第$期]总第^!期UWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW农产品加工+学刊WWWWWW!""#年T月(.,<*@8.W7*-81<8.,IW19WG,-@W7-1<>.6+W7-1.*++82A
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文章编号"QR‘QKTR^RW]W!""#WUW"$K""QRK"S
魔芋粉的保水性能评价及应用研究
刘志明%韩
光%姜
瑶%刘伟靖
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:黑龙江八一农垦大学食品学院%黑龙江大庆
摘要"确定了评价魔芋粉保水性能的实验方法&实验测定了体现魔芋粉作为食品添加剂的保水性能的水溶液黏度’滤失量(盐水溶液黏度’滤失量及水凝胶的形成和保水性能参数&实验数据表明%魔芋粉具有很好的增黏’抗盐和降低滤失性能%保水效果突出%能用于开发凝胶食品’酱菜食品’液体食品和面食%可赋予它们特殊功能&关键词"魔芋粉(保水性(黏度(滤失量中图分类号"%&!’#
文献标志码"
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F0G11<+6>990H1II*A*J0B*8I12A:8,2A0(>A>+6K98-+60=,2<0)*.I,@0L28M*-+86N%O,P82A%B*8I12A:8,2AQRSSQT%
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"000引言
魔芋是天南星科魔芋属植物%全世界有&("多种%我国有;"种%其中可食用与药用的有%种%主要分布在四川’云南’湖北等地&魔芋中有效成分葡苷聚糖分子量大%易溶于水%水溶液黏度高%保水性能强%因此%它常用作食品增黏剂和保水剂&魔芋中碳水化合物含量低’热量低和纤维含量高#是所有食用植物中最高的%达=">以上$%是很好的膳食纤维来源%具有保健和减肥等作用[Q\&魔芋除了食用外%还有很高的药用价值%具有去毒’降低血脂和胆固醇%增加高密度脂蛋白和抗癌等作用[!\%在日本和欧美地区广受青睐&因此%研究魔芋的性质及药食功用具有重要意义&
@+00);#型六速旋转黏度计%美国白劳德公司生产&滤失仪%滤失面直径’"**%青岛胶南仪器厂生产&增力搅拌器%"AB*,0C!"""AB*,0&DEF特种品滤纸%直径’"**&"GC&""G温度计
&QZ!ZQ000水溶液黏度的测定
将魔芋粉在搅拌下溶于冷的自来水%溶解!4后%用旋转黏度计测定水溶液的黏度&
表观黏度DH为"7#I(""AB*,0时的读值%代表魔芋粉水溶液的动力黏度(初切力!&"J是以静止&"J测定的;AB*,0最大读值衡量的%!&"J为"7#I;AB*,0时的最大读值%单位为E+%代表魔芋粉水溶液静止后分子形成交互结构的强度(终切力!&"*,0是以静止&"*,0测定的;AB*,0最大读值衡量的%!&"*,0为"7#I;AB*,0时的最大读值%单位为E+%物理意义同!&"J&!&"*,0与!&"J的差代表魔芋粉水溶液静止后分子形成交互结构的强度发展&魔芋粉水溶液质量分数与性能关系曲线见图&&
QZ!Z!分析数据得出的结论
实验数据见图&所示%分析数据得出;条结论&*&$魔芋粉水溶液的黏度随质量分数的增大而增大&这与质量分数增大后魔芋粉中葡苷聚糖含量增
Q000
魔芋粉的保水性能评价QZQZQ000材料
魔芋粉%市售粗品%过?"目筛%湖北利川生产&食用面碱%吉林杞参食品有限公司生产&食盐%市售&
QZQZ!0仪器
万方数据
收稿日期"!""#$"%$&"
作者简介"刘志明#&’(&$$%男%黑龙江人%在读硕士%副研%研究方向"物理化学教学及科研&
)$*+,-"./01-,234,*,056&!(789*&
!""#年第$期
刘志明%等)魔芋粉的保水性能评价及应用研究
((%(
多!葡苷聚糖分子束缚水量增多!自由水含量减少
和葡苷聚糖分子相互吸附作用增强有关"
#!$魔芋粉水溶液的静切力随质量分数的增大而增大"这反映了葡苷聚糖分子相互吸附与网状结构的形成程度和其质量分数正相关"
#"$魔芋粉水溶液质量分数在#$%&以下%!’#(与!’#)*+几乎没有差别%从#$%&开始出现明显差别%到’$#&时差别已经较大%并且这种差距还有进一步增大的趋势"这是因为魔芋粉质量分数越大%溶液中葡苷聚糖分子数目越多%它们之间发生吸附和形成稳定网状结构的强度差别越大"
’7#’!#值
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质量分数&
#=,HI黏度J%)-2((’"=56I滤失量K%)6B3$4)*+’
=!’#(I初切力K%-2’=!’#)*+I终切力K%-2
图%魔芋粉水溶液&质量分数’与性能关系曲线
魔芋粉水溶液的高黏度是它优良保水性能的体现%决定了它具有成为食品增黏剂的基础
"
如果说魔芋粉水溶液的黏度是它保水剂的基础%那么魔芋粉水溶液的滤失性就是它保水性的关键"实验通过向水溶液加压%测定其产生自由水并透过滤纸的能力"实验参照,-.标准测定/%01-2压力下3$4)*+滤失量%考查魔芋粉的保水能力"滤失量越小%保水能力越强%实验数据见图’"魔芋粉水溶液质量分数从#$!&增大到’$#&%滤失量#56$由37)6降低到!#$!)6"而同样质量分数下%人工合成聚合物898!:;8!9:;8等不到3$4)*+时%滤失仪中规定数量的溶液就滤失一空"魔芋粉的降滤失作用比同等条件的人工合成聚合物和天然高聚物#天菁胶!瓜儿胶及生物聚合物<8$都好"说明魔芋粉的保水能力很强
"
魔芋粉水溶液在一定条件下能形成凝胶%具有很强的保水性"单位质量魔芋粉水溶液形成水凝胶后的质量越大%其保水能力越强"
魔芋葡苷聚糖含量很高%其分子量大%分子链段中又有强亲水基团=>:等%在碱作用下%脱去乙酰基%质量分数!&以上的水溶液在加热条件下就可形成凝胶"由于葡苷聚糖同时具有直链和支链%去
万
方数据乙酰化后分子内极性基团数量较多%形成分子内氢键%使形成的凝胶呈有限膨胀性%具有很大强度%保水作用也很强"
称取!#$#?魔芋粉%搅拌下加入到盛有%##)6冷水的不锈钢锅中%搅拌溶解’#)*+%将锅放在炉灶上加热%边加热边搅拌"当温度升至%#@时%再加入预先溶解好的食用面碱水溶液#!#$#?食用面碱溶于’!#)6水中$%继续搅拌升温%当温度升至’##@左右时即成凝胶"
如果再继续加热4)*+%然后加入!##)6冷水%煮4)*+A’#)*+%停止加热%将得到的凝胶放入冷水中冷却后%切成小块%用冷水多次浸泡%除去多余
的碱%就得到可以直接食用的魔芋凝胶食品&&&
魔芋豆腐"
实验得到魔芋凝胶%3#?%保水能力为7!$4?水B?魔芋粉%保水能力很强"如果是精制魔芋粉%优化实验条件%保水性能还要强"将该凝胶切成薄片%放在烘箱中于4#@条件下烘干%得74$4?干品#很难烘干%时间长%并且需要多次将凝胶片切薄$%含水4/&%含水率比一般干燥面粉#%&A’4&$大许多%这些数据都体现魔芋粉的优良保水作用"此干品放入水中浸泡不再膨胀%说明此法得到的魔芋凝胶#无论加热与否$都不具有可逆性膨胀"
在’##)6磨口瓶中倒入4#)6质量分数为#$4&的魔芋粉盐水溶液#质量分数为’$#&的魔芋粉水溶液与C28D饱和溶液的体积比为’E’$%加入质量分数为#$#7&的C2!8>"水溶液!$#)6%摇匀%放入恒温水浴锅中%设定温度为/#@%7F后即形成凝胶"此法制备的凝胶中魔芋粉的保水能力为’#%?水B?魔芋粉"可见%魔芋粉水溶液凝胶的保水能力与凝胶体系和温度等因素有关"成胶实验同样证明了魔芋粉具有优越的保水性
"
魔芋粉在盐水中的溶解速度!程度和溶解后溶液的黏度是其抗盐能力的体现"不同质量分数魔芋粉的盐水溶液的黏度与滤失量关系曲线见图!"图!实验数据表明%魔芋粉具有极好的抗盐性"它在盐水中的表观黏度及其随质量分数增大%黏度大幅度增加的特性%几乎与相同质量分数的淡水溶液一样’而’4)*+滤失量比相同浓度淡水溶液3$4)*+还小很多"这两组实验数据%说明魔芋粉抗盐作用极其优良"这种现象与魔芋葡苷聚糖分子相互之间!葡苷聚糖分子与水分子之间普遍存在的氢键和多向分子间吸附使葡苷聚糖分子能在盐水中保持舒展状态%克服高浓度盐水对葡苷聚糖分子水化层的压缩#降低!电位$%导致分子蜷缩与静电作用力有关"魔芋粉优异的抗盐性使它在咸食制作业中有了广泛的用途"
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农产品加工!学刊!""#年第$期
!
魔芋粉保水性能在食品工业中的用途
由于魔芋粉含有大分子量的葡苷聚糖"其分子多羟基与网状结构决定了它易溶于水#水溶液黏度大"又决定了它作为工业增黏剂"尤其作为食品增黏剂具有天然和无毒的优点$
%$&它可以加到面粉中"以增加水和面团的粘结性"防止面条’面片’水饺和馄饨等面食混汤$
%!&作为淀粉的代用品"在烧汤时可以改善汤的营养结构$
%%&作为胡罗卜汁’西红柿汁和橘子汁等饮料的增黏剂"它可以防止饮料出现沉淀"改进外观"同时改善营养结构
$
$!5数值9黏度:;*!<"滤失量:=>
方鄂’川’渝地区很受欢迎$
魔芋粉还可以制作各种果冻%(’"丰富凝胶食品品种"赋予传统果冻新的功能
$
魔芋粉的抗盐性能几乎优于目前发现的所有天然和工业规模合成的较为经济的高分子化合物"其葡苷聚糖分子可以在饱和)*+,水溶液中很好地伸展"体现高黏度$图!实验数据表明"魔芋粉盐水溶液随着盐含量的增加"黏度大幅度提高$这种特有的性能"使它在酱菜食品中作为抗盐的食品增黏剂和营养调配剂大有用武之地$可以用于豆酱’芝麻酱’果酱和西红柿酱等酱菜食品%)’$应该指出的是"魔芋粉在淡水中的溶解速度比在盐水中快"建议制作酱菜食品时要先用淡水溶解成魔芋粉饱和溶液"再加入到盐水溶液中"根据需要调配至相应的质量分数$
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5&1质量分数?
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&***结束语
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$&!
3@A9黏度>#3B=9滤失量>
图!不同质量分数魔芋粉盐水溶液的黏度与滤失量关系曲线
魔芋中葡苷聚糖的网状结构"使它具有很好的成膜性%&’"低温条件下其水溶液涂覆后干燥成的膜"具有可逆性#但加入碱的高温水溶液成膜后"不具有可逆性$前者可以在较为干燥的环境下作为食品成膜保鲜剂"用于鸡蛋和水果保鲜#后者可以作为潮湿环境下成膜保鲜剂%必要时可以加入苯甲酸钠等食品防腐剂&"用于干果品’肉干’鱼干’干菜和干木耳等的保鲜
$
用普通面粉制作的馒头’花卷’包子和饺子等面食"未蒸煮前如果裸露在空气中时间稍长"就会变硬"甚至干裂"常常需要用湿布苫盖"而且此类熟食储存过程中常发生干裂和(回生)现象$如果在制作这些食品时"在面粉中加入适量的魔芋粉"前述问题可以在很大程度上得到改善"甚至杜绝$以往经常使用的增强面筋强度的方法"是加入碘酸钾等增强剂"但从营养性’安全性和经济性考虑远不如用魔芋粉
$
最典型的魔芋凝胶食品是魔芋豆腐"制作方法见本文$&’$食用时可根据爱好与口味"蘸调料或拌入调料$这种食品制作简便"营养价值高"是防止心脑血管疾病’抗癌和美容食品"在日本和我国南
关于魔芋粉在食品工业和医疗保健方面的研究比较多"因其保水性能突出"也赋予它很多用途"但至今还没有一种系统地评价其保水性能的方法$
本文确定了评价魔芋粉保水性能的实验方法"并通过实验测定了体现魔芋粉作为食品添加剂的保水性能的淡水与盐水水溶液黏度’滤失量及水凝胶的形成和保水性能参数$该方法的建立"对于较为系统地研究和评价魔芋粉的保水性能"进而充分利用这一性能开发相关产品具有重要意义$参考文献*
%+’
杨湘庆"沈悦玉"魔芋胶的理化性能功能性流变性及其在食品中的应用-./&冷饮与速冻食品工业"!00!"1%’&*!23%%"’’&
%!’%&’%(’
孔凡真&魔芋在医药保健上的应用开发与市场前景-.4&湖北林业科技"!55$%’&*6036$&
杨君"等&可食性魔芋葡苷聚糖成膜特性研究7.4&食品与发酵工业"!55$"!8%2&*!$3!(&
李安平"等&乳酸魔芋果冻加工工艺的研究-.4&广州食品工业科技"!55$"$8%!&*%63%8"’1&
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