一、研究背景
食品中凝胶种类常见的有蛋白质凝胶和多糖凝胶，是由蛋白质或淀粉凝胶化形成特定的三维空间网络结构。淀粉凝胶作为多糖凝胶的代表，在实际的食品加工中有广泛应用。淀粉凝胶介于固体和液体之间，是胶体的一种特殊存在形式。淀粉类凝胶食品，是指淀粉经过糊化后形成凝胶的一类食品的总称，由淀粉和水分构成，水分活度高，具有一定弹性硬度的透明或半透明的食品。
在食品生产过程中，米粉、粉丝等存在口感差、易断、易糊汤、筋力不足等问题，为获得良好的口感、增强耐煮性或增强筋道，通常生产中会加入明矾来提升产品质量。明矾的主要由硫酸铝钾组成，常在油条、粉丝、粉条等传统食品中加入，起到改良品质和膨松效果。加入明矾后，淀粉凝胶的弹性模量、黏性模量值均会上升，表现出更好的弹性。除明矾外，可以添加各种食品添加剂改善产品品质，如食品胶类（羧甲基纤维素钠、魔芋葡聚糖、沙蒿胶、卡拉胶等）和乳化剂类（硬脂酰乳酸钠、单甘脂、聚丙烯酸钠等）。食品胶是一类相对分子质量大，溶于水，与水发生反应增加溶液黏度，同时以辅料形式添加到食品原料中，通过改善食品原料性质，以改善食品品质的食品添加剂。食品胶能够通过物理方式有效地锁住食品中的水分，能够提高凝胶制品的保水性和质构特性，同时大部分食品胶能够显著提高流体黏度，对混合体系增稠、稳定起到有效作用。而食品胶能够发挥增稠作用是因为其内部有许多亲水基团如羟基羧基等，这些基团与水发生反应，发挥作用。
山西农业大学陈振家副教授团队在《食品工业》期刊上发表了题目为“不同添加剂对马铃薯淀粉凝胶特性的影响”的论文。文章选用晋薯16号马铃薯淀粉与明矾、玉米变性淀粉、沙蒿胶、单甘脂4种添加剂进行混合，通过探究分析淀粉凝胶的质构特性比较不同改良剂对淀粉凝胶的影响，通过分析糊化特性和动态流变及比较淀粉凝胶微观形态和红外光谱，研究不同添加物对淀粉凝胶的影响。
文章中使用到快速黏度分析仪来测定马铃薯淀粉凝胶的糊化特性，并且快速黏度分析仪由我们上海保圣自主研发，那么具体操作方法是什么呢？
二、实验方法
1. 混合粉制备
将明矾按0.176%（100 mg/kg Al3+），0.527%（300 mg/kg Al3+）和0.88%（500 mg/kg Al3+）的添加量与马铃薯淀粉混合；将变性淀粉按0.5%，5.0%和10.0%的添加量与马铃薯淀粉混合；将沙蒿胶按0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和0.9%的添加量与马铃薯淀粉混合；将单甘脂按0.1%，0.3%，0.5%和0.7%的添加量与马铃薯淀粉混合（添加量均为干粉比重）。
2. 淀粉凝胶制备
将淀粉与水按1︰4 g/mL称量；将部分水与淀粉搅匀，调浆；采用电磁炉210℃模式将水煮沸，倒入匀浆持续搅拌；糊呈透明状，温度调至100℃，继续搅拌至呈膜状。快速分批盛放至25 mL塑料透明盒中，反复敲打至无气泡；室温放置冷却2 h，放入冰箱冷藏22 h。
3. 糊化性质测定
与采用快速黏度仪RVA（型号RAPID-20，上海保圣实业发展有限公司）对淀粉糊化参数进行测定，测定时用105 ℃恒重法测定淀粉含水率（食品中水分的测定GB/T 5009.3—2010）。根据水分基，选择标准样品质量、标准水质量，计算实际样品用量及水添加量。在RVA专用铝盒中加入3 g左右样品，加入35 mL左右水，搅拌均匀（观察是否有样品团块悬浮在水面或残留在桨叶表面），放入仪器测定。采用升温/降温循环，糊化程序：50℃保持1 min，4 min内加热至95 ℃保温5.5 min，4 min内冷却至50 ℃并保持4 min。旋转浆在起始10 s内旋转速度960 r/min，保持160 r/min至结束。
三、实验结果
1.不同添加剂对淀粉糊化特性分析
图片图1 不同添加剂对淀粉糊化特性影响
图片表1 不同添加剂对淀粉糊化参数的影响
用RVA测定升降温过程中马铃薯淀粉与各添加剂共混体系的黏度变化，考察体系糊化和短期回生特性，得到的RVA结果见图1和表1。从图1可以看出，各种添加剂的加入都使马铃薯淀粉糊的峰值黏度、回生值、糊化温度、衰减值在不同程度上有所改变，但整个RVA轮廓线与原淀粉相似。一定添加量的不同添加剂马铃薯淀粉的糊化特征参数见表1。与空白组比较，0.7%沙蒿胶、5%变性淀粉和0.176%明矾的添加，糊化温度都有所提高，峰值黏度降低，最终黏度下降。0.3%单甘脂共混体系脂峰值黏度和最终黏度达到最大，分别为8052.29±15.20和6098.89±187.53，最低黏度和回生值最低，分别为1953.4±280.40和2612.27±92.43。
与空白组马铃薯淀粉（PS）相比，0.176%明矾添加量使混合体系的最终黏度显著上升。在快速黏度曲线中，添加明矾后衰减值变小，说明添加明矾能够显著提高淀粉糊的热稳定性。相反，添加明矾降低峰值黏度，可能是因为Al3+与负电荷的磷酸子基团形成离子键，导致淀粉结晶结构中断，黏度降低。
多糖和浸出的直链淀粉或溶胀淀粉之间的协同作用是最低黏度增加的原因。衰减值降低，表明沙蒿胶的加入会提高淀粉糊的稳定性。回生值反映短期回生程度，加入沙蒿胶，回生值降低，表明沙蒿胶的加入能够抑制PS的短期回生，这可能与分子与溶胀颗粒之间的相互作用有关。淀粉糊化膨胀时，与直链淀粉相互作用，形成配合物，附着在淀粉颗粒表面，淀粉结合受到抑制，从而降低混合体系黏度；同时淀粉颗粒被单甘脂配合物覆盖，难以破碎，也相应提高起始糊化温度。
一、研究背景食品中凝胶种类常见的有蛋白质凝胶和多糖凝胶，是由蛋白质或淀粉凝胶化形成特定的三维空间网络结构。淀粉凝胶作为多糖凝胶的代表，在实际的食品加工中有广泛应用。淀粉凝胶介于固体和液体之间，是胶体的一种特殊存在形式。淀粉类凝胶食品，是指淀粉经过糊化后形成凝胶的一类食品的总称，由淀粉和水分构成，水分活度高，具有一定弹性硬度的透明或半透明的食品。在食品生产过程中，米粉、粉丝等存在口感差、易断、易糊汤、筋力不足等问题，为获得良好的口感、增强耐煮性或增强筋道，通常生产中会加入明矾来提升产品质量。明矾的主要由硫酸铝钾组成，常在油条、粉丝、粉条等传统食品中加入，起到改良品质和膨松效果。加入明矾后，淀粉凝胶的弹性模量、黏性模量值均会上升，表现出更好的弹性。除明矾外，可以添加各种食品添加剂改善产品品质，如食品胶类（羧甲基纤维素钠、魔芋葡聚糖、沙蒿胶、卡拉胶等）和乳化剂类（硬脂酰乳酸钠、单甘脂、聚丙烯酸钠等）。食品胶是一类相对分子质量大，溶于水，与水发生反应增加溶液黏度，同时以辅料形式添加到食品原料中，通过改善食品原料性质，以改善食品品质的食品添加剂。食品胶能够通过物理方式有效地锁住食品中的水分，能够提高凝胶制品的保水性和质构特性，同时大部分食品胶能够显著提高流体黏度，对混合体系增稠、稳定起到有效作用。而食品胶能够发挥增稠作用是因为其内部有许多亲水基团如羟基羧基等，这些基团与水发生反应，发挥作用。山西农业大学陈振家副教授团队在《食品工业》期刊上发表了题目为“不同添加剂对马铃薯淀粉凝胶特性的影响”的论文。文章选用晋薯16号马铃薯淀粉与明矾、玉米变性淀粉、沙蒿胶、单甘脂4种添加剂进行混合，通过探究分析淀粉凝胶的质构特性比较不同改良剂对淀粉凝胶的影响，通过分析糊化特性和动态流变及比较淀粉凝胶微观形态和红外光谱，研究不同添加物对淀粉凝胶的影响。文章中使用到快速黏度分析仪来测定马铃薯淀粉凝胶的糊化特性，并且快速黏度分析仪由我们上海保圣自主研发，那么具体操作方法是什么呢？二、实验方法1. 混合粉制备将明矾按0.176%（100 mg/kg Al3+），0.527%（300 mg/kg Al3+）和0.88%（500 mg/kg Al3+）的添加量与马铃薯淀粉混合；将变性淀粉按0.5%，5.0%和10.0%的添加量与马铃薯淀粉混合；将沙蒿胶按0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和0.9%的添加量与马铃薯淀粉混合；将单甘脂按0.1%，0.3%，0.5%和0.7%的添加量与马铃薯淀粉混合（添加量均为干粉比重）。2. 淀粉凝胶制备将淀粉与水按1︰4 g/mL称量；将部分水与淀粉搅匀，调浆；采用电磁炉210℃模式将水煮沸，倒入匀浆持续搅拌；糊呈透明状，温度调至100℃，继续搅拌至呈膜状。快速分批盛放至25 mL塑料透明盒中，反复敲打至无气泡；室温放置冷却2 h，放入冰箱冷藏22 h。3. 糊化性质测定与采用快速黏度仪RVA（型号RAPID-20，上海保圣实业发展有限公司）对淀粉糊化参数进行测定，测定时用105 ℃恒重法测定淀粉含水率（食品中水分的测定GB/T 5009.3—2010）。根据水分基，选择标准样品质量、标准水质量，计算实际样品用量及水添加量。在RVA专用铝盒中加入3 g左右样品，加入35 mL左右水，搅拌均匀（观察是否有样品团块悬浮在水面或残留在桨叶表面），放入仪器测定。采用升温/降温循环，糊化程序：50℃保持1 min，4 min内加热至95 ℃保温5.5 min，4 min内冷却至50 ℃并保持4 min。旋转浆在起始10 s内旋转速度960 r/min，保持160 r/min至结束。三、实验结果1.不同添加剂对淀粉糊化特性分析
图片图1 不同添加剂对淀粉糊化特性影响
图片表1 不同添加剂对淀粉糊化参数的影响用RVA测定升降温过程中马铃薯淀粉与各添加剂共混体系的黏度变化，考察体系糊化和短期回生特性，得到的RVA结果见图1和表1。从图1可以看出，各种添加剂的加入都使马铃薯淀粉糊的峰值黏度、回生值、糊化温度、衰减值在不同程度上有所改变，但整个RVA轮廓线与原淀粉相似。一定添加量的不同添加剂马铃薯淀粉的糊化特征参数见表1。与空白组比较，0.7%沙蒿胶、5%变性淀粉和0.176%明矾的添加，糊化温度都有所提高，峰值黏度降低，最终黏度下降。0.3%单甘脂共混体系脂峰值黏度和最终黏度达到最大，分别为8052.29±15.20和6098.89±187.53，最低黏度和回生值最低，分别为1953.4±280.40和2612.27±92.43。与空白组马铃薯淀粉（PS）相比，0.176%明矾添加量使混合体系的最终黏度显著上升。在快速黏度曲线中，添加明矾后衰减值变小，说明添加明矾能够显著提高淀粉糊的热稳定性。相反，添加明矾降低峰值黏度，可能是因为Al3+与负电荷的磷酸子基团形成离子键，导致淀粉结晶结构中断，黏度降低。多糖和浸出的直链淀粉或溶胀淀粉之间的协同作用是最低黏度增加的原因。衰减值降低，表明沙蒿胶的加入会提高淀粉糊的稳定性。回生值反映短期回生程度，加入沙蒿胶，回生值降低，表明沙蒿胶的加入能够抑制PS的短期回生，这可能与分子与溶胀颗粒之间的相互作用有关。淀粉糊化膨胀时，与直链淀粉相互作用，形成配合物，附着在淀粉颗粒表面，淀粉结合受到抑制，从而降低混合体系黏度；同时淀粉颗粒被单甘脂配合物覆盖，难以破碎，也相应提高起始糊化温度。
