周小理,馬思佳,朱思怡,姜玥,李云龍,周一鳴
(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院,上海 201418)(2.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué),美麗中國(guó)與生態(tài)文明研究院,海高校智庫(kù),上海 201418)(3.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,山西太原 030031)
苦蕎制品多種多樣,在我國(guó)傳統(tǒng)的蕎麥制品包括苦蕎面條、苦蕎饅頭、苦蕎餅、苦蕎鍋巴、蕎米、苦蕎涼粉等。日本長(zhǎng)期以苦蕎面為傳統(tǒng)主食[1,2],其苦蕎制品以通心粉、苦蕎面最為流行。東歐國(guó)家的苦蕎制品以苦蕎飯食、苦蕎糕點(diǎn)最為普遍;西歐國(guó)家的苦蕎制品以苦蕎面、苦蕎粉、意大利面條等為主[3,4]。蕎麥制品分為初級(jí)加工制品和深度加工制品[5],初級(jí)加工制品主要包括:蕎麥粉沖劑、面條、蛋糕等;深度加工主要為蕎麥飲品類。近年來(lái),蕎麥茶、蕎麥醋、蕎麥保健酒等食品也進(jìn)入消費(fèi)者市場(chǎng)[6,7]。蕎麥面包、蕎麥醋和蕎麥酒為發(fā)酵類產(chǎn)品,發(fā)酵可將蕎麥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放,提升產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)功效,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失較少。苦蕎經(jīng)過(guò)發(fā)酵還可以制成苦蕎酸奶、黃酒、苦蕎醬等飲品或風(fēng)味調(diào)料[8]。蕎麥芽菜、蕎麥苗也被廣泛加工利用,蕎麥苗中蛋白質(zhì)含量豐富,其氨基酸、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量遠(yuǎn)高于蕎麥芽菜,烹飪后口感柔軟、食用價(jià)值高[9,10]。Molinari[11]將苦蕎麥芽與米粉復(fù)配后制成無(wú)麩質(zhì)餅干,經(jīng) LC-MS檢測(cè)到餅干的總酚和槲皮素含量顯著升高,具有較高的抗氧化活性和較低的血糖指數(shù)?,F(xiàn)階段較成熟的工藝是蕎麥醋、蕎麥醬油以及五糧液酒廠獨(dú)特的白酒制造工藝[12]。
目前,市場(chǎng)上的苦蕎提取物的食品較多,且大多定位為特定群體,市場(chǎng)售價(jià)也較高,脫離大眾消費(fèi)水平,消費(fèi)基礎(chǔ)尚不穩(wěn)定,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)苦蕎的深度加工利用??嗍w粉不含面筋,加工時(shí)很難形成具有彈性和延展性的面團(tuán)[13,14],且苦蕎粉中醇溶蛋白含量較低,和面時(shí)很難形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[15],抑制了苦蕎制品的工業(yè)化生產(chǎn)[16]。在苦蕎面制品的生產(chǎn)中,一定量的苦蕎粉與小麥粉復(fù)配,用小麥粉的良好性質(zhì)改善苦蕎粉的流變學(xué)特性,實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)互補(bǔ),改善苦蕎粉的加工品質(zhì)[17]。本研究擬通過(guò)混合實(shí)驗(yàn)儀、吹泡儀等儀器探究苦蕎-小麥混合粉面團(tuán)成團(tuán)機(jī)制,尋找苦蕎鮮濕面條中苦蕎粉的最佳添加比例,以及通過(guò)對(duì)苦蕎-小麥混合粉面團(tuán)內(nèi)淀粉和蛋白質(zhì)的相互作用,為制作苦蕎鮮濕面條提供一定的依據(jù)。
1.1 材料與試劑
苦蕎粉,山西雁門清高食業(yè)有限責(zé)任公司;小麥粉,河北省石家莊市;食用鹽,食品級(jí),中國(guó)鹽業(yè)集團(tuán)有限公司;以上食品級(jí)試驗(yàn)材料均為市售。
氯化鈉,分析純;硼酸,分析純;濃硫酸(98%),分析純;濃鹽酸(37%),分析純。
1.2 儀器與設(shè)備
Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀,法國(guó)肖邦技術(shù)公司;AlevoLAB吹泡儀,法國(guó)肖邦技術(shù)公司;TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)Stable Micro System公司;JM-7LG和面機(jī),新麥機(jī)械(無(wú)錫)有限公司;S-3400NⅡ型掃描電子顯微鏡(SEM),日本HITACHI公司;冷凍干燥機(jī),上海豫明儀器有限公司。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 樣品處理
將苦蕎粉分別與小麥粉按10:90、20:80、30:70、40:60、50:50的比例復(fù)配,分別測(cè)定苦蕎-小麥混合粉面團(tuán)的流變學(xué)特性和吹泡稠度特性。
1.3.2 面團(tuán)的流變學(xué)特性(Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀)測(cè)定
圖1 混合實(shí)驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of mixolab
參照AACC 54-60.01[18]方法,利用混合實(shí)驗(yàn)儀對(duì)面團(tuán)的流變學(xué)特性進(jìn)行測(cè)定。采用 Chopin+標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議,面團(tuán)質(zhì)量75 g,揉混速率為80 r/min,水箱溫度30 ℃?;旌显囼?yàn)儀試驗(yàn)全程45 min分三個(gè)階段。第一階段(面團(tuán)的形成和淀粉的預(yù)糊化階段):溫度30 ℃,持續(xù)時(shí)間8 min;第二階段(淀粉的糊化與淀粉的崩解):4 ℃/min升溫到90 ℃,持續(xù)時(shí)間7 min;第三階段(淀粉的老化):4 ℃/min降溫到50 ℃,持續(xù)時(shí)間5 min。面團(tuán)中蛋白質(zhì)組分特性由C1和C2表征,淀粉組分特性由C3、C4和C5表征。
表1 混合實(shí)驗(yàn)儀剖面圖各指標(biāo)所表示的特性Table 1 Characteristics of each index in the profile of the hybrid tester
表2 吹泡儀參數(shù)及含義Table 2 Parameters and meaning of bubbler
1.3.3 面團(tuán)吹泡曲線的測(cè)定
執(zhí)行AACC 54-30.02[19]的方法測(cè)定。
1.3.4 鮮濕面條的加工及品質(zhì)評(píng)價(jià)
(1)面條的制備
工藝流程:
原輔料(小麥粉100 g為基準(zhǔn),添水量44%、鹽2%)→攪拌和面→熟化(室溫25 ℃;相對(duì)濕度45%;熟化時(shí)間20 min)→壓面(厚1 mm)→切條(長(zhǎng)20 cm;寬2 mm)→蒸煮(至最佳煮面時(shí)間),待測(cè)。
(2)微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定
將面條放入冷凍干燥機(jī)中干燥,然后固定,噴金,置于掃描電子顯微鏡(SEM)下觀察,放大倍數(shù)為1500倍。
(3)質(zhì)構(gòu)的評(píng)價(jià)
參照Z(yǔ)hang[20]的方法并略作修改,TPA模式測(cè)定,使用P/36R圓柱形探頭,設(shè)定參數(shù):前測(cè)速度2 mm/s,測(cè)試速度0.8 mm/s,后測(cè)速度0.8 mm/s,壓縮程度為75%,感應(yīng)力5 g,2次壓縮的間隔時(shí)間為3 s,每次對(duì)每個(gè)樣品做三次平行試驗(yàn)。
(4)感官的評(píng)價(jià)
參照蔡宇潔[21]的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)。
(5)熟斷條率的測(cè)定[22]:
取30根經(jīng)最佳烹煮條件烹煮后的面條,統(tǒng)計(jì)其斷條的數(shù)量。
式中:S為熟斷條率,n為斷條根數(shù)。
(6)蒸煮損失率的測(cè)定[23]:
取10 g面條(M1)放入盛有200 mL水的鍋中,煮至最佳蒸煮時(shí)間,撈出面條,待面湯冷卻至室溫后(25 ℃)轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中,定容、搖勻。從容量瓶中移取面湯20 mL于已恒重至M2的燒杯中,在電爐上蒸發(fā)大部分水分后,放入105 ℃鼓風(fēng)干燥箱烘至恒重,稱重,記為M3,重復(fù)測(cè)定3次。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
采用SPSS 19.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)性分析。多重比較采用Duncan法,在p<0.05檢驗(yàn)水平上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,同時(shí)采用Origin 8.5對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。
2.1 苦蕎-小麥混合粉的混合實(shí)驗(yàn)儀分析
由表3可知,隨著苦蕎粉添加量的增大,苦蕎-小麥面團(tuán)的吸水率不斷降低,主要原因是苦蕎粉的加入會(huì)弱化小麥面粉中的蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)具有水合作用,使混合粉的吸水率降低。形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間隨著苦蕎粉添加量的增大而增大,這說(shuō)明苦蕎粉中不含面筋,不能形成類似面筋網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),加入小麥面團(tuán)中反而會(huì)稀釋面筋蛋白的含量,使混合粉面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間延長(zhǎng),也可能是在定向剪切力的作用下,面筋蛋白多肽鏈間由于二硫鍵和次級(jí)鍵(氫鍵、疏水鍵)的斷裂和重組形成有序的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[24],使得面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間延長(zhǎng)。
表3 苦蕎粉的添加量對(duì)面團(tuán)混合試驗(yàn)儀參數(shù)的影響Table 3 Effect of Tartary buckwheat powder addition on parameters of dough mixing tester
申瑞玲[25]等人研究指出,面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間先增加后降低,弱化度總體呈下降趨勢(shì),本研究結(jié)果顯示,不同苦蕎粉的添加量對(duì)C1值無(wú)顯著影響,C2值表示面團(tuán)的弱化程度,C2值越小,表明蛋白質(zhì)的弱化程度越大,隨著苦蕎粉添加比例的增加,C2值呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì),由原來(lái)的0.52 N·m下降到0.37 N·m,混合粉面團(tuán)的弱化度隨著添加比例的增加而升高,可能是由于苦蕎本身不含面筋,使得混合粉的面筋含量減少,降低了混合粉面團(tuán)面筋強(qiáng)度的緣故,導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)于原小麥粉欠佳。C3-C4的差值表示淀粉糊化熱穩(wěn)定性,差值越小,說(shuō)明淀粉糊化熱穩(wěn)定性增強(qiáng)。由表3所示,隨著苦蕎粉添加量的增加,C3-C4差值先升高后降低,說(shuō)明苦蕎粉的添加,使混合粉的淀粉糊化熱穩(wěn)定性降低。但當(dāng)苦蕎粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到30%時(shí),C3-C4差值降低到0.08 N·m,說(shuō)明混合粉面團(tuán)糊化熱穩(wěn)定性又增強(qiáng),且與原小麥粉的淀粉糊化熱穩(wěn)定性相差不大。C5-C4值表示淀粉回生特性,差值越小,淀粉越不易回生,當(dāng)苦蕎粉添加量大于30%時(shí),C5-C4變大,增加到0.66 N·m,混合粉面團(tuán)易回生;當(dāng)添加量≤30%時(shí),與純小麥粉相比,加入苦蕎粉的混合粉的回生特性好于純小麥粉。說(shuō)明了苦蕎粉的添加改善了面團(tuán)的冷糊化穩(wěn)定性,延緩了面制品的回生,降低面團(tuán)的老化幅度[26]。這一結(jié)果與田海娟[27]等人研究結(jié)果一致,一定量的蕎麥粉可能會(huì)對(duì)某些產(chǎn)品質(zhì)量起到積極的作用,比如延緩面包的老化速度。綜上所述,苦蕎粉添加量最大為30%時(shí),較適合制作苦蕎鮮濕面條。
2.2 混合實(shí)驗(yàn)儀目標(biāo)指數(shù)分析
混合實(shí)驗(yàn)儀的六個(gè)參數(shù)吸水率、回生值、淀粉酶、混合指數(shù)、粘度指數(shù)和面筋指數(shù)用來(lái)評(píng)價(jià)不同用途面粉的特性,圖2中兩條綠色閉合曲線是面條專用粉目標(biāo)剖面圖,藍(lán)色曲線為不同比例苦蕎-小麥混合粉指數(shù)剖面圖,被測(cè)樣品的指標(biāo)落在綠色閉合曲線內(nèi)越多,越能滿足面條專用粉的要求[28]。
如圖2所示,苦蕎粉的加入使苦蕎-小麥混合面團(tuán)的吸水率減小,當(dāng)苦蕎粉添加量≤30%時(shí),混合面團(tuán)回生特性變好,隨著苦蕎粉添加量的增加,位于面條的目標(biāo)指數(shù)剖面圖內(nèi)的指數(shù)呈現(xiàn)出先增多后減少的趨勢(shì)。當(dāng)添加量最大為30%時(shí),落在面條專用粉目標(biāo)剖面圖的指數(shù)最多,綜合混合實(shí)驗(yàn)儀參數(shù)和混合實(shí)驗(yàn)儀面條目標(biāo)指數(shù)剖面圖分析,苦蕎鮮濕面條用粉中苦蕎粉的添加量最大為30%。
圖2 不同比例苦蕎粉-小麥混合粉指數(shù)剖面圖Fig.2 Profile of mixed flour index of Tartary buckwheat with different proportion
2.3 苦蕎-小麥混合粉的吹泡測(cè)試結(jié)果分析
由表4可知,苦蕎粉的加入使面粉的P值整體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),L值和W值逐漸下降??嗍w粉不含有面筋蛋白,其添加使得面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降,面團(tuán)松散延展性變差,同時(shí)降低了面團(tuán)的筋力,面筋越弱面團(tuán)的弱化度越大,與混合實(shí)驗(yàn)儀所得結(jié)果相符。隨著苦蕎粉在混合粉中比例的增大,P值呈現(xiàn)逐漸增大從46.3 mm增大至73.7 mm,L值逐漸減小從62.7 mm減小至14.0 mm。當(dāng)苦蕎粉比例超過(guò)40%時(shí),W值迅速下降。當(dāng)添加比例為50%時(shí),P值降低至62.3 mm,L值僅為5.3 mm。加入不同比例苦蕎粉的混合粉面團(tuán)的韌性與純小麥粉面團(tuán)韌性差異顯著,加入20%的苦蕎粉的延展性與純小麥粉面團(tuán)無(wú)顯著差異,其他比例的混合粉面團(tuán)與純小麥粉面團(tuán)的延展性差異顯著。當(dāng)苦蕎粉的比例≥30%時(shí),混合粉面團(tuán)P/L值增長(zhǎng)迅速,Ie值(彈性指數(shù))為0,面團(tuán)無(wú)彈性,儀器不再能檢測(cè)出參數(shù)。以上結(jié)果表明:隨著苦蕎粉添加量的增大,韌性(P)增大,延展性(L)減小,P/L值增大,混合粉韌性與延展性的平衡性能下降,烘焙力(W)減小,面團(tuán)筋力減弱,面團(tuán)更易破裂、碎散。綜上所述,苦蕎粉添加量最大為30%時(shí),較適合制作苦蕎鮮濕面條。
表4 苦蕎粉添加量對(duì)面粉的吹泡儀參數(shù)的影響Table 4 Effect of Tartary buckwheat powder addition on parameters of puffer
2.4 苦蕎鮮濕面條微觀結(jié)構(gòu)的變化
圖3a~d為不同添加量的苦蕎鮮濕面條微觀結(jié)構(gòu)變化,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是面筋蛋白,其中圓形或橢圓形的為淀粉顆粒[29]。圖3a為純小麥粉制得的面條,可以看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密,淀粉分布均勻,顆粒完整,并且有大量連續(xù)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從圖3b至圖3d為添加10%到30%的苦蕎粉的苦蕎鮮濕面條,隨著苦蕎粉的添加量逐漸增加,內(nèi)部結(jié)構(gòu)有較大空隙,面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越少,淀粉顆粒聚集,體積增大,難以被包裹,面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均勻性變差。
圖3 苦蕎鮮濕面條微觀結(jié)構(gòu)變化(×1.50k)Fig.3 Microstructure changes of buckwheat fresh wet noodles
2.5 苦蕎鮮濕面條品質(zhì)評(píng)定
2.5.1 苦蕎粉添加量對(duì)苦蕎鮮濕面條蒸煮品質(zhì)的影響
在不添加任何添加劑的情況下,綜合苦蕎-小麥混合粉面團(tuán)的流變學(xué)特性和吹泡稠度特性,微觀結(jié)構(gòu)的變化,得出苦蕎粉的最大添加量為30%。將10%、20%、30%的苦蕎粉分別制作苦蕎苦蕎鮮濕面條。由圖4可知,隨著苦蕎粉添加量的增大,苦蕎鮮濕面條的感官評(píng)分逐漸減小,熟斷條率和蒸煮損失逐漸增大。這與張玲[28]等人研究細(xì)微化苦蕎全粉在面條加工中的應(yīng)用結(jié)果一致,隨著添加量的增加,面條品質(zhì)急劇下降。這是由于苦蕎粉不含面筋,在不添加任何添加劑的條件下,苦蕎粉的加入會(huì)破壞小麥粉中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),攪拌成團(tuán)時(shí),只具有一定的可塑性,且苦蕎粉中醇溶蛋白含量較低,和面時(shí)很難形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[30,31],淀粉顆粒易溶出,面條延展性差易斷裂,咬勁差、不爽口黏牙,不耐咀嚼,與面團(tuán)流變學(xué)特性的分析結(jié)果一致。因此,苦蕎粉添加量為10%時(shí),感官評(píng)分為83,熟斷條率為6.67%,蒸煮損失為6.67%,此時(shí)苦蕎鮮濕面條既能保持面條的口感,又能減少面條熟斷條率及蒸煮損失程度。
圖4 苦蕎粉添加量對(duì)鮮濕面條蒸煮品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of Tartary buckwheat on cooking quality of fresh wet noodles
2.5.2 苦蕎粉添加量對(duì)鮮濕面條質(zhì)構(gòu)的影響
由表5可以看出隨著苦蕎粉的添加量的增加,苦蕎鮮濕面條的硬度、粘性、咀嚼性、回復(fù)性都逐漸增大,但是彈性呈下降趨勢(shì)。其中,苦蕎粉添加量在30%時(shí),面條硬度值顯著增加,達(dá)到4489.37 g,而彈性值顯著降低,達(dá)到 0.8,面條不易嚼。與 10%的添加量相比,添加量為20%時(shí),雖然彈性值沒(méi)有顯著降低但硬度值仍然顯著增加。添加量為 10%時(shí),硬度為3831.16 g,彈性為0.87,此時(shí)面條彈性值較高且硬度值較低符合面條制作的要求,這與感官分析結(jié)果一致。綜合質(zhì)構(gòu)和感官評(píng)價(jià)結(jié)果,苦蕎粉添加量為10%時(shí),面條能在保持良好口感的同時(shí)具有較好的面條品質(zhì)。
表5 苦蕎粉添加量對(duì)鮮濕面條質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Effect of Tartary buckwheat on texture of fresh wet noodles
本文通過(guò)比較不同配比的苦蕎-小麥混合粉面團(tuán)的流變學(xué)特性和吹泡稠度特性,并在不添加任何食品添加劑的情況下,通過(guò)Mixolab混合儀和吹泡儀篩選出苦蕎鮮濕面條的最佳添加量。
3.1 面團(tuán)的流變學(xué)特性表明:苦蕎粉添加量≤30%時(shí),能夠顯著改善面團(tuán)的冷糊化穩(wěn)定性,并延緩了面團(tuán)的回生。
3.2 面團(tuán)的吹泡稠度特性表明:隨著苦蕎粉添加量的增大,混合粉面團(tuán)的韌性(P)增大,延展性(L)減小,P/L值增大,混合粉韌性與延展性的平衡性能下降,烘焙力(W)減小,面團(tuán)筋力減弱,面團(tuán)更易破裂、碎散。
3.3 面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)表明:通過(guò)掃描電子顯微鏡研究發(fā)現(xiàn)苦蕎粉的加入可在一定程度上改變面筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使淀粉顆粒之間、淀粉顆粒和蛋白之間的結(jié)合變松散。
3.4 面條的蒸煮品質(zhì)表明:隨著苦蕎粉添加量的增大,苦蕎鮮濕面的品質(zhì)逐漸變差,斷條率和蒸煮損失逐漸增大,面條的硬度、咀嚼性增大,彈性減小。
綜合以上結(jié)果表明,苦蕎粉添加量為10%時(shí),面條能在保持良好口感的同時(shí)具有較好的面條品質(zhì),但隨著苦蕎粉添加量的增加,苦蕎鮮濕面條的品質(zhì)逐漸變差,苦蕎粉的最大添加量為30%。