王杰，鄭學(xué)玲，王婷

(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州，450001)

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升，人們的生活水平大幅度提高，飲食日趨精細(xì)，但同時(shí)，由于營養(yǎng)過剩或營養(yǎng)失調(diào)導(dǎo)致的文明病，如糖尿病、心腦血管疾病、肥胖癥、腸道癌、便秘也接踵而來[1]。人們逐漸將飲食需求從美味可口轉(zhuǎn)向營養(yǎng)健康方面，膳食纖維被稱為人類第七營養(yǎng)素，膳食纖維攝入與許多健康益處相關(guān)，對(duì)維持人體健康具有很重要的作用[2]，研究表明，膳食纖維不僅有助于避免人體小腸內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的水解、消化和吸收，并且可以刺激結(jié)腸發(fā)酵、降低餐后血糖以及餐前膽固醇水平[3]。營養(yǎng)專家認(rèn)為，纖維食品將是21世紀(jì)的主流食品之一[4]。掛面在我國工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模較大，容易保存，貨架期較長(zhǎng)，是我國居民家庭的常備食品[5]。一般用于掛面制作的精制面粉膳食纖維含量較低，通常為3%左右，高纖維掛面(膳食纖維含量5%以上)由于豐富的營養(yǎng)價(jià)值越來越受到食品工業(yè)和消費(fèi)者的重視。目前市場(chǎng)上常見的高纖維掛面的制作有2種類型，一是在精制小麥粉中添加菊粉[6]、魔芋粉[7]、麥麩[8]等外源物來增加掛面的膳食纖維含量；二是直接利用膳食纖維含量高的雜糧粉、全麥粉來制作掛面，通常使用的雜糧粉為蕎麥粉。但由于蕎麥粉中面筋蛋白含量極少，和面過程中不能形成有效的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[9]，因此制作蕎麥高膳食纖維掛面時(shí)通常添加小麥粉使其形成良好的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。低精度小麥粉中糊粉層含量高，含有部分麥麩成分，膳食纖維以及粗蛋白含量豐富[10]，也可以滿足制作高纖維掛面原料粉的要求。

高纖維掛面豐富的營養(yǎng)價(jià)值已經(jīng)為大眾熟知，但在其食用品質(zhì)方面還有一定的不足，主要表現(xiàn)為口感粗糙發(fā)硬。實(shí)際應(yīng)用中，熱處理和擠壓膨化法常被用于改善高纖維掛面的品質(zhì)。目前，還未見將酵母液態(tài)預(yù)發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用于制作高纖維掛面的報(bào)道，其在高纖維掛面生產(chǎn)中的應(yīng)用前景有待進(jìn)一步評(píng)估。基于此，本研究采用酵母液態(tài)預(yù)發(fā)酵技術(shù)，通過分析對(duì)比酵母預(yù)發(fā)酵與未發(fā)酵處理對(duì)3種不同原料粉制備的高膳食纖維掛面的營養(yǎng)成分、力學(xué)特性、蒸煮品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性等影響，為膳食纖維掛面品質(zhì)提升提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

面粉，市售；苦蕎粉、甜蕎粉，和順縣新馬雜糧開發(fā)有限公司；低精度小麥粉，山東魯花(延津)面粉食品有限公司；安琪高活性干酵母，市售；實(shí)驗(yàn)用水均為蒸餾水。

1.2 儀器與設(shè)備

5KPM5型攪拌機(jī)，美國KitchenAid公司；JHMZ-200針式和面機(jī)，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；SP-18S醒發(fā)箱，江蘇三麥?zhǔn)称窓C(jī)械有限公司；JMTD-168/140實(shí)驗(yàn)壓片機(jī)，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；SYT-030智能掛面干燥實(shí)驗(yàn)臺(tái)，中國包裝和食品機(jī)械有限公司；TA-XT型質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司；膳食纖維測(cè)定儀，河南一諾佳盛儀器設(shè)備有限公司；Kjeltec8400自動(dòng)定氮儀，福斯華(北京)科貿(mào)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 未發(fā)酵掛面的制備

分別將苦蕎粉或甜蕎粉與面粉按照3∶7的質(zhì)量比混合，作為未發(fā)酵苦蕎掛面與甜蕎掛面的原料粉。3種原料粉分別命名為苦蕎面粉、甜蕎面粉及低精度小麥粉。分別稱取200 g原料粉和68 g水(面粉質(zhì)量的34%)混合和面，時(shí)間設(shè)定為7 min，混合結(jié)束呈面絮狀態(tài)，隨即放進(jìn)25 ℃醒發(fā)箱內(nèi)醒發(fā)20 min。醒發(fā)后的面絮直接壓延，在軋距為3.0 mm處復(fù)合壓延4道，之后依次通過2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0、0.8 mm的軋距，面片厚度達(dá)1 mm左右時(shí)，選擇2 mm切刀進(jìn)行切條，隨后掛在掛面桿上。將掛面桿上面的鮮面條放入智能掛面干燥平臺(tái)進(jìn)行干燥，干燥結(jié)束后掛面水分保持在11%左右。在上述制面過程中，取3種原料粉及最終掛面樣品于燒杯中用于后續(xù)試驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3.2 酵母液態(tài)預(yù)發(fā)酵掛面的制備

混粉：分別將苦蕎粉或甜蕎粉與面粉按照3∶7的質(zhì)量比混合作為制備發(fā)酵苦蕎掛面與甜蕎掛面的原料粉。稱取180 g原料粉和44 g水備用。制面過程參考熊小青等[11]的方法并適當(dāng)修改。

制備酵母預(yù)發(fā)酵面糊：苦蕎面粉、甜蕎面粉與低精度小麥粉分別稱取20 g(總面粉質(zhì)量的10%)，加入24 g水(粉水比為1∶1.2)，2 g高活性干酵母攪拌均勻。放入35 ℃的恒溫箱中發(fā)酵1 h，發(fā)酵結(jié)束即得到酵母預(yù)發(fā)酵面糊。

二次和面：將預(yù)發(fā)酵面糊，提前稱取的180 g原料粉和44 g水一并放入和面機(jī)中，進(jìn)行2次和面，時(shí)間設(shè)定為7 min。后續(xù)過程均按照未發(fā)酵掛面制備條件進(jìn)行。

1.3.3 原料粉及掛面樣品基本指標(biāo)的測(cè)定

按照GB 5009.3—2016測(cè)定水分含量；按照GB/T 24872—2010測(cè)定灰分；按照GB 5009.88—2014測(cè)定可溶性和不溶性膳食纖維含量；按照GB 5009.5—2016測(cè)定蛋白質(zhì)含量。

1.3.4 掛面力學(xué)特性的測(cè)定

參考劉書航等[12]的方法并稍作修改：選擇A/SFR型探頭，隨機(jī)選取10根掛面并截至15 cm，測(cè)前、中、后的速度都為1 mm/s，下壓距離30 mm，觸發(fā)力Auto-1.0 g。每種原料制作的掛面做7個(gè)平行，去掉1個(gè)最大值和1個(gè)最小值后求平均值。

1.3.5 掛面蒸煮品質(zhì)的測(cè)定

參考熊小青等[11]的方法并稍作修改：稱取10 g左右的掛面樣品并記錄掛面質(zhì)量，將其放入500 mL沸水中煮，從60 s開始，每隔5 s撈出1根面條，用兩片玻璃板按壓，面條白芯消失時(shí)即為最佳蒸煮時(shí)間。將煮至最佳蒸煮時(shí)間的面條迅速撈出并在冷水中浸泡30 s后放在雙層濾紙上靜置5 min，稱質(zhì)量，記錄面條質(zhì)量。將煮面水倒入500 mL的容量瓶中，加入蒸餾水定容，用移液管取25 mL于質(zhì)量恒定的鋁盒中放在105 ℃烘箱烘干至質(zhì)量恒定。干物質(zhì)吸水率和掛面的蒸煮損失按公式(1)、公式(2)計(jì)算：

(1)

(2)

式中：m，干物質(zhì)質(zhì)量，g；m1，煮前面條質(zhì)量，g；m2，煮后面條質(zhì)量，g；w，煮前面條水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

1.3.6 掛面質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

煮后掛面質(zhì)構(gòu)特性參照韓銳等[13]的方法并稍作修改，取20根面條，放入500 mL的沸水中煮至最佳蒸煮時(shí)間，撈出放入冷水中靜置30 s，瀝干水分后進(jìn)行面條質(zhì)構(gòu)試驗(yàn)。

選擇HDP/PFS探頭，測(cè)前速度：2.0 mm/s，測(cè)中速度：0.8 mm/s，測(cè)后速度：0.8 mm/s，壓縮程度：75%，負(fù)載類型：Auto-10 g，兩次壓縮之間的時(shí)間間隔為5 s。每個(gè)試驗(yàn)做7次平行，去掉1個(gè)最大值和1個(gè)最小值后求平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 25.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性和相關(guān)性分析，用Origin 8.1軟件作圖，以P<0.05為顯著性標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同原料粉及掛面樣品組分分析

本研究使用的3種原料粉基本組分如表1所示，3種原料粉膳食纖維含量都較高，但是與2種蕎麥原料粉相比，低精度小麥粉含有更高的膳食纖維與蛋白質(zhì)，其中不溶性膳食纖維含量比例高。此外，低精度小麥粉灰分含量較高，為蕎麥面粉的2倍左右。

表1 原料粉的基本組成 單位：%(濕基)

發(fā)酵與未發(fā)酵2種方式制作的掛面樣品基本組成如表2所示，掛面樣品中膳食纖維總量與原料粉相比均有降低。其中，可溶性膳食纖維含量顯著升高，不溶性膳食纖維含量顯著降低。這是因?yàn)樵戏壑谱鞯倪^程中經(jīng)過數(shù)道壓延，壓力和剪切作用使得纖維物質(zhì)分子間和分子內(nèi)空間結(jié)構(gòu)擴(kuò)展變形，極易引起纖維發(fā)生斷裂，從而使纖維素和半纖維素降解，造成不溶性膳食纖維向可溶性膳食纖維轉(zhuǎn)化[14]。

表2 掛面樣品的基本組成 單位：%(濕基)

3種原料粉經(jīng)酵母預(yù)發(fā)酵制得的掛面與未發(fā)酵掛面相比，含水量高，蛋白質(zhì)以及灰分含量并無明顯變化?？偵攀忱w維含量相差不大，但是不溶性膳食纖維與可溶性膳食纖維比值增大?？赡苁且?yàn)榘l(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2在壓延過程中削弱了壓力和剪切力的作用，對(duì)不溶性膳食纖維向可溶性膳食纖維的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生影響。

2.2 液態(tài)預(yù)發(fā)酵處理對(duì)高纖維掛面力學(xué)特性的影響

3種原料粉通過發(fā)酵與未發(fā)酵處理制得的6種高纖維掛面的力學(xué)特性如圖1所示，與未發(fā)酵掛面相比，發(fā)酵掛面的抗彎折強(qiáng)度大，但是柔韌性較小。這主要與掛面內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān)，酵母發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生大量的CO2和其他氣體，能夠形成充分的面筋網(wǎng)絡(luò)組織[15]，在掛面干燥之后導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)疏松多孔，體積大而膨松，即面條厚度增加。因此發(fā)酵掛面彎折所需要的力增大，柔韌性減小。此外，與2種蕎麥面粉發(fā)酵掛面相比，低精度小麥粉發(fā)酵掛面抗彎折強(qiáng)度較大，可能是低精度小麥粉中較高的膳食纖維和蛋白質(zhì)含量所導(dǎo)致的。

a-抗彎折強(qiáng)度；b-柔韌性圖1 發(fā)酵處理對(duì)高纖維掛面力學(xué)特性的影響Fig.1 Effect of fermentation treatment on mechanical properties of high-fiber dried noodles 注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

2.3 液態(tài)預(yù)發(fā)酵處理對(duì)高纖維掛面蒸煮品質(zhì)的影響

蒸煮品質(zhì)是評(píng)價(jià)面條質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一，面條吸水率越大，面條品質(zhì)相對(duì)較好，出品率高。干物質(zhì)蒸煮損失小，表明淀粉流失少，掛面成品質(zhì)量也相對(duì)較好[16]。由表3可見，3種原料粉經(jīng)發(fā)酵處理后制得的掛面與未發(fā)酵掛面相比，最佳蒸煮時(shí)間縮短，干物質(zhì)吸水率增大，蒸煮損失率減小。

酵母發(fā)酵使得掛面內(nèi)部產(chǎn)生小孔洞，在煮制過程中水分通過小孔洞進(jìn)入到掛面內(nèi)部，導(dǎo)致其最佳蒸煮時(shí)間縮短，蒸煮損失率減小。干物質(zhì)吸水率增大的原因可能是酵母發(fā)酵過程中產(chǎn)生乙醇，可以部分溶解麥醇溶蛋白，而氧化、醇和酸作用也減弱麥谷蛋白分子間的作用[17]。而原本與蛋白質(zhì)結(jié)合的淀粉被釋放出來，使其糊化時(shí)溶脹性增強(qiáng)，故吸水率增大[18]。

表3 發(fā)酵處理對(duì)高纖維掛面蒸煮品質(zhì)的影響Table 3 Effect of fermentation treatment on cooking quality of high-fiber dried noodles

此外，觀察3種原料粉制得的未發(fā)酵掛面可知，2種蕎麥掛面最佳蒸煮時(shí)間、干物質(zhì)吸水率以及干物質(zhì)損失率相差較小。而低精度小麥粉掛面與2種蕎麥掛面相比，最佳蒸煮時(shí)間較長(zhǎng)，掛面吸水率較低，干物質(zhì)損失率較大；原因可能是低精度小麥粉中膳食纖維含量較高。面條的吸水率主要是由于淀粉的糊化吸水，而膳食纖維親水性較高，少量時(shí)會(huì)導(dǎo)致吸水率增加，但膳食纖維的繼續(xù)升高會(huì)破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使蛋白質(zhì)的吸水能力和持水能力下降[19-20]。此外，淀粉顆粒的溶出會(huì)使得蛋白質(zhì)和淀粉的損失率上升，掛面干物質(zhì)損失率也逐漸升高[21]。

2.4 液態(tài)預(yù)發(fā)酵處理對(duì)高纖維掛面質(zhì)構(gòu)特性的影響

煮至最佳蒸煮時(shí)間的掛面質(zhì)構(gòu)特性結(jié)果如表4所示，發(fā)酵掛面與未發(fā)酵掛面相比，硬度、黏附性和咀嚼性均顯著降低，硬度降低可能是與可溶性及不溶性膳食纖維含量的變化有關(guān)，掛面硬度隨著膳食纖維含量的增加而升高，但是可溶性膳食纖維對(duì)掛面硬度的影響較不溶性膳食纖維大[22]。發(fā)酵掛面中可溶性膳食纖維含量低，硬度小。黏附性降低的原因可能是酵母發(fā)酵產(chǎn)生乙醇使麥醇溶蛋白降解，分子間結(jié)合力減小，而麥醇溶蛋白與掛面黏附性成正相關(guān)[23]，因此導(dǎo)致掛面黏附性降低。發(fā)酵掛面咀嚼性降低原因有2點(diǎn)：一是其硬度的降低導(dǎo)致[24]；二是酵母發(fā)酵過程產(chǎn)生的短鏈淀粉和CO2，增加面條的柔軟度，從而降低面條的咀嚼性[18]。

表4 發(fā)酵處理對(duì)高纖維掛面質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effect of fermentation treatment on texture characteristics of high-fiber dried noodles

此外，觀察3種原料粉制得的未發(fā)酵掛面可知，與2種蕎麥掛面相比，低精度小麥粉掛面硬度和咀嚼性較大，黏附性較小。原因可能是蕎麥掛面的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較疏松，均勻性較差，淀粉顆粒與面筋網(wǎng)絡(luò)之間的空隙較多。而低精度小麥粉由于膳食纖維含量的增加，面團(tuán)的均勻性趨于良好，面筋蛋白與淀粉顆粒之間空隙減少，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也更加緊密[24]。

3 結(jié)論

發(fā)酵高纖維掛面與未發(fā)酵高纖維掛面相比，最佳蒸煮時(shí)間縮短，干物質(zhì)吸水率增大，蒸煮損失率減小，即發(fā)酵處理可以很好地改善高纖維掛面的蒸煮品質(zhì)，酵母發(fā)酵后掛面硬度和咀嚼性顯著降低，可以解決高纖維掛面目前存在的硬度大、難咀嚼的問題。但是經(jīng)發(fā)酵處理后，掛面不耐彎曲，儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì)發(fā)生斷條等情況，后續(xù)研究可考慮加入谷朊粉和其他親水膠體等進(jìn)一步改善發(fā)酵掛面的品質(zhì)。