紫淮山全粉对面团流变特性及面条质构特性的影响

李 燕,邹金浩,郭时印,苏小军,2,廖卢艳,王 锋,李清明,*

(1.生物质醇类燃料湖南省工程实验室,湖南农业大学食品科学与技术学院,湖南长沙 410128;2.湖南省植物功能成分利用协同创新中心,湖南长沙 410128)

紫淮山,属薯蓣科薯蓣属,在我国浙江、湖南、广西、广东、江西、云南、福建、台湾等地[1]均有种植,是一种药食兼备的蔬菜,具有较高的食用和药用价值。紫淮山富含淀粉、蛋白质、多种氨基酸、矿物元素、多糖、薯蓣皂苷、多酚、尿囊素和天然花青素等多种营养成分,营养价值比普通山药高20多倍,有健脾养胃、滋肺益肾、利肝止泻之功效,因而又被称为“紫人参”[2-4]。紫淮山全粉由紫淮山经去皮、切片、干燥和粉碎制成,能够保留紫淮山全部营养成分,具有营养丰富、易于贮运和食用方便等优点。将紫淮山制成全粉,不仅可以解决其不耐贮运的产业发展困难,还可以为食品工业提供健康营养的加工原料。紫淮山全粉的淀粉和蛋白质含量与小麦粉接近,但缺乏面筋蛋白,以纯紫淮山全粉生产面条存在成型难、易开裂和口感差等问题[5]。将淮山全粉与小麦粉混合使用,不仅可以提高紫淮山全粉加工性能,还可以实现营养互补,提高面条的营养价值。

目前,国内对淮山面条方面的研究主要集中在配方和工艺的优化研究,面团流变特性方面的研究报道很少[6-8]。张贞贞[9]研究了不同干燥方法制备的山药粉及其主要成分对面粉特性及面条品质的影响。Li等[10]研究发现,随着淮山含量的增加,淮山粉和小麦粉混合粉的峰值黏度上升。关于紫淮山面条的研究报道较少[11],紫淮山全粉对面团流变特性的研究国内暂未见报道。

本文研究紫淮山全粉对小麦面团粉质特性、拉伸特性、糊化性质和面条品质的影响,以期为紫淮山全粉在面制品中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

紫淮山全粉 由湖南紫玉农业有限公司提供，紫淮山干片,含水量为8.9%,产自湖南邵阳,紫淮山干片粉碎后过100目筛,用真空包装袋包装后置于干燥器中备用;特一粉 淮北市华瑞面粉有限公司。

JFZD型电子粉质仪 北京东方孚德技术发展中心;JMLD150型电子拉伸仪 北京东方孚德技术发展中心;RVA-S/N2112681快速黏度分析仪 瑞典perten仪器有限公司;TA.XT.plus质构仪 英国stable micro systems;CR-400色彩色差计 柯尼卡美能达公司;压面机 佛山市顺德区陈村镇俊凌厨具电器厂;家用压面机 永康市海鸥电器有限公司;TP-1200A电子天平 湘仪天平仪器设备有限公司;BS224S分析天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;800Y高速多功能粉碎机 永康市铂欧五金制品有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 混合粉的配制 分别用0、5%、10%、15%、20%和25%的紫淮山全粉替代相应比例的小麦面粉,混合均匀。

1.2.2 混合粉粉质特性的测定 根据GB/T 14614-2006/ISO5530-1:1997《小麦粉 面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定 粉质仪法》,利用粉质仪进行测定。称取300 g配制的混合粉,加入适量蒸馏水在和面钵中揉和,当面团的最高稠度达(500±20) FU时,按记录仪记录的粉质曲线得到吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度、粉质指数。重复3次。

1.2.3 面团拉伸特性的测定 根据GB/T 14615-2006/ISO 5530-2:1997《小麦粉 面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定 拉伸仪法》,利用拉伸仪进行测定。按照粉质仪测定的最佳吸水率,称取300 g配制的混合粉、蒸馏水、(6.0±0.1) g氯化钠加入粉质仪和面钵中,揉面5 min后取出,准确称取2个150 g的面团,在拉伸仪中进行揉圆,再经成型器搓滚成条,将其放入25 ℃左右的醒发室中依次醒发45、90、135 min。取出面团在拉伸台上测试面团的拉伸特性。由仪器记录的拉伸曲线得到醒发时间为45、90、135 min时的拉伸能量、延伸度、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比、最大拉伸比。重复3次。

1.2.4 面粉的糊化性质测定 称取(3.50±0.01) g配制的混合粉(按14%湿基计算),转移到样品筒中,量取25.0 mL蒸馏水加入样品筒中,将搅拌器置于样品筒中,上下快速搅动10次,使样品分散,置于快速粘度分析仪中。采用GB 24853-2010《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定快速粘度仪法》标准程序1的温度模式,即RVA初始温度为50 ℃,保持1 min,然后以12 ℃/min升高至95 ℃,保持在95 ℃ 2.5 min,再以12 ℃/min降至50 ℃,保持2 min,根据RVA的曲线,分别获得峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、回生值、崩解值和糊化温度等参数。重复3次。

1.2.5 面条的制作 称取混合粉500 g,置于不锈钢盆当中,加入相应量的蒸馏水。加水量根据粉质仪测得的混合粉吸水率计算得到,0%紫淮山全粉时加水150.5 mL,25%紫淮山全粉时加水158 mL。手工和面15 min,面团呈手握成团一捏则散的状态,盖上两层湿纱布,熟化20 min。熟化后的面团用压面机压成1 mm厚的面片,将湿面条切割成20 cm长,在室温条件下晾干72 h,得到试样面条,将试样面条用保鲜自封袋包装后置于干燥器中备用。

1.2.6 面条最佳烹煮时间的测定 取30根面条,投入装有500 mL沸腾蒸馏水的铝锅中煮制,保持水沸腾状态,并立即开始计时。从3 min开始,每隔10 s取出三根面条,用两块透明玻璃压开,观察面条中间的白芯变化。当白芯刚刚消失时,为面条的最佳烹煮时间。

1.2.7 面条质构的测定 取50根面条,放入装有沸水的铝锅中并立即计时,保持水沸腾状态煮制到最佳烹煮时间后取出,用蒸馏水冲洗30 s,然后沥干水分。取5根面条并排放在测试台上,用P100探头在TPA模式下,测试前速率5.0 mm/s,测试速率1.0 mm/s,测试后速率1.0 mm/s;形变量为50%;时间间隔1 s;感应力Auto-5g。重复6次。

1.2.8 面条色泽的测定 将不同紫淮山全粉添加量的面条样品各随机抽取50 g,用粉碎机粉碎磨粉,过100目筛备用。采用CR-400色彩色差计进行测定,以不加紫淮山全粉的样品作为对照。面条测得的L*值越大,表示干面条的色泽越白,a*值代表红绿度,值越大表示面条色泽越红,b*值代表黄蓝度,值越大表示面条色泽越黄。ΔE=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2,值越小表示与未添加紫淮山全粉的面条色泽越接近。重复6次。

1.2.9 面条的感官评价 取成品面条若干,放入装有沸水的铝锅中并立即计时,保持水沸腾状态煮制到最佳烹煮时间后用漏勺捞出,淋水30 s,室温下放置1 min,对煮制后的面条进行感官评价,感官评价小组成员为10人,面条的评分项目及分值分配参考LS/T 3202-1993制订,具体见表1。

表1 紫淮山面条的感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standard of the purple yam noodles

2 结果与分析

2.1 不同添加量紫淮山全粉对混合粉粉质特性的影响

粉质特性能够反应面团在形成过程当中的流变学特性,由表2可见,随着紫淮山全粉添加量的增加,混合粉的吸水率呈显著上升的趋势(p<0.05),当紫淮山全粉的添加量为25%时,面团的吸水率由未添加时的60.2%升至63.2%。面团吸水率与淀粉和蛋白质的组成及破损淀粉的含量有关[12]。紫淮山全粉的添加导致面团的吸水率增大,可能是由于淮山全粉含有丰富的黏液质,吸水性强所致[13],吸水率的提高有利于后期加工产品的成形与保鲜。张娟[14]也报道了山药粉在混合粉中的比例增加时,混合面团的吸水率明显增加。面团形成时间呈先上升后下降的趋势,在添加量为15%时达到最大值。面团的形成时间与面粉的吸水速度有关,面粉吸水速度快则面团形成时间短,反之,面粉的吸水速度慢,面团的形成时间就长。面团稳定时间呈先下降后缓慢上升的趋势,添加量为15%、20%、25%时,无显著性差异(p>0.05)。在添加量为5%～20%的范围内,面团的稳定时间均比未添加时短,可能是因为紫淮山全粉的添加降低了混合粉中面筋蛋白的含量,面筋蛋白被稀释,从而破坏了面筋蛋白的网状结构,降低了面筋蛋白网络结构的强度,造成其在机械力作用下稳定性变差,致使稳定时间缩短[15-16]。添加紫淮山全粉的面团弱化度均比未添加紫淮山粉的面团弱化度高,且差异显著(p<0.05)。弱化度表现了面团对机械搅拌产生的剪切力的耐受程度,弱化度越大，表示面筋的质量越差[17],添加紫淮山全粉破坏了面团的连续性,使之不易形成稳定的网状结构,从而使面团的弱化度增大,说明紫淮山全粉有减弱面筋强度的作用,使面团不易加工。刘崇万等[18]研究发现,随着菊粉添加量的增加,面团的弱化度显著下降。添加紫淮山全粉后,粉质指数呈先下降后上升的趋势,添加量为15%、20%、25%时无显著差异(p>0.05)。

表2 紫淮山全粉对混合粉粉质特性的影响Table 2 Effect of purple yam flour on farinograph properties of mixed flour

2.2 不同添加量紫淮山全粉对面团拉伸特性的影响

不同添加量的紫淮山全粉对混合面团醒发45、90、135 min后的拉伸能量、延伸度、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比、最大拉伸比的影响分别见表3。由表3可以看出,当醒发时间45、90、135 min时,随着紫淮山全粉添加量的增加,面团的拉伸能量整体呈下降趋势。一般拉伸能量越大,面团筋力越强,反之,拉伸能量越小,面团筋力越弱。这说明添加紫淮山全粉降低了混合面团的筋力。当醒发时间45、90、135 min时,面团的延伸度随紫淮山全粉添加量的上升呈下降趋势。面团的延伸度表征面团延展特性和可塑性,面粉中麦醇溶蛋白赋予面筋良好的延伸性,而麦谷蛋白赋予面筋良好的弹韧性[19]。紫淮山全粉的添加使面团的延伸度下降,则是由于麦醇溶蛋白相对含量减少而降低。丁瑞琴[20]研究发现,添加甘薯粉会使甘薯-小麦混合粉面团的延伸度和拉伸能量下降。张园园等[21]报道了添加藜麦粉会降低藜麦-小麦混合面团的延伸度和拉伸能量。在相同紫淮山全粉添加量不同发酵时间下,随着发酵时间的延长,拉伸阻力增大。这是由于面粉中的蛋白质充分吸收水分,使面团能形成更好的面筋网络,从而增大拉伸阻力[22]。拉伸比例是拉伸阻力与延伸度的比值,反映面团抗拉伸与延伸性之间的平衡关系。随着紫淮山全粉添加量的增加,拉伸比例呈上升趋势,且醒发时间越长,影响越大。

表3 紫淮山全粉对面团拉伸特性的影响Table 3 Effect of purple yam flour on extensograms properties of wheat dough

2.3 不同添加量紫淮山全粉对面粉糊化性质的影响

淀粉糊化特性是反映淀粉品质的重要指标,其与面条品质之间存在着相关性,对面条的品质起重要作用。从表4可以看出,随着紫淮山全粉添加量的增加,糊化温度呈先下降后上升趋势,从总的变化趋势来看,添加紫淮山全粉能降低糊化温度。糊化温度越小,淀粉越易吸水、膨胀、糊化。峰值黏度、谷值黏度均随紫淮山全粉添加量的增加呈先下降后上升的趋势,分别在添加量为10%、15%时达到最小值。最终黏度和回生值均随紫淮山全粉添加量的增加呈下降趋势。单姗等[23]研究发现,添加紫薯全粉使紫薯-小麦混合粉的糊化黏度下降,回生值减小。回生值反应淀粉的成胶能力和回生程度。回生值越大,表明产品的老化速率越快,货架期也就越短[24-25]。添加紫淮山全粉后,回生值显著降低,说明紫淮山全粉能够阻碍糊化后的淀粉分子重新聚合,抑制了淀粉的老化,减缓淀粉回生过程[26-27],有利于延长紫淮山面条的保质期[28]。崩解值与膨胀后淀粉粒的刚性有关,反映淀粉糊的热稳定性,崩解值越大,则淀粉糊稳定性越差。随着紫淮山全粉添加量的增加,崩解值呈显著增大的趋势(p<0.05),说明添加紫淮山全粉会降低混合粉糊的热稳定性。

表4 紫淮山全粉对面粉糊化性质的影响Table 4 Effects of purple yam flour on pasting properties of mixed flour

2.4 不同添加量紫淮山全粉对面条质构特性的影响

由表5可见,紫淮山全粉对面条的弹性无显著性影响(p>0.05),对硬度、粘附性等TPA指标均有明显影响。添加紫淮山全粉(5%～25%)后,随着紫淮山全粉添加量的增加,面条的硬度、胶黏性、咀嚼性、回复性均呈先上升后下降的趋势,且在添加量为15%时达到最大值。紫淮山全粉的添加量超过10%后的面条硬度与添加量为0%时的面条硬度之间存在显著性的差异(p<0.05),其原因可能是添加的紫淮山全粉阻碍了面筋蛋白网络的形成,降低了面团的延伸性,导致面团的硬度增大[29]。王乐[30]研究也发现,随着马铃薯全粉添加量的增加,面条的硬度增大。

表5 紫淮山全粉对面条质构特性的影响Table 5 Effects of purple yam flour on texture of noodles

2.5 不同添加量紫淮山全粉对面条色泽的影响

由表6可知,随着紫淮山全粉添加量的增加,面条色度L*值显著降低(p<0.05)。面条的L*值下降,是由于紫淮山全粉中花色苷的颜色使面条整体色泽变暗。仇干等[31]研究发现,添加紫马铃薯全粉使马铃薯-小麦混合粉的L*下降,色泽变差。面条的a*值和ΔE均随紫淮山全粉添加量的增加而显著上升(p<0.05)。紫淮山全粉的添加量达到15%后,面条的b*值大于对照组,面条色泽逐渐变黄。

表6 紫淮山全粉对面条色泽的影响Table 6 Effects of purple yam flour on color of noodles

表7 紫淮山面条的感官评定结果(分)Table 7 Sensory evaluation quality of the purple yam noodles(score)

2.6 不同添加量紫淮山全粉对面条感官评价的影响

紫淮山全粉的添加量为5%～15%时,面条的色泽评分高于未添加紫淮山全粉时的色泽评分,且无显著差异(p>0.05),但添加量超过20%时,下降显著(p<0.05),添加量过多使面条色泽发暗是评分下降的主要原因。面条食味的评分随添加量的增加呈先上升后下降的趋势,添加量低于15%时,面条具有一定的淮山清香,添加量达到20%时则气味过浓而影响评分。紫淮山全粉的添加量不超过15%时,感官品质较好。

3 结论

随着紫淮山全粉添加量的增加,面团的吸水率呈上升趋势,形成时间呈先上升后下降趋势,稳定时间呈先下降后缓慢上升趋势。面团的拉伸能量和延伸度随着紫淮山全粉的添加呈下降趋势,拉伸比和最大拉伸比增大。混合粉的糊化温度、峰值粘度、谷值黏度均呈先下降后上升趋势,且比未添加紫淮山全粉时低,最终黏度、回生值则呈下降趋势,崩解值呈显著上升趋势(p<0.05)。面条的L*值随着紫淮山全粉添加量的增加显著降低(p<0.05)。面条的硬度、胶黏性、咀嚼性、回复性均呈先上升后下降的趋势,在添加量为15%时达到最大值。紫淮山全粉的添加量未超过15%时,面条的感官品质较好。综合考虑,紫淮山全粉添加到小麦粉中制作面条时,添加量以不超过15%为宜。