劉文營，林海龍，車夏寧，陳文華，李家鵬，薛曉舟，高 尚，成曉瑜，張順亮

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京 100068；2.中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司，北京 102209；3.肉類加工技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100068）

變性淀粉及其在肉制品加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉文營1，3，林海龍2，車夏寧2，陳文華1，3，李家鵬1，3，薛曉舟2，高 尚2，成曉瑜1，3，*張順亮1，3

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京 100068；2.中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司，北京 102209；3.肉類加工技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100068）

通過介紹變性淀粉、變性淀粉的加工及其在肉制品加工中的應(yīng)用研究，概述變性淀粉的發(fā)展趨勢。經(jīng)淀粉的物理改性法、化學(xué)改性法、生物改性法和復(fù)合改性法改性后所獲得的產(chǎn)品各有優(yōu)劣，復(fù)合改性法加工的變性淀粉在一定程度上具有綜合優(yōu)越性。變性淀粉的添加能夠明顯改善肉制品的加工品質(zhì)，降低肉制品加工的脂肪添加量，對肉制品的感官品質(zhì)也有明顯的提升作用。因此，拓展變性淀粉的原料來源、研究變性淀粉高效及環(huán)境友好型的加工方式、開發(fā)適用于不同產(chǎn)品的變性淀粉，將是未來發(fā)展的方向。

變性淀粉；交聯(lián)；糊化；肉制品；質(zhì)構(gòu)；降脂

淀粉是一類大宗、天然、可再生資源，是工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)原料的重要組成部分。但是隨著工業(yè)化的迅速發(fā)展，原始的淀粉原料已經(jīng)無法滿足新型工業(yè)發(fā)展的需求。

變性淀粉的開發(fā)利用已經(jīng)有150多年的歷史，無論是變性淀粉的加工種類還是產(chǎn)量，均得到了長足發(fā)展，極大地促進(jìn)了工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展。我國變性淀粉的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，近年來發(fā)展迅速，尤其是2014年變性淀粉國家標(biāo)準(zhǔn)的出臺，有力推動了食用變性淀粉行業(yè)的發(fā)展[1]。變性淀粉所用的原料多數(shù)為馬鈴薯淀粉、玉米淀粉和木薯淀粉等，經(jīng)過不同取代度的變性處理后，淀粉的黏度、黏稠性、透明度、抗老化性和拉絲性能等均得到良好改善，一定程度上拓展了產(chǎn)品加工的可利用度。

變性淀粉在食品加工中的利用，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①在肉制品中作為增稠劑、穩(wěn)定劑，能夠增加肉制品的凍融穩(wěn)定性、保水性、持水性和彈性等[2]，亦能進(jìn)行低脂肉制品的加工[3]；②在面制品中，改善面制品的黏度穩(wěn)定性、糊化溫度、透明度、凍融品質(zhì)和彈性等[4-5]，并且對產(chǎn)品的外觀和感官品質(zhì)均有很大的提升作用[6-7]；③變性淀粉還可以與羧甲基纖維素等復(fù)合進(jìn)行可食用膜的加工[8]，也可對油脂等進(jìn)行微膠囊化加工[9]。

本文對國家標(biāo)準(zhǔn)允許使用的變性淀粉食品添加劑進(jìn)行了匯總，并就變性淀粉在肉制品加工中的利用進(jìn)行了分析，以期為科學(xué)研究和食品加工提供參考。

1 變性淀粉的種類

變性淀粉是通過分子切斷、重排或者引入新取代基團(tuán)而制得的淀粉衍生物，經(jīng)變性后淀粉的性質(zhì)發(fā)生了變化，或者又具有了新的性質(zhì)。按照加工方式的不同，分為物理改性淀粉（預(yù)糊化淀粉、熱處理淀粉等），化學(xué)改性淀粉（醋酸酯化淀粉、交聯(lián)淀粉、氧化淀粉、醚化淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、酸變性淀粉等），生物改性淀粉（酶水解淀粉等）和復(fù)合變性淀粉。

目前，我國將變性淀粉納入食品添加劑中的種類有14個[10-11]，其中尤以木薯變性淀粉的量居多[12]。

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以使用的變性淀粉見表1。

除常規(guī)的變性淀粉外，亦有莧屬植物等變性淀粉的研究[13]。

表1 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以使用的變性淀粉

2 變性淀粉的加工研究

淀粉的變性能夠?qū)μ烊坏矸鄣募庸ぬ匦援a(chǎn)生有益的提升作用，目前進(jìn)行淀粉改性的方法主要包括生物改性法、物理改性法、化學(xué)改性法和復(fù)合改性法等，其中以化學(xué)改性法為主[14]。同時，由于天然淀粉自身的性質(zhì)，使得單一的改性方法達(dá)不到理想要求，因此人們進(jìn)行復(fù)合改性技術(shù)的研究和加工。有研究采用機(jī)械活化-交聯(lián)變性進(jìn)行變性淀粉的加工，產(chǎn)品表觀黏度和抗老化特性產(chǎn)生了增強(qiáng)的現(xiàn)象[15]，優(yōu)于單一改性的效果。

2.1 淀粉的物理法改性及效果

在物理法改性研究中，采用高靜壓力進(jìn)行糯玉米淀粉的改性，高靜壓力與糯玉米淀粉透明度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，同時溶解度、膨脹度、凍融穩(wěn)定性、黏彈性也隨著壓力的增加而降低，高靜壓力的增加使得凝沉性增強(qiáng)，進(jìn)而會影響到糯玉米的糊化溫度[16]。

2.2 淀粉的化學(xué)法改性及效果

對木薯淀粉的變性改造，也是變性淀粉加工業(yè)的重要方面，基于在醋酸反應(yīng)體系下，盡管制備的產(chǎn)品取代度較高，但是成本較高，也會產(chǎn)生廢水；在堿性條件下制備的產(chǎn)品取代度偏低，性能改善較小[17-18]。有研究以木薯淀粉為原料、醋酸酐為酯化劑、甲苯-4-磺酸為催化劑，在水反應(yīng)體系中進(jìn)行了木薯醋酸酯淀粉的加工，其制備的醋酸酯淀粉取代度范圍為0～0.122[19]，高于堿性條件下制備的產(chǎn)品取代度，盡管低于以濃硫酸或者醋酸酐為反應(yīng)體系制備的醋酸酯淀粉，但是綜合成本等經(jīng)濟(jì)因素仍然具有工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)勢。

交聯(lián)是制備變性淀粉時廣泛應(yīng)用的一種方法，其系統(tǒng)環(huán)境（包括氯化鈉、蔗糖添加量和pH值、滲透壓等條件）的改變都會對變性淀粉的糊化等性質(zhì)有明顯影響。熊小雅等人[20]利用氯化鈉、硫酸鈉等通過改變反應(yīng)體系的滲透壓，滲透壓的增加能促使以三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑的交聯(lián)反應(yīng)，所得糊化產(chǎn)物具有良好的穩(wěn)定性，且能夠降低交聯(lián)劑的使用量，效果顯著。

2.3 淀粉的生物法改性及效果

在對變性淀粉的加工利用過程中，代蕾等人[21]利用G4酶進(jìn)行了變性淀粉的處理，G4酶修飾后的專用淀粉較化學(xué)法改性淀粉的糊化溫度明顯降低，透明度、峰值黏度、凍融穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性均明顯增加，抗回生效應(yīng)更為顯著，有力地提高了火腿產(chǎn)品的品質(zhì)[21]。

2.4 淀粉的復(fù)合法改性及效果

淀粉經(jīng)復(fù)合法改性后，可以綜合不同變性方式的優(yōu)點(diǎn)，縮短反應(yīng)時間、降低生產(chǎn)成本，對變性淀粉的凍融穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性和耐高溫性能均有所提升[22]。

交聯(lián)羥丙基復(fù)合變性淀粉的主要制備工藝是交聯(lián)和醚化，2種工藝先后順序的不同，對產(chǎn)品的加工性能影響顯著。目前，研究較多的是反應(yīng)時間相對較短和生產(chǎn)成本較低的先醚化后交聯(lián)工藝。有研究以糯玉米淀粉為原料，分別以環(huán)氧丙烷為醚化劑、以三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑、以氫氧化鈉為催化劑、以無水硫酸鈉為膨脹抑制劑，通過濕法工藝進(jìn)行變性淀粉的加工。結(jié)果顯示，取代度的大小與凍融穩(wěn)定性、耐酸性和耐鹽性呈正相關(guān)，而與透光度則呈負(fù)相關(guān)[22]。

謝曉明等人[23]采用醚化和交聯(lián)對木薯淀粉進(jìn)行復(fù)合變性，其通過對Na2SO4，NaOH，三偏磷酸鈉、pH值和反應(yīng)溫度等參數(shù)的優(yōu)化，制備出了保水性和凍融穩(wěn)定性均較好的高黏度變性淀粉，提高了羥丙基變性淀粉的應(yīng)用效果。亦有報道顯示，羧甲基改性淀粉糊液的流變性能呈現(xiàn)為假塑性流體的特征，糊液的流變特性與糊液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有顯著的量效關(guān)系[24]，原料、醚化劑的種類、反應(yīng)條件和酸堿等狀態(tài)均是進(jìn)行加工工藝控制的關(guān)鍵因素，都會對變性淀粉的黏度、取代度等產(chǎn)生影響[25]。

2.5 淀粉變性試劑殘留的檢測分析

在進(jìn)行羥丙基變性淀粉的加工時，存在氯丙醇等有害物質(zhì)的殘留問題，針對氯丙醇的殘留檢測研究，除了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氣相色譜法外[26]，采用固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，相較于傳統(tǒng)方法，其定性更為準(zhǔn)確、靈敏度更高[27]，是一種可以借鑒采用的檢測方法。

3 變性淀粉在肉制品加工中的應(yīng)用

肉制品品質(zhì)及感官特性不僅受加工工藝的影響，也受原輔料種類的影響[28]。隨著肥胖、心血管等疾病發(fā)生概率的增加，人們對肉制品消費(fèi)的擔(dān)憂越來越明顯。同時，脂肪在不適宜的加工和貯藏情況下，易發(fā)生脂肪氧化，給消費(fèi)者的健康帶來潛在危害[29]，所以肉制品生產(chǎn)企業(yè)必須在不改變?nèi)庵破犯泄倨焚|(zhì)的情況下，降低脂肪等高熱量物質(zhì)的比例，其中淀粉、變性淀粉、膳食纖維和植物油脂等具有良好的研究前景[30]。

3.1 變性淀粉在改善肉制品質(zhì)感上的應(yīng)用

變性淀粉具有較高的膨脹度、持水力和持油力，能夠增加肉制品的保水性和黏結(jié)性，對肉制品的質(zhì)構(gòu)有明顯提升作用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，變性淀粉的添加會顯著降低肉制品的解凍損失和蒸煮損失，且濃度越高效果越明顯[31]。

變性淀粉的添加量與低溫火腿的蒸煮損失呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)，同時，變性淀粉的添加對低溫火腿的質(zhì)構(gòu)、色澤和感官品質(zhì)也產(chǎn)生了顯著影響，以感官分析，變性淀粉的添加量為10%時，低溫火腿整體接受性最高[32]。

無論是在肉制品，還是乳化液中的利用，變性淀粉加工的產(chǎn)品都具有較高的穩(wěn)定性[33]。有研究針對變性淀粉、脂肪和蛋白含量對香腸的質(zhì)構(gòu)特性及顏色的影響進(jìn)行了分析，使用的是變性馬鈴薯淀粉，取代度介于3.32%～5.68%，變性淀粉的添加影響了香腸的持水力和蒸煮損失，使香腸的硬度得到了增加，但是對香腸的顏色沒有產(chǎn)生影響[34]。對變性淀粉在波羅尼亞臘腸的應(yīng)用效果進(jìn)行研究時，變性淀粉使得乳化穩(wěn)定性和乳化黏度產(chǎn)生了很大的變化，但是對pH值、持水性、凝膠性和刺入強(qiáng)度未有顯著的影響（p＞0.05）[35]。

3.2 變性淀粉在替代脂肪應(yīng)用上的研究

變性淀粉的添加在一定程度上能夠降低產(chǎn)品中脂肪的用量，L C Hoffman等人[36]對變性玉米淀粉在鴕鳥肉餡餅中作為脂肪替代物的應(yīng)用進(jìn)行了研究，其對使用豬脂肪和變性玉米淀粉、大豆分離蛋白與水的乳化體系2種方案的產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行了分析，使用豬脂肪的產(chǎn)品較使用脂肪替代品的總脂肪含量高6%，2種方案產(chǎn)品的脂肪酸構(gòu)成基本一致，使用脂肪替代物在降低了產(chǎn)品中總脂肪含量的同時，沒有對產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，效果顯著。

在應(yīng)用木薯變性淀粉進(jìn)行低脂香腸的加工時，采用水20%，變性淀粉2%，大豆分離蛋白3%，卡拉膠0.4%，低脂香腸的質(zhì)構(gòu)和保水持油性能最優(yōu)[37]。將羥丙基木薯淀粉應(yīng)用于冷凍魚丸加工時，淀粉糊化膨脹后填充到魚丸肌原纖維蛋白網(wǎng)格中，有利于魚丸的水分保持，降低魚丸凍融損失，在產(chǎn)品保水性能上效果顯著。

4 變性淀粉發(fā)展的趨勢

隨著科學(xué)知識的宣傳和普及，人們對食物品質(zhì)提出的要求也越來越高，一方面既要保障產(chǎn)品良好的感官品質(zhì)、穩(wěn)定的品質(zhì)特性，另一方面還要求產(chǎn)品具有更高的營養(yǎng)價值。通過變性淀粉等原料的添加，可以在一定程度上保證產(chǎn)品具有優(yōu)良的產(chǎn)品特性，尤其是在降低產(chǎn)品的脂肪含量上，應(yīng)用前景十分廣闊。

同時，拓展變性淀粉的原料來源、研究高效的變性淀粉加工方式、開發(fā)不同產(chǎn)品適用的變性淀粉也是未來發(fā)展的方向。

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Modified Starch and the Application in Meat Processing

LIU Wenying1，3，LIN Hailong2，CHE Xianing2，CHEN Wenhua1，3，LI Jiapeng1，3，XUE Xiaozhou2，GAO Shang2，CHENG Xiaoyu1，3，*ZHANG Shunliang1，3，
（1.China Meat Research Center，Beijing 100068，China；2.COFCO Nutrition and Health Research Institute Co.，Ltd.，Beijing 102209，China；3.Beijing Key Laboratory of Meat Processing Technology，Beijing 100068，China）

In this paper，the preparation of modified starch and modified starch in meat products processing research are introduced，and the trend of the development of modified starch are summarized.Starch modification methods including physical modification，chemical modification and biological modification method，while each approach are not the same，compound modified method had the obvious comprehensive superiority to a certain extent.Modified starch addition can significantly improve the processing quality of meat products，reduce the amount of fat meat products processing,with the quality of the sensory meat also has obvious improvement.Development of modified starch raw material sources，suitable method of modified starch processing，and develop different products applicable starch is the direction of future development.

modified starch；crosslinking；gelatinization；meat products；texture；reducing lipid

TS236

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.026

1671-9646（2017）01a-0097-04

2016-11-04

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2015BAD28B01）。

劉文營（1983— ），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)槿庵破房茖W(xué)與加工。

*通訊作者：張順亮（1985— ），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品科學(xué)與技術(shù)。