 粉丝的形成机理 1 2 2 1 淀粉的糊化 淀粉在水分充足的条件下加热到一定温度，会发生不可逆膨胀，形成不透明粘稠淀 粉糊，此时结晶崩溃，偏光十字消失，该过程称为淀粉的糊化。淀粉在热的作用下与重 组的水混合时首先发生润胀，润胀是从淀粉微晶之间组织最差的无定型区开始的。在该 相润胀时，他对附近的支链淀粉微晶施加张力，使之扭曲。持续的加热将导致双螺旋的 展开和解离，以及微晶结构的破裂。释放出来的支链开始水合并作横向的润胀，进一 步破坏微晶结构。许多学者经过大量研究发现，在淀粉的糊化过程中，当达到糊化温度 时，淀粉颗粒大量吸水膨胀，支链晶体崩溃。直链淀粉从淀粉颗粒中渗析出来“，渗析 第一章绪论 出来的直链淀粉在冷却过程中形成三围网状结构的连续基质，充分水化膨胀的淀粉颗粒 包裹于其中”。 糊化后的淀粉糊被看作是直链淀粉凝胶组成的连续基质中镶嵌着充分水化的淀粉 颗粒。淀粉凝胶体系的强度取决于直链淀粉基质的流变学特性、糊化的淀粉颗粒的体积 分数和刚度，以及分散相和连续相的相互作用。淀粉颗粒的尺寸和均一度、直链淀粉含 量、淀粉颗粒的大分子组织、淀粉中的微量物质( 脂质等) 以及其他溶质( 盐类、可溶 性糖类等) 的存在、p h 值、淀粉浓度以及在淀粉糊制备中的搅拌、温度、时间等都对淀 粉凝胶的特性有很大影响。 影响淀粉糊化的因素很多，其中最重要的影响因素是淀粉体系中的水分含量( 8 ) 。 d o n a v a n 等人系统的研究了水分含量对淀粉糊化的影响，他们认为：糊化是淀粉晶体在 自由水分子作用下氢键的断裂。体系内自由水分子含量不足以断裂构成晶体的氢键时晶 体的融化温度就会逐步升高。 1 2 2 2 淀粉的回生 1 2 2 2 1 淀粉的回生机理 淀粉的回生是一个淀粉分子从无序到有序的过程。在加热糊化过程中，由于水分 子和热的作用，有序的淀粉分子变得杂乱无序。在降温冷却和储藏过程中，由于分子势能 的作用，高能态的无序化逐步趋于低能态的有序化。 f r e d r i k s s o n 等人认为淀粉的回生可以分为两个阶段”：短期回生和长期回生。 短期回生主要是由直链淀粉的胶凝有序和结晶所引起，该过程可以在糊化后较短的时间 ( 几小时或十几小时) 内完成，主要由直链淀粉分子的缠绕有序所引起，回生的直链淀粉 是生理学上重要的一类不可消化淀粉组分。它对热稳定熔融温度在1 2 0 以上。而长期 的回生( 以天计) 则主要是由支链淀粉外侧短链的重结晶所引起，该过程是一个缓慢长期 的过程。支链淀粉的回生行为与淀粉来源、浓度、贮藏温度和支链淀粉结构有关。脂肪 和短支链对支链淀粉的回生具有抑制作用。在高直链淀粉含量的体系中，直链淀粉对支 链淀粉的回生具有协同作用。支链淀粉的晶型从天然状态的a 型经糊化回生后转变为b 型 ( i 】) o 1 2 2 2 2 淀粉回生的测定方法 淀粉的回生是一个由多因素影响的复杂过程，因此任何一种单一的检测方法都不可 能既从宏观质构又从微观分子水平来描述淀粉的回生特性。两种和多种方法的交互检测 则可以更好地来描述回生现象。对于淀粉的短期回生和长期回生，不同的方法侧重点不 同。以下简述几种方法： 大形变测试：对于淀粉体系的短期回生，大形变测试可以通过对稀淀粉糊在加热后 冷却过程中粘度的变化来测定。随着体系的回生，体系的粘度逐步加大，常用的仪器主要 有布拉班德粘度仪和快速粘度仪rva 。由于体系过稀和机械外力的搅拌，测定结果和 实际淀粉体系有较大差别。对于淀粉体系的长期回生，大形变测试一般通过对凝胶体系 的硬度、弹性和脆性变化的测定来定量淀粉体系的回生，常用的方法有断裂性能测试和 江南大学硕士论文 质构性能测试。 小形变测试：主要是在对被测物体实施微小形变的前提下测定体系粘弹性的变化。 对淀粉体系短期回生的连续测定方法具有其他方法不可比拟的优势。近年来广泛使用的 仪器为动态流变仪。 差示扫描量热法：任何物体当发生相转变的同时，总是伴随着热量的吸收或释放，差 示扫描量热法就是利用这一原理来测定淀粉体系的回生。随着回生的增加，淀粉体系中 晶体含量增加，融化晶体所需热焓h 也增加，因此，通过h 可以度量体系的回生度。 dsc 法是测定淀粉体系回生的经典方法，该法不仅可以测定体系的回生度，而且还可 以根据晶体融化温度的不同区分支链淀粉结晶、直链淀粉与脂质复合物的结晶以及直链 淀粉的结晶。许多淀粉学家研究了各种淀粉体系的回生后认为，对于回生的支链淀粉结 晶，其融化温度一般在4 0 7 0 ，直链淀粉与脂质复合物的解体温度一般在9 0 1 l o ， 而直链淀粉晶体的融化温度则在1 2 0 1 5 0 之间。由于受到水分气化的影响，研究直链 淀粉和脂质复合物以及直链晶体时须采用高压dsc 或密封性能良好的dsc 坩埚。 x 射线衍射：主要是通过测定淀粉体系中晶体的含量来测定淀粉的回生。该法不仅 可以测定体系中晶体的含量，而且还可以根据衍射图谱的不同区分晶体的晶型。该法的 响应值要比dsc 落后。 脉冲核磁共振法：利用液体和固体在脉冲下n m r 信号的不同可以测定体系中固形 物的含量。由于不同温度下质子的nmr 的信号不同，因此该方法受温度影响较大。 淀粉酶法：回生后的淀粉由于分子有序排列结晶，对淀粉酶的水解有一定抗性，可 以通过测定酶水解后生成的还原糖含量来测定淀粉体系的回生度。对于酶解淀粉所用的 各种淀粉酶，n 一淀粉酶被证明重现效果最好。选择合适的淀粉酶和酶解时间，不仅可以 测定淀粉体系的回生程度，而且可以测定淀粉体系中快消化性淀粉、慢消化性淀粉与抗 性淀粉的含量。由于慢消化性淀粉与抗性淀粉和食品的血糖指数相关，因此通过淀粉酶 法还可以评价食品的生理功能。 d s c ，动态流变仪，p n m r 和酶法都可以测定淀粉回生过程中的变化。几种检测手段 都可以有效的检测淀粉体系的回生过程。相比较而言，动态流变测定淀粉短期回生，d s c 测定淀粉长期回生操作较方便，所得到的信息较多，因而，本实验主要采用d s c ，动态 流变仪两种方法来检测淀粉的回生过程。 粉丝是一种利用淀粉回生特性制成的食品，粉丝的成型即先将淀粉糊化，再使其回 生“。淀粉的回生在粉丝生产中起着关键的作用。 1 2 3 粉丝生产用淀粉的理化性质 1 2 3 1 直链淀粉与不溶性直链淀粉 直链淀粉含量采用比色法测定，并以全部直链淀粉含量与可溶性直链淀粉含量之差 值作为不溶性淀粉的含量。测定结果见表1 2 。 第一章绪论 表1 2 几种淀粉的组成“引 t a b l e1 2c o m p o s i t i o n so fs e v e r a ls t a r c h e s 研究发现，蚕豆和绿豆的直链淀粉含量比其它淀粉高得多，而蚕豆和绿豆粉丝质量 优于其它粉丝，说明直链淀粉含量对粉丝质量有一定影响。绿豆中直链淀粉含量虽比蚕 豆低，但其不溶性直链淀粉含量却比蚕豆高，因而粉丝质量也略胜一筹。甘薯淀粉的直 链淀粉与不溶性直链淀粉的含量都较低，因而粉丝质量不高。玉米的直链淀粉含量虽比 甘薯高，但其可溶性直链淀粉含量却比甘薯高得多。这是玉米粉丝质量很差的一个重要 原因。 1 2 3 2 淀粉的老化作用 淀粉的老化作用以老化值( d r ) 衡量，它是以一定的淀粉凝胶收缩脱水后经离心分离 出的水质量来表示的。将6 淀粉乳于沸水浴上加热2 0 m i n ，并调糊使浓度维持6 。称取 一定量的糊在2 冰箱内放2 4 h 后取出，以3 0 0 0 “m i n 的转速离心分离1 5 m i n ，以分离出的 水量作为老化值。各种淀粉的老化值测定结果( 见表1 3 ) 显示，绿豆和蚕豆淀粉具有较高 的老化值，因为它们的直链淀粉含量高，容易老化；而甘薯、玉米和马铃薯淀粉的老化 值较低。这说明老化值与粉丝质量也有明显的关系。 表1 3 淀粉胶的老化值“扪 t a b l e1 3d e g r e eo f r e t r o g r a d a i i o no f s t a r c hg e l s 1 2 3 3 溶解度和膨润力 将5 0 m 1 2 淀粉乳于2 5 下搅拌3 0 m i n ，再以3 0 0 0 “m i n 的速度离心2 0 m i n ，其上清液 在水浴上蒸干后得到的溶解淀粉质量a 占样品淀粉质量w 的百分数为该淀粉的溶解度； 离心沉淀物质量p 占w + ( 1 0 0 s ) 的百分数为该淀粉的膨润力。在不同温度下对绿豆、蚕 豆、甘薯和玉米淀粉测得的溶解度( 见图1 2 ) 和膨润力( 见图1 3 ) 表明，甘薯淀粉在低温下 的溶解度和膨润力均比绿豆和蚕豆淀粉小，但是当温度升至7 5 以上时，溶解度和膨润 力迅速增加，而且温度越高，上升越快。所以甘薯粉丝加热时吸水膨胀性高，溶解度大， 易糊汤和断条，不耐煮。玉米淀粉具有较低的溶解度和膨润力，因为它的颗粒较小，分 子问结合较紧，膨胀阻力较大。 i 江南大学硕士论文 图1 2 淀粉的溶解度u 4 1 f i g u r e l 2s o l u b i l i t yo fs t a r c h 注：m b s 绿豆淀粉b b s 蚕豆淀粉 图1 3 淀粉的膨润力n 4 f 培1 1 r e l 3e x p a l l s i b i l 时o fs t a r c h s p s 甘薯淀粉m s 玉米淀粉 2 2 气i 珏 莹1 强度c ， 最虞( c ) 1 2 3 4 淀粉糊的布拉本德粘度曲线( b r a b e n d e rv is c o g r a m ) 布拉本德粘度曲线的测定按照i c c 标准方法进行，其中冷却过程至5 0 终止，9 5 和5 0 的保温时间均为3 0 m i n 。 图1 4 为绿豆、蚕豆、甘薯和玉米淀粉糊的布拉本德粘度曲线。结果表明，绿豆和蚕 豆淀粉在9 5 及5 0 保温过程中粘度呈连续上升趋势，它们的热糊及冷糊稳定性都很 好；而玉米和甘薯淀粉在这两个区域中粘度逐渐下降，说明它们的热糊及冷糊稳定性都 很差。热糊稳定性好的淀粉制成粉丝后煮沸损失少，粉丝口感好；而冷糊稳定性好时粉 丝不易断条。从图1 4 还可看出，玉米和甘薯淀粉分别在9 0 和9 3 时出现了粘度峰，而 绿豆和蚕豆淀粉却没有，这说明粘度峰的存在与否可能是影响粉丝质量的一个因素。 图1 4 几种淀粉糊的布拉本德粘度曲线“4 1 f i g l l r e l 4 b r a b e n d e r v i s c o g r 踟o f s e v e r a ls t a r c h e s l i i s 草o 三 i o 珲o 0 时阃c m h ) 一 蜊 岿 用差示扫描法( d s c ) 对绿豆、蚕豆和甘薯淀粉的糊化性质进行差热分析表明，糊化 温度的高低对粉丝质量的影响不很明显。x 一射线衍射分析表明，上述诸淀粉的晶型均 属c 型，没有显著区别。用哈克粘度计测定的流变学特性表明，上述淀粉都属于亲水性 胶体的a 组，各种粉丝生产用淀粉在流变学特性上没有明显的差别。 第一章绪论 1 2 4 传统粉丝的生产工艺 传统的粉丝工艺流程为：淀粉糊化作芡一调粉团一漏粉一煮熟一冷却一理 丝一冷冻一干燥一成品。 首先取淀粉原料的3 5 4 “5 1 制芡。将芡粉放入制芡盆内，加淀粉重o 6 倍热水， 温度在5 0 6 0 之间，搅成糊状；然后，将相当于淀粉重量7 8 倍的滚开水，一次性倒 入制芡盆内井决速搅拌，直至完全糊化。制好的芡糊加入生淀粉，并加入4 6 - 5 0 水调 制粉团。当粉料表面光滑无疙瘩、不粘手，用手抓起一团粉料让其自由下流成丝，若丝 条不粗不细，下流速度不快不慢为最好。将揉好的粉团抽真空后流入漏粉瓢，漏制粉丝。 煮粉锅内的水温控制在微开程度( 9 8 ) 左右。当粉丝浮起来时及时牵出，用自来水冷 浴，再拨入冷水池中冷浴。冷浴后的粉丝根据所需长度切断，再放到木棍上上架。亦可 把整挂粉丝放在酸浆水中浸1 0 分钟左右，以增加粉丝表面的光洁度。将粉丝放在冷库内 冷冻，冷冻温度在一5 一7 “印为宜。粉丝取出放在晾晒坪上让其自然解冻。在解冻 的同时，可用手轻轻揉搓，使并条的粉丝全部散开。干燥时可利用室外自然阳光，也可 人工干燥，人工干燥温度不得超过6 0 “剐。待粉丝要干未干( 含水量在1 4 左右) 时 从架上取下，让其自然干燥到含水量为1 5 “5 时，切断包装，或用压块机压成规格一 致的方块形包装。计重后再用包装封口机封好口子，打印生产日期。按规定把小包粉丝 装入纸箱内，封好口子，即为成品粉丝。 1 2 5 粉丝的质量标准 粉丝的质量评判国内尚无成型完善的标准。目前能查到的常用标准有s b 7 9 8 0 ，感 观指标：要求洁白光亮，味正，粗细均匀，无碎条，无并条，手感柔韧，有弹性，无杂 质。 理化指标：主要有以下项目：( 1 ) 淀粉含量：每1 0 0 克不得低于7 0 0 0 克。( 2 ) 水分含量： 每1 0 0 克不得超过1 6 o o 克。( 3 ) 砷( 以砷计) ：每公斤不得超过o 5 毫克。( 4 ) 铅( 以铅计) ：每 公斤不得超过1 o 毫克。( 5 ) 粉丝粗细：直径不得超过1 o o 毫米。( 6 ) 粉丝长度：不得低于 6 0 0 毫米。( 7 ) 添加剂：按国家标准gb2 7 4 0 一8 l 执行。 其内容简单，测定方法也陈旧，规定的理化指标和卫生标准一般厂家都可以达到。 其中多半指标还是依靠感官评定的。 1 2 6 淀粉的体外消化特性的研究 淀粉的消化特性与人体的许多疾病密切相关瞳。e n g l y s t 等人根据淀粉在人体内的 消化特点，将淀粉分为3 类瞳”：快消化性淀粉( r a p i d l yd i g e s t i b l es t a r c h ，rds ) ：可 在小肠中快速消化的淀粉，定量测定时为酶水解2 0 m i n 内产生的葡萄糖量；慢消化性 淀粉( s l o w l yd i g e s t i b l es t a r c h ，sds ) ：可在小肠中缓慢消化的淀粉，定量测定时为酶水 解2 0 m i n 之后1 2 h 内产生的葡萄糖量；抗性淀粉( r e s i s t a ms t a r c h ，rs ) ：在小肠中不能 消化的淀粉，但能在大肠内发酵的淀粉。 抗性淀粉在小肠中抗消化，在盲肠、结肠发酵产生大量短链脂肪酸，从而降低结肠 d h 值，而且产生的短链脂肪酸对结肠炎具有很好的防治作用，因此，抗性淀粉可减少结 江南大学硕士论文 肠炎的发生，未被完全发酵的r s 可增加粪便体积，对于防止便密、盲肠炎与痔疮有着重 要作用。国内外研究已表明，r s 对糖尿病患者具有较少的胰岛素反应，能降低糖尿病患 者的血糖值，可延缓饭后血糖值的上升，从而有效的控制糖尿病病情。抗性淀粉可降低 血中胆固醇，同时，血清中的丙酸含量与抗性淀粉的摄入量呈正相关，有学者认为，丙 酸具有较好的调节脂类代谢作用。e mi l e 等( 19 9 3 ) 也证实了r s 有降胆固醇与甘油三酯 的效果。2 ，其研究结果显示，含r s 组的粪便中胆汁酸数量明显增加。因而他们认为r s 的降胆固醇作用主要是因为胆汁醇酸类化合物排泄亢进而导致生物合成基质供给速度 不平衡所致。现有研究表明，膳食纤维由于其中的植酸的影响会影响食物中的矿物质的 吸收，特别是c a 、m g 的吸收。而抗性淀粉无不良影响，近年来动物实验表明，由于抗 性淀粉在盲肠、结肠内的发酵，产生大量短链脂肪酸，降低了其中的p h 值，从而可能提 高矿物质的吸收利用。抗性淀粉对维生素的吸收，目前还无此方面的报道，但是抗性淀 粉可促进盲肠、结肠内有益菌的生长，从而可合成一部分维生素，从而可增加动物的维 生素营养，但是据已有的研究报道，抗性淀粉会减少对脂肪的吸收，从而可能影响食物 中脂溶性维生素的吸收利用o ”。 对于非胰岛素依赖的糖尿病和心血管疾病，食用低血糖指数的食品己证明对其疾病 具有疗效。而人体对食品的血糖反应很大程度上取决于食品的消化速度，研究表明，体 外消化试验的结果与血糖指数有明显的相关性，抗性淀粉和慢消化性淀粉含量高的食品 血糖指数低“”。 1 3 立题的背景和意义 甘薯是一种高产稳产、营养丰富、用途广泛的农作物。我国的甘薯种植面积和总产 量均居世界首位，在我国粮食生产中居第四位，它既是重要的粮食作物，又是良好的饲料 作物，也是工业原料作物。但是，在广大农村，特别是在甘薯种植面积较大的山区或半山 区，由于甘薯深加工利用不足，加工技术较差，甘薯的经济效益不高，影响了农民的种植 积极性。而以甘薯为原料的深加工产品用途非常广泛，产品种类较多。因此，大力发展甘 薯综合加工使其形成产业化，对于充分利用我国的甘薯资源，扩大产品用途，增加农民 收入，发展农村经济具有重要的意义“。 甘薯加工中存在的问题：缺少适用于不同加工类型的专用型优质甘薯品种，如用作 淀粉加工的甘薯品种要求淀粉含量高，而可溶性糖含量低。缺乏先进的加工技术，我国 甘薯加工出的产品多数为初级产品，质量较差，经济效益低，如在淀粉加工过程中，许 多产区还采用传统的淀粉提取方法，机械化程度较低，所选用的机械不太适合于提取淀 粉，致使淀粉提取率较低，淀粉质量较差。在我国的一些甘薯产区，粉丝和粉条的加工 过程大部分是手工操作，劳动强度大，产品质量不稳定，从而影响了销售。再者，由于 缺少先进的加工技术，致使在食品生产中出现生产质量不稳定，档次不高，难以进入更 高的消费层次和更广泛的消费领域，导致增值不利，另外，也正是由于缺少先进的加工 技术，致使无法开发生产诸如变性淀粉的深加工产品。3 ”。 籀一章绪论 用薯类淀粉加工的粉条、粉丝是一种人们喜爱的大众食品之一，为了提高粉丝、粉 条的韧性和耐煮性，减少断丝( 条) 造成的损失，传统加工过程中要加入一定量的明矾。但 研究表明，铝并非人体的必需元素，摄入过多会带来一系列疾病，因此世界卫生组织己 于1 9 8 9 年正式把铝确定为食品污染物并要求加以控制。我国最新的食品添加剂使用卫 生标准规定，产品中铝的含量不得超过1 0 0 m g k g ( 干样品) ，折算成明矾的用量不得超过 1 ( 干样品) ，普通粉条生产过程中明矾的添加量高达3 ，可见粉条( 丝) 中铝的污染非 常严重。为了减少铝对人体的危害，寻找明矾替代物，研制无铝粉丝( 条) 意义重大”。 另外个问题就是甘薯淀粉与绿豆淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉相比，杂质较多、 颜色较深暗，表现为白度低，其值为7 0 8 0 口孙。制粉丝时，颜色较深的甘薯淀粉不仅影 响粉丝的颜色，而且影响粉丝的力学性能，进一步影响粉丝的口感。造成甘薯淀粉白度 低的原因大致有：( 1 ) 甘薯淀粉生产中泥沙的残留对白度的影响；( 2 ) 甘薯淀粉中没有除 净的蛋白质对淀粉白度的影响；( 3 ) 甘薯中少量的果胶、单宁、多酚类物质在甘薯破碎后， 受多酚氧化酶的作用，形成黑色素，吸附在淀粉颗粒上。其中第( 3 ) 项是影响白度的主要 原因”。 目前国内外关于甘薯淀粉增白的方法有o ”：( 1 ) 机械设备法，该方法是选用多级旋 流分离器、碟片式离心分离机等设备除去泥沙和蛋白质。整个工艺过程比较复杂，占用 的厂房多。( 2 1 石灰水碱法工艺，该方法最早是由美国的p a i n 等人在1 9 3 8 年提出，而该 法的最后完善和定型则由日本的本原等人完成的。它是在磨和筛分的过程中用石灰水。 其主要作用是溶解可溶性蛋白质和果胶。( 3 ) 生物增白法，该方法是利用酸浆中的乳酸链 球菌产生的凝结素，促使淀粉迅速凝结，产生增白效果。( 4 ) 化学方法增白，肖凯军( 1 9 9 8 ) 用h 2 0 2 和司学芝( 1 9 9 8 ) 用n a c l o 为主的氧化剂处理粗制淀粉，虽然白度有所提高，但 增白的同时，氧化剂将淀粉分子中的c 2 一o h 和c 3 o h 氧化，使淀粉的一些物理性质发 生变化，如：透明度升高，淀粉糊的粘度下降，降低了凝胶强度等，影响淀粉作为进一 步深加工的原料。( 5 ) 抑制多酚氧化酶酶促褐变的方法，甘薯淀粉白度低，其中最重要的 原因是p p 0 作用产生的黑色素吸附在淀粉颗粒上。 1 4 本课题主要研究内容 1 4 1 建立一套合理的粉丝的质量评价体系。通过物性测定仪所得结果与感官评定相比 较找出两者的相关性，探索用仪器测定替代感官评定的可行性。并对检测指标的范围作 粗略估计，为以后试验提供量化评判基础。 1 4 2 寻求合适的甘薯淀粉提取工艺，提高甘薯淀粉的白度。探索合理的甘薯粉丝生产 流程及工艺参数。制作粉丝时，要求粉面具有一定的粘弹性和流动性，通过对粉面的流 变特性研究，将经验指导转换成定量化的温度、含水量、含芡量等具体指标，煮粉、冷 冻、干燥等过程同样要科学化、定量化生产，为粉丝设备的设计提供科学的参数和依据。 江南大学硕士论文 1 4 3 对原料的各种理化性质及其产品的食用品质研究，分析不同种甘薯淀粉特性及对 粉丝品质的影响，揭示原料特性与粉丝品质的内在关系。并寻求合适的粉丝添加剂，改 进粉丝的质构，取代传统的对人体不利的明矾等加工助剂。 1 4 4 通过对甘薯粉丝体外抗消化试验，了解到甘薯粉丝的加工和储藏涉及到淀粉的短 期回生和长期回生，粉丝的营养品质涉及慢消化淀粉和抗性淀粉，从而来评价粉丝的营 养保健功能。 第二章粉丝的质量评价体系的建立 第二章粉丝的质量评价体系的建立 2 1 引言 粉丝是我国传统的淀粉类制品，对其质量评判国内尚无成型完善的标准。目前能查 到的标准有n y 5 1 8 8 2 0 0 2 ，无公害食品粉丝；n y 5 1 9 1 2 0 0 2 ，无公害食品粉丝加工技 术规范；s b 7 9 8 0 ，粉丝质量标准；s b 8 1 8 0 ，食用淀粉质量标准。其内容简单， 测定方法也陈旧，规定的理化指标和卫生标准一般厂家都可以达到。其中多半指标还是 依靠感官评定的。 严格的感官评定是一种传统和具有明确含义的测定方法，其结果具有一定说服力。 但感官评定方法本身有不可弥补的缺陷。影响感官评定结果的因素除了食品本身的色、 香、味、形及质地等因素外，还与食用者的身体状况，饮食习惯，用餐环境等外部因素 有关，因此，感官评定值的波动很大且费时费力。因此，建立一套快速的客观仪器测定 方法，并以此作为检验原粮和工艺的依据，是验证试验结论的基础。通过客观仪器测定 食品的食用品质，主要是通过仪器测定产品的硬度、拉伸强度、弹性和粘性等力学性能， 然后与感官评定结果相对应，力图以客观指标代替主观指标，达到准确、快捷地评价产 品品质的目的。客观评价采用的仪器通常有英国i i l s t r o n 流变仪、l i o y d 力学性能测定仪， 日本r 2 0 0 2 d 流变仪和英国ta 公司的物性测试仪( 质构仪) 等。其中物性测试仪由 于配备有较齐全的测试探头，因而使用最为广泛0 6 3 引。 本试验主要内容是：用质构仪对不同种粉丝进行拉伸和剪切两个方面力学性质的测 定，与感官评定结果进行相关性分析，探讨用力学指标评定一种粉丝的好坏，并对检测 指标的范围作粗略估计，为以后试验提供量化评判基础。 2 2 材料与方法 2 2 1 材料 为了避免实验中由于样品来源，制作工艺简单易而造成感官评定和仪器力学检测某 项数据缺乏梯度，从而对相关性分析产生影响是本应相关的指标之间丧失相关，采用了 l o 种不同品种粉丝。同时考虑到各地区差异和口味差异，挑选了8 位来自不同省份地区， 对事物感觉细腻的不同性别的人参与评定。 表2 1感官评定的1 0 种样品 t a b l e 2 1t e ns 锄p l e sf o rs e n s o r ye v a l u a t i o n ! 堕奎兰堡主堡壅 5 土豆粉条 山东龙口龙须粉丝有限公司土豆 6 自制红薯粉丝 原料购自无锡菜市场 红皮黄心红薯( 自制) 7 自制红薯粉丝 原料购自无锡菜市场 白皮黄心红薯( 自制) 8 自制小麦粉丝 原料购自无锡菜市场 小麦( 自制) 9 自制玉米粉丝 原料购自无锡菜市场 玉米( 自制