不同添加剂对杂粮粥贮藏期间老化特性的影响

王朝阳1,温成荣1,傅宝尚1,尚珊1,王丹2,祁立波1*

1(大连工业大学 食品学院,国家海洋食品工程技术研究中心,辽宁 大连,116034)

2(阜新小东北食品有限公司,辽宁 阜新,123000)

摘 要 为了探究不同比例的α-淀粉酶(0.005%、0.01%、0.015%)、海藻酸钠(0.15%、0.2%、0.25%)、蔗糖脂肪酸酯(0.02%、0.03%、0.04%)延缓杂粮粥老化的效果,通过物性分析、动态流变学特性分析、差示扫描量热分析、红外光谱分析、X射线衍射分析等方法比较3种添加剂对杂粮粥质构特性、流变特性、老化特性、结晶结构、直链淀粉含量、回生度及感官评分的影响。结果显示,3种添加剂均能有效延缓杂粮粥的老化情况,对贮藏14 d时采用3种添加剂处理的杂粮粥的回生度和感官评分进行比较,发现添加α-淀粉酶的杂粮粥回生度最低,对延缓淀粉老化的效果最好,但是感官评分却低于添加海藻酸钠和蔗糖脂肪酸酯的杂粮粥。因此,综合考虑回生度和感官评价结果,最终选择0.2%的海藻酸钠作为最佳添加剂,在贮藏14 d后杂粮粥的硬度值为497.87 g、老化焓值为0.65 J/g、R1047/1022值为1.05、相对结晶度为16.49%、直链淀粉含量为77%、回生度为1.76、感官评分最高为88分。研究结果可为即食粥类食品品质改良和实际生产提供理论依据。

关键词 杂粮粥;α-淀粉酶;海藻酸钠;蔗糖脂肪酸酯;延缓老化;回生度;感官评定

粥作为人们日常生活中重要的饮食之一,有着悠久的历史。随着社会的发展,粥的种类变得更加多样化。因此,研发一种方便、营养的即食粥,不仅符合人们的生活需求,而且对提高人们的生活质量具有重要意义。通过研究料液比和原料配比,杨天庆等[1]成功开发出了营养均衡且口感最佳的藜麦杂粮粥配方;然而粥类食品中含有大量淀粉,贮藏过程中由于淀粉发生老化回生现象,导致粥类产品水分析出、黏度下降以及口感欠佳等不良现象。为了保证产品品质、延缓淀粉老化回生,在工业生产中,通常添加外源食品添加剂如酶制剂、亲水胶体和乳化剂等来实现这一目的。

α-淀粉酶(α-amylase,α-AMY)作为工业生产中常用酶制剂,因其作用于淀粉分子内部链间的α-1.4-糖苷键,将淀粉链切断成为短链糊精、寡糖和少量麦芽糖、葡萄糖,从而防止淀粉的重结晶现象,可以有效抑制淀粉食品的老化回生[2]。焦岩等[3]发现,在制作玉米大碴粥时加入0.06% α-AMY,使其恒温95 ℃,酶解10 min,能有效改善玉米大碴粥老化回生现象。海藻酸钠(sodium alginate,SA)是从褐藻类植物中提取的一种天然高分子植物多糖属于亲水胶体的一种,可以在一定条件下充分水化,形成一种黏稠、滑腻或凝胶状液的大分子物质[4],因其具有绿色、安全等优点被广泛应用于淀粉类食品的生产加工。SIM等[5]在研究中发现,与对照组相比添加SA的面团制成的馒头有更好的耐贮存性。蔗糖脂肪酸酯(sucrose fatty acid esters,SE)属于一种非离子型小分子乳化剂且能与淀粉分子之间相互作用从而形成稳定的复合物,抑制淀粉重结晶,进而延缓淀粉老化。由于其无色无味,高效安全的特性被广泛应用于食品领域[6]。OH等[7]在研究中发现,SE降低了米糕的相对结晶度、老化焓和老化速率,从而降低了硬度,改善了食用品质。

本研究以杂粮粥为研究对象,对其质构特性、流变特性、老化焓值等指标进行了分析测定。研究了不同比例α-AMY、SA和SE对其在贮藏期间老化特性的影响。研究旨在不影响杂粮粥感官品质的前提下,选择一种最佳的添加剂,同时也为α-AMY、SA和SE对即食粥类食品品质的改良及实际生产应用提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

糯玉米,阜新小东北食品有限公司;荞麦、青稞,甘肃祁连农庄有机农业发展有限公司;薏仁,市售;白砂糖,上海枫未实业有限公司;α-AMY(3 000 U/mL),沧州夏盛酶生物技术有限公司;SA、SE,河南万邦实业有限公司;G0548 W直链/支链/总淀粉含量(酶法)试剂盒,苏州格锐思生物科技有限公司。

IKA T25匀浆机,德国IKA公司;SCC-WE101万能蒸烤箱,莱欣诺有限公司;TA.XT.Plus物性测试仪,英国SMS公司;DHR-2流变仪,上海TA仪器有限责任公司;DSC250差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC),上海TA仪器有限责任公司;傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)仪,日本铂金埃尔默仪器有限公司;10KVA X-射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD),日本岛津株式会社。

1.2 实验方法

1.2.1 杂粮粥工艺流程

原料选择→原料预处理→糖水调配→灌装→排气→封罐→灭菌熟化

1.2.2 杂粮粥工艺要点

a)原料选择:选用阜新小东北食品有限公司提供的优质糯玉米作为杂粮粥主要原料,冷冻保存,需要时直接使用。优质荞麦、青稞、薏仁作为辅料。

b)原料预处理:将荞麦、青稞、薏仁分别置于温度为38、60、90 ℃的水浴锅中,浸泡125 min使其充分吸水,避免在成品中出现籽粒硬芯现象影响感官品质。

c)糖水调配:配制浓度为6%(质量分数,下同)的蔗糖溶液。

d)灌装:以每罐粥净含量185 g为基准,将冷冻的糯玉米以及预处理过的荞麦、青稞、薏仁按比例加入铝制马口铁罐中,向其中定量加入配制的蔗糖溶液。α-AMY添加量为净含量的0.005%、0.01%、0.015%(质量分数,下同);SA添加量为净含量的0.15%、0.2%、0.25%(质量分数,下同);SE添加量为0.02%、0.03%、0.04%(质量分数,下同),以无添加剂的杂粮粥作为对照组。

e)排气:利用万能蒸烤箱对灌装后的杂粮粥进行排气处理,烤箱温度100 ℃,排气时间10 min。

f)封罐:利用自动封罐机对玉米营养粥进行封罐处理。

g)灭菌熟化:采用高温高压灭菌设备进行灭菌,灭菌参数为121 ℃,10 min灭菌完成后得到即食的杂粮糯玉米营养粥。

h)贮藏:将灭菌冷却后的杂粮粥放入4 ℃环境下冷藏保存1、7、14 d。

1.2.3 杂粮粥硬度测定

将杂粮粥样品从冰箱中取出室温下平衡30 min,利用物性测试仪分别对贮藏1、7、14 d的杂粮粥整体硬度进行测定。试验测试条件为:反挤压模式探头型号A/BE-45,测试前、中、后速度为2、1、10 mm/s,触发力为1 g。

1.2.4 杂粮粥动态流变特性测定

参照CHENG等[8]的方法略做修改。匀浆机以6 000 r/min的速度将样品中的杂粮颗粒打碎后过胶体磨使其更加均匀,立即转移到流变仪样品台上。选择直径50 mm的平行板夹具,设置间隙1 mm,塑料刮刀刮掉多余的样品,设置振荡应变0.1%、测定温度为25 ℃、扫描频率为0.1~10 Hz。

将过胶体磨的杂粮粥糊冷冻干燥后研磨成粉末状,用于测定老化特性、红外特性和结晶特性。

1.2.5 杂粮粥老化焓值测定

参照杨锴[9]的方法略做修改。分别称取1.5 mg冻干样品粉于DSC专用铝制耐高压坩锅中,升温范围为30~110 ℃,升温速率为10 ℃/min。从DSC热流曲线图中计算杂粮粥焓值ΔH

1.2.6 杂粮粥红外特性测定

参照YAN等[10]的方法略做修改。将杂粮粥冻干粉末与KBr以1∶100的质量比例混合,研磨压片,薄片进行FTIR分析,分辨率为4 cm-1。分析1 200~800 cm-1波数范围的红外光谱,计算波数1 047 cm-1与1 022 cm-1处吸收峰强度比值,记为R1047/1022

1.2.7 杂粮粥结晶特性测定

利用XRD测定贮藏1、7、14 d后样品中淀粉的结晶度。试验测试条件为:衍射角(2θ)扫描范围为10~40 °,扫描速度为2 °/min,分析样品杂粮粥中淀粉的结晶度。

1.2.8 杂粮粥中直链淀粉含量测定

利用直链/支链/总淀粉含量(酶法)试剂盒测定贮藏14 d的杂粮粥中直链淀粉含量。

1.2.9 杂粮粥回生度测定

参照黄双霞等[11]的研究方法计算贮藏14 d时杂粮粥的回生度,计算如公式(1)所示:

回生度=(ΔHtH0)/ΔHn

(1)

式中:ΔHt,回生时间为t的样品的焓值,J/g;ΔH0,没有回生样品的焓值ΔH0计为0,J/g;ΔHn,各处理组贮藏1 d时的焓值,J/g。

1.2.10 杂粮粥感官评分的测定

从食品专业学生中筛选出10人(5位男性,5位女性)进行培训,组成感官评价小组。品评时不能相互交流,对参评的样品采用3位数随机编码的方式进行编码。统计每个样品的得分取平均值,评分标准如表1所示。

表1 感官评价评分标准
Table 1 Sensory evaluation scoring criteria

指标评分标准得分口感(30)杂粮颗粒饱满,口感层次分明,无硬粒,咀嚼性好21~30杂粮颗粒较为饱满,口感层次稍有分明,有少许硬粒,咀嚼性较好11~20杂粮颗粒不饱满,口感层次不分明,原料硬粒过多,硬咀嚼性较差0~10色泽(20)糯玉米粥呈淡黄色带有微绿色,色泽明亮均匀16~20糯玉米粥呈淡黄色并带有微绿色,色泽柔和较均匀9~15糯玉米粥呈较暗黄色并带有浑浊灰绿色,色泽暗淡且不均匀0~8风味(20)具有浓郁的玉米和其他杂粮的香味,甜度适中16~20玉米和其他杂粮的香味较小,甜度较低或较高,可以接受9~15玉米和其他杂粮的香味小,甜度非常低或非常高,不能接受0~8组织状态(30)呈软糯粥状,黏稠度适宜,无结块和分层,内容物分布均匀21~30呈软糯粥状,黏稠度较低或较高,有少量结块和分层,内容物分布较均匀11~20不呈软糯粥状,黏稠度非常低或非常高,结块和分层现象严重,内容物分布不均0~10

1.3 数据处理

所有数据为3次平行测量的平均值,数据采用“平均值±标准差”表示。用Origin 2019进行作图,SPSS 22.0软件进行显著检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同比例的α-AMY、SA和SE对杂粮粥硬度影响

在贮藏过程中,杂粮粥整体硬度与其所含的淀粉分子发生回生的程度有关[12]。由表2可知随着贮藏时间的延长,所有处理组样品硬度明显增大,说明在贮藏过程中所有杂粮粥均发生老化。与对照组相比添加α-AMY、SA、SE后杂粮粥的硬度显著降低,以14 d样品为例添加0.015% α-AMY的杂粮粥硬度最低为469.35 g,其次为添加0.25% SA的杂粮粥,硬度为486.37 g,最后则是添加0.04% SE的杂粮粥,硬度为491.23 g。原因可能是α-AMY将直链淀粉分子水解形成糊精和小分子糖,破坏了杂粮粥内部淀粉的网络结构导致硬度降低;SA的羧基可以与直链淀粉分子结合,降低了杂粮粥中淀粉分子间的紧密度,使淀粉分子间难以形成较强的刚性结构[13],导致杂粮粥硬度下降;SE与直链淀粉分子相互作用形成淀粉-脂质复合物,进而干扰淀粉分子间的重结晶,导致杂粮硬度降低[6]

表2 不同比例α-AMY、SA、SE对杂粮粥硬度的影响
Table 2 Effect of different proportion α-AMY, SA, and SE on hardness of multigrain porridge

添加剂类型添加质量分数硬度/g1 d7 d14 d对照组577.77±14.28Ba599.88±14.48Ba626.07±57.25Aa酶制剂0.005% α-AMY463.42±26.75Bb472.04±28.72Bb493.75±14.66Ab0.010% α-AMY449.87±22.76Bbc460.87±5.96Ab471.21±20.87Ab0.015% α-AMY439.69±49.96Bbc446.58±19.68Bb469.35±9.64Ab亲水胶体0.15% SA480.71±10.83Bbcd493.68±18.60Ab513.36±23.67Ab0.20% SA466.05±16.58Bcd480.48±3.991Ab494.87±20.98Ab0.25% SA445.33±6.51Bd454.46±14.00Bb486.37±16.72Ab乳化剂0.02% SE492.25±63.79Bbc507.68±19.44Bb524.67±22.44Ab0.03% SE471.15±51.81Bbcd500.49±38.73Bb506.65±10.41Ab0.04% SE451.71±25.58Bbcd479.94±15.16ABb491.23±12.81Ab

注:小写字母代表同一贮藏时间不同浓度下数据具有差异显著(P<0.05);大写字母代表不同贮藏时间同一浓度下数据具有差异显著(P<0.05)(表4同)。

2.2 不同比例的α-AMY、SA和SE对杂粮粥动态流变学特性影响

添加不同种类添加剂对杂粮粥的G′和G″的影响如图1所示。在4 ℃贮藏14 d的所有杂粮粥样品G′和G″全部小于4 ℃贮藏1 d样品的G′和G″,原因可能14 d样品长时间贮存在低温环境下,淀粉等生物大分子物质之间的作用力降低,并且阻碍了分子间网状结构的形成,使得G′和G″随温度的增加而降低[14]

a-α-AMY弹性模量;b-α-AMY黏性模量;c-SA弹性模量;d-SA黏性模量;e-SE弹性模量;f-SE黏性模量

图1 不同比例α-AMY、SA和SE对杂粮粥流变学特性的影响
Fig.1 Effects of different proportions of α-AMY, SA, and SE on rheological properties of multigrain porridge

不同浓度α-AMY对杂粮粥G′和G″的变化如图1-a和图1-b所示,贮藏1 d时杂粮粥的G′和G″均随着频率的增加而增大,且G′均>G″,表现为一种典型的弱凝胶流变学性质,贮藏14 d时杂粮粥的G″均>G′表示体系属于溶胶体系[15]。与空白组相比,酶解后杂粮粥的G′与G″均有着不同程度的下降,且随着酶解的进行,下降的程度逐渐增加。这种变化可能是随着α-AMY添加量的增加,杂粮粥体系中可溶性成分增加导致体系黏度降低,相比于对照组,杂粮粥体系内淀粉形成的凝胶质构较为疏松,在动态流变学性质上表现为G′和G″下降,这与CHENG等[8]的研究相似。

不同质量分数SA对杂粮粥G′和G″的变化如图1-c和图1-d所示,杂粮粥的G′和G″会随着频率的增加而逐渐增加,并且G″始终>G′,呈现典型的弱凝胶体系。随着SA质量分数的增加,杂粮粥体系的G′出现逐渐增大的趋势。原因可能是SA与杂粮粥中的淀粉分子彼此缠绕结合,从而增强了体系内部凝胶结构的弹性与稳定性[9],同时SA本身具有很强的黏性和凝胶能力,会与杂粮粥体系中的水分子相互作用,使杂粮粥糊体系中的分子排列更加紧密,使得杂粮粥体系中的分子之间摩擦力增加,从而导致整个体系的G″增大。

不同浓度SE对杂粮粥G′和G″的变化如图1-e和图1-f所示。添加SE后杂粮粥也呈现典型的弱凝胶体系。随着SE质量分数的增加,G′和G″呈现先减小后增加的趋势。这种变化可能是由于少量SE的加入与体系中的杂粮糊化后渗析出的直链淀粉形成了复合物,减少了直链淀粉之间交联缠绕形成网络结构的机会,从而导致杂粮粥的黏弹性下降[16]。然而随着SE质量分数的不断增加,使杂粮粥体系内部的分子链间的缠结点增多,三维网络结构增强[6],G′和G″增大。

2.3 不同比例的α-AMY、SA和SE对杂粮粥老化焓值的影响

淀粉的老化焓ΔH通常表示支链淀粉在贮存过程中形成的结晶再次加热熔融时所需的能量。根据表3数据显示,随着贮藏时间的延长,淀粉的老化焓值明显增加。与对照组相比,经过α-AMY、SA、SE处理后的杂粮粥的老化焓值明显降低。程雯[17]在研究中发现,随着β-淀粉酶浓度的增加小麦淀粉凝胶的ΔH呈降低趋势,与本文研究结果相似。这可能是因为α-AMY能水解淀粉链上的α-1,4-葡萄糖苷键,使支链淀粉的分枝侧链变短,从而减缓淀粉的回生[18]。杨锴[9]研究了SA对大米淀粉回生特性的影响,发现SA的添加可以降低大米淀粉的回生焓,延缓大米淀粉的回生。推测可能是因为SA分子中羧基与淀粉分子结合形成复合物,从而限制了淀粉分子在回生期间的结构重排,延缓淀粉的老化回生。SE具有两亲性,与直链淀粉分子中的氢键和疏水区域相互作用形成淀粉-脂质复合物从而阻止淀粉分子的重新聚合延缓淀粉老化[19]。OH等[7]在研究中也发现,添加SE后显著降低了年糕的老化焓。

表3 不同比例α-AMY、SA、SE对杂粮粥老化焓值的影响
Table 3 Effects of different proportion α-AMY, SA, and SE on the enthalpy of aging on multigrain porridge

添加剂类型添加质量分数老化焓值ΔH/(J/g)1 d7 d14 d对照组0.53±0.014Ca0.62±0.020Ba1.16±0.184Aa酶制剂0.005% α-AMY0.37±0.020Cd0.45±0.012Bb0.53±0.018Aef0.010% α-AMY0.32±0.008Ce0.36±0.033Bc0.42±0.020Afg0.015% α-AMY0.27±0.027Bf0.30±0.030Ad0.33±0.004Ag亲水胶体0.15% SA0.43±0.015Cc0.46±0.003Bb0.79±0.024Abc0.20% SA0.37±0.013Cd0.44±0.017Bb0.65±0.022Ade0.25% SA0.33±0.009Ce0.42±0.008Bc0.56±0.011Ade乳化剂0.02% SE0.45±0.010Bb0.46±0.012Bb0.88±0.108Ab0.03% SE0.42±0.015Cc0.45±0.009Bb0.74±0.004Acd0.04% SE0.37±0.020Cd0.44±0.008Bb0.64±0.014Ade

2.4 不同比例的α-AMY、SA和SE对杂粮粥红外特性的影响

R1047/1022表征淀粉中有序晶体结构与非晶态结构的相对数量[10],R1047/1022增大表明在贮藏过程中杂粮粥中淀粉体系的有序度增加,结晶结构增多老化程度增大,反之亦然。如表4所示,以贮藏14 d为例,对照组R1047/1022为1.21,随着α-AMY质量分数的增加,R1047/1022数值分别降低至1.06、1.02和0.92(约为12.4%、15.7%和23.9%),这是因为较高的淀粉酶活性可能会使淀粉链大量解聚,导致双螺旋结构在很大程度上发生解离和破坏,抑制淀粉重结晶从而导致短程结晶区的无序化[20],进而延缓杂粮粥中淀粉分子的老化;随着SA质量分数的增加,对照组R1047/1022数值从1.21分别降低至1.13、1.05和0.99(约为6.6%、13.2%、18.2%),趋势与WANG等[21]分析相似。原因可能是亲水胶体与直链淀粉之间通过氢键的相互作用干扰淀粉分子间的重新排列有关;随着SE质量分数的增加,对照组R1047/1022的数值从1.21分别降低至1.14、1.08和1.03(约为5.8%、10.7%、14.9%),老化程度降低。这可能是由于SE可以竞争可利用的水分,与体系中的淀粉形成直链淀粉-脂质复合物,抑制了分子链的流动性,从而导致玉米粥体系中淀粉分子的有序程度降低进而降抑制了淀粉的回生[22]

表4 不同比例α-AMY、SA、SE对杂粮粥R1047/1022的影响
Table 4 Effects of different proportions of α-AMY, SA, and SE on multigrain porridge R1047/1022

添加剂类型添加质量分数R1047/10221 d7 d14 d对照组1.12±0.041Ba1.17±0.001Aa1.21±0.005Aa酶制剂0.005% α-AMY0.82±0.019Bde0.97±0.016ABde1.06±0.024Abc0.010% α-AMY0.79±0.006Bef0.95±0.009Ae1.02±0.049Ac0.015% α-AMY0.75±0.034Bf0.87±0.022ABf0.92±0.124Ad亲水胶体0.15% SA0.93±0.079Bbc1.05±0.014Ab1.13±0.054Aab0.20% SA0.87±0.031Ccd0.99±0.017Bcd1.05±0.005Abc0.25% SA0.83±0.017Cde0.96±0.023Be0.99±0.009Acd乳化剂0.02% SE0.99±0.011Cb1.13±0.012Aab1.14±0.033Aab0.03% SE0.88±0.063Bcd1.01±0.013Bc1.08±0.054Abc0.04% SE0.83±0.016Bde0.96±0.015ABe1.03±0.021Ac

2.5 不同比例的α-AMY、SA和SE对杂粮粥结晶特性的影响

X-射线衍射方法通常被用于测定产品老化情况,并根据衍射图谱区分晶体的晶型。杂粮粥的衍射图谱如图2所示,所有样品的结晶度已标明。随着贮藏时间的延长,在14 d时杂粮粥在17°、20°出现明显特征峰,有研究发现17°和20°的峰可能是直链淀粉和支链淀粉分子的特征峰[9],该峰为典型的B型结晶特性峰。这可能是由于淀粉糊化以及回生过程中直链淀粉和支链淀粉分子之间发生重新排列形成新的晶体结构所致。此外随着贮藏时间的延长,所有处理组的杂粮粥中淀粉结晶度均显著上升。以对照组为例,在贮藏1 d时淀粉结晶度为17.84%,随着贮藏时间的推移,淀粉结晶度分别升高至18.58%和21.53%。经过系统研究发现,无论是淀粉结晶度还是在贮藏期间杂粮粥硬度和焓值变化,这些结果均证实所有处理组的杂粮粥在贮藏期间随着时间的推移而发生老化。在同一贮藏时间下随着3种添加剂质量分数的增加,杂粮粥的结晶度又呈减小的趋势,这与FTIR测试结果一致。试验结果表明3种添加剂均可延缓杂粮粥的老化回生。

a-1 d;b-7 d;c-14 d

图2 不同比例α-AMY、SA和SE对杂粮粥结晶特性的影响
Fig.2 Effects of different proportions of α-AMY, SA, and SE on the crystallization characteristics of multigrain porridgel

2.6 不同比例的α-AMY、SA和SE对杂粮粥中直链淀粉含量影响

经高温杀菌后的杂粮粥中的淀粉分子会吸热发生糊化现象,糊化后的淀粉分子在4 ℃下放置一段时间后淀粉分子会从糊化的无序状态变成有序状态继而发生老化现象。一般情况下,直链淀粉含量越高,淀粉的老化速率越快[23],进而导致杂粮粥整体硬度偏高,对杂粮粥的感官评定造成影响。苗雪雪等[24]在研究中发现,在不同老化时间下,蒸煮后的稻米的直链淀粉含量呈现上升趋势。杂粮粥贮藏14 d的直链淀粉含量如图3所示,对照组杂粮粥的直链淀粉含量最高为82%。由于α-AMY可以切断α-1,4-糖苷键,使得淀粉分子被降解为单糖等,从而导致直链淀粉的含量减少。此外,SA和SE可以与直链淀粉形成复合物,进而减少直链淀粉的数量。因此,在添加了3种不同添加剂后,直链淀粉含量均有所下降,分别降至79%、76%和72%;80%、77%和75%;80%、79%和77%。试验结果表明,各类添加剂的增加均可使杂粮粥中直链淀粉含量呈现不同程度的下降,但是α-AMY组的直链淀粉含量要低于SA组和SE组的直链淀粉含量。因此α-AMY组延缓杂粮粥老化效果较好,与前文的分析一致。

图3 不同比例α-AMY、SA和SE对杂粮粥直链淀粉含量的影响
Fig.3 Effects of different proportions of α-AMY, SA and SE, on amylose content in multigrain porridge

注:不同小写字母代表差异显著(P<0.05)。

2.7 不同比例的α-AMY、SA和SE对杂粮粥回生度和感官评分的影响

在上述试验的基础上,对不同处理组的杂粮粥进行了14 d的回生度和感官评分的测定。试验结果如表5所示,随着α-AMY、SA、SE质量分数的增加,杂粮粥的老化程度呈现不同程度的降低。具体而言,添加质量分数为0.015% α-AMY的杂粮粥的老化程度最低,为1.24。其次是添加质量分数为0.25% SA的杂粮粥,老化程度为1.71。最后是添加质量分数为0.04% SE的杂粮粥,老化程度为1.73。这与直链淀粉含量测定结果一致。感官评分结果表明,在添加α-AMY后,杂粮粥的评分普遍偏低。这可能是由于α-AMY将杂粮粥中的淀粉分解成较小的糖分子(如葡萄糖等),导致杂粮粥失去原有的黏稠性,从而影响杂粮粥整体状态,使感官评分降低。相比之下,在添加SA和SE后,杂粮粥的感官评分呈现先升高后降低的趋势,并且高于添加α-AMY的杂粮粥的感官评分。尽管SA和SE在延缓淀粉老化的作用上不如α-AMY效果强,但在维持杂粮粥产品状态方面要显著优于α-AMY。在这两种添加剂中,0.2%质量分数的SA被认为是最佳选择。因此,选择0.2%的SA作为最适宜的添加剂。

表5 不同比例α-AMY、SA、SE对杂粮粥回生度和感官评分的影响
Table 5 Effects of different proportions α-AMY, SA and SE on regeneration degree and sensory scores of multigrain porridge

添加剂类型添加质量分数回生度感官评分/分对照组2.20±0.290a57.67±1.154f酶制剂0.005% α-AMY1.44±0.070d73.66±2.516cd0.010% α-AMY1.31±0.039de70.33±1.155d0.015% α-AMY1.24±0.047e63.00±6.928e亲水胶体0.15% SA1.84±0.086bc77.00±2.645bc0.20% SA1.76±0.023bc88.00±1.000a0.25% SA1.71±0.021c81.67±1.527b乳化剂0.02% SE1.93±0.013b76.00±3.605c0.03% SE1.80±0.059bc79.33±3.055bc0.04% SE1.73±0.069c74.32±2.081cd

注:同一列小写字母代表同一贮藏时间不同浓度下数据具有差异显著(P<0.05)。

3 结论与讨论

研究了不同比例的α-AMY、SA和SE对杂粮粥在贮藏期间老化特性的影响。研究结果显示,不同比例的3种添加剂对杂粮粥的黏弹性产生了不同程度的影响。同时,杂粮粥的硬度、老化焓值、短程有序程度、相对结晶度、直链淀粉含量和回生度均呈下降趋势,表明这3种添加剂均能有效延缓杂粮粥在贮藏期间的老化过程。其中,添加α-AMY对延缓杂粮粥老化效果最显著,其次是添加SA,最后是添加SE。最终,对贮藏14 d的各处理组的杂粮粥进行了感官评价。结果显示,尽管添加α-AMY的杂粮粥回生度最低,但相较于添加SA和SE的杂粮粥,添加α-AMY的杂粮粥的感官评分较低。因此,综合感官评分结果选择0.2%的SA作为最适宜的添加剂。这一研究结果可为即食粥类食品在贮藏期间的稳定性提供参考。

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Effects of different additives on aging characteristics of multigrain porridge during storage

WANG Zhaoyang1, WEN Chengrong1, FU Baoshang1, SHANG Shan1, WANG Dan2, QI Libo1*

1(National Research Center for Marine Engineering Technology,School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China)2(Fuxin Xiaobei Food Co.Ltd., Fuxin 123000, China)

ABSTRACT In order to explore the different proportions of α-amylase (0.005%, 0.01%, 0.015%), sodium alginate (0.15%, 0.2%, 0.25%), sucrose fatty acid esters (0.02%, 0.03%, 0.04%) delayed the aging effect of multigrain porridge, effects of the three additives on texture properties, rheological properties, aging properties, crystal structure, amylopectin content, regeneration degree and sensory scores of multigrain porridge were compared by physical properties analysis, dynamic rheological properties analysis, differential scanning calorimetry analysis, infrared spectroscopy analysis and X-ray diffraction analysis.The results showed that the three additives could effectively delay the aging of multigrain porridge. Comparing the retrogradation degree and sensory scores of mixed grain porridge treated with three additives after 14 days of storage, it was found that the multigrain porridge added with α-amylase had the lowest regeneration degree and the best effect on delaying starch aging, but the sensory score was lower than that of the multigrain porridge added with sodium alginate and sucrose fatty acid ester. Therefore, considering the retrogradation degree and sensory scores results, 0.2% sodium alginate was selected as the best additive.After 14 days of storage, the hardness of the multigrain porridge was 497.87 g, the enthalpy of aging was 0.65 J/g, the R1047/1022 was 1.05, the relative crystallinity was 16.49%, the amylose content was 77%, the recovery degree was 1.76, and the highest sensory score was 88 points.The investigate can provide theoretical basis for the quality improvement and practical production of ready-to-eat porridge food.

Key words multigrain porridge;α-amylase;sodium alginate;sucrose fatty acid esters;delay aging;regeneration degree;sensory evaluation

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038923

引用格式:王朝阳,温成荣,傅宝尚,等.不同添加剂对杂粮粥贮藏期间老化特性的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(3):199-206.WANG Zhaoyang, WEN Chengrong, FU Baoshang, et al.Effects of different additives on aging characteristics of multigrain porridge during storage[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(3):199-206.

第一作者:硕士研究生(祁立波高级工程师为通信作者,E-mail:qilibo@dlpu.edu.cn)

基金项目:国家重点研发计划项目(2022YFF1100503-4,2022YFF1100503)

收稿日期:2024-02-21,改回日期:2024-03-30