可得然膠改善涼皮冷藏保存品質的機理研究

伏佳靜，馬珂瑩，蒲華寅，鄺吉衛，黃峻榕

（陜西科技大學食品科學與工程學院，陜西 西安 710021）

涼皮是陜西地區的特色小吃之一，距今已有2 000 多年的歷史。涼皮根據原料可分為面粉類、大米類、淀粉類和雜糧類，根據制作工藝的不同可以分為面皮、搟面皮和米面皮[1-2]。目前以小麥淀粉為原料的涼皮占據主要的市場份額，屬于淀粉凝膠類食品。涼皮在貯藏期間容易回生，隨保存時間的延長逐漸變硬，易斷條、品質變差、貨架期短。因此，對涼皮及其他淀粉質食品回生的改良及配方工藝優化一直都是研究的熱點。王思宇等[3]通過在方便面皮中添加魔芋膠、聚丙烯酸鈉、馬鈴薯淀粉等多種食品添加劑，使得4 ℃冷藏4 d 的方便面皮硬度增幅由原配料對照組的134.58%降至66.51%，有效延緩了方便面皮的回生。張雷等[4]研究不同食用膠（魔芋膠、瓜爾豆膠、黃原膠、卡拉膠）和淀粉（醋酸酯淀粉、馬鈴薯淀粉、糯米粉）對蒸面皮回生的影響。單因素試驗和正交試驗表明，蒸面皮最佳食用膠為魔芋膠，最佳淀粉為馬鈴薯。當馬鈴薯淀粉添加質量分數為3%、魔芋膠添加質量分數為0.2%時，蒸面皮貨架期延長至5 d。彭毅秦[5]等以板栗粉為主要原料制作面皮，發現添加板栗粉后彈性降低、硬度增高，當板栗粉添加質量分數為15%時，面皮品質最佳。

可得然膠（Curdlan）是一種由微生物發酵產生的多糖，其線性大分子結構全部由β-1，3 糖苷鍵連接而成。一般情況下每個可得然膠分子由300～500個葡萄糖殘基組成，平均聚合度為450，相對分子質量約為50 000[6]。在不同加熱溫度條件下，可得然膠形成熱可逆凝膠和熱不可逆凝膠。當可得然膠水溶液加熱至55～60 ℃，然后冷卻至40 ℃以下時，獲得的凝膠是熱可逆的。當該水溶液加熱到80 ℃以上時，形成熱不可逆高強度凝膠[7]?？傻萌荒z具有無毒、安全以及加熱形成凝膠的獨特性質，使其在面制食品、冷凍食品、肉制品等方面有廣泛的應用[8-9]。Oishi 等在面條中加入可得然膠降低了面條的蒸煮損失，改善了面條的質構[10]。李才明等研究發現，可得然膠添加質量分數在0.4%～0.6%范圍內時能夠延緩米粉的長期回生，并使米粉凝膠網絡更加致密[11]?？傻萌荒z也可以用于豬肉腸、魚糜等肉制品中，提高肉制品的持水力與彈性[12]。

方便預制食品是一種以機械作業為主、批量生產的工業化產品，一般在社區便利店銷售，冷鏈儲運，冷藏保質期3 d，微波爐復熱2～3 min 即可食用，新鮮且方便快捷。淀粉的回生會對涼皮的品質和貨架期產生影響，這也是方便預制涼皮在銷售期間面臨的主要難題。作者以小麥淀粉為原料制作涼皮，針對便利店銷售的方便預制涼皮的品質控制需求，向涼皮中添加可得然膠并經過真空包裝在4 ℃冷藏3 d，通過表征分析可得然膠對涼皮品質的影響及機理，為涼皮品質改良及工業化生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥淀粉：購于上海正寶惠食品有限公司；可得然膠：購于江蘇一鳴生物科技有限公司；無水乙醇：購于天津天力化學試劑有限公司；溴化鉀：購于天津科密歐化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

TA.XT Plus C 物性分析儀：美國SMS 公司產品；Q2000 型示差掃描量熱分析儀：美國TA 公司產品；D8 Advance X 射線衍射儀：德國布魯克公司產品；STA449 F3 傅立葉紅外光譜儀：德國布魯克公司產品；Verios 460 高分辨場發射掃描電鏡：美國FEI公司產品；PQ001-20-025V 低場核磁共振分析儀：蘇州紐邁分析儀器有限公司產品。

1.3 實驗方法

1.3.1 涼皮樣品制備淀粉中添加質量分數為0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%的可得然膠（相對于淀粉質量），淀粉與水質量比為1∶2 調制成淀粉乳。將干凈的涼皮羅底部均勻刷上少量食用油，倒入45 g 的淀粉乳均勻分散。將涼皮羅放入沸水中，加蓋加熱3 min 后取出，放入涼水中冷卻至室溫。將涼皮從羅內揭下，表面刷油防止粘連，即完成涼皮的制作。將成品涼皮在無菌操作臺內冷卻，進行真空包裝，將包裝好的涼皮置于4 ℃下冷藏3 d。

1.3.2 質構特性的測定采用TA.XT Plus C 物性分析儀進行測定。將涼皮樣品置于物性分析儀中進行測試，選擇二次壓縮（TPA）模式和A/LKB 型探頭。參數設置：測試速度及測試前后的速度都設定為1.00 mm/s，壓縮程度為75%，兩次壓縮之間停留時間為5 s，觸發力5 g，壓縮次數2 次，每項測試重復3 次。

1.3.3 水分遷移變化規律測定采用PQ001-20-025V 低場核磁共振分析儀進行測定。將涼皮樣品置于玻璃管中，利用多脈沖回波序列Carr Purcell Meiboom Gill（CPMG）測定樣品的橫向弛豫時間T2。參數設置：射頻信號頻率偏移量O1 為876 754.96 Hz，采樣點數TD 為900 020，采樣頻率SW 為200 kHz，累加次數NS 為4，回波個數NECH 為15 000。對CPMG 序列采樣數據進行擬合得到各樣品的波譜圖和T2值，每個樣品進行3 次LF-NMR 測試，數據取平均值。

1.3.4 微觀結構測定采用FEI Verios 460 掃描電子顯微鏡對涼皮截面的微觀結構進行觀察。在掃描電鏡載物臺上粘貼雙面導電膠，凍干后的樣品經預處理后固定于導電膠上，樣品截面朝上。經過真空噴金處理后將載物臺放入樣品室，在2 kV 的加速電壓下放大2 000 倍觀察。

1.3.5 結晶特性測定將添加不同比例可得然膠的涼皮凍干粉采用D8 Advance X 射線衍射儀進行表征，測定條件：射線波長為1.542 ? 的Cu-Kα 射線，石墨單色器，管壓和管流分別為40 kV 和40 mA，掃描速度4°/min，掃描范圍4～40°，DS 為1°，SS為1°，RS 為0.3 mm。相對結晶度由分析軟件Jade 6.0 計算。

1.3.6 短程有序結構測定采用溴化鉀 （KBr）壓片法，按照淀粉樣品1%的比例與KBr 充分混合并研磨，壓成厚薄適中的壓片進行測試。測試條件為：掃描波數設置為全波長4 000～400 cm-1（4 000～1 300 cm-1為官能團區，1 300～800 cm-1為指紋區），可分辨的最小波長間隔為4 cm-1，以純KBr 壓片為空白背景。使用OMNIC 軟件對紅外光譜進行去卷積處理。

1.3.7 熱學特性測定利用Q2000 型差式掃描量熱儀測定涼皮熱學參數。將樣品凍干粉于鋁盤中，加入蒸餾水配成質量分數為30%的淀粉懸浮液，壓盤密封后，用Q2000 型差示掃描量熱儀測定，升溫速率為10 ℃/min，升溫范圍為20～100 ℃。

1.3.8 涼皮感官評價根據相關文獻中的感官評價標準，制定出涼皮感官評價標準，對涼皮色澤（10分），口感（20 分）、表觀（10 分）、黏性（25 分）、韌性（25 分）、光滑性（5 分）、味道（5 分）進行評分。

1.4 統計分析

使用Origin 2018 軟件進行繪圖，運用SPSS 22.0軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 可得然膠對涼皮質構性質的影響

將添加不同比例可得然膠的涼皮經真空包裝后置于4 ℃下冷藏3 d，進行全質構測定，得到硬度、黏性、彈性、內聚性、膠黏性、咀嚼性和回復性等質構參數?？傻萌荒z對涼皮質構特性的影響見表1。與對照組相比，當可得然膠添加質量分數增加到0.6%后，涼皮的黏性降低；添加可得然膠對涼皮的內聚性和回復性無顯著性影響。隨著可得然膠添加質量分數（0.2%～0.8%）的提高，涼皮的感官評分逐漸增大，當添加質量分數為0.8%時，感官評分最高；添加質量分數提高至1.0%時，感官評分下降，與對照組相當。硬度是測定淀粉質食品回生的一個典型指標，是與淀粉回生直接相關的因素，硬度越大說明淀粉回生的程度越大[13]。

表1 可得然膠對涼皮質構特性的影響Table 1 Effect of curdlan on texture properties of Liangpi

從圖1可以看出，隨著可得然膠添加質量分數的增加，涼皮的硬度和咀嚼性呈現出先降低后增加的趨勢。這可能是由于可得然膠對4 ℃冷藏期間淀粉分子鏈的移動具有限制作用，使涼皮的硬度隨添加質量分數增加而降低[14-15]?？傻萌荒z添加質量分數為0.8%的涼皮硬度和咀嚼性最小，與對照相比，分別減小了15.5%和25.1%，并與對照組涼皮冷藏2 d 的品質相當[16]。當可得然膠的添加質量分數增大至1.0%時，硬度升高，與添加質量分數0.2%的樣品組和對照組相當。

圖1 可得然膠對涼皮硬度和咀嚼性的影響Fig.1 Effect of curdlan on hardness and chewiness of Liangpi

2.2 可得然膠對涼皮水分遷移的影響

淀粉的回生涉及淀粉分子有序化排列和水分的遷移[17]。橫向弛豫時間（T2）對水分子遷移變化很敏感，通常被看作是表征水分遷移的重要指標[18]。通過低場核磁測定橫向弛豫時間（T2）來研究樣品與水分的結合程度[19]。添加不同質量分數可得然膠的涼皮于4 ℃儲存3 d，其水分遷移變化見圖2。譜圖中出現了3 個波峰代表不同狀態的水，波峰位置從左到右分別對應結合水（T21）、弱結合水（T22）、自由水（T23）[20]。T2值越小表明樣品與水分子結合得越緊密。與對照相比，添加可得然膠使體系的T21和T22略有減小，表明樣品與水分子之間的結合略有增強；T23在可得然膠添加質量分數大于0.4%時減小，表明樣品的持水能力增強。T2的變化說明，與淀粉相比，可得然膠的持水能力較強。

圖2 可得然膠對涼皮水分分布的影響Fig.2 Effect of curdlan on moisture distribution of Liangpi

T2值越小表明水分子的流動性越差，樣品與水分子結合得更緊密，說明可得然膠使涼皮內部的持水性增強。弛豫面積可以反映質子信號幅度的大小，即不同狀態水分子的相對含量與對應峰面積的比例成正比。對弛豫譜圖進行積分，可以得到各個峰的峰面積比例的變化。表2中A21、A22、A23分別表示結合水、弱結合水和自由水的峰面積占比。添加可得然膠的涼皮A21、A22的值都高于空白組，A23的值低于空白組。這種現象表明，添加可得然膠的樣品其強結合水和弱結合水的質量分數增加，自由水質量分數降低，表明可得然膠增強了淀粉凝膠體系的保水性，減少了體系的脫水收縮，限制了淀粉回生體系的重排，對涼皮的回生具有抑制作用[21]。

表2 可得然膠對回生涼皮弛豫時間的影響Table 2 Effect of curdlan on relaxation time of Liangpi

2.3 可得然膠對涼皮形貌及微觀結構的影響

將添加不同可得然膠的涼皮切割成相同大?。? cm×10 cm）置于桌面觀察其形貌圖，見圖3。4 ℃冷藏3 d 后，由于淀粉回生使得涼皮硬度增大，導致涼皮的折疊處彎曲成較大的弧度。當可得然膠添加質量分數增加到0.4%～1.0%時，涼皮折疊處彎曲的弧度較空白對照組小，表明添加0.4%以上的可得然膠降低了在4 ℃冷藏3 d 回生涼皮的硬度。

對添加不同質量分數可得然膠的涼皮的微觀結構進行觀察，結果見圖3。未添加可得然膠的回生涼皮截面呈現多孔的網絡狀結構（A），且涼皮內部結構較為疏松多孔，網絡狀連接處減弱甚至出現斷裂而呈現出現很多的刺突狀的斷裂點和塌陷的孔洞[22]。當添加質量分數為0.2%時，涼皮內部的孔洞變大，可能的原因是該添加量下的可得然膠增強了淀粉的吸水作用，同時該吸水作用大于促進凝膠網絡的形成作用，導致形成的淀粉凝膠網絡含水量增大，水分在樣品凍干過程中揮發從而形成更大的孔洞。添加質量分數為0.4%的涼皮內部孔洞較對照組少，內部的網狀結構變得致密緊實，說明可得然膠添加質量分數為0.4%時，能夠促進淀粉凝膠結構的形成[23]，這也與低場核磁的研究結果一致。當添加質量分數增加到0.6%和0.8%時，涼皮樣品內部孔隙明顯減小，結構變得更為致密，分析原因可能是可得然膠填充了淀粉分子間的網絡孔隙使涼皮內部網絡結構均勻致密。添加質量分數達到1.0%時，涼皮內部結構粗糙，出現條狀的裂縫。綜上所述，與對照組相比，添加了質量分數可得然膠0.6%～0.8%的涼皮其內部凝膠結構更為致密。

圖3 可得然膠對涼皮形貌的影響Fig.3 Effect of curdlan on microstructure of Liangpi

2.4 可得然膠對涼皮結晶性質的影響

通過X 射線衍射儀測定淀粉結晶區的長程有序結構能夠判斷淀粉回生的程度[24]。添加可得然膠的涼皮X 射線衍射圖見圖4。當特征峰出現在2θ 為15°、17°、18°、23°處為典型的A 型結晶，一般是谷物淀粉晶型[25-26]，小麥淀粉的衍射峰就是典型的A 型結晶衍射峰，見圖4（a）。B 型結晶在2θ 為5.6°、17°、22°、24°處出現特征峰，V 型結晶在2θ 為7.4°、13°和20°處有衍射峰[27-28]。

圖4（b）中17°出現的峰為B 型結晶衍射峰，20°處的峰是典型的V 型結晶衍射峰。B 型結晶的出現是由于天然小麥淀粉在糊化時結晶結構被破壞，體系內分子聚集形態發生變化，主要是支鏈淀粉回生形成更穩定的B 型結晶模式。V 型結晶的產生與直鏈淀粉-脂質復合物的存在有關。衍射峰的強度越大表明淀粉的結晶度越高。隨著可得然膠添加量的增加，衍射峰的強度逐漸變弱且淀粉的相對結晶度逐漸減小，當添加質量分數為0.6%～1.0%時，其相對結晶度減小。這一結果表明，可得然膠對涼皮的回生具有抑制作用，可能的原因是可得然膠可以減弱支鏈淀粉分子間形成氫鍵的能力，抑制淀粉凝膠的重結晶從而延緩淀粉長期老化[29]。

2.5 可得然膠對涼皮短程有序結構的影響

在添加可得然膠涼皮樣品的紅外光譜圖中，3 400～3 200 cm-1范圍內的較寬吸收峰對應聚合物之間O—H 基團的振動拉伸，這些O—H 位于分子內氫鍵和相鄰分子間氫鍵，拓寬了羥基峰的波數范圍[30]。2 927 cm-1處的強峰與C—H 基團的拉伸振動有關，1 153 cm-1處的頻帶對應C—O 拉伸振動[31]。添加可得然膠的樣品與空白相比，紅外圖譜中并未出現新的特征峰，表明可得然膠和淀粉分子之間發生相互作用并不會產生新的基團，主要通過氫鍵等非共價鍵形成凝膠網絡[32]。

淀粉的紅外光譜圖中1 047、1 022、995 cm-1處對應的峰是淀粉的特征峰。1 047 cm-1處的吸收峰與淀粉的有序結構有關，1 022 cm-1對應淀粉的無定形結構，995 cm-1處吸收峰與淀粉分子之間氫鍵的結構有關[33]。淀粉回生期間，直鏈淀粉和支鏈淀粉的短鏈通過氫鍵連接形成雙螺旋結構，稱為淀粉的短程有序結構。1 047 cm-1與1 022 cm-1的吸光度之比，1 022 cm-1與995 cm-1吸光度之比表征淀粉的短程有序度[34]。隨著可得然膠添加量的增加，1 047 cm-1/1 022 cm-1的比值逐漸降低，1 022 cm-1/995 cm-1的比值逐漸增大，見表3。表明淀粉的短程有序度降低，涼皮的回生程度降低。分析原因可能是可得然膠通過抑制淀粉分子的交聯作用從而抑制了有序結構的形成，延緩了涼皮的回生。

表3 可得然膠對涼皮短程有序度的影響Table 3 Effect of curdlan on short-range ordered parameters of Liangpi

2.6 可得然膠對涼皮熱學性質的影響

添加可得然膠的涼皮回生3 d 的DSC 熱分析結果見表4。隨著可得然膠添加質量分數的增加，表4中起始溫度（To）、峰值溫度（Tp）和終止溫度（Tc）值的變化均不顯著，回生焓值ΔH逐漸減小?；厣手担é）表明回生淀粉在貯藏期間雙螺旋結構形成的重結晶熔融所需的能量，與淀粉的回生程度呈正相關[35]?？傻萌荒z的添加降低了涼皮的回生焓值，這是因為可得然膠具有持水性，提高了淀粉分子的濃度，抑制了分子鏈的遷移，延緩了淀粉的有序結晶[36]。Chen 等人研究表明，大米淀粉中添加可得然膠會降低淀粉鏈的流動性，進而延緩大米淀粉凝膠在儲存期間的回生[37]。

表4 可得然膠對涼皮熱學參數的影響Table 4 Effect of curdlan on thermal characteristic parameters of Liangpi

3 結 語

探究了可得然膠對方便預制涼皮冷藏保存品質的影響。結果表明，隨著可得然膠添加質量分數從0 增加至1.0%，涼皮的硬度和咀嚼性均減小。涼皮體系內強結合水和弱結合水的含量增加，自由水含量降低，淀粉凝膠體系的保水性增強。添加可得然膠后微觀結構由疏松變得致密?？傻萌荒z通過限制淀粉分子的交聯從而抑制淀粉有序結構的形成，減小了涼皮的短程有序度；并通過減弱支鏈淀粉分子間形成氫鍵的能力，抑制淀粉凝膠的重結晶從而延緩淀粉的長期回生，導致淀粉相對結晶度降低。當可得然膠添加質量分數為0.8%時涼皮感官評分最高，硬度值比對照組低15.5%，改善了涼皮冷藏期間的品質劣變?？傻萌荒z在涼皮品質改良方面的應用具有較大潛力，為涼皮及其他淀粉質食品的品質改良提供可靠的理論依據。