贵州不同品种苦荞品质及其对荞麦面条加工的影响

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(1.贵州省农业科学院食品加工研究所,贵州贵阳 550006;2.西北大学附属医院·西安市第三医院,陕西西安 710021)

面条是一种制作简单、食用方便、营养丰富,可主食又可快餐的传统食品。随着人们生活水平的提高,各种杂粮及蔬菜类面条受到广大消费者的认可[1],比如胡萝卜、菠菜等面条制品被用作婴幼儿辅食。相比于普通小麦面条,杂粮及蔬菜面条口感独特、营养价值高,消费前景巨大。苦荞是一种重要的小宗杂粮作物和药食同源植物,含有蛋白质、维生素、矿物质、膳食纤维等营养成分,同时富含芦丁、槲皮素等黄酮类物质,营养素含量丰富,比例均衡[2]。现代研究证实,黄酮类化合物具有很高的食用价值和药用价值,具有防治心脑血管疾病、抗菌消炎等作用,长期食用能增强人体免疫力,具有很好的保健作用[3-4]。贵州的苦荞种植面积居全国前列,且品种繁多,主要用于加工苦荞面条、苦荞茶、苦荞酥、苦荞饭等制品,其中苦荞面条占有重要的市场份额。

现阶段国内外关于苦荞品种的研究主要集中于不同品种产量比较及营养成分分析[5-6],而关于品种对苦荞制品加工品质的影响尚未见报道。因此,本研究拟通过对比贵州常见的苦荞品种间灰分、水分、粗蛋白、粗脂肪、淀粉、直链淀粉、总糖、粗纤维、总黄酮、出粉率等基础成分的差异,并将不同品种苦荞加工成面条,测定面条的感官品质、蒸煮损失、拉伸特性、质构特性等指标,筛选出适宜的苦荞面条加工品种,为苦荞加工提供有力的数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

黔苦1号、黔苦2号、黔苦3号、黔苦4号、黔苦5号、黔苦6号、黔苦7号、黔苦8号、六苦3号、六苦4号 由贵州省生物技术研究所提供,种植于威宁县双龙镇基地;小麦粉 金沙河面业集团有限公司;芦丁标准品 美国Sigma公司;乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、3,5-二硝基水杨酸、无水亚硫酸钠、苯酚、酒石酸钾钠、盐酸、酚酞、考马斯亮蓝-G250、磷酸 均为分析纯,天津市富宇精细化工有限公司;所用水 为蒸馏水。

UV-2102C型紫外可见分光光度计 尤尼科上海仪器有限公司;TA-XT2i型物性测试仪 英国Stable Microsystems公司;RE-5299型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;FK156-3型多功能压面机 浙江俊媳妇机械设备有限公司;FA2004型分析天平 上海精密科学仪器有限公司;C21-WT2105型电磁炉 美的集团;L 3/11-LT 40/12型马弗炉 广州市华粤行仪器有限公司;GZX-9070MBE型电热鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鲜苦荞面条的制作 称取混合粉200 g(苦荞粉40%、小麦粉60%)放入和面机,搅拌5 min,同时不断加水,面团的含水量控制为35%。在3.0、2.5、2.0、1.5、1.0 mm的轨间距处各延压两次,面带压至1 mm厚,进行切面。

1.2.2 干苦荞面条的制作 将制作好的鲜苦荞面条取一部分放入烘箱中烘干,制成干面。温度45 ℃,时间5 h,最终产品含水量为13%左右。

1.3 品质指标的测定

1.3.1 苦荞粉中主要成分的测定 将苦荞用石磨去壳、磨粉,然后用粉碎机将苦荞粉磨碎,过80目网筛后备用。

1.3.1.1 基础指标测定 水分含量测定参照《GB 5009.3-2016食品安全国家标准 食品中水分的测定》。粗脂肪含量测定参照《GB 2906-1982谷类、油料作物种子粗脂肪测定方法》。灰分测定参照《GB 4800-84 谷物灰分测定法》。膳食纤维测定参照《GB 5009.88-2014食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》。淀粉含量测定参照《GB 5006-85谷物籽粒粗淀粉测定法》。直链淀粉含量测定参照《GB 7648-87水稻、玉米、谷子籽粒直链淀粉测定方法》。

1.3.1.2 总黄酮含量测定 采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定苦荞粉中的总黄酮含量[7]。取样品1.0 g,加入50 mL70%乙醇超声提取60 min,取上清液1 mL,加入25 mL容量瓶中,用30%乙醇稀释至12.5 mL,加入1 mL 5%的亚硝酸钠溶液,摇匀后静置5 min,然后加入 1 mL10%的硝酸铝溶液,摇匀后静置6 min,加入10 mL 1 mol/mL的氢氧化钠溶液,用30%乙醇定容至刻度,摇匀,在80 ℃放置10 min,以空白溶液作为对照,在510 nm处测定吸光值。所有样品平行测定3次,取平均值。以芦丁溶液浓度为横坐标X,吸光值为纵坐标Y,制作标准曲线为:Y=0.3186X+0.002,R2=0.9991,计算相应的总黄酮含量(mg/mL)。

1.3.1.3 总糖含量测定 采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定苦荞粉中总糖含量[8]。取样品1.0 g,加入10 mL 6 mol/L的HCl溶液和15 mL蒸馏水,混匀,在沸水浴中加热30 min后,用碘化钾-碘溶液检查水解程度。待水解完全后,冷却,加入酚酞指示剂0.2 mL,以6 mol/L的NaOH溶液中和至溶液呈酚酞变色,定容至50 mL,取待测液1.0 mL,加入3.0 mL DNS溶液,混匀,于沸水浴中加热5 min,取出后立即冷却,用蒸馏水定容至刻度,摇匀。以空白溶液作为对照,在489 nm处测定吸光值。所有样品平行测定3次,取平均值。以葡萄糖溶液浓度为横坐标X,吸光值为纵坐标Y,制作标准曲线为:Y=0.0331X-0.0193,R2=0.9993,计算相应的总糖含量(mg/mL)。

1.3.1.4 总蛋白含量测定 采用考马斯亮蓝G-250法测定苦荞粉中总蛋白含量[9]。取样品0.5 g,加入50 mL蒸馏水,静置30 min,取待测液2.0 mL,加入10 mL考马斯亮蓝G-250溶液,摇匀后室温放置5 min,以空白溶液作为对照,在595 nm处测定吸光值。所有样品都平行测定3次,取平均值。以蛋白溶液浓度为横坐标X,吸光值为纵坐标Y,制作标准曲线为:Y=0.0057X+0.0064,R2=0.9988,计算相应的总蛋白含量(μg/mL)。

1.3.1.5 出粉率测定 称取一定量苦荞籽粒,采用石磨去除苦荞壳,称量制得苦荞粉重量。按公式(1)计算出粉率。

式(1)

其中,C为出粉率(%);M1为苦荞粉重量(g);M为苦荞籽粒总重量(g)。

表1 苦荞面条感官评价评分标准Table 1 The standard of sensory evaluation of tartary buckwheat noodles

1.3.2 苦荞面条感官评价 将干苦荞面条沸水中煮3～4 min,鲜苦荞面条沸水中煮1～2 min,煮熟至中间无白芯,作为感官评价样品。邀请10位经过培训的感官检验员,参照表1对苦荞面条进行感官评分,实验重复3次,取平均值。以静态感官评定法(DSA)判定产品效果[10]。

1.3.3 苦荞面条蒸煮损失测定 参照《LS/T 3212-2014 挂面》中方法测定。称取10 g苦荞面条,放入盛有500 mL沸腾蒸馏水的烧杯中,电炉加热使水保持微沸状态,将面条煮熟后用筷子挑出,面汤冷却后定容至500 mL,混匀,取50 mL面汤在电炉上蒸发掉大部分水分,再加入50 mL面汤继续蒸发至近干,105 ℃烘干至恒重,按公式(2)计算蒸煮损失率。

表2 不同品种苦荞基础成分对比(g/100 g)Table 2 Comparison of basic components of different varieties of tartary buckwheat(g/100 g)

注:不同字母代表不同品种间同一指标测定结果差异显著(P<0.05),表3～表5同。

式(2)

其中,P为蒸煮损失率(%);M为100 mL面汤中干物质质量(g);W为挂面水分含量(%);G为样品质量(g)。

1.3.4 苦荞面条煮后质构测定 将500 mL蒸馏水加入1000 mL烧杯中,加热煮沸,放入10根苦荞面条,湿面煮2 min左右、干面煮5 min左右,至最佳蒸煮状态立即捞出。用蒸馏水冲淋30 s,然后利用质构仪进行拉伸特性和质构参数测定,每个样品重复实验3次取平均值。

1.3.4.1 拉伸特性测定 测前速率为2 mm/s,返回速率10 mm/s,测试速率 1 mm/s。拉伸距离为100 mm。两探头起始间距 30 mm,触发值为5 g。记录面条被拉断时的最大拉伸力。

1.3.4.2 质构特性测定 选择3根面条均匀并排放置在实验平台上,测前速率和测后速率均为2 mm/s,测试速率为 1 mm/s。压缩程度为 70%,两次压缩停留间隔为10 s,触发值为10 g。

1.4 数据分析

采用Origin(Version 8.6)进行作图,采用SPSS(Version 17.0)进行统计学分析,P<0.05认为有统计学显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 不同品种苦荞基础成分对比

对贵州不同地区苦荞品种进行了基础成分分析,结果见表2。不同品种间灰分和水分含量差异不大,平均值分别达到2.60、15.11 g/100 g。粗脂肪含量较高的品种为黔苦4号,达到(4.60±0.78) g/100 g,显著多于其他品种(P<0.05),除黔苦1号外,粗脂肪含量均值为2.02 g/100 g,黔苦7号和8号远低于平均含量。不同品种苦荞中总糖含量较低,均值为0.74 g/100 g。黔苦7号粗蛋白含量最高,达到(12.09±0.77) g/100 g,其他品种间粗蛋白含量差异不显著,均值为10.91 g/100 g,与赵鑫等[6]测定的晋北地区不同苦荞品种蛋白质含量的平均值为16.6%相比,本次测定的贵州地区苦荞品种中粗蛋白含量较低。测定品种中粗纤维含量最高的为黔苦4号,达到(4.19±0.32) g/100 g,所有品种均值为2.34 g/100 g,较甜荞、小麦、大米和玉米的膳食纤维含量都要高[11]。不同品种之间淀粉和直链淀粉含量差异不明显,黔苦2号淀粉和直链淀粉含量均最高,分别达到(67.46±2.96)和(25.91±0.84) g/100 g,黔苦8号淀粉含量最低,黔苦6号直链淀粉含量最低。不同品种之间淀粉含量的平均值达到63.27 g/100 g,直链淀粉含量平均值达到22.85 g/100 g,与Guo等[12]和Wei等[13]报道结果相符。

黄酮是苦荞中一个重要的营养成分,10个品种中黄酮含量均值可达2.07 g/100 g,其中黔苦7号中总黄酮含量显著多于其他品种(P<0.05),达到(2.95±0.11) g/100 g,含量最低的品种为黔苦6号,也达到(1.58±0.05) g/100 g。周达[14]统计了371份苦荞资源的黄酮含量的总体特性,黄酮含量最高为 2.06%,最低为0.36%,黄酮含量平均为1.21%,品种主要来自陕西、云南、贵州、湖南、四川、江西等地,说明本实验测定的贵州地区主栽品种黄酮含量较高。诸多研究表明,苦荞黄酮对人体具有多种有益的生理功能,包括抗氧化、抗菌消炎、免疫调节等[15-16],黄酮含量的高低可以作为品种之间价值高低的评价指标,为后期不同类型功能性食品开发提供数据支撑。

2.2 不同品种苦荞出粉率对比

不同品种苦荞的出粉率见图1。由图1可以看出,出粉率最高的品种为黔苦6号,达到73.55%±1.01%,黔苦4号的出粉率最低,为67.50%±1.78%,除了黔苦2号和4号出粉率较低外,不同品种之间出粉率差别不明显。郑君君[5]报道了陕西地区不同荞麦品种的出粉率,发现甜荞出粉率普遍高于苦荞,甜荞最高为72.6%(定边红花甜荞),苦荞最高为65.3%(西农9909)。而本实验测得贵州不同品种苦荞的出粉率平均值达到70.32%,出粉率较高,可以作为加工用品种。

图1 不同品种苦荞出粉率对比Fig.1 Comparison of flour yield of different varieties of tartary buckwheat注:不同字母代表不同品种间结果差异显著(P<0.05)。

2.3 不同品种苦荞粉对荞麦面条感官品质的影响

从图2可以看出,黔苦7号制成的干面条和鲜面条感官评分均为最高,除了黔苦2号外,黔苦7号感官评分值显著高于其他品种(P<0.05)。可能是因为黔苦7号粗蛋白及总黄酮含量较其他品种高,粗蛋白对产品的组织结构有一定影响,会使产品表面更加光滑,且韧性更好;总黄酮含量高,导致苦荞面条苦味增加,使产品食味较其他品种更好。干面的感官评分均高于鲜面,可能与面条脱水后的品质变化有关。

图2 不同品种苦荞面条感官评分对比Fig.2 Comparison of sensory scores of different varieties of tartary buckwheat noodles注:a～c不同字母代表不同品种间结果差异显著(P<0.05), 相同字母表示差异不显著(P>0.05)。

2.4 不同品种苦荞粉对荞麦面条蒸煮损失的影响

蒸煮损失是评价面条品质的一个重要指标,蒸煮损失越大,说明面条煮制过程中损失越多,面汤更容易浑浊[17]。对不同品种苦荞面条蒸煮损失率进行测定,结果见表3。由表3可知,不同品种苦荞面条间蒸煮损失率均无显著差异,但黔苦2号面条的鲜面和干面蒸煮损失略高于其他品种。干面中黔苦5号的蒸煮损失最小,鲜面中六苦3号的蒸煮损失最小。大部分品种干面的蒸煮损失略小于鲜面的蒸煮损失。黔苦2号中淀粉和直链淀粉含量均较其他品种高,可能是造成苦荞面条蒸煮损失高的主要原因,因为直链淀粉易溶于热水,糊化时间短,随着面条中的直链淀粉含量的升高,进入面汤中的干物质含量增加,蒸煮损失增大[18]。

表3 不同品种苦荞面条蒸煮损失对比Table 3 Comparison of cooking loss of different varieties of tartary buckwheat noodles

2.5 不同品种苦荞粉对荞麦面条拉伸特性的影响

由表4可知,干面条中黔苦7号拉伸阻力最大,六苦3号拉伸阻力最小,除了黔苦1号、4号、8号外,黔苦7号拉伸阻力显著高于其他品种(P<0.05)。鲜面中同样是黔苦7号拉伸阻力最大,黔苦6号拉伸阻力最小。拉伸阻力可以定量反映面条的拉伸特性,拉伸阻力越大,面条的弹性越强,口感越劲道[19]。不同品种荞麦面条拉伸阻力的差别与原料中蛋白质和湿面筋含量相关,蛋白质通过共价键和非共价键形成网状结构,与原料中的淀粉和脂肪等物质形成复合体,同时蛋白质含量增加会导致湿面筋含量增加,而湿面筋含量越高,形成的复合体结构越牢固,会使荞麦面条的弹性变好,拉伸阻力也就越大[19]。黔苦7号品种的粗蛋白含量较其他品种高,所以其拉伸阻力也较其他品种好,口感较其他品种更为劲道。

表5 不同品种苦荞面条质构特性对比Table 5 Comparison of texture characteristics of different varieties of tartary buckwheat noodles

表4 不同品种苦荞面条拉伸特性对比Table 4 Comparison of tensile properties of different varieties of tartary buckwheat noodles

2.6 不同品种苦荞粉对荞麦面条质构特性的影响

通过质构仪可以定量测定面条的硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性、粘附力等指标,避免了感官评价过程中人为因素的干扰。同时硬度、弹性、咀嚼性等质构指标与感官评分中的适口性(软硬)、韧性有一定的相关性,可以作为评价面条品质的指标。由表5可知,除黔苦8号外,不同品种苦荞面条干面和鲜面的硬度差异不显著,干面中黔苦8号硬度最大,黔苦7号硬度最小,鲜面中黔苦4号硬度最大,黔苦6号硬度最小。不同品种苦荞面条间弹性、胶黏性、咀嚼性和粘附力差异不大,干面中黔苦2号和黔苦7号弹性较好,鲜面中不同品种间弹性无显著差异,这可能与这两个品种中蛋白含量较高有关。鲜面中黔苦2号和黔苦7号的咀嚼性较其他品种较高。在面团形成过程中,面筋蛋白中的麦谷蛋白各亚基之间通过分子间二硫键和次生键(氢键和疏水作用等)聚集形成较大的蛋白聚合物,这些聚合物使产品具有较好的弹性[20]。同时面筋蛋白会影响产品的咀嚼性,面筋蛋白含量越高,面条的咀嚼性就越好,劲道感越强。

3 结论

通过对贵州不同品种苦荞的灰分、水分、总糖、粗蛋白、粗脂肪、淀粉、直链淀粉、粗纤维、总黄酮、出粉率等指标进行测定,并综合考虑不同品种苦荞粉对苦荞面条的感官品质、蒸煮损失、拉伸特性、质构特性的影响。结果表明,10个品种总黄酮含量均值可达2.07 g/100 g,黔苦7号中总黄酮含量(2.95±0.11 g/100 g)显著多于其他品种(P<0.05),粗蛋白含量均值为10.91 g/100 g,黔苦7号粗蛋白含量最高(12.09±0.77 g/100 g),直链淀粉含量均值达到22.85 g/100 g,出粉率均值达到70.32%。黔苦7号苦荞粉制作的苦荞面条感官评分最高,拉伸阻力最大,弹性较好,其加工品质优于其他9种苦荞粉,更适于加工苦荞面条。苦荞粉中粗蛋白含量和直链淀粉含量对荞麦面条的加工品质有一定影响,苦荞粉中粗蛋白含量越高,直链淀粉含量越低,苦荞面条的加工品质越好。