一、研究背景

食品中凝膠種類常見的有蛋白質(zhì)凝膠和多糖凝膠，是由蛋白質(zhì)或淀粉凝膠化形成特定的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。淀粉凝膠作為多糖凝膠的代表，在實際的食品加工中有廣泛應(yīng)用。淀粉凝膠介于固體和液體之間，是膠體的一種特殊存在形式。淀粉類凝膠食品，是指淀粉經(jīng)過糊化后形成凝膠的一類食品的總稱，由淀粉和水分構(gòu)成，水分活度高，具有一定彈性硬度的透明或半透明的食品。

在食品生產(chǎn)過程中，米粉、粉絲等存在口感差、易斷、易糊湯、筋力不足等問題，為獲得良好的口感、增強耐煮性或增強筋道，通常生產(chǎn)中會加入明礬來提升產(chǎn)品質(zhì)量。明礬的主要由硫酸鋁鉀組成，常在油條、粉絲、粉條等傳統(tǒng)食品中加入，起到改良品質(zhì)和膨松效果。加入明礬后，淀粉凝膠的彈性模量、黏性模量值均會上升，表現(xiàn)出更好的彈性。除明礬外，可以添加各種食品添加劑改善產(chǎn)品品質(zhì)，如食品膠類（羧甲基纖維素鈉、魔芋葡聚糖、沙蒿膠、卡拉膠等）和乳化劑類（硬脂酰乳酸鈉、單甘脂、聚丙烯酸鈉等）。食品膠是一類相對分子質(zhì)量大，溶于水，與水發(fā)生反應(yīng)增加溶液黏度，同時以輔料形式添加到食品原料中，通過改善食品原料性質(zhì)，以改善食品品質(zhì)的食品添加劑。食品膠能夠通過物理方式有效地鎖住食品中的水分，能夠提高凝膠制品的保水性和質(zhì)構(gòu)特性，同時大部分食品膠能夠顯著提高流體黏度，對混合體系增稠、穩(wěn)定起到有效作用。而食品膠能夠發(fā)揮增稠作用是因為其內(nèi)部有許多親水基團如羥基羧基等，這些基團與水發(fā)生反應(yīng)，發(fā)揮作用。

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)陳振家副教授團隊在《食品工業(yè)》期刊上發(fā)表了題目為“不同添加劑對馬鈴薯淀粉凝膠特性的影響”的論文。文章選用晉薯16號馬鈴薯淀粉與明礬、玉米變性淀粉、沙蒿膠、單甘脂4種添加劑進行混合，通過探究分析淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)特性比較不同改良劑對淀粉凝膠的影響，通過分析糊化特性和動態(tài)流變及比較淀粉凝膠微觀形態(tài)和紅外光譜，研究不同添加物對淀粉凝膠的影響。

文章中使用到快速黏度分析儀來測定馬鈴薯淀粉凝膠的糊化特性，并且快速黏度分析儀由我們上海保圣自主研發(fā)，那么具體操作方法是什么呢？

二、實驗方法

1. 混合粉制備

將明礬按0.176%（100 mg/kg Al3+），0.527%（300 mg/kg Al3+）和0.88%（500 mg/kg Al3+）的添加量與馬鈴薯淀粉混合；將變性淀粉按0.5%，5.0%和10.0%的添加量與馬鈴薯淀粉混合；將沙蒿膠按0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和0.9%的添加量與馬鈴薯淀粉混合；將單甘脂按0.1%，0.3%，0.5%和0.7%的添加量與馬鈴薯淀粉混合（添加量均為干粉比重）。

2. 淀粉凝膠制備

將淀粉與水按1︰4 g/mL稱量；將部分水與淀粉攪勻，調(diào)漿；采用電磁爐210℃模式將水煮沸，倒入勻漿持續(xù)攪拌；糊呈透明狀，溫度調(diào)至100℃，繼續(xù)攪拌至呈膜狀。快速分批盛放至25 mL塑料透明盒中，反復(fù)敲打至無氣泡；室溫放置冷卻2 h，放入冰箱冷藏22 h。

3. 糊化性質(zhì)測定

與采用快速黏度儀RVA（型號RAPID-20，上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司）對淀粉糊化參數(shù)進行測定，測定時用105 ℃恒重法測定淀粉含水率（食品中水分的測定GB/T 5009.3—2010）。根據(jù)水分基，選擇標(biāo)準(zhǔn)樣品質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)量，計算實際樣品用量及水添加量。在RVA專用鋁盒中加入3 g左右樣品，加入35 mL左右水，攪拌均勻（觀察是否有樣品團塊懸浮在水面或殘留在槳葉表面），放入儀器測定。采用升溫/降溫循環(huán)，糊化程序：50℃保持1 min，4 min內(nèi)加熱至95 ℃保溫5.5 min，4 min內(nèi)冷卻至50 ℃并保持4 min。旋轉(zhuǎn)漿在起始10 s內(nèi)旋轉(zhuǎn)速度960 r/min，保持160 r/min至結(jié)束。

三、實驗結(jié)果

1.不同添加劑對淀粉糊化特性分析

圖片圖1 不同添加劑對淀粉糊化特性影響

圖片表1 不同添加劑對淀粉糊化參數(shù)的影響

用RVA測定升降溫過程中馬鈴薯淀粉與各添加劑共混體系的黏度變化，考察體系糊化和短期回生特性，得到的RVA結(jié)果見圖1和表1。從圖1可以看出，各種添加劑的加入都使馬鈴薯淀粉糊的峰值黏度、回生值、糊化溫度、衰減值在不同程度上有所改變，但整個RVA輪廓線與原淀粉相似。一定添加量的不同添加劑馬鈴薯淀粉的糊化特征參數(shù)見表1。與空白組比較，0.7%沙蒿膠、5%變性淀粉和0.176%明礬的添加，糊化溫度都有所提高，峰值黏度降低，最終黏度下降。0.3%單甘脂共混體系脂峰值黏度和最終黏度達(dá)到最大，分別為8052.29±15.20和6098.89±187.53，最低黏度和回生值最低，分別為1953.4±280.40和2612.27±92.43。

與空白組馬鈴薯淀粉（PS）相比，0.176%明礬添加量使混合體系的最終黏度顯著上升。在快速黏度曲線中，添加明礬后衰減值變小，說明添加明礬能夠顯著提高淀粉糊的熱穩(wěn)定性。相反，添加明礬降低峰值黏度，可能是因為Al3+與負(fù)電荷的磷酸子基團形成離子鍵，導(dǎo)致淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)中斷，黏度降低。

多糖和浸出的直鏈淀粉或溶脹淀粉之間的協(xié)同作用是最低黏度增加的原因。衰減值降低，表明沙蒿膠的加入會提高淀粉糊的穩(wěn)定性?；厣捣从扯唐诨厣潭?，加入沙蒿膠，回生值降低，表明沙蒿膠的加入能夠抑制PS的短期回生，這可能與分子與溶脹顆粒之間的相互作用有關(guān)。淀粉糊化膨脹時，與直鏈淀粉相互作用，形成配合物，附著在淀粉顆粒表面，淀粉結(jié)合受到抑制，從而降低混合體系黏度；同時淀粉顆粒被單甘脂配合物覆蓋，難以破碎，也相應(yīng)提高起始糊化溫度。