楊舒貝，何曉偉

滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院（滁州 239000）

芡實屬于中國傳統(tǒng)中草藥，也被稱為“雞頭米”。芡實有地域區(qū)別，湖南、廣東、皖南及蘇南一帶的芡實被稱為南芡，別稱為蘇芡，在山東、皖北、蘇北一帶，芡實被稱為北芡[1]。芡實藥用價值豐富，主要為多酚類物質(zhì)、倍半新木脂素、生育酚、腦苷脂、環(huán)二肽，另外還有甾醇和酰胺類物質(zhì)[2]。藥理作用主要表現(xiàn)為抗氧化及抑菌作用、降血糖、降血壓、抗心肌缺血、保護(hù)胃黏膜以及抗衰老[3-4]，有“水中人參”的美譽。芡實的營養(yǎng)成分為蛋白質(zhì)、碳水化合物、氨基酸、礦物質(zhì)、維生素。氨基酸種類齊全，含量豐富。碳水化合物含量達(dá)77.6%，其中淀粉含量超過70%，只有6%左右為不溶性纖維素，因此食用芡實可補充人體所需能量及膳食纖維[5]。研究發(fā)現(xiàn)芡實中還有3種維生素E的異構(gòu)體[6]，可以緩解部分由于維生素缺乏而引起的疾病。

芡實深加工仍然存在開發(fā)種類少、加工成本高等問題，較難滿足消費者需求[7-8]。已經(jīng)開發(fā)出的產(chǎn)品有擠壓膨化食品[9]、雜糧饅頭[10]、芡實餅干[11]、芡實面包[12]、八寶粥[13]等。

為豐富芡實產(chǎn)品種類，滿足人們對功能性、營養(yǎng)性面條的需求，試驗探究芡實粉粒徑、芡實粉添加量、水添加量對鮮切面條的品質(zhì)影響，在單因素試驗基礎(chǔ)上開展響應(yīng)面試驗得到芡實面條的最佳制備工藝。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與材料

芡實米（滁州本地）；通用型小麥粉（市售）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

TA-XT plus物性測定儀（英國Stable Micro System公司）；3nhNR110精密色差儀（深圳市三恩時科技有限公司）；中草藥粉碎機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 芡實粉的制備

將芡實米用中草藥粉碎機(jī)磨碎，分別過0.425，0.250，0.180，0.150和0.125 mm孔徑篩備用。

1.3.2 面條的制備工藝

芡實粉+小麥粉→加水→攪拌機(jī)攪拌10 min→醒發(fā)20 min→壓面切條（長度10 cm、寬1 cm）→蒸煮3 min→瀝干檢測

1.3.3 面條感官品質(zhì)綜合評分

隨機(jī)選取15位感官評價員組成評價小組，對照評分標(biāo)準(zhǔn)（表1）對芡實鮮切面條做感官評價，取平均值作為最終得分。評分標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)參照GB/T35875—2018《糧油檢驗 小麥粉面條加工品質(zhì)評價》制定。

表1 面條感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 單因素試驗

1.3.4.1 芡實粉粒徑的優(yōu)化

將芡實米磨碎，過不同目篩，設(shè)定單因素為0.425，0.250，0.180，0.150和0.125 mm，保持芡實粉用量10%、水添加量48%，通過感官評價總分確定最佳芡實粉粒徑。

1.3.4.2 芡實粉添加量的優(yōu)化

保持芡實粒徑0.180 mm、水添加量48%，將芡實粉添加量設(shè)為5%，10%，15%，20%和25%進(jìn)行單因素試驗，通過感官評價總分確定最佳芡實粉添加量。

1.3.4.3 用水量的優(yōu)化

保持芡實粉粒徑0.180 mm、芡實粉用量10%，用水量設(shè)定在42%，44%，46%，48%和50%進(jìn)行單因素試驗。

1.3.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗

為進(jìn)一步優(yōu)化芡實鮮切面條工藝，在單因素試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行響應(yīng)面分析，將芡實粉粒徑、芡實粉添加量、加水量作為優(yōu)化因素，考察其對感官評價總分的影響，進(jìn)而得到芡實鮮切面條最佳加工工藝，見表2。

表2 響應(yīng)面試驗因素水平與編碼

1.3.6 理化指標(biāo)的測定

1.3.6.1 蒸煮損失率的測定

參考黃瀅潔等[14]的方法進(jìn)行測定。取30 g面條放入500 mL水，煮3～4 min，面湯移入蒸發(fā)皿中，蒸發(fā)至溶質(zhì)全部析出，放入烘箱，于105 ℃烘干至恒重，同時稱取相同質(zhì)量的面條放入烘箱至恒重，按式（1）計算損失率。

式中：M1為面湯干物質(zhì)質(zhì)量，g；M2為生面干重，g。

1.3.6.2 斷條率的測定

參考LS/T3304—2017《中國好糧油 掛面》規(guī)定的方法測定。

1.3.6.3 面條吸水率的測定

取30根面條，稱其質(zhì)量，記為m1，置于1 000 mL沸水中煮3 min，面條撈出，瀝干水分，用濾紙吸去面條表面水分，稱其質(zhì)量，記為m2。按式（2）計算吸水率。

式中：m1為生面條質(zhì)量，g；m2為熟面條干重，g。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2016軟件作圖，使用IBM SPSS Statistics 9.0軟件中的Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性檢驗，以α=0.05作為差異顯著水平；所得數(shù)據(jù)用Design-Expert 8.0.6.1軟件進(jìn)行響應(yīng)曲面分析。

2 結(jié)果與結(jié)論

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 芡實粉粒徑對面條品質(zhì)的影響

由圖1和表3可知，不同粒徑的芡實粉對面條感官品質(zhì)評分有顯著影響（p＜0.05），隨著粒徑的降低，面條的感官品質(zhì)總分先升高后降低，0.180 mm時感官品質(zhì)總分最高，0.150 mm和0.125 mm之間差異性不大。隨粒徑變小，面條硬度、咀嚼度、吸水性均呈先減后升的趨勢，這是因為不同粒徑與小麥粉結(jié)合能力不同，小麥粉吸水率、面筋含量也不同[15]。粒徑較大時，與小麥粉結(jié)合不穩(wěn)定，在蒸煮過程中會有較多損失，導(dǎo)致吸水率偏高，斷條率偏高，面條口感粗糙，面條表面光滑性差，亮度變低。綜合來看，選擇最佳粒徑0.180 mm，并進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化試驗。

圖1 芡實粉粒徑對感官品質(zhì)評分的影響

表3 芡實粉粒徑對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.1.2 芡實粉添加量對面條品質(zhì)的影響

由圖2和表4可知，芡實粉添加量對面條感官品質(zhì)評分有顯著影響（p＜0.05），各組之間均有顯著差異。隨著芡實粉添加量的升高，面條的硬度、咀嚼度都呈上升趨勢，這是因為芡實粉弱化面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低面團(tuán)的持氣能力[16]，使面團(tuán)醒發(fā)不完全，從而影響面條的質(zhì)構(gòu)特性。芡實粉增加，面條亮度降低，顏色變?yōu)榛疑@是因為芡實粉中含有較為豐富的植物多酚類物質(zhì)，容易氧化褐變，導(dǎo)致面條顏色變暗。另外，芡實粉本身顏色也會降低面條亮度和色澤。吸水率下降是因為芡實粉中的蛋白吸水能力比面筋蛋白弱，從而弱化面團(tuán)的吸水能力[17]，面條斷條率的升高是因為芡實粉的增加使得面條韌性變差。添加量10%時，面條表面光滑，顏色淺灰，含有芡實特有香味，口感較好，添加量超過10%時芡實味變重，適口性差。綜合來看，選擇最佳芡實粉添加量10%，并進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化試驗。

圖2 芡實粉添加量對感官品質(zhì)評分的影響

表4 芡實粉添加量對面條品質(zhì)的影響

2.1.3 水添加量對面條品質(zhì)的影響

由圖3和表5可知，水添加量對面條感官品質(zhì)評分有顯著影響（p＜0.05），水添加量48%和50%時差異性不大。隨著水添加量增加，面條的硬度、彈性、咀嚼度都呈下降趨勢，這是因為水添加量變少不利于面團(tuán)的醒發(fā)，導(dǎo)致面條偏硬且咀嚼度變高，加水量變多會使得面筋凝結(jié)聚集，使面團(tuán)偏軟且粘手，醒發(fā)過程中面團(tuán)的持氣能力下降，使面條硬度、彈性、咀嚼度都變低[17]。水添加量對顏色無明顯影響。隨著水添加量變多，面條吸水率降低是因為面條本身吸水率主要與小麥粉的成分有關(guān)，水的增加減少小麥粉的比例，所以吸水率降低。水添加量46%時，面團(tuán)光滑不粘手，面條適口性最好，表面光滑，色度均勻。綜上可得，選擇最佳水添加量46%，并進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化試驗。

圖3 水添加量對感官品質(zhì)評分的影響

表5 水添加量對面條品質(zhì)的影響

2.2 響應(yīng)面試驗

2.2.1 回歸方程的建立與方差分析

以面條感官品質(zhì)總分為指標(biāo)，通過Design-Expert 8.0.6.1設(shè)計響應(yīng)面優(yōu)化試驗，得到回歸方程Y=92.40+ 0.50A+1.63B-0.13C-2.00AC+0.25BC-3.08A2-2.33B2-5.32C2。從試驗結(jié)果（表6）和方差分析（表7）可以看出，所建立的模型顯著性極高（p＜0.000 1），失擬項不顯著（p=0.690 5＞0.05），表明模型比較穩(wěn)定。C.V.＜10%，表明可信度比較高。另外Radj2=0.958 3，R2=0.981 8，說明模型擬合較好，試驗誤差小。根據(jù)回歸方程中各因素的系數(shù)值可知各因素對鮮切面條品質(zhì)的影響順序為芡實粉添加量（B）＞芡實粉粒徑（A）＞水添加量（C）。

表6 響應(yīng)面設(shè)計及結(jié)果

表7 方差分析表

2.2.2 響應(yīng)面等高線和響應(yīng)曲面圖分析

從圖4（a）可以看出，固定芡實粉添加量，隨芡實粉粒徑增加，產(chǎn)品感官評分先緩慢增加后逐漸減小，芡實粉粒徑固定，芡實粉添加量對產(chǎn)品品質(zhì)影響的變化趨于一致，兩者交互作用較顯著，感官評分的極大值在0.150 mm～0.185 mm和11%～13%。圖4（b）與圖4（a）相似，固定芡實粒徑因素，隨著加水量增大，產(chǎn)品感官評分先增加后緩慢減少，固定加水量因素，芡實粒徑對產(chǎn)品品質(zhì)評價影響的變化先緩慢增加后逐漸減少，兩者交互作用極顯著，產(chǎn)品感官評分的極大值在45%～46%和0.150 mm～0.185 mm。圖4（c）可以看出加水量與芡實粉添加量交互作用較顯著，產(chǎn)品感官評分的極大值在45%～46%和11%～13%。

圖4 三因素交互作用對芡實鮮切面條品質(zhì)的影響

2.2.3 響應(yīng)面模型的驗證

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，利用 Design-Expert 8.0.6.1處理，計算出最佳條件：芡實粉粒徑0.183 mm、芡實粉添加量11.74%、加水量45.96%，此條件下預(yù)測值為92.706 3分?？紤]實際操作，最終取優(yōu)化條件：芡實粉粒徑0.180 mm、芡實粉添加量12%、加水量46%，通過3組重復(fù)試驗得到的試驗值為93分，與預(yù)測值相比誤差在±0.3%以內(nèi)，說明響應(yīng)面優(yōu)化得到的鮮切面條制備工藝條件可靠，具有實際意義。

3 結(jié)論

試驗以芡實粉為原料，研究芡實粉粒徑、芡實粉添加量、加水量對芡實鮮切面條感官品質(zhì)的影響，基于單因素試驗和響應(yīng)面優(yōu)化得芡實鮮切面條最佳工藝配方：芡實粉粒徑0.180 mm、芡實粉添加量12%、加水量46%，最終產(chǎn)品感官評分93分，對芡實鮮切面條感官品質(zhì)的影響順序為芡實粉添加量（B）＞芡實粉粒徑（A）＞加水量（C）。結(jié)果表明，在此工藝下的芡實鮮切面條理化指標(biāo)均符合現(xiàn)有鮮濕面條的標(biāo)準(zhǔn)，表明芡實面條質(zhì)量高、品質(zhì)好。