复合改良剂对黄元米果食用品质的影响

曹耀　张冬　黄赣辉　邓丹雯

摘要 [目的]为复合改良剂在黄元米果中的应用提供依据。[方法]通过在黄元米果中添加羟丙基二淀粉磷酸酯、单甘酯、瓜尔豆胶，探讨不同比例的品质改良剂对黄元米果储藏期品质及老化性质的影响。同时，结合质构仪测定硬度及感官评价对改良剂的比例进行优化，确定复合改良剂的最佳配方，并以扫描电镜观察外貌形态，Χ射线衍射仪、红外光谱测定相对结晶度和吸收峰的变化对最佳配方进行验证。[结果]确定改良剂的最佳配方为羟丙基二淀粉磷酸酯5%、单甘酯0.4%、瓜尔豆胶0.3%。[结论]该复合改良剂能够有效延缓黄元米果的老化回生，改善米果的食用品质。

关键词 黄元米果;老化;改良剂;食用品质

中图分类号 TS202.3 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2020）13-0171-05

Abstract [Objective]To provide a basis for application of compound modifier in Huangyuan rice cake.[Method]By adding hydroxypropyl distarch phosphate，monoglyceride and guar gum in Huangyuan rice cake，effects of different proportions of quality improvers on quality and aging properties of Huangyuan rice cake during storage periode were discussed.The ratio of modifier was optimized by sensory evaluation，and the optimum formula of compound modifier was determined.Using SEM to observe the morphology，changes of relative crystallinity and absorption peaks were measured by X ray diffractometer and infrared spectroscopy，the optimum formula was verified.[Result]The optimum formulation of the modifier was determined as follows： hydroxypropyl distarch phosphate 5%，monoglyceride 0.4%，guar gum 0.3%.[Conclusion]The experimental results showed that the compound improver could effectively delay the aging and regeneration of Huangyuan rice cake and make the rice cake have good edible quality.

Key words Huangyuan rice cake;Aging;Improver;Edible quality

贛南客家饮食是赣南客家文化的重要组成部分。随着客家文化越来越被众人认识，对于赣南客家饮食文化的研究也越来越深入[1]。黄元米果也称“黄米果”“黄糍”，出现于南北朝时期[2]，属客家特色点心，系非物质文化遗产江西传统地方特色食品。它是以大米为原料，以槐米、水为辅料，添加黄元柴灰水溶液，经蒸煮、挤压成型、冷却、包装等工艺，制成的具有碱味的黄色年糕状食品。其外观色黄、质嫩、细密滑润，风味独特，备受客家人的喜爱[3]。

黄元米果由于含水量较高（50%～70%），工业化生产的米果经过生产、运输、储藏、销售过程容易出现老化现象，造成米果硬度增大[4]、食用品质下降[5]，不能满足消费者的要求[6]，严重影响了黄元米果的销售和推广。因此，抑制黄元米果的老化，使米果具有良好的食用品质，对于米果的工业化生产和市场推广具有重要的意义[7]。

淀粉的老化是由直链淀粉分子的缠绕有序和支链淀粉外侧短链重结晶所引起的，一般直链淀粉含量越高，老化程度越大[8]。抑制淀粉老化的方法通常有物理法[9]、酶法[10-11]以及加入添加剂法[12-14]。

国内外大量研究报道，添加外源性物质可抑制淀粉老化，使食品具有良好品质[15]。有效防止淀粉老化的物质主要有乳化剂、食用胶和变性淀粉类，且价格低廉。功能多样的复合型变性淀粉作为外源性添加物抑制淀粉老化一直是中外研究的热点[16-17]，在工业化生产中有着广泛的需求。羟丙基二淀粉磷酸酯（HPDSP）是一种经环氧丙烷醚化再经磷酸盐交联的一种复合变性淀粉，易溶于水，不溶于有机溶剂[18]，由于其含有大量羟丙基，因而具有优异的持水性。其糊液具有耐高温、抗剪切、冻融稳定性好的优点[19-20]，作为改善食用品质的添加剂已被广泛应用于不同食品中[21-22]。

笔者通过在黄元米果中添加羟丙基二淀粉磷酸酯、单甘酯、瓜尔豆胶，探讨不同比例的品质改良剂对黄元米果储藏期品质及老化性质的影响，并结合质构仪测定硬度及感官评价对改良剂的比例进行优化，确定复合改良剂的最佳配方，再以扫描电镜观察外貌形态，Χ射线衍射仪、红外光谱测定相对结晶度和吸收峰的变化对最佳配方进行验证，旨在为复合改良剂在黄元米果中的应用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料与试剂。大米，益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司。羟丙基二淀粉磷酸酯，河南华悦化工产品有限公司;单甘酯，河南恩苗食品有限公司;瓜尔豆胶，深圳市振芯嘉贸易有限公司。

1.1.2 仪器与设备。JSM-6701F场发射扫描电子显微镜，日本电子公司;D8ADVANCEG型X射线衍射仪，布鲁克公司;Nicolet 5700傅立叶变换红外光谱仪，美国热电尼高力公司;TA-XT2i型质构仪，英国SMS公司;FA2004电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 黄元米果的制作工艺。参照李玲等[2]对黄元米果的介绍制定生产工艺：大米预处理→浸泡→添加品质改良剂→蒸煮→添加辅料拌匀→蒸煮→挤压成型→冷却→真空包装→高温杀菌→冷却→黄元米果成品。

1.2.2 质构仪对硬度的测定。将单因素试验及正交试验所需黄元米果的样品，放置4 ℃储藏3 d后采用TA-XT2i 型质构仪测定其硬度[4]。验证试验的样品于4 ℃储藏1、3、5、7 d后进行测定。仪器参数为：测试前速度为2 mm/s，测试后速度为2 mm/s;触发点负载5.0 g;每次下压10 mm;测试探头P0.5，测试类型为TPA模式;数据频率10点/s。对同一样品平行测定8次，取平均值。

1.2.3 扫描电镜（SEM）形貌分析。将“1.2.1”制得的黄元米果用真空包装袋密封，于4 ℃贮存7 d，然后进行冷冻干燥，粉碎过100目筛。在操作电压为5 kV时，使用SEM观察样品的微观形貌。仪器工作参数：二次电子像分辨率1.0 nm（15 kV）、2.2 nm（1 kV）;放大倍数25～650 000;加速电压0.5～30 kV。

1.2.4 红外光谱（FT-IR）吸收峰分析。将“1.2.1”制得的黄元米果用真空包装袋密封，于4 ℃贮存7 d，然后进行冷冻干燥，粉碎过100目筛。测试样品采用KBr压片法制备，检测器为DTGS，扫描次数为20次，扫描范围4 000～400 cm-1。

1.2.5 X射线衍射仪（XRD）对晶体结构分析。取4 ℃老化7 d的各样品，冻干粉碎后过100目筛。采用D8ADVANCE型X射线衍射仪对样品进行测定，衍射参数如下：所用波长为0.154 2 nm的Cu-K α射线源，Ni滤波，扫描角度2θ=5°～50°，步长0.02°。相对结晶度按参考文献[15]方法计算：

R=AcAc+Aa×100%

式中，R为相对结晶度（%）;Aa为X射线衍射图谱中非结晶区的面积;Ac为结晶区面积。

1.2.6 黄元米果的感官评定。采用GB/T 12312—2012对感官评定人员进行标准培训，评定小组由10名食品专业同学组成，从产品的色泽、口感、风味和组织形态4个方面评分，具体感官评定标准见表1。

1.3 数据分析 采用软件SPSS 19.0对试验数据进行方差分析，采用OriginPro 8.0作图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 羟丙基二淀粉磷酸酯添加量。按照质量百分比，分别在大米中添加0、1%、3%、5%、7%的羟丙基二淀粉磷酸酯和0.4%单甘酯、0.2%瓜尔豆胶，混合均匀后按“1.2.1”进行试验，制成黄元米果。以硬度、感官评分为评价指标，确定羟丙基二淀粉磷酸酯的最佳添加量，结果见图1。

由图1a可以看出，随着羟丙基二淀粉磷酸酯添加量的增加，黄元米果的硬度降低。这可能是羟丙基二淀粉磷酸酯良好的持水性能，减少了黄元米果在贮藏过程中水分的流失，降低了淀粉的重结晶，抑制了氢键的结合，从而能够延缓米果的老化回生[23]。由图1b可以看出，随着羟丙基二淀粉磷酸酯添加量的增加，黄元米果的感官评分先增加后降低，在添加量5%时达到最大值。这是由于羟丙基二淀粉磷酸酯添加量过少，黄元米果硬度较大;添加量过多，导致产品硬度较小、口感较差。因此，羟丙基二淀粉磷酸酯的添加量以5%为宜。

2.1.2 单甘酯添加量。按照质量百分比，分别在大米中添加0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的单甘酯和0.2%瓜尔豆胶、5.0%羟丙基二淀粉磷酸酯，混合均匀后按“1.2.1”进行试验，制成黄元米果。以硬度、感官评分为评价指标，确定单甘酯的最佳添加量，结果见图2。

由图2a可知，随着单甘酯添加量的增加，黄元米果的硬度减小。这是由于直链淀粉与单甘酯能够形成螺旋聚合物，在一定程度上抑制了淀粉分子晶体的形成，有效降低了黄元米果的老化[24]。由图2b可以看出，感官评分在单甘酯添加量为0.4%时达到最大值。这可能是由于单甘酯添加量过少，会使制出的黄元米果弹性不足、硬度大;过多，则会影响米果的口感，不能满足消费者的需求。因此，确定单甘酯添加量以0.4%为宜。

2.1.3 瓜尔豆胶添加量。按照质量百分比，分别在大米中添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的瓜尔豆胶和0.4%单甘酯、5%羟丙基二淀粉磷酸酯，混合均匀后按“1.2.1”进行试验，制成黄元米果。以硬度、感官评分为评价指标，确定瓜爾豆胶的最佳添加量，结果见图3。

由图3a可以看出，随着瓜尔豆胶添加量的增加，黄元米果的硬度下降。因为瓜尔豆胶具有很高的吸水、持水能力，能够防止食品在加工或贮藏过程中的水分散失，对食品失水老化起到延缓作用[25]。由图3b可以看出，瓜尔豆胶添加量为0.2%时，黄元米果感官评分最高。因为瓜尔豆胶添加量过少，会使制出的黄元米果硬度较高;过多，会导致米果硬度不足，食用品质差。因此，确定瓜尔豆胶添加量以0.2%为宜。

2.2 正交试验

2.2.1 正交试验因素和水平 。在单因素试验的基础上，选取羟丙基二淀粉磷酸酯（A）、单甘酯（B）、瓜尔豆胶（C）的添加量3个因素作为自变量，每个因素设置3个水平，以硬度、感官评分为评价指标，得出改善品质后黄元米果的最佳配方，试验设计见表2。

2.2.2 正交试验结果与分析。由表3可知，在3个影响因素中，R′A>R′C>R′B，表明对黄元米果硬度的影响顺序为羟丙基二淀粉磷酸酯>瓜尔豆胶> 单甘酯;RA>RB>RC，表明对黄元米果感官评分的影响顺序为羟丙基二淀粉磷酸酯>单甘酯>瓜尔豆胶。

经过数据分析，确定硬度和感官评价的最佳组合为 A2B2C3，并对该组合进行重复性验证试验，结果见表4。

由表4可得，3次重复性试验的硬度值均低于其他组，感官评分的平均值均高于正交试验中的大部分品质改良剂的组合。因此，选择A2B2C3作为最佳黄元米果老化及品质改良剂的配方是可信、可靠的，即最优配方为羟丙基二淀粉磷酸酯5.0%、单甘酯0.4%、瓜尔豆胶0.3%。

2.3 最佳配方的验证试验

2.3.1 不同改良剂对米果硬度的影响。以正交试验所得品质改良剂的最佳配方进行验证试验。取存放1、3、5、7 d的米果测定其硬度，结果见图4。由图4可知，单甘酯、变性淀粉可降低米果的硬度，起到延缓老化、改善米果品质的效果。与空白组相比，复合改良剂延缓黄元米果老化的效果显著，且变性淀粉在复合改良剂中起着主要作用，可能是因为变性淀粉具有优异的持水性，水分含量提高所致。

2.3.2 扫描电镜（SEM）对形貌分析。图5为添加不同改良

剂下储藏7 d的米果电镜扫描图。从图5可以看出，空白组的样品间隙、腔壁较小;添加不同改良剂后，空腔明显变大、变深;加入复合改良剂后腔壁更大、更深。由于空腔是凝胶网络中的水分经冷冻干燥后形成的，表明添加改良剂增加了淀粉分子的持水性能，抑制米果分子间形成晶体，从而在一定程度上能抑制老化。

2.3.3 红外光谱（FT-IR）对吸收峰分析。图6为老化7 d样品的红外谱图。空白组与添加改良剂的样品在3 500～3 200 cm-1处均有一宽而强的吸收峰，添加改良剂的样品与空白组相比吸收峰降低。表明添加改良剂阻碍了米果分子内氢键的形成，使老化程度减小。同时，添加改良剂的样品在1 022 cm-1处吸收峰增强，1 022 cm-1处的吸收峰则代表了无定型区域的特征。因此，红外光谱表明，添加改良剂能达到良好抑制黄元米果老化的效果。

2.3.4 X射线衍射仪（XRD）对晶体结构分析。

添加改良剂的黄元米果在4 ℃下储藏7 d时的X-衍射图谱如图7所示。由图7可知，空白组的样品在17°、20°、22°出现典型的B-型结晶特征峰。在17°形成的峰主要是体系中支链淀粉的长期老化所引起的，加入不同的改良剂后，在17°、20°、22°的特征峰相对强度减小，峰型变宽。加入复合改良剂的样品在22°时特征峰基本消失，抗老化效果显著。经计算，空白组和添加单甘酯、变性淀粉、复合改良剂的样品相对结晶度分别为 0.99、0.83、0.58、0.31。表明添加改良剂有助于抑制淀粉重结晶，添加复合改良剂延缓米果的老化效果显著。

2.3.5 添加复合改良剂对黄元米果贮藏品质的影响。

综合米果的外观、组织结构、黏弹性及口感进行综合评分，结果见表5。由表5可知，随着贮藏时间的延长，黄元米果在口感、组织形态上都有不同程度的改变，添加复合改良剂组的黄元米果评分明显高于空白组，表明添加复合改良剂在一定程度上能改善米果的品质，延长贮藏期。

3 结论

通过单因素试验与正交试验确定了复合改良剂的最佳配方为羟丙基二淀粉磷酸酯5.0%、单甘酯0.4%、瓜尔豆胶0.3%。

在貯存7 d内，添加复合改良剂的米果样品与空白组相比，硬度显著降低;样品的空腔壁变薄、变大、变深;红外光谱特征吸收峰的强度降低;X射线衍射特征峰吸收强度和相对结晶度降低;黄元米果贮藏品质的综合评分明显升高。可见，添加复合改良剂能够有效抑制黄元米果老化过程中淀粉结晶结构的形成，延缓米果的老化，延长储藏期，改善食用品质。

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