马铃薯主食化面条新产品的研究

赵　煜,彭　涛,张小燕,陈兴叶,路宏科,殷　欣,杨旭星

(甘肃省轻工研究院,甘肃兰州 30000)



马铃薯主食化面条新产品的研究

赵煜,彭涛,张小燕,陈兴叶,路宏科,殷欣,杨旭星

(甘肃省轻工研究院,甘肃兰州 30000)

以马铃薯和面粉为主要原料,进行马铃薯面条新产品的研究,在单因素实验的基础上,运用响应曲面法优化马铃薯面条的加工工艺条件。结果表明,影响马铃薯面条品质的主次因素为:薯泥添加量>食用碱添加量>谷朊粉添加量>食用盐添加量。产品的最佳配方为:薯泥添加量42.2%,谷朊粉添加量2.1%,食用盐添加量0.45%,食用碱添加量0.064%,在此条件下,成品面条具有较好的感官特性,色泽略带黄色,有薯香味,感官评定分数为92.86。

马铃薯,主食化,马铃薯面条,响应面分析

面条作为主食在消费者需求中占有重要地位[1],随着人们生活水平的提高,消费观念也在发生变化,消费者更加注重营养健康。马铃薯营养成分丰富,含多糖、维生素、矿物质等营养物质,是一种不可或缺的食品原料[2-3]。2015年6月1日,由中国农业科学院农产品加工研究所研制、海乐达食品有限公司生产的首批第一代马铃薯主食产品——30%马铃薯全粉馒头在北京上市销售[4]。中国农业科学院开展了马铃薯意大利面、胡辣汤等主食产品的试制完成了全粉添加对马铃薯面团的流变特性影响研究,制造了一体化仿生擀面机样机并开始市场推广,为进一步优化工艺参数、提高马铃薯全粉占比、改善产品品质提供了理论支撑[5]。本课题研究开发以马铃薯鲜薯和面粉为原料,通过实验研究食用碱、食用盐、谷朊粉、薯泥添加量对面条品质的影响,确定马铃薯面条最佳配方,加工成适合北方人消费习惯的面条,解决马铃薯面团不含面筋蛋白,成型难,硬度大,不耐煮,往往会出现如面团黏弹性差、溶出率较高、烹煮时间较长、缺乏良好的口感的问题,实现目前马铃薯由副食消费向主食消费转变、由原料产品向产业化系列制成品转变。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

小麦面粉新疆新世纪面粉有限公司;谷朊粉张掖华润金鹰农业科技股份有限公司;马铃薯、食盐、食用碱市售。

JJ1000型电子天平常熟市双杰测试仪器厂;C21S47型电磁炉浙江苏泊尔股份有限公司;恒温恒湿箱美墨尔特公司;电动组合面条机龙口市复兴机械有限公司。

1.2实验方法

1.2.1薯泥的制做马铃薯→清洗→蒸煮→自然冷却→去皮→称重→马铃薯泥冷藏备用。

1.2.2马铃薯面条的制作工艺马铃薯泥、面粉、谷朊粉、食用碱、食盐→复配→称重→和面→醒发→压延→切条、切断→保鲜包装(速冻或干燥包装)→成品面条。

1.2.3马铃薯面条制作的操作要点马铃薯预处理:挑选新鲜、无病害的马铃薯原料,用清水冲洗表面的泥土,沥干水分,称重备用。

表1　面条品尝评分标准

蒸煮:将处理过的马铃薯放入锅内,加水蒸煮30～60 min。

打浆:经过蒸煮的马铃薯冷却去皮后称重,然后制成马铃薯泥,冷藏备用。

和面:马铃薯泥和面粉以不同的比例混合,加入适量的谷朊粉、食盐、食用碱。和面搅拌成面絮,手握时成团、松开后散开即可(面团感官上要求干潮适当),面絮颗粒直径约在5 mm。

压延:将和面处理后的面团用电动压面机压延成面带,面带表面要求均匀光滑。

切面:将面带用切刀均匀切成宽10 mm、厚0.5 mm的长面条。

保鲜包装:速冻或干制。

1.2.4马铃薯面条品质评价将以上面条样品在沸水中蒸煮3 min,捞出后沥水,并对面条进行感官评价(实验的品尝小组由5～6位事先经过训练对品尝有经验的人员组成)。

1.2.5影响马铃薯面条品质的单因素实验

1.2.5.1薯泥添加量对面条品质的影响称取4份质量分别为200 g的面粉,控制薯泥的添加量为0%、30%、40%、50%,固定谷朊粉的添加量为2%,食盐的添加量为0.5%,食用碱的添加量为0.07%。探讨薯泥的添加量对马铃薯面条品质的影响。

1.2.5.2谷朊粉添加量对面条品质的影响称取4份质量分别为200 g的面粉,固定薯泥的添加量为40%,食盐的添加量为0.5%,食用碱的添加量为0.07%。实验控制谷朊粉的添加量依次为0、1.0%、2.0%、3.0%,探讨谷朊粉的添加量对马铃薯面条品质的影响。

1.2.5.3食用盐添加量对面条品质的影响称取4份质量分别为200 g的面粉,固定薯泥的添加量为40%,谷朊粉的添加量为2.0%,食用碱的添加量为0.07%,实验控制食盐的添加量依次为0%、0.3%、0.5%、0.7%,探讨食盐的添加量对马铃薯面条品质的影响。

1.2.5.4食用碱添加量对面条品质的影响称取4份质量分别为200 g的面粉,固定薯泥的添加量为40%,谷朊粉的添加量为2.0%,食用盐的添加量为0.5%,实验控制食用碱的添加量依次为0、0.03%、0.06%、0.09%,探讨食用碱的添加量对马铃薯面条品质的影响。

1.2.6响应面法优化马铃薯面条配方在单因素实验的基础上,选取薯泥的用量(A)、谷朊粉用量(B)、食盐添加量(C)、食用碱添加量(D)为响应面优化的四个考察因素,并以-1、0、1分别代表四个因素的低、中、高水平,以成品面条的感官评定分数为响应值,设计4因素3水平的响应面分析实验,实验因素及水平表见表2。

表2　响应面分析实验因素水平表

2　结果与分析

2.1单因素实验结果

2.1.1薯泥添加量对面条品质的影响由表3可知,在一定的范围内,随着薯泥添加量的增加,面条的品质整体呈上升趋势,感官分数提升。当薯泥添加量达到40%时,面条的品质相对最高。当薯泥的添加量超过40%时,感官分数下降,这是因为随着薯泥量的增加,水分增多,压制面条时面片粘机现象越严重,所需的面扑越多,影响其表观状态及品评,故选择薯泥添加量在40%左右。

表3　马铃薯泥添加量对面条品质的影响

2.1.2谷朊粉添加量对面条品质的影响谷朊粉又称活性面筋粉、小麦面筋蛋白,是从小麦(面粉)中提取出来的天然蛋白质,具有粘性、弹性、延伸性、成膜性和吸脂性等特点,是一种优良的面团改良剂。由表4可知,随着谷朊粉添加量的增大,面条的感官分数呈上升趋势,这是因为蛋白含量较高的谷朊粉易与面团中的水分形成牢固的面筋网络结构[6],增强面条的抗压力、抗弯曲力和抗拉力,从而提高面条的硬度、韧性和粘性,可降低面条的烹煮损失率,提高面条品质。当谷朊粉添加量超过2%后,面条品质有下降趋势,故选择谷朊粉添加量在2%左右。

表4　谷朊粉添加量对面条品质的影响

2.1.3食用盐添加量对面条品质的影响“碱是骨头,盐是筋”。在马铃薯面条制作过程中,食用盐是常添加的辅料物质[7],它能够增强面筋的弹性,在烹煮时降低面条的断条率,一定程度上还可以抑制杂菌的繁殖。由表5 可知,在一定的范围内,随着食盐添加量的增加,面条的总体品质提高,感官分数提升,食盐用量越大,面条的韧性越强,这是因为食盐溶于水后主要以钠、氯离子形式存在,两种离子会分布在面团中的面筋蛋白质周围,增加其吸水性能,使面筋蛋白形成稳定的面筋网络结构,增加面条的韧性和弹性[8]。当食盐的添加量超过0.5%后,感官评分有所降低,过多的食盐会影响面条的口感,韧性过强的面团不利于下一步实验的进行。

表5　食用盐添加量对面条品质的影响

2.1.4食用碱添加量对面条品质的影响由表6可知,随着食用碱添加量的增大,面条品质有所提升,随后又伴有下降趋势。添加量为0.06%时,面条品质相对最佳,这是因为适量的食用碱能够增强面条的韧性,改善其颜色和口感[9-10],而且在烹煮时能够降低面条的断条率和损失率。但是食用碱的添加量并不是越多越好,面粉中加入过多的食用碱,面条色泽整体较黄,品尝时会有涩味存在,风味和口感下降。

表6　食用碱添加量对面条品质的影响

2.2响应面实验结果与分析

2.2.1实验设计与结果本课题根据Box-Behnken[11]中心组合设计原理进行响应面实验,实验结果见表7。

表7　响应面实验设计方案及结果

2.2.2模型的建立与显著性检验利用Design Expert8.0软件对实验值进行二元回归拟合,得到面条的感官分数对薯泥添加量、谷朊粉添加量、食用盐添加量、食用碱添加量的二次多项回归方程为:

Y=93.12+0.95A+0.48B-0.19C+0.52D+0.53AB-0.40AC-0.38AD-0.025BC-0.40BD-0.50CD-1.21A3.66B2-0.87C2-0.92D2。

回归模型的方差分析见表8。

由表2～表6可知,回归模型的一次项A、B、D及二次项AB、CD、A2、B2、C2、D2表现极为显著,其对感官分数的影响大,二次项AC、AD、BD显著,说明其对感官分数有一定的影响,因素A与因素B、因素C与因素D交互作用极显著,各因素对感官评分影响的主次顺序为A(薯泥添加量)>D(食用碱添加量)>B(谷朊粉添加量)>C(食用盐添加量)。

2.2.3响应面分析借助Design Expert8.0软件,作出响应面和等高线图,根据等高线图直接判断两因素交互作用情况,圆形表示两因素交互作用不显著,椭圆表示二因素交互作用显著[12]。图1～图6直观地反映了因素间的交互作用对响应值(感官分数)的影响,从这几组图中可以看出,在所选范围内存在极值。

图1　Y=f(A,B)的响应面图Fig.1　Response surface for the sensory evaluation score under different amount of mashed potato and wheat gluten

图2　Y=f(A,C)的响应面图Fig.2　Response surface for the sensory evaluation score under different amount of mashed potato and salt

图3　Y=f(A,D)的响应面图Fig.3 Response surface for the sensory evaluation score under different amount of mashed potato and dietary alkali

图4　Y=f(B,C)的响应面图Fig.4　Response surface for the sensory evaluation score under different amount of wheat gluten and salt

表8　回归模型方差分析

图5　Y=f(C,D)的响应面图Fig.5　Response surface for the sensory evaluation score under different amount of salt and dietary alkali

2.2.4马铃薯面条配方的确定根据所建立的数学模型进行参数的最优化分析,得出马铃薯面条制作的配方为:薯泥添加量42.2%,谷朊粉添加量2.12%,食用盐添加量0.446%,食用碱添加量0.0639%。考虑到实际操作,将配方参数修正为:薯泥添加量42.2%,谷朊粉添加量2.1%,食用盐添加量0.45%,食用碱添加量0.064%。

图6　Y=f(B,D)的响应面图Fig.6 Response surface for the sensory evaluation score under different amount of wheat gluten and dietary alkali

注:**表示差异极显著(p<0.01);*表示差异显著(0.01

2.2.5验证实验在以上优化条件下,得到马铃薯面条的感官评定分数的预测值为93.7。为检验该实验结果的可靠性,采用该优化配方进行验证实验,每个实验做3组平行,得到实验结果为93.0、92.5、93.1,平均值为92.86,与预测值相比,相对误差仅为0.90%。因此,运用响应面法优化马铃薯面条制作的配方参数准确可靠。

3　结论

本实验以马铃薯和小麦面粉为主要原料开发马铃薯面条,并对面条品质进行感官评定,在单因素实验的基础上,运用响应面法优化马铃薯面条制作的工艺条件,得出马铃薯面条的最佳配方为:薯泥添加量42.2%,谷朊粉添加量2.1%,食用盐添加量0.45%,食用碱添加量0.064%。在此条件下制得的面条色泽略带微黄,薯味浓郁、适口性好、有嚼劲、不粘牙,感官评定分数达到92.86,适合大众口味。本实验采用的加工工艺简单,面条营养全面,符合人们的消费理念,对推动马铃薯主食化具有重要意义。

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Research of the new product of staple potato noodles

ZHAO Yu,PENG Tao,ZHANG Xiao-yan,CHEN Xing-ye,LU Hong-ke,YIN Xin,YANG Xu-xing

(The Institute of Gansu Province Light Industrial Scientific Research,Lanzhou 730000,China)

Potato and flour were utilized as raw material for potato noodles making.Based on single-factor experiments,response surface optimization was carried out to optimize the technological parameter.The results showed that quality of potato noodles was most significantly affected by mashed potato,dietary alkali,wheat gluten and salt.The optimal formula was mashed potato 42.2%,wheat gluten 2.1%,salt 0.45%,dietary alkali 0.064%.It had excellent sensory qualities such as light yellow color,rich potato arom,the sensory evaluation score of mashed noodles was 92.86 under this conditions.

potatoes;staple food;potato noodles;response surface analysis

2015-08-07

赵煜(1958),女,本科，正高级工程师,研究方向:生物工程与轻化工,E-mail:yzhao6827@sohu.com。

张小燕(1972),女,本科,高级工程师,研究方向:食品工程,E-mail:502213856@qq.com。

TS201.1

B

1002-0306(2016)07-0232-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.07.036