李康，胡宏海,2,3，樊月，吳磊,4，徐芬，戴小楓,2,3，張泓,2,3

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，北京 100193）（2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院合肥食品科學(xué)與營養(yǎng)創(chuàng)新研究院，安徽合肥 238000）（3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所主食加工技術(shù)研究院，黑龍江哈爾濱 151900）（4.陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，陜西西安 710021）

馬鈴薯，茄科茄屬，一年生草本植物[1]，營養(yǎng)豐富，是許多國家的主要食物來源[2]。2015年我國鮮薯產(chǎn)量達9500萬t，占世界總產(chǎn)量的1/4，但加工利用率卻不足10%，遠遠落后于發(fā)達國家。一方面是因為馬鈴薯不含面筋蛋白，難以賦予面團特有的粘彈性，致使其加工性能較差；另一方面，由于我國馬鈴薯傳統(tǒng)消費方式主要以鮮食為主，精深加工產(chǎn)品所占比重較低，且產(chǎn)品種類單一，缺乏適合中國居民飲食習(xí)慣的馬鈴薯主食產(chǎn)品。為實現(xiàn)推進馬鈴薯由副食消費向主食消費轉(zhuǎn)變、由原料產(chǎn)品向加工制成品轉(zhuǎn)變、由溫飽消費向營養(yǎng)健康消費轉(zhuǎn)變，2015年國家啟動馬鈴薯主食化戰(zhàn)略，預(yù)計到2020年30%以上的馬鈴薯將作為主食進行消費。

面條是我國的傳統(tǒng)食品，有近兩千年的悠久歷史，是我國北方居民日常生活中最重要、最受歡迎的主食之一。同時在國外，特別是在意大利、日本和韓國等國家，面條也已成為人們?nèi)粘ｏ嬍成钪械闹饕称?。但由于傳統(tǒng)小麥粉面條的原料單一，已不能滿足消費者對營養(yǎng)健康主食產(chǎn)品日益增長的需求。有研究表明，通過優(yōu)化產(chǎn)品配方和工藝，將小麥粉和馬鈴薯全粉按一定比例混合制作馬鈴薯面條，不僅解決了因馬鈴薯全粉缺乏面筋蛋白導(dǎo)致成型難的問題，同時使面條的營養(yǎng)更加均衡[3,4]。然而，不同品種的小麥粉對馬鈴薯面條食用品質(zhì)的影響尚不明確。因此，本文通過比較研究不同品種小麥粉對馬鈴薯面條品質(zhì)的影響，以期篩選出適宜加工馬鈴薯面條的小麥粉品種，從而為馬鈴薯面條的加工和品質(zhì)的改善提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

雙福02-1、山農(nóng)15、永良4、濟南17和奎冬5等小麥粉由秦皇島原滋味食品有限公司提供；新冬18小麥粉由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供；大西洋馬鈴薯全粉購自內(nèi)蒙古凌志馬鈴薯科技股份有限公司；食鹽購自當(dāng)?shù)爻小?/p>

1.2 主要儀器與設(shè)備

DJ-500J電子天平，奧豪斯儀器（常州）有限公司；JHMZ 200和面機，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；YRR34CB 醒發(fā)室，Ayauta-gun，Kagawa.，Japan；實驗面條機，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所；LT-ACC300人工氣候箱，立德泰勀（上海）科學(xué)儀器有限公司；CT310K質(zhì)構(gòu)儀，BROOKFIELD，U.S.A.；BGZ-140電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；C21-H2101電磁爐，青島海爾成套家電服務(wù)有限公司；S-570掃描電子顯微鏡，日本日立公司；K1100/K1100F全自動凱氏定氮儀，濟南海能儀器股份有限公司；L 3/11-LT 40/12馬弗爐，廣州市華粵行儀器有限公司；MJ-IIIB型面筋儀，杭州大吉光電儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 馬鈴薯面條原料組成

80%小麥粉+20%馬鈴薯全粉+2%食鹽（以混合粉質(zhì)量計算）。

1.3.2 馬鈴薯面條的制作

稱取混合粉200 g放入和面機，攪拌6 min，同時不斷加入鹽水，加水量為濕面團含水量與混合粉含水量之差，面團的含水量為35%。拌好的面絮放入自封袋在25 ℃的醒發(fā)室內(nèi)醒發(fā)1 h，然后將面絮壓成0.4 cm厚的面帶，繼續(xù)在25 ℃醒發(fā)室中進行二次醒發(fā)30 min，最后醒發(fā)好的面帶分別在 3.0、2.5、2.0、1.5、1.0 mm的軌間距處延壓兩次，面帶壓至1 mm厚，進行切面。

1.3.3 馬鈴薯干面的制作

取部分馬鈴薯鮮切面吊掛在人工氣候箱中烘干，制得馬鈴薯干面。烘干條件如下：第一段：溫度25 ℃，濕度85%，時間1 h；第二段：溫度45 ℃，濕度80%，時間3 h；第三段：溫度25 ℃，濕度60%，時間2 h。

1.4 品質(zhì)指標(biāo)的測定

1.4.1 小麥粉中主要成分的測定

1.4.1.1 蛋白質(zhì)含量測定

小麥粉中粗蛋白含量按《GB 5009.5-2010食品中蛋白質(zhì)的測定》的方法進行測定。

1.4.1.2 濕面筋含量測定

小麥粉中濕面筋含量按《GB/T 5506.2-2008儀器法測定濕面筋》的方法進行測定。

1.4.1.3 淀粉含量測定

小麥粉中淀粉含量按《GB/T 5009.9-2008食品中淀粉的測定》的方法進行測定。

1.4.1.4 直鏈淀粉含量測定

小麥粉中支鏈淀粉含量按Megazyme直鏈淀粉試劑盒方法測定。

1.4.1.5 灰分含量測定

小麥粉中灰分含量按《GB 5009.4-2016食品國家安全標(biāo)準(zhǔn)食品中的灰分的測定》的方法進行測定。

1.4.2 馬鈴薯面條蒸煮損失測定

采用中華人民共和國糧食行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) LS/T 3212-2014《掛面生產(chǎn)工藝測定方法》對鮮切面及干面的蒸煮損失進行測定。稱取約10 g樣品，精確至0.1 g，放入盛有500 mL沸水(蒸餾水)的燒杯中，用電磁爐加熱，保持水的微沸狀態(tài)，煮制最佳烹調(diào)時間后，用筷子挑出面條，面湯放至常溫后，轉(zhuǎn)入500 mL容量瓶中定容混勻，吸50 mL面湯倒入恒重的250 mL燒杯中，放在可調(diào)式電磁爐上蒸發(fā)掉大部分水分后，再吸入面湯50 mL，繼續(xù)蒸發(fā)至近干，放入105 ℃烘箱內(nèi)烘至恒重，計算蒸煮損失。

P=5M/[G×(1-W)]×100

式中：G為煮前面條重量/g；P為蒸煮損失/%；M為100 mL面湯中干物質(zhì)量/g；W為面條中水分含量。

1.4.3 煮后面條質(zhì)構(gòu)特性測定

量取600 mL蒸餾水放入1000 mL燒杯中，將水加熱煮沸后，放入5根馬鈴薯面條，微沸狀態(tài)下煮至最佳蒸煮狀態(tài)立即撈出。以流動蒸餾水沖淋30 s，然后利用質(zhì)構(gòu)儀進行拉伸特性和質(zhì)地剖面分析（TPA）測定，每個樣品進行5次重復(fù)試驗取平均值。

1.4.3.1 煮后面條拉伸特性測定

利用質(zhì)構(gòu)儀對蒸煮沖淋完畢的實驗樣品進行拉伸性能的測定，最大拉力反映蒸煮后面條的拉伸性能。探頭A/SPR，測前速率為2.0 mm/s，返回速率10 mm/s，測試速率1 mm/s。拉伸距離為100 mm，數(shù)據(jù)采集速率為25 p/s。兩探頭起始間距30 mm，觸發(fā)值為5 g。記錄面條被拉斷時的最大拉伸力，每個樣品進行5次重復(fù)實驗取平均值。

1.4.3.2 煮后面條質(zhì)地剖面分析（TPA測試）

利用質(zhì)構(gòu)儀對蒸煮沖淋完畢的實驗樣品進行TPA測試，比較分析面條的硬度、彈性、膠著性、咀嚼性和粘力等品質(zhì)指標(biāo)。選擇3根面條均勻并排放置在實驗平臺上，探頭ALKB-F，測前速率和測后速率均為2.0 mm/s，測試速率為0.8 mm/s。壓縮程度為70%，兩次壓縮停留間隔為10 s，數(shù)據(jù)采集速率為200 p/s。觸發(fā)值為10 g。每個樣品進行6次重復(fù)實驗取平均值。

1.4.4 掃描電鏡（SEM）觀察

將干面用鑷子掰成1~2 mm的小方塊，將干面斷裂面向上放置粘貼固定在載樣臺上，直接進行噴涂處理，觀察、拍照。每個樣品重復(fù)拍照三次，選擇較為清晰的代表性照片觀察比較。

1.4.5 數(shù)據(jù)分析

每個實驗指標(biāo)最少做三個平行試驗，最后測定數(shù)據(jù)用SPASS 17.0統(tǒng)計軟件進行LSD顯著性分析，顯著性p<0.05，統(tǒng)計值使用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。所得結(jié)果進一步用Excel 2007及Origin 9.1做圖表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種小麥粉中主要成分

表1 不同品種小麥粉中主要成分差異Table 1 The differences in major component of different varieties of wheat flour

由表1可見，六種不同品種小麥粉中，雙福02-1粗蛋白含量最高，永良4含量最低。小麥粉蛋白質(zhì)粗蛋白中除面筋蛋白外還含有一定量的非面筋蛋白，這部分蛋白對面粉起到酶的功能，具有催化酵母發(fā)酵和凝結(jié)面團的作用[5,6]。雙福 02-1中的小麥粉直鏈淀粉含量也最高，而新冬18小麥粉中的最低。新冬18小麥粉灰分含量顯著高于其余5種小麥粉，奎冬5小麥粉的灰分含量最低。一般而言，小麥粉灰分含量越高，礦物質(zhì)的含量越高，其加工性能越差[7]。

2.2 不同品種小麥粉對馬鈴薯面條蒸煮損失的影響

蒸煮損失可定量反映蒸煮過程中面條中干物質(zhì)的溶出量，是衡量面條品質(zhì)的重要指標(biāo)。蒸煮損失越大，面條的糊湯程度越嚴(yán)重，面條食用品質(zhì)亦越差[8]。如圖1所示，6種馬鈴薯干面中，雙福02-1馬鈴薯干面蒸煮損失最大，奎冬5馬鈴薯干面最小。6種馬鈴薯鮮切面中，濟南17馬鈴薯鮮切面蒸煮損失最大，雙福02-1馬鈴薯鮮切面次之，山農(nóng)15馬鈴薯鮮切面最小。

這可能是由于山農(nóng)15和奎冬5小麥粉中濕面筋含量較高，在面團的制作過程中形成了較好的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，降低了淀粉的溶出，從而降低了蒸煮損失。蘆靜和趙清宇等認(rèn)為面條的蒸煮損失與濕面筋含量存在著顯著的負相關(guān)[9,10]。雙福02-1小麥粉的高淀粉含量可能是造成馬鈴薯面條蒸煮損失高的主要原因，直鏈淀粉易溶于熱水，糊化時間短，隨著面條中的直鏈淀粉含量的升高，進入面湯中的干物質(zhì)含量增加，蒸煮損失增大[11,12]。

圖1 不同品種小麥粉對馬鈴薯面條蒸煮損失的影響Fig.1 Effects of different wheat flour on the cooking loss of potato noodles

2.3 不同品種小麥粉對馬鈴薯面條拉伸特性的影響

面條的拉伸阻力是指面條在受外力伸展時產(chǎn)生的阻力，一般用面條拉斷時的最大阻力表示[13]。拉伸阻力可以定量反映面條的拉伸特性，通常拉伸阻力越大，面條的筋道感越好，彈性越強，相應(yīng)面條的品質(zhì)亦越好。

六種馬鈴薯干面及鮮切面的拉伸特性如圖 2所示，可以看出山農(nóng)15和濟南17馬鈴薯干面的拉伸阻力要顯著大于其余4種，永良4馬鈴薯面條的拉伸阻力最小。

在鮮切面中，雙福02-1馬鈴薯鮮切面的拉伸阻力最大，濟南17馬鈴薯鮮切面次之，永良4鮮切面拉伸阻力最小。面條的拉伸特性與原料粉中的蛋白質(zhì)和濕面筋含量密切相關(guān)。隨著蛋白質(zhì)含量的增加，濕面筋含量隨之上升，蛋白質(zhì)通過共價鍵和非共價鍵形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進而與淀粉和脂肪等物質(zhì)形成了一個淀粉-蛋白質(zhì)-脂肪復(fù)合體，濕面筋含量越高，這種復(fù)合體結(jié)構(gòu)越牢固穩(wěn)定性越高，形成的面條的彈性越好，拉斷力和拉伸距離也就越大[14]。

圖2 不同品種小麥粉對馬鈴薯面條拉伸特性的影響Fig.2 Effects of different wheat flour on the tensile force of potato noodles

2.4 不同品種小麥粉對馬鈴薯面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

由于各個國家對面條的口感品質(zhì)要求不同，同一種產(chǎn)品感官評價存在很大差異難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，而質(zhì)構(gòu)儀有較高的靈敏度和客觀性，可以通過對結(jié)果的量化處理避免人為評價的主觀因素[15]。同時，剪切應(yīng)力和拉斷力等參數(shù)與面條的筋道感，硬度和彈性等指標(biāo)之間存在顯著的正相關(guān)性，因此用質(zhì)構(gòu)儀對面條的質(zhì)地進行研究不但直觀而且更加方便快捷[16]。對六種馬鈴薯干面和鮮切面質(zhì)構(gòu)特性的測定，結(jié)果見表 2?？梢钥闯?，六種干面的硬度存在顯著差異，其中山農(nóng)15和新冬18馬鈴薯干面硬度較大，雙福02-1馬鈴薯干面硬度最?。粷?7馬鈴薯干面彈性和膠著性相對較好，永良4馬鈴薯干面的硬度、彈性和膠著性等指標(biāo)顯著較差，其他指標(biāo)六種干面均無顯著性差異。在六種鮮切面條中，硬度等五個指標(biāo)的無顯著性差異。濕面筋和直鏈淀粉含量是影響面條質(zhì)構(gòu)特性的主要因素。

山農(nóng) 15和濟南 17小麥粉的濕面筋含量顯著較高，直鏈淀粉含量相對較低（表1）。在面團形成過程中面筋蛋白中的麥谷蛋白各亞基之間通過分子間二硫鍵和次生鍵（氫鍵和疏水作用等）聚集形成較大的蛋白聚合物[17]，這種聚合物形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有較好的剛性和彈性，是產(chǎn)生面條硬度和彈性的主要原因之一，面筋蛋白含量越高，面條的咀嚼性也就越好，筋道感越強[18]。直鏈淀粉含量不一致是影響面條的質(zhì)構(gòu)特性的另一個主要原因[19,20]，通常直鏈淀粉含量越低，面條的吸水量越小，硬度亦越大。

表2 不同品種小麥粉對馬鈴薯面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effects of different wheat flour on the texture characteristics of potato noodles

2.5 不同品種小麥粉對馬鈴薯面條微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖3 不同品種小麥粉對馬鈴薯干面微觀結(jié)構(gòu)的Fig.3 Effects of different wheat flour on the microstructures of potato noodles

掃描電子顯微鏡能較好的評價蛋白質(zhì)和淀粉等主要成分對面條微觀結(jié)構(gòu)的影響[21]。分別在45和2000放大倍數(shù)下觀察六種馬鈴薯干面的橫截面，結(jié)果如圖3所示。

從圖中可以看出，放大倍數(shù)在45倍時，可明顯地觀察到六種面條的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)存在較大差異，山農(nóng)15和濟南17馬鈴薯干面結(jié)構(gòu)較為致密，無龜裂現(xiàn)象發(fā)生且空隙較小。而雙福02-1和永良4馬鈴薯干面質(zhì)地較為疏松，有龜裂現(xiàn)象發(fā)生。在2000倍顯微鏡下進一步觀察發(fā)現(xiàn)，山農(nóng)15和濟南17馬鈴薯干面中蛋白質(zhì)和淀粉顆粒結(jié)合更為緊密，蛋白質(zhì)對淀粉顆粒的包裹效果較好。而雙福02-1馬鈴薯干面中形成的蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較差，淀粉顆粒和蛋白質(zhì)間存在較大空隙，淀粉未完全鑲嵌在面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。小麥粉中濕面筋含量會直接影響面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的數(shù)量和質(zhì)量，進而影響面條的質(zhì)地[22]，而面筋蛋白中的半胱氨酸氧化形成的分子間和分子內(nèi)的二硫鍵可促進網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成[21]。

3 結(jié)論

3.1 綜合考慮不同品種小麥粉對馬鈴薯面條的蒸煮損失、拉伸特性、質(zhì)構(gòu)特性和微觀結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明山農(nóng)15、濟南17小麥粉制作的馬鈴薯面條，其食用品質(zhì)優(yōu)于其他4種小麥粉。由此可見，山農(nóng)15、濟南17小麥粉較適合用于加工馬鈴薯面條。

3.2 小麥粉中濕面筋含量和直鏈淀粉含量對馬鈴薯面條的感官品質(zhì)影響顯著，小麥粉中濕面筋含量越高，直鏈淀粉含量越低馬鈴薯面條的感官品質(zhì)越好。

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