張夢迪,陸啟玉
(河南工業(yè)大學 糧油食品學院,鄭州 450001)
小麥面條一直是亞洲國家人們飲食的重要組成部分,其因易于烹飪和富含營養(yǎng)而受到消費者的青睞。悠久的歷史逐漸形成了豐富的面條種類,有方便面、掛面、拉面、燴面、刀削面以及日本的烏冬面等。這些面條制作過程中的一道重要工序就是和面加水,由于消費者對面條品質要求越來越高,因而常在這一道工序中加入不同改良劑對面條進行改良,改良劑不僅能夠改善食品的口感與外觀,還能延長食品的保存時間[1]。
食品質量與我們的生活息息相關,作為添加到食品中的改良劑,需要重點關注的它們對食品的改良外,更重要的是它們添加量的安全問題[2,3]。若攝入過多的食鹽會引起一些慢性疾病的發(fā)生,危害人體健康[4]。因此,在考慮添加劑對面條的改良的同時要注意控制添加量在允許添加的范圍之內。目前被用來添加到面條中的鹽主要有碳酸鹽、食鹽和磷酸鹽這3類。本文主要講述3類鹽添加到面條中后面條的品質的變化,探究對面條進行進一步改良的可行性。
當今面條中添加的最常見的堿性鹽是碳酸鈉、碳酸鉀或兩者的混合物。新鮮堿性面的碳酸鹽比例通常為 1.0%~1.5%, 蒸堿性面的碳酸鹽比例為0.3%~0.5%。楚炎沛[5]的研究結果表明,碳酸鉀和碳酸鈉可以顯著提高面團的穩(wěn)定時間和評價值,降低面團的弱化程度;在一定時間內可以提高吸水率和形成時間;在拉伸圖上,碳酸鉀和碳酸鈉可以在一定的添加量內顯著提高面團的拉伸強度;碳酸鉀對面團質量的總體改善效果弱于碳酸鈉。Gengjun C等[6]在軟質面團中加入碳酸氫鈉改善了面團混合穩(wěn)定性、強度、延展性和彈性,認為這是協同的分子間和分子內相互作用的結果。隨著水合面筋在網狀結構中的流動性增加,面筋的水合作用提高了面團的粘合力和粘附性能。因此,添加NaHCO3可以通過離子與水的相互作用減輕面團的粘稠度,增強面團的強度,延緩水化。
堿性鹽可顯著增加面條的烹飪損失,即增加面條的固體溶出率。堿性鹽的溶出是烹飪損失增加的原因之一。面條的蒸煮損失可能是由于直鏈淀粉浸出和溶解一些水溶性蛋白質所造成的。Fan H等[7]研究發(fā)現添加堿性鹽(碳酸鈉與碳酸鉀的比例為9∶1)會增加烹飪損耗和最佳烹飪時間, 從而增加硬度和咀嚼度, 并顯著降低附著力,面條的彈性無明顯變化;隨著堿性鹽的添加,最佳烹飪時間和面條烹飪損失隨之增加;隨著堿性鹽混合物中碳酸鉀的比例增加,面條的吸水率增加,蒸煮損失減少,而最佳烹飪時間先增加然后顯著下降,達到最大值 0.8∶0.2 (Na-to-K)。Li M等[8]研究發(fā)現面條產品的烹飪損失是評估其整體質量的重要參數之一,推測原因可能是面筋網絡和淀粉顆粒的組合被堿性鹽改變,導致烹飪損失增加。其還進一步推測Na+和K+的鹽溶液可以在不同程度上加強面筋網絡。
總的說來,堿性鹽的加入會增加面條的烹飪損失,可能是堿性鹽的溶出造成的結果,也可能是面筋網絡與淀粉結合導致的,但是當堿性鹽混合物中碳酸鉀比例增加時降低了面條的蒸煮損失,可以認為碳酸鉀對面條蒸煮品質有比較好的改良作用。
在評估面條的質量和確定消費者接受度時,質構特性被認為是最關鍵的特征。范會平等[9]研究了堿性鹽(Na2CO3+K2CO3)對面條質構特性的影響,得出堿性鹽能顯著增加面條的蒸煮損失率,增加面條的硬度、膠著性、回復性、黏聚性和咀嚼性。Fan H等發(fā)現隨著堿性鹽(Na2CO3+K2CO3)添加量的增加,面條的斷裂長度沒有明顯變化,而堿性面條的拉伸強度在0%~0.8%范圍內有顯著提高。堿性鹽呈波狀增加硬度,最大硬度為1.0%,這可能是由于堿性鹽含量低于1.0%時,堿性鹽與面筋蛋白爭奪游離水,造成硬度增加反彈;而且面團組織中水分的過度流失導致面團組織松動,硬度降低;隨著堿性鹽添加量的增加,面條的粘附性和彈性均無明顯變化。
堿可以作用于面粉中的蛋白質和淀粉,以增強面團的強度,使面團獨特堅韌和富有彈性。董育紅等[10]研究表明添加約0.42%~0.84%的K2CO3可使面團形成時間延長約0.5 min,從而延長面團中蛋白質的水化時間,充分形成面筋,提高面團的彈性,提高加工性能。Li T等[11]研究結果表明,堿的加入不僅促進了面筋的聚合程度,而且誘導了脫氫丙氨酸的交聯。
堿的加入能加速淀粉凝膠化,使面粉更易糊化,面粉的糊化溫度降低,糊化時間和峰值時間明顯減少,峰值粘度大大提高,但峰值時溫度的變化尚沒有明確的結論。范會平等研究表明堿性鹽影響了小麥粉峰值黏度、衰減值、回生值、峰值時間和糊化溫度,延長了小麥粉峰值時間,改變堿性鹽的添加比例和用量,也使得糊化溫度發(fā)生相應改變,但并未明顯影響糊化溫度,這表明堿性條件下能夠把糊化溫度保持在一個比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
食鹽的主要成分是NaCl,是一種中性鹽,主要是通過離子間的相互作用和改變蛋白質的疏水性影響面團的性質。加入鹽后,面團的強度明顯提高,可承受的最大拉力增加,并隨著添加量的增加而增加。原因是加入食鹽后,它可以顯著提高面團的穩(wěn)定性和抗攪拌性能。隨著氯化鈉添加量的增加,面團的縱向拉伸應力顯著增加,橫向拉伸應力略有增加。由于氯化鈉溶于水,它會分解成鈉離子和氯離子。加入面粉后,可以加快面粉的吸水率,水分分散均勻。同時鈉離子和氯離子分布在蛋白質周圍用以固定水分,有利于蛋白質快速吸水形成彼此聯系更加緊密的面筋,面筋的彈性和延伸性得到了加強。王欣等[12]研究證實1.5%~2%的NaCl對面團的抗拉伸性能和穩(wěn)定性有明顯改善。氯化鈉可以促進面粉與水更快結合,并增加面團的筋力和延展性。Day L[13]研究得出結論添加NaCl會使面團更有彈性和穩(wěn)定性,減少面團的粘性,使其更容易處理。
總之,加入食鹽一方面能夠提高面團的強度,增強面筋的彈性和延伸性;另一方面也明顯改善了面團的抗拉伸性和穩(wěn)定性,減少了面團的粘性。
氯化鈉可以增加面條的烹飪損失,關鍵在于鹽的溶出以及淀粉的溶出。鹽也許有助于淀粉的凝膠化,導致淀粉不易嵌入蛋白網絡結構中從而溶出。Zhen Fu[14]研究表明,淀粉間及淀粉與水之間的互相作用受到Na+和Cl+存在的影響,這個原因或許也促進了烹飪損失的增加。
食鹽主要通過加強面條的蛋白網絡結構繼而影響面條的質地。當食鹽含量逐漸增加時,面條的硬度、黏附性、黏合性均有所提高,面條品質也有所提高。Ine R等[15]研究表明,NaCl的使用增加了熟面條的硬度。
氯化鈉對面條質量的影響主要是通過影響面粉中面筋蛋白的形成來實現的。Ine R等研究了氯化鈉對新鮮小麥面筋網絡變化的影響。面條生產對面筋結構的影響不明顯。相反,烹飪通過二硫鍵的形成或重組增加了面筋的平均分子量,這證明了蛋白質可萃取性的降低。在配方中添加NaCl(在面粉基礎上添加0.5%~3.0%的重量)可降低面筋在烹飪過程中的聚合程度。王冠岳等[16]認為,當氯化鈉的添加量達到4%時,面條的整體質量水平非常好。然而,當加入的量太高時,氯化鈉阻礙了面筋蛋白質的充分水化,導致面條內部干燥并且結構松散,最終導致面條質量下降。
食鹽的加入收斂了面筋,增加了其黏彈性和強度,減少了斷條的發(fā)生,而在面條中加入NaCl可降低面筋在烹飪過程中的聚合程度。當面條中氯化鈉添加量超過4%時,會使面條品質變差。因此,向面條中添加食鹽時要注意適度,不可過量加入,而且過量添加還會對人體產生不好的影響。
面粉在面條品質的各個方面都起著至關重要的作用。面粉的糊化是影響面條質量的主要因素,當面粉處于初始糊化溫度和最高粘度時,面條質量溫度與感官指數之間沒有顯著相關性,最高粘度和面條顏色、外觀、粘度、光滑度、味道和總評分為顯著或極顯著正相關。因此,小麥粉糊化的最高粘度特征指數對面條食用品質有顯著影響,能夠被用來預測面條的質量。
磷酸鹽作為一種品質良好的改良劑,加入面條中會極大地改善面條的性質,不僅煮出的面條光滑度好,并且能夠補充營養(yǎng)。趙建軍等[17]研究表明,隨著加入磷酸鹽的增多,面團的縱向拉應力顯著增加,橫向拉應力略有增加。由于壓延的方向性,磷酸鹽對面團的縱向拉伸應力的影響是顯著的。面團穩(wěn)定時間是面粉蛋白質和面筋質量的綜合表達,在食品加工質量中起著重要作用。王瑋等[18]認為穩(wěn)定時間越長,面團筋力越強,則面筋網絡越強,攪拌阻力越好,即面團的加工性能越好。
可以看出,焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉對面團的粉質特性有比較明顯的影響,磷酸鹽對面團縱向拉伸應力影響顯著,隨著穩(wěn)定時間變長,面筋網絡結構越強,面團的加工性能越好,食用品質也自然有所提升。
面條的質量通常根據表面外觀、烹飪特性、質地、顏色和感官評價來評估。烹飪產量和烹飪損失是烹飪質量的重要指標,對消費者來說是最重要的特征之一。在面團形成期間,面筋形成網狀結構,其中嵌入淀粉和其他成分。烹飪損失主要來自淀粉、蛋白質和其他可溶性成分的溶解。復合磷酸鹽能明顯提高面條的品質,增強面條的粘彈性、韌性,使面條長時間烹煮不混湯。也許是因為磷酸鹽可以增強面筋和淀粉之間的相互作用,增強面團的彈性和韌性,同時減少面條烹飪過程中淀粉的溶解,提高面條的質量。
因此,相比于碳酸鹽和食鹽,磷酸鹽的加入增強了面條的粘彈性,提高了面條的烹飪品質,使面條久煮不混湯。烹飪損失的降低可以通過向面條中加入適量磷酸鹽來完成。
磷酸鹽主要通過促進淀粉糊化和強化面筋網絡來改善面條的品質。Chen Min 等[19]研究得出面條的硬度與面粉的糊化特性呈負相關,并且與面團的混合穩(wěn)定性呈正相關。因此,磷酸鹽對硬度的最終影響取決于增加面筋黏度與提高面筋強度之間的平衡關系。
在面條的加工和品質方面,面筋被認為起著至關重要的作用。復合磷酸鹽可以在面筋和淀粉之間進行酯化和橋聯,生成相對穩(wěn)定的復合物,使得淀粉和谷蛋白的結合能力增強,溶解的淀粉變少,面粉強度增加。另外,磷酸鹽還能夠增加淀粉的吸水能力和面團的持水能力,使面筋蛋白能夠充分膨脹,由此形成良好的面筋網狀結構,增強了面團的彈性和韌性,降低了斷條率,并且面條的味道變好。磷酸鹽可以增加面團內外的滲透壓,使水更好地進入顆粒內部,增加淀粉的吸水能力,面團網絡結構的形成變慢。但是,如果磷酸鹽添加量超過了0.2%,則會阻礙水分進入顆粒的內部,加快面團網絡結構的形成。
添加磷酸鹽后,小麥粉的糊化程度會受到一定程度的影響,通常表現在小麥粉的糊化溫度、峰值黏度和保持黏度被提高了,而衰減值和回生值則被降低。Chen Min 等研究了三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、磷酸二鈉和磷酸三鈉5種磷酸鹽對面粉糊化特性的影響,發(fā)現這5種類型的磷酸鹽都增加了小麥粉的峰值和最終粘度。隨著磷酸三鈉濃度的增加,其糊化溫度也顯著增加。
作為重要的主食,面條在我們的生活中占據著非常重要的地位。隨著人們生活水平的提高,對面條的品質要求也越來越高,因而改良劑被用來改善面條的品質??v觀近些年關于鹽類對面條品質影響研究的相關文獻,諸如碳酸鹽、食鹽及磷酸鹽對面團流變學特性、面條烹飪特性、面條質構特性、面筋網絡及面粉糊化特性的影響也十分詳盡:多數碳酸鹽和食鹽都會增加面條烹煮時的損失,而磷酸鹽的加入可以改善面條的烹煮品質;鹽的加入增強了面筋的彈性和延展性,對面條的質構和面粉的糊化特性產生了一定的影響,還能夠改善面團的加工性能,提高面條的質量。
一方面,這些鹽類食品添加劑添加后對面條有改良作用,但是另一方面,添加后的安全性問題也不能忽視,要控制在生產允許的范圍內,不可過量添加。方便面作為一種便捷的速食產品,消費者越來越注重面餅本身的品質和口感[20]。這就要求對添加劑進行進一步的實驗研究,探究如何使用能對面條進行最優(yōu)改良,提高方便面餅的品質。此外,這些添加劑也應用在方便米飯、方便燴面及其他一些面制品中。磷酸鹽也經常被作為酸味劑添加到調味品中用作調味。同時,調味品中也會有氯化鈉的使用,它們在生產過程中有很廣泛的應用。
但是,探究鹽類對面條品質影響的研究多為宏觀方面的,微觀研究特別是機理方面的研究還很少見。由于面條制作時所用的小麥生產地不同,所以鹽類對面條品質的影響不能一概而論,需要考慮到產地因素的影響。碳酸鹽、食鹽及磷酸鹽的加入可以改善面條的烹飪品質,但是它們對面條烹飪品質影響的機理尚不清楚。大多數文獻雖涉及到研究鹽類添加對面團及面條品質的影響,但是對其中蛋白質和淀粉等組分的研究還缺少比較系統的數據和分析結果,這些鹽類是如何與蛋白質和淀粉等相互作用,以及如何影響面條的質量都是我們下一步需要探索的方向。