蒲華寅,牛 偉,孫玉利,李 萌,魏建玲,黃峻榕

(陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,陜西西安 710021)

馬鈴薯為茄科茄屬,一年生草本植物,是繼小麥、稻谷和玉米之后的全球第四大重要糧食作物,又稱地蛋、洋芋、土豆等[1]。馬鈴薯營養(yǎng)豐富,除了含有較高含量的淀粉外,還富含維生素、蛋白質(zhì)、磷、鐵、鈣等多種營養(yǎng)成分[2],因此被廣泛的應(yīng)用于各類食品的生產(chǎn)之中,比如馬鈴薯面包[2-3],馬鈴薯餅干[4],馬鈴薯饅頭[5]等。然而,目前的研究多采用馬鈴薯全粉作為原料,但馬鈴薯全粉存在生產(chǎn)工藝復(fù)雜、能耗高、價(jià)格高、營養(yǎng)成分易流失等缺點(diǎn)[6]。與馬鈴薯全粉相比,馬鈴薯泥能有效減少營養(yǎng)物質(zhì)的流失,并具有成本低,加工工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)[7]。

面條是我國傳統(tǒng)主食,加工簡單、食用方便、老少皆宜。面條加工主要原料是小麥面粉,而馬鈴薯面條的開發(fā)可以豐富面條種類,提升面條營養(yǎng)價(jià)值。然而,由于缺少面筋蛋白,直接利用馬鈴薯制作面條較困難,目前主要通過將馬鈴薯全粉與小麥面粉復(fù)配制作面條[8]。與馬鈴薯全粉相比,以馬鈴薯泥為原料加工面條細(xì)胞破碎率小、水分利用率高,同時(shí)也完整的保留了鮮薯的風(fēng)味物質(zhì)。目前已開展了利用馬鈴薯泥與小麥面粉復(fù)配制作面條的相關(guān)研究,但復(fù)配體系中馬鈴薯泥占比(馬鈴薯泥質(zhì)量占馬鈴薯泥與中筋粉總質(zhì)量的百分比)最大值基本在30%左右,且主要側(cè)重在加工工藝優(yōu)化上,而通過添加改良劑提升馬鈴薯泥面條品質(zhì)的研究相對(duì)較少[9-12]。

本文通過微波加熱制備馬鈴薯泥,在確定馬鈴薯泥面條加工工藝的基礎(chǔ)上,研究了不同改良劑對(duì)面條品質(zhì)的影響,進(jìn)而確定馬鈴薯泥占比50%時(shí)馬鈴薯泥面條的較佳加工工藝及配方,為高占比馬鈴薯泥產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬鈴薯 市售大西洋馬鈴薯,食品級(jí);愛菊小麥中筋粉 西安愛菊糧油工業(yè)集團(tuán),食品級(jí);谷朊粉 徐州奧凱小麥淀粉有限公司,食品級(jí);大豆分離蛋白、沙蒿膠、單甘酯及大豆磷脂 河南萬仟食品添加劑有限公司,食品級(jí);魔芋粉 浙江千裕生物科技有限公司,食品級(jí)。

C21-WT2105型電磁爐 美的集團(tuán);ME-2080MG型微波爐 海爾集團(tuán);FK156-3型家用多功能壓面機(jī) 浙江俊媳婦機(jī)械設(shè)備有限公司;JJ623BC型電子天平 常熟市雙杰測試儀器廠;101型電熱鼓風(fēng)干燥箱 北京中興偉業(yè)儀器有限公司;XTPlus物性分析儀 英國TA公司;HE53/02水分測定儀 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 馬鈴薯泥的制備 選取無損傷、無發(fā)芽、無蟲害、無腐爛的新鮮馬鈴薯,保鮮膜包裹后置于微波爐(800 W)加熱4.5 min,取出后翻轉(zhuǎn)并繼續(xù)置于微波爐(800 W)加熱4.5 min后再次取出,冷卻10 min后去皮并置于研缽中用研磨棒搗成馬鈴薯泥,利用水分測定儀測定水分后,加入一定量的蒸餾水使馬鈴薯泥的含水量達(dá)到65%左右,備用。

1.2.2 馬鈴薯泥面條制作 稱取馬鈴薯泥及中筋粉(按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)比例)共計(jì)100 g充分混勻,使其形成均勻散顆粒狀,手握可成團(tuán),輕輕搓又可回到顆粒狀態(tài)。將和好的面團(tuán)用保鮮膜包裹,在一定溫度下醒發(fā)一定時(shí)間后,取出并用壓面機(jī)反復(fù)壓軋,直至形成厚度為1 mm的光滑均勻面片,最后將壓好的面片用壓面機(jī)壓成厚1 mm、長20 cm、寬3 mm的面條[10]。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn) 按1.2.2進(jìn)行面條制作,考察馬鈴薯泥占比、醒發(fā)時(shí)間及醒發(fā)溫度對(duì)馬鈴薯泥面條品質(zhì)的影響。考察馬鈴薯泥占比(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%)對(duì)馬鈴薯泥面條品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性的影響,固定條件為醒發(fā)時(shí)間20 min,醒發(fā)溫度20 ℃;考察醒發(fā)時(shí)間(10、20、30、40、50 min)對(duì)馬鈴薯泥面條品質(zhì)的影響,固定條件為馬鈴薯泥占比50%,醒發(fā)溫度20 ℃;考察醒發(fā)溫度(10、20、30、40 ℃)對(duì)馬鈴薯泥面條品質(zhì)的影響,固定條件為馬鈴薯泥占比50%,醒發(fā)溫度30 min。

1.2.4 馬鈴薯泥面條蒸煮特性測定

1.2.4.1 最佳蒸煮時(shí)間的確定 取20根面條,放入500 mL沸水中,開始記時(shí),每隔5 s撈出1根,用玻璃擠壓面條的橫切面,觀察面條中間的白芯,直至白芯剛好消失即為面條的最佳蒸煮時(shí)間[13]。

1.2.4.2 斷條率的測定 取20根面條置于500 mL沸水中,保持水的沸騰狀態(tài)煮制2.5 min,用竹筷將面條輕輕挑出,斷條率計(jì)算公式如下[14]:

1.用人單位及職工五項(xiàng)社會(huì)保險(xiǎn)費(fèi)和機(jī)關(guān)事業(yè)單位養(yǎng)老保險(xiǎn)。實(shí)行按月征收，個(gè)人繳納部分由用人單位代扣繳并連同單位應(yīng)繳納的統(tǒng)籌部分一并繳納入庫。參保單位可委托銀行托收劃繳，或自行存入社會(huì)保險(xiǎn)經(jīng)辦機(jī)構(gòu)在銀行設(shè)立的社會(huì)保險(xiǎn)基金專戶繳交。

S(%)=N/20×100

其中:S表示斷條率,%;N表示斷面條根數(shù)。

1.2.4.3 吸水率的測定 取20根面條置于500 mL沸水中,2.5 min后撈出置于20 ℃蒸餾水中冷卻1 min,用濾紙吸干表面水分后稱重并計(jì)算吸水率。計(jì)算公式如下[9]:

X(%)=(M2-M1)/M1×100

其中:X表示吸水率,%;M1表示面條總質(zhì)量,g;M2表示煮后面條吸干表面水分后總質(zhì)量,g。

1.2.4.4 蒸煮損失率的測定 稱取15 g的面條放入盛有200 mL的沸水中煮2.5 min后撈出,把煮后的面湯倒入鋁盒中并放入烘箱中,在105 ℃溫度下烘干至恒重,計(jì)算蒸煮損失率。計(jì)算公式如下[15]:

P(%)=(M3-M4)/15×100

1.2.5 馬鈴薯泥面條感官評(píng)定 量取200 mL水于鍋內(nèi)煮沸,稱取20根面條樣品按1.2.4.1中確定好的最佳蒸煮時(shí)間進(jìn)行煮制。參照LS/T 3202-1993《面條用小麥粉》的方法進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。面條評(píng)分項(xiàng)目共7項(xiàng),總分100分，詳見表1。

表1 面條品評(píng)項(xiàng)目及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation project and scoring standard of noodles

1.2.6 馬鈴薯泥面條的質(zhì)構(gòu)測定 將面條置于500 mL蒸餾水中按1.2.4.1中確定好的最佳蒸煮時(shí)間進(jìn)行煮制,迅速撈出后放入500 mL,20 ℃蒸餾水中冷卻2 min。取5根面條按一定間隔平行放于載物臺(tái)上,對(duì)馬鈴薯泥面條樣品的硬度、粘著性、彈性及內(nèi)聚性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行測定。測試參數(shù)為:輕型刀片A/LKB探頭,測前、測中及測后速度均為0.80 mm/s,數(shù)據(jù)采集頻率200 pps,2次下壓間隔2 s,觸發(fā)力為10.0 g,壓縮比90%,每個(gè)樣品測3次平行[16]。

1.2.7 改良劑的篩選 通過單因素實(shí)驗(yàn)篩選出馬鈴薯泥占比、醒發(fā)時(shí)間及醒發(fā)溫度的最優(yōu)參數(shù)組合。選取包括親水膠體(大豆分離蛋白、大豆磷脂)、蛋白類(谷朊粉、沙蒿膠)、乳化劑(單甘脂、魔芋粉)類在內(nèi)的六種改良劑,以1.2.5馬鈴薯泥面條感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)面條進(jìn)行品質(zhì)改良。具體參數(shù)如下:

在和面過程中向復(fù)配體系(馬鈴薯泥占比為50%、小麥粉占比為50%)中分別加入復(fù)配體系0、1%、2%、3%、4%、5%的谷朊粉,所制備的面團(tuán)在20 ℃醒發(fā)30 min后,按1.2.2方法制備面條,評(píng)價(jià)不同條件下馬鈴薯泥面條煮熟后的感官評(píng)分,確定谷朊粉的較適添加量。

將上述改良劑(谷朊粉)替換為0、1%、2%、3%、4%、5%的大豆分離蛋白,其余同上處理,確定大豆分離蛋白的較適添加量。

將上述改良劑替換為0、1%、2%、3%、4%、5%的魔芋粉,其余同上處理,確定魔芋粉的較適添加量。

將改良劑替換為0、1%、2%、3%、4%、5%的大豆磷脂,其余同上處理,確定大豆磷脂的較適添加量。

將改良劑替換為0、0.01%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%的沙蒿膠,其余同上處理,確定沙蒿膠的較適添加量。

將改良劑替換為0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的單甘酯,其余同上處理,確定單甘酯的較適添加量。

通過對(duì)比各因素對(duì)馬鈴薯面條品質(zhì)的改良效果,進(jìn)而選擇出改良效果最好的3種改良劑,用于下文正交試驗(yàn)。

1.2.8 正交試驗(yàn) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以得出對(duì)提升馬鈴薯面條品質(zhì)影響較大的前3個(gè)因素,分別為谷朊粉、魔芋粉、單甘酯,設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表2。

表2 正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal test

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 13.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,選擇LSD法進(jìn)行差異性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 馬鈴薯泥占比對(duì)馬鈴薯泥面條品質(zhì)的影響 表3是馬鈴薯泥占比對(duì)面條品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性的影響。由表3可知,隨著馬鈴薯泥占比的增加,面條最佳蒸煮時(shí)間減少,而吸水率、斷條率及蒸煮損失率整體上呈現(xiàn)增加的趨勢。馬鈴薯泥中含有一定量的膳食纖維,且馬鈴薯在加熱過程中內(nèi)部部分淀粉糊化可能是導(dǎo)致吸水性增加的主要原因[9]。在馬鈴薯泥占比為0～20%的范圍內(nèi),吸水率與斷條率之間沒有顯著性差異,但當(dāng)馬鈴薯泥占比超過50%時(shí),面條的斷條率明顯增加[12]。質(zhì)構(gòu)參數(shù)表明,提高馬鈴薯泥占比,面條硬度逐漸減小,而粘著性逐漸增大。馬鈴薯泥面條彈性變化不大,但均小于小麥面條。對(duì)于馬鈴薯泥面條,隨著馬鈴薯泥占比的增加,內(nèi)聚性相對(duì)于不添加馬鈴薯泥的樣品均呈現(xiàn)出了不同程度的增加。當(dāng)馬鈴薯泥占比為60%時(shí),彈性值明顯低于其它樣品,此時(shí)馬鈴薯泥面條蒸煮品質(zhì)也較差。這可能是由于馬鈴薯泥占比過大,體系相容性變差導(dǎo)致。感官評(píng)定結(jié)果表明,馬鈴薯泥面條評(píng)分均低于小麥面條,添加了馬鈴薯泥的樣品中,馬鈴薯泥占比為10%、40%及50%時(shí),面條感官評(píng)分相對(duì)較好。為了利于馬鈴薯主食化開發(fā),選擇較高的馬鈴薯泥占比(50%)進(jìn)行后續(xù)工藝優(yōu)化。

表3 馬鈴薯泥占比對(duì)馬鈴薯泥面條蒸煮特性、感官評(píng)分及面條質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effects of proportion of mashed potato on cooking,sensory and textural properties of mashed potato noodles

2.1.2 面條醒發(fā)時(shí)間對(duì)馬鈴薯泥面條品質(zhì)的影響 由表4可知,最佳蒸煮時(shí)間受醒發(fā)時(shí)間影響較小(p>0.05),而醒發(fā)時(shí)間超過10 min后,蒸煮損失率顯著降低(p<0.05)，隨后平穩(wěn)。吸水率及斷條率隨醒發(fā)時(shí)間的增加整體上呈先減小后增大的趨勢。在面條的制作過程中適當(dāng)延長面團(tuán)醒發(fā)的時(shí)間可使面團(tuán)內(nèi)部蛋白質(zhì)和淀粉充分吸收水分,并形成均勻的內(nèi)部結(jié)構(gòu),但醒發(fā)時(shí)間過長,面團(tuán)內(nèi)部水分逐漸向表面遷移,導(dǎo)致面團(tuán)表面的粘度升高。因此,增加醒發(fā)時(shí)間,面條硬度逐漸降低。此外,醒發(fā)時(shí)間由10～20 min粘著性增加,但醒發(fā)時(shí)間20～50 min樣品無顯著性差異。面條彈性先增加,達(dá)到30 min后又降低。感官評(píng)分表明,20%～40%馬鈴薯泥面條評(píng)分接近,但30%馬鈴薯泥面條斷條率及蒸煮損失率最低。因此,后續(xù)選擇醒發(fā)時(shí)間30 min進(jìn)行研究。

表4 面團(tuán)醒發(fā)時(shí)間對(duì)馬鈴薯泥面條蒸煮特性、感官評(píng)分及面條質(zhì)構(gòu)的影響Table 4 Effects of proofing time of dough on cooking,sensory and textural properties of mashed potato noodles

2.1.3 面團(tuán)醒發(fā)溫度對(duì)馬鈴薯泥面條品質(zhì)的影響 由表5可知,增加醒發(fā)溫度,最佳蒸煮時(shí)間先縮短,超過10 ℃后無明顯差異,這主要與溫度的增加導(dǎo)致淀粉糊化相關(guān)。蒸煮損失率先降低,但當(dāng)醒發(fā)溫度超過20 ℃后又明顯增加,此時(shí)吸水率及斷條率亦逐漸增加,表明面條品質(zhì)降低,因而感官評(píng)分也較低,這可能與面條在較高或較低溫度醒發(fā)時(shí)對(duì)面筋質(zhì)(存在于小麥胚乳中,主要成分是膠蛋白和谷蛋白)的溶脹作用有關(guān),該作用使面筋蛋白分子結(jié)合過于舒展或過于緊密,不利于面筋蛋白分子的聚合,導(dǎo)致面團(tuán)內(nèi)部不能形成較好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而影響了面條的品質(zhì)[17]。質(zhì)構(gòu)特性表明,醒發(fā)溫度由10 ℃增加至20 ℃,硬度及內(nèi)聚性明顯增加,但當(dāng)醒發(fā)溫度超過20 ℃后,硬度和彈性差異并不大,而醒發(fā)溫度由30 ℃增加至40 ℃,粘著性及內(nèi)聚性降低。綜合以上面條的蒸煮特性、感官評(píng)分以及質(zhì)構(gòu)分析的結(jié)果,面團(tuán)醒發(fā)溫度為20 ℃時(shí)馬鈴薯泥面條的品質(zhì)最好。

表5 醒發(fā)溫度對(duì)馬鈴薯泥面條蒸煮特性、感官評(píng)分及面條質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Effects of proofing temperature of dough on cooking,sensory and textural properties of mashed potato noodles

2.2 改良劑的篩選

結(jié)果如圖1所示。由圖1可知,添加大豆分離蛋白對(duì)面條的感官品質(zhì)影響不大,添加沙蒿膠及大豆磷脂反而會(huì)降低面條品質(zhì),而適當(dāng)添加谷朊粉、魔芋粉或單甘酯能提升馬鈴薯泥面條感官品質(zhì),從感官評(píng)價(jià)(未列出)來看，其中谷朊粉和單甘酯對(duì)面條的品質(zhì)提升較明顯,而魔芋粉對(duì)面條的口感提升較明顯。

圖1 六種改良劑對(duì)馬鈴薯泥面條感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of six kinds of improvers on the textural quality of mashed potato noodles注:不同上標(biāo)字母(a～e)表示各改良劑組平均值具有顯著差異(p<0.05)。

2.3 改良劑添加量優(yōu)化

在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上,以谷朊粉、魔芋粉、單甘酯為3個(gè)因素,以感官評(píng)分為衡量指標(biāo),選擇3因素3水平正交試驗(yàn)優(yōu)化改良劑添加量,正交試驗(yàn)與結(jié)果如表6所示,方差分析結(jié)果見表7。由極差分析得知,影響馬鈴薯泥面條感官評(píng)分的因素主次順序?yàn)?A>B>C,表明谷朊粉對(duì)馬鈴薯泥面條感官品質(zhì)的影響最為明顯,其次是魔芋粉,最后是單甘酯。改良劑添加量的最優(yōu)水平組合為A1B1C2,即最佳工藝條件為:谷朊粉添加量3%、魔芋粉添加量1%、單甘酯添加量1%,馬鈴薯泥占比50%、小麥粉占比50%,面團(tuán)醒發(fā)時(shí)間30 min、醒發(fā)溫度20 ℃。驗(yàn)證試驗(yàn)表明該條件下所制備的馬鈴薯泥面條感官評(píng)分達(dá)到(90.1±0.2)分,高于正交試驗(yàn)9組數(shù)據(jù)。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of orthogonal experiment

由表7可知,谷朊粉添加量對(duì)感官評(píng)分影響達(dá)到了顯著水平(p<0.05),魔芋粉、單甘酯的添加量對(duì)感官評(píng)分影響不顯著(p>0.05)。

表7 方差分析結(jié)果Table 7 Analysis of variance results

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)確定馬鈴薯泥面條的最優(yōu)加工工藝,在此基礎(chǔ)上,篩選出3類改良劑,并通過單因素實(shí)驗(yàn)、正交試驗(yàn)確定了復(fù)合改良劑的最優(yōu)添加水平。研究表明:在馬鈴薯泥占比50%、小麥粉占比50%、面團(tuán)醒發(fā)時(shí)間30 min、醒發(fā)溫度20 ℃,添加谷朊粉3%、魔芋粉1%、單甘酯1%的條件下,所制備的馬鈴薯泥面條品質(zhì)最佳,感官評(píng)分達(dá)90.1 分。