一种大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的制备和保鲜方法

1.本发明涉及食品加工技术领域，特别是涉及一种大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的制备和保鲜方法。


背景技术：

2.我国凝胶制品种类繁多，传统上大米凝胶制品居多。大米能够在水中糊化形成具有粘弹性和强度的凝胶，但形成的凝胶制品弹韧性、断条率等不佳，且凝胶的储藏时间短，且储藏过程中微生物滋生，不利于凝胶制品的保藏。
3.近年来在提高凝胶制品弹韧性、断条率等方面有不同的研究进展。如通过改善凝胶的老化时间，温度和添加外源物等。其中添加外源物主要为添加一些不同类型的淀粉以及变性淀粉，如木薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉等，其都可以在不同的程度改善凝胶的老化时间，提高弹韧性等。但是单一的天然淀粉的添加对于凝胶制品品质的改善具有一定的局限性，如天然淀粉的低剪切抗性、低热力学抗性、不耐加工、易析水和易老化等，这些缺陷限制了淀粉在食品生产上的应用。因此，需要通过一定方式将天然淀粉变性，借以改善淀粉性质，提高复合凝胶制品的品质和口感。目前，主要是通过物理、化学、酶解和复合等方法对原淀粉进行改性。其中酶解变性用生物酶处理原淀粉，进而获得具有独特理化特性的酶法变性淀粉。酶解法专一性高，可以得到期望产物的变性淀粉。
4.此外，针对凝胶制品难以储藏、保质期短的问题，许多的研究都开发新的杀菌工艺，来延长凝胶制品的储藏期。如微波杀菌、紫外线照射杀菌、以及微酸性点水解杀菌，但是都存在不同的问题，如杀菌不彻底、不均匀、食品易变性、以及二次污染、经济效益不高等，此外还不能保证大米马铃薯变性淀粉复合凝胶杀菌后的的品质。因此，就现有的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶品质不佳和杀菌储藏保鲜技术的问题，亟需要一种可以提高复合凝胶品质的方法和既满足杀菌又能在不损坏大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的品质的前提下延长储藏期的方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的制备和保鲜方法，以解决上述现有技术存在的问题，本发明的制备方法使复合凝胶的品质得到改善，本发明的保鲜方法使得复合凝胶在低温和常温储藏过程中的微生物数量有效降低、凝胶强度增加，有助于保持凝胶制品保藏过程中的口感，同时还能够达到降低血糖指数的效果。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供一种大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的制备方法，包括以下步骤：大米经浸泡，磨浆后得到复合浆液，再在复合浆液中加入马铃薯变性淀粉，混匀后再经蒸制、静置、老化，得到所述大米马铃薯变性淀粉复合凝胶；
8.所述马铃薯变性淀粉是马铃薯淀粉经普鲁兰酶酶解所得的淀粉。
9.进一步地，所述酶解的温度为55-65℃。
10.进一步地，所述浸泡的条件为温度4℃,时间12h,大米和水质量比为1:1.2。
11.进一步地，所述马铃薯变性淀粉的添加量为所述大米和水复合浆液质量的5-25％。
12.进一步地，所述蒸制、静置和老化的具体操作为在100℃条件下蒸3min，40℃条件下静置2h。
13.本发明还提供根据上述制备方法制备得到的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶。
14.本发明还提供上述大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的保鲜方法，包括以下步骤：将所述大米马铃薯变性淀粉复合凝胶装入真空容器中，进行臭氧杀菌、热力杀菌或臭氧-热力联合杀菌。
15.进一步地，所述热力杀菌的具体操作为：将大米马铃薯变性淀粉复合凝胶装入真空包装袋中，95℃处理30min。
16.进一步地，所述臭氧杀菌的具体操作为：在装入大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的真空包装袋中通入臭氧，臭氧浓度为3.5mg/l，臭氧作用10min，之后抽真空处理。
17.本发明还提供上述大米马铃薯变性淀粉复合凝胶在降低血糖中的应用，所述大米马铃薯变性淀粉复合凝胶经过上述的保鲜方法的处理。
18.本发明公开了以下技术效果：
19.普鲁兰酶是专一性的淀粉脱支酶，其能切下整个支链淀粉分支，包括最小单位的分支，形成直链淀粉，最大限度地利用淀粉原料，从而提高淀粉中直链淀粉含量。本发明通过普鲁兰酶酶解马铃薯淀粉，得到高直链淀粉的马铃薯变性淀粉，应用在大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的制备中达到了改善复合凝胶的品质的效果。
20.本发明在大米凝胶中加入马铃薯变性淀粉，并通过调控马铃薯变性淀粉的添加量，使得到的复合凝胶的复水性增加，还具有高弹性、低断条率的优点。采用臭氧-热力杀菌联合处理的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶在低温和常温储藏过程中的微生物数量有效降低、凝胶强度增加，有助于保持凝胶制品保藏过程中的口感；除具有良好的杀菌保鲜效果外，臭氧和热力杀菌处理的结合，还能够达到降低血糖指数的效果，有利于人体健康，满足人们的需求。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为未杀菌大米马铃薯变性淀粉复合凝胶储藏过程中不同温度下的拉伸强度；
23.图2为低温贮藏对复合凝胶拉伸强度的影响；
24.图3为常温贮藏对复合凝胶拉伸强度的影响；
25.图4为未杀菌大米马铃薯变性淀粉复合凝胶储藏过程中不同温度下的硬度；
26.图5为低温贮藏对复合凝胶硬度的影响；
27.图6为常温贮藏对复合凝胶硬度的影响；
28.图7为未杀菌大米马铃薯变性淀粉复合凝胶储藏过程中不同温度下的微生物变
化；
29.图8为低温条件贮藏复合凝胶的微生物变化；
30.图9为常温条件贮藏复合凝胶的微生物变化。
具体实施方式
31.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
32.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
33.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
34.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
35.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
36.以下实施例或对比例中：
37.tpa特征的测定方法为：大米马铃薯变性淀粉复合凝胶，沸水中蒸煮3min后取出，于蒸馏水中静置30s捞出，滤干凝胶表面水分，将凝胶切成条，选取长度为20cm以上的1根放在质构仪上，做三次平行。tpa模式，p/0.5探头，设置测前、后速度：5mm/s，测试速度:2mm/s,压缩量75％，停留时间5s，触发力:5g，重复8次平行实验，结果取平均值。tpa测定值包括：硬度、内聚性、咀嚼性。同时由感官人员进行感官评价。
38.拉伸强度的测定方法为：选取相同宽度和厚度的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶在沸水中煮至飘起，取出后冷水下冲至冷却，用滤纸吸去多余水分，静置10min。取长度为5cm的凝胶，采用物性测试仪a/spr探头，设定初始间距为10mm，拉伸速率为5mm/s，进行拉伸试验，利用物性测试仪软件计算拉伸应力和最大拉伸长度(hormdokandnoomhorm2007)，以上重复8次取平均值。
39.生物含量的测定方法：参考参照gb 4789.2-2016进行微生物菌落数的测定；参照gb 4789.15-2016进行霉菌总数的测定。
40.血糖指数的测定方法：参考基于血糖生成指数的最新应用研究进展，按照gi值公式计算血糖指数：
41.42.复水性的测定：称取大米马铃薯变性淀粉复合凝胶样品2.0g(m0)于105℃烘4h，测定烘干后的质量为m1,。95℃吸水率的测定：称取大米马铃薯变性淀粉复合凝胶样品3.0g(m2)，放置在95℃水浴锅中加热5min，取出迅速冷却，用吸水纸吸去粉条表面附着水，测定质量(m3)。样品干物质的量和吸水率分别用下列公式进行计算：
43.干物质的比例s＝m1/m044.吸水率(95℃)＝[(m3–
m2·
s)/(m2·
s)]
×
100％
[0045]
断条率的测定：从样品中选择长度为20cm以上的粉条3份,每份100g,分别置于相应的烧杯中加入样品15倍重量的沸水，加盖子浸泡3分钟后，滤去汤汁，过冷水滤干,倒入瓷盘中,将长度不足10cm和10cm以上的粉条分开,分别称重，按下式计算断条率:
[0046]
断条率＝m3/(m3+m4)
×
100％
[0047]
式中:m3代表长度不足10cm的粉条质量,g；m4代表长度超过10cm的粉条质量,g。
[0048]
碘蓝值
[0049]
取样品5g于100ml沸水中微沸5min，快速捞出，汤水冷却至室温，然后将汤水以4500r/min离心5min。取上清液5ml加入到预先加入大约50ml蒸馏水的100ml容量瓶中，加1.0ml1 mol/l的盐酸溶液，摇匀，再加入2.0ml碘试剂，加水至刻度，摇匀，静置10min。用空白溶液调零，在620nm处测定样品溶液的吸光度。
[0050]
实施例1
[0051]
(1)马铃薯淀粉配制成质量分数为10％的淀粉水混合液，用普鲁兰酶(添加量为淀粉水混合液质量的0.1％)在60℃酶解2h，干燥得到马铃薯变性淀粉；
[0052]
(2)将大米清洗后以1：1.2(质量比)的米水比在温度4℃下，浸泡12h；
[0053]
(3)浸泡后的米以1：1(质量比)的米水比加水磨浆，得到复合浆液，分别取7份复合浆液，每份500g，分别按照表1的比例在上述浆液中加入步骤(1)得到的马铃薯变性淀粉混匀；
[0054]
(4)将加入马铃薯变性淀粉混匀后的浆液在100℃条件下蒸3min，切割成均匀长条，40℃条件下静置2h分别得到实验组1-7的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶；
[0055]
(5)对实验组1-7得到的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶进行tpa、拉伸强度的测试，结果见表2,进行断条率和碘蓝值检测，结果见表3。由表2和表3可知，随着马铃薯变性淀粉添加量的增加，凝胶的断条率和碘蓝值逐渐下降，马铃薯变性淀粉增加了凝胶的复水能力，使得凝胶糊化更彻底，内部具有更为紧密的结构，抑制了凝胶中的淀粉流失，凝胶的蒸煮损失、碘蓝值和断条率逐渐降低，凝胶的拉伸强度逐渐增加。但并不是马铃薯变性淀粉添加的越多越好，每当超过某一含量时，过多的淀粉会加速减弱直链淀粉的有序化，使其发生紊乱，使得凝胶特性减弱。以上结果表明，当马铃薯变性淀粉添加量超出25％时，反而会降低凝胶的口感。
[0056]
表1
[0057]
实验组马铃薯变性淀粉相对于复合浆液重量的添加比例1025％310％415％
520％625％730％
[0058]
表2马铃薯变性淀粉添加量对凝胶特性的影响(n＝3，)
[0059][0060]
表3马铃薯变性淀粉添加量对复合凝胶断条率和碘蓝值的影响
[0061][0062][0063]
实施例2
[0064]
(1)马铃薯淀粉配制成质量分数为10％的淀粉水混合液，用普鲁兰酶(添加量为淀粉水混合液质量的0.1％)在55℃酶解2h，干燥得到马铃薯变性淀粉；
[0065]
(2)将大米清洗后以1：1.2(质量比)的米水比在温度4℃下，浸泡12h；
[0066]
(3)浸泡后的米以1：1(质量比)的米水比加水磨浆，得到浆液，取浆液500g，加入步骤(1)得到的马铃薯变性淀粉25g混匀，
[0067]
(4)将加入马铃薯变性淀粉混匀后的浆液在100℃条件下蒸3min，切割成均匀长条，40℃条件下静置2h得到大米马铃薯变性淀粉复合凝胶.
[0068]
实施例3
[0069]
(1)马铃薯淀粉配制成质量分数为10％的淀粉水混合液，用普鲁兰酶(添加量为淀粉水混合液质量的0.1％)在65℃酶解2h，干燥得到马铃薯变性淀粉；
[0070]
(2)将大米清洗后以1：1.2(质量比)的米水比在温度4℃下，浸泡12h；
[0071]
(3)浸泡后的米以1：1(质量比)的米水比加水磨浆，得到浆液，取浆液500g，加入步骤(1)得到的马铃薯变性淀粉50g混匀，
[0072]
(4)将加入马铃薯变性淀粉混匀后的浆液在100℃条件下蒸3min，切割成均匀长条，40℃条件下静置2h得到大米马铃薯变性淀粉复合凝胶。
[0073]
对实施例2和实施例3得到的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶进行tpa、拉伸强度、断条率和碘蓝值检测，结果见表4和表5。
[0074]
表4酶解温度对凝胶特性的影响(n＝3，)
[0075][0076][0077]
表5酶解温度对复合凝胶断条率和碘蓝值的影响
[0078][0079]
实施例4
[0080]
将实施例1中实验组5得到的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶分别经过臭氧杀菌、热力杀菌和臭氧-热力联合杀菌，其中：热力杀菌为将大米马铃薯变性淀粉复合凝胶装入真空包装袋中，95℃处理30min；臭氧杀菌为在装入大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的真空包装袋中通入臭氧，臭氧浓度为3.5mg/l，臭氧作用10min，之后抽真空处理；臭氧-热力联合杀菌为在装入大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的真空包装袋中通入臭氧，臭氧浓度为3.5mg/l，臭氧作用10min，之后抽真空处理，随后95℃处理30min。
[0081]
对未经过杀菌处理和分别经过臭氧杀菌、热力杀菌和臭氧-热力联合杀菌处理的复合凝胶分别进行常温(25℃)和低温(4℃)储藏，测定大米马铃薯变性淀粉复合凝胶复合凝胶的拉伸强度(图1-图3)、凝胶硬度(图4-图6)和微生物变化(图7-图9)；将不同杀菌处理的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶复合凝胶在低温(4℃)条件下贮藏108h后，测试凝胶硬度(见表6)。
[0082]
取小鼠40只，随机将小鼠分为a、b、c和正常对照组，a组饲喂上述经过臭氧杀菌的复合凝胶，b组饲喂上述经过热力杀菌的复合凝胶，c组饲喂上述经过臭氧-热力联合杀菌的复合凝胶，正常对照组饲喂实施例1实验组5得到的复合凝胶，饲喂量为每只小鼠2g/kg,连续饲喂30天后，采血测定血糖指数，结果见表6。
[0083]
由图1可知，未经过杀菌处理的复合凝胶在贮藏过程中，凝胶的拉伸强度随贮藏时间呈现先增加后降低的趋势，6小时拉伸强度最大。
[0084]
由图2和图3可知，经过热力杀菌、臭氧杀菌、臭氧&热力杀菌(即臭氧-热力联合杀菌)的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶拉伸强度都显著的增加了，在低温条件下贮藏，大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的拉伸强度总体趋势为先增加后降低，48h拉伸强度最大，同时臭氧&热力杀菌的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶伸强度随着储藏时间的不断增加，增加趋势高于单一的热力杀菌、臭氧杀菌处理的。此外相比常温储藏下的凝胶，经三种杀菌方式后，拉伸强度显著增加，增加强度低于低温条件下凝胶的拉伸强度。这说明经过臭氧&热力杀菌处理的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶，在低温下一定储藏时间，能够保持凝胶的良好特性，有利于凝胶的储藏。
[0085]
由图4知，未经过杀菌的凝胶随着储藏时间的增加，硬度逐渐增大趋势较快，且低温下的凝胶硬度增加速度较常温更快。
[0086]
由图5和图6可知，经过热力、臭氧、臭氧&热力(即臭氧-热力联合杀菌)杀菌处理的凝胶，在低温和常温条件下贮藏时表现出不同的变化趋势，但相比与未经杀菌的凝胶硬度增加趋势较缓。但与未经过杀菌的凝胶(图4)相比可知，经过杀菌后的凝胶，在贮藏过程中，硬度明显降低。同时，不论是常温还是低温储藏，经过臭氧&常温杀菌的凝胶硬度都相比与单一的热力或臭氧杀菌的凝胶硬度低，这说明臭氧&热力杀菌在储藏过程中显著的降低大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的硬度，有利于大米马铃薯变性淀粉复合凝胶复合凝胶的储藏。
[0087]
由图7和图8可知，在低温条件下经过热力、臭氧处理的凝胶微生物菌落总数和霉菌数较少，均可以贮藏96h(4day)，臭氧杀菌后，再经过热力杀菌的凝胶，可以贮藏108h，而未经过杀菌处理的凝胶微生物菌落总数和霉菌数均随贮藏时间逐渐增多，凝胶在低温储存下可以储存48h(2day)，常温条件下保质期在18h左右。由图9可知，常温条件下贮藏的凝胶，经过热力杀菌后可以贮藏72h，臭氧杀菌后的凝胶只可以贮藏48h，而热力和臭氧复合处理
后的凝胶可以保藏60h。这些表明低温储藏条件下，经过热力和臭氧处理的凝胶，延长大米马铃薯变性淀粉复合凝胶复合凝胶货架期效果最显著。
[0088]
由表6可知，在本发明采用热力、臭氧、臭氧&热力杀菌处理的大米马铃薯变性淀粉复合凝胶的血糖指数相对于未杀菌的，其血糖指数和凝胶硬度都下降。同时相对于单独的热力或臭氧杀菌处理，经臭氧处理后再热力杀菌的，血糖指数和硬度都下降最为明显。
[0089]
表6不同杀菌方式对血糖指数和老化特性的影响
[0090][0091][0092]
对比例1
[0093]
同实施例1实验组5，区别仅在于，马铃薯淀粉不经酶解，在得到的浆液中直接加入马铃薯淀粉。对本对比例制备的复合凝胶进行tpa、拉伸强度、断条率和碘蓝值检测，结果见表7。从表7可以看出采用普鲁兰酶处理马铃薯淀粉，得到马铃薯变性淀粉，在大米凝胶中加入马铃薯变性淀粉，得到的复合凝胶的复水性增加，同时具有高弹性、低断条率的优点。
[0094]
表7马铃薯淀粉变性对凝胶特性的影响(n＝3，)
[0095]
组别断条率，％拉伸强度/g吸水率实施例1实验组514.366.2
±
2.40445％对比例120.750.2
±
0.73392％
[0096]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。