复配改良剂对玉米面条老化特性的影响

修琳，姜南，郑明珠，蔡丹，张浩，刘景圣*

 吉林农业大学食品科学与工程学院，小麦和玉米深加工国家工程实验室（长春130118）

摘要为探索复配改良剂对玉米面条应用的可行性，利用差示扫描量热法(DSC)、X-射线衍射以及质构特性等测试方法，分析了复配改良剂对玉米面条老化的影响，结果表明，复配改良剂对玉米面条具有良好的抗老化效果：玉米面条在40C贮藏15 d的老化过程中，吸热焓、结晶度和硬度值与贮藏时间呈正相关。

关键词  复配改良剂；玉米面条；老化

  面条是深受中国人喜爱的传统特色食品，是一种历史悠久的民间吃食。随着经济全球化，面条在世界各个国家也成为了代表中国特色的食品之一。传统意义上的面条一般是指由小麦粉制作的面条，对于用玉米粉制作的面条甚少可见。因玉米粉属于高淀粉质食品，玉米粉中的淀粉是影响玉米深加工产品品质的重要因素，由于淀粉回生老化而带来产品品质不稳定的

问题，严重限制了玉米产品的开发和生产。玉米面条作为多种玉米产品中的一种，产品的老化是影响其品质的重要因素。为了延缓老化，增加玉米面条的货架期，可以利用添加天然改良剂来延缓老化速度。对于淀粉类食品的老化问题上，一般可利用添加天然食品级乳化剂、亲水胶体和酶制剂这三种方式来解决这一问题。近年来，很多国内外研究人员利用改良剂的复配来对老化进行控制，相比单一改良剂，复配改良剂所达到的抗老化效果更显著。

  试验利用差示扫描量热仪( DSC)、X-射线衍射仪以及质构仪研究在4℃储存15 d玉米面条的老化特性，探讨贮存时间对其热力学行为产生的影响，对添加和未添加复配改良剂的玉米专用粉制作的玉米面条和小麦粉制作的小麦粉面条经行对比试验，为玉米面条的进一步研究和开发提供理论基础。

1材料与方法

1.1材料

  玉米面条专用粉（以玉米粉为原料，经过双螺杆挤压处理后，通过复配技术制得）：吉林农业大学小麦和玉米深加工国家工程实验室提供；小麦高筋粉：市售。

1.2复配改良剂

 卡拉胶：广州食品添加剂有限公司；真菌a-淀粉酶( 100 000 U/g)：锐阳生物有限公司；CMC-Na( FFH9-12)：花都市南秀化工有限公司。

1.3主要仪器与设备

 DSC-60A差示扫描量热仪：日本SHIMADZU；D／max200PC X-射线衍射仪：日本理学；TA-XT plus食品物性测试仪：英国Stable Micro Systems公司；BCD-231WB Haier冰箱；电子天平DT202:常熟市意欧仪器仪表有限公司。

1.4方法

1.4.1  面条的制作

 以玉米面条专用粉、高筋小麦粉和添加复配改良剂（0.23% CMC、0.62%卡拉胶和0.05%真菌a-淀粉酶）的玉米面条专用粉为原料，制作面条。

 称取面粉于和面机中，将一定量浓度为1%的盐水溶液加入到混合粉中搅拌均匀，将制成的面团于密封袋中静置30 min进行保湿熟化；醒发后的面团在面条机1.2 mm轨距处压延1次，将面片折叠后再反复压延5次，然后依次在轨距1.0 mm和0.8 mm处压延5次，最后在0.8 mm厚度切条，面条宽度为5 mm;然后移人到冰箱中4℃贮藏，贮藏时间为15 d。

1.4.2差示扫描量热法(DSC)分析 

取适量待测面条样品(<5 mg)放于DSC坩埚中，压平，使之均匀地平铺于坩埚中，压盖密封，于室温下进行DSC测定。设定升温程序：扫描温度范围为30℃～200℃，在100 ℃保温11min；升温速率为10℃/min。测定时，以空坩埚作为参比，载气为氮气，流速20 m L/min。每组样品重复测试3次，取平均值。

1.4.3  X-射线衍射分析

 样品经冷冻干燥后，粉碎，过100目筛后置于铝片的孔中，玻璃片压紧后，用X-射线衍射(X-ray diffraction XRD)进行测定。测定条件：扫描速度4。／min，扫描区域30~400，采样步宽0.020，进行连续扫描。

1.4.4质构测定

 采用TA-XTplus型质构仪对面条的质构特性进行分析。将面条放置于载物平台上的固定位置，每种试样重复10次。探头：P/36R；参数设定：测前速度1.0 mm/s，测试速度2.0 mm/s，测后速度2.0 mm/s，压缩率60%，起点感应力5g，两次压缩之间的时间间隔为5s。

1.4.5数据分析

 利用Origin 8.5对DSC以及X-射线衍射结果进行绘制，并用MDI Jade 5.0软件分析衍射图谱和计算结晶度。

2结果与分析。

2.1  复配改良剂对玉米面条热力学性质的影响

 差示扫描量热法（Differential scanning calorimetry，简称DSC）是热力学分析的一种，是在程序升温下，保持待测物质与参照物温度差为零，测定由于待测物相变或化学反应等引起的，输给它们所需能量差与温度的关系。

 试验将玉米面条专用粉所制得的面条(简称样品A)、小麦粉面条（简称样品B）和添加复配改良剂的玉米面条（简称样品C）分别贮藏在4℃条件下，贮藏时间为期15 d，经DSC程序升温测定面条热力学变化。由图1可知，随着贮藏时间的延长，热流图中的峰温均向高温移动，吸热峰面积也逐渐增大，吸收的热量也随之增加。当样品A贮藏到15 d时，热焓值增长了419.70 J/g;样品B贮藏到15 d时，热焓值增长了488.33 J/g；样品C贮藏到15 d时，热焓值增长了377.89 J/g。其中，样品A热焓值变化最大，样品C热热焓值变化最小，说明复配改良剂具有一定的抗老化作用。样品C热焓值变化相对较小，说明其抗老化效果较小麦组和对照组更显著。这是因为玉米面条中添加了复配改良剂真菌a-淀粉酶、CMC-Na以及卡拉胶的缘故，其中真菌a-淀粉酶以随机的方式从淀粉分子内部水解a-1，4糖苷键，产生可溶性糊精，其错综复杂的排列方式可有效干扰淀粉的结晶。CMC-Na对淀粉也具有一定的络合作用，大多数乳化剂分子中具有线型的脂肪酸长链，可与直链淀粉连接而成为螺旋状复合物，从而降低淀粉分子的结晶程度，并进入直链淀粉内部，阻止支链淀粉的凝聚，从而阻止淀粉制品的老化回生。而且卡拉胶本身是多糖，其羟基能与淀粉链上的羟基及周围的水分形成大量的氢键，起到阻止淀粉回生的作用。这三种改良剂相互作用能使老化速度大大降低。因此，使得样品C的老化速度较小。

 由表1可知，3种面条的相变峰温随着天数的增加而变大。样品A从第1~第15天的TC变化为62.70℃～97.54℃；样品B的TC变化为64.51℃～98.64℃；样品C的TC变化为58.77℃—98.00℃，从数据来看，样品C的糊化开始温度都低于另外两组，因为添加复配改良剂后的面条的保水力增强，吸水量增加，因此糊化温度提前。真菌a-淀粉酶能将淀粉分解为分子量小的物质，而这些小分子物质能干涉淀粉的重新结晶，并且直链淀粉和支链淀粉中断裂的键有助于支链淀粉一脂肪复合物的形成，从而起到抗老化的作用。

  表1中三者的热焓值也是随着天数的增长而增加。淀粉的糊化为吸热反应，当淀粉加热糊化时，内部有序的晶体结构向无序的非晶体转变，在转变过程中就会伴有能量的变化，而热焓值变化速率最小是添加复配改良剂的玉米面条，这是因为在玉米面条专用粉中添加了复配改良剂的缘故，它的老化速度较慢，吸热所需的热焓值也变小。其次是小麦粉面条的热焓值变化比较对照样面条的小，这是由于由玉米面条专用粉所制的面条里面主要是玉米粉，而玉米粉里面含有淀粉的含量比较小麦粉里的大，更容易使淀粉老化结晶，则需要的热焓值也比较大。

2.2淀粉结晶结果分析

  在储存过程中，玉米及小麦淀粉的晶区、晶型以及结晶度等会出现不同的变化，可用X-射线衍射进行测定。

 图2~图3分别是A组、B组和C组在第1天和第15天的X-射线衍射图。从图2可知，储存第1天的各样品组在20为20。和230附近有明显的衍射峰，且峰值强度较弱。由分析知，A组、B组和C组结晶度分别为2.44%，1.49%和1.21%。从图3中可知，经储存15 d后，20为在170，20。和23。附近均有明显的衍射峰，其中A组（图3a）的衍射峰较为尖锐．B组（图3b）次之，C组（图3c）的衍射峰最弱，且A组，B组和C组样品结晶度分别为15.23%，9.21%和8.44%。试验结果表明，A组在储存过程中，淀粉衍射图谱的峰强度及位置都发生了变化，尖峰衍射特征增强，淀粉发生了重结晶，结晶度升高，淀粉老化程度较明显；而C

组与A组相比，峰值较弱，其老化程度明显降低。这主要是因为所添加的卡拉胶增强了玉米淀粉的保水作用，从而改善了玉米淀粉的老化程度。

2.3质构特性分析

 从图4中可以看出，A，B，C三种样品的硬度随着贮藏时间的增加随之升高，硬度值从初始的4442.26，4 426.37和4 356.95增加为13 668.99，9 415.19和8 213.26，增幅分别为67.5%．52.99%和46.95%。

 由表2可知，在三种样品中，样品C咀嚼性明显低于样品A，更接近小麦粉，说明添加复合剂的玉米面条其食用品质明显提升，这主要是因为所添加的复合剂降低了玉米面条专用粉的老化速率。同样根据表2，A组和C组的咀嚼性均大于B组，即添加复合剂的样品C其食用品质仍略低于小麦面条，这主要是因为玉米和小麦淀粉二者所含支链淀粉的的结构有所

不同。

3结论

 试验通过对三种面条专用粉制得的面条进行老化特性的对比研究，利以X-射线衍射、DSC以及质构仪来测定和分析了添加了复配改良剂的玉米面条的老化特性，结论如下：

 ( 1)随着贮藏时间的延长，各样品吸收的热量也随之增加。贮藏到15 d时，样品A热焓值增长了419.70 J/g;样品B热焓值增长了488.33 J/g;样品C热焓值增长了377.89 J/g。其中，样品A热焓值变化最大，样品C热热焓值变化最小，说明复配改良剂具有一定的抗老化作用。

 (2)X射线衍射结果表明，在储存过程中，A组淀粉衍射图谱的峰强度及位置都发生了变化，尖峰衍射特征增强，淀粉发生了重结晶，结晶度升高，淀粉老化程度较明显；而C组与A组相比，峰值较弱，其老化程度明显降低。

 (3)硬度值从初始的4 442.26，4 426.37和4 356.95增加为13 668.99，9 415.19和8 213.26，增幅分别为67.5%，52.99%和46.95%。样品C咀嚼性明显低于样品A，更接近小麦粉，说明添加复合剂的玉米面条其食用品质明显提升，A组和C组的咀嚼性均大于B组，即添加复合剂的样品C其食用品质仍略低于小麦粉面条。