孙欢欢,刘世军,唐志书,吕燕萍,张 娱,宋忠兴,崔春利,刘红波,许洪波,张军武,王少程
(陕西中医药大学/陕西省中药资源产业化协同创新中心/秦药特色资源研究开发国家重点实验室(培育)/陕西省创新药物研究中心,陕西 咸阳 712083)
大枣又名红枣,是鼠李科植物枣(Ziziphus jujuba Mill.)的干燥成熟果实,为药食同源的佳品,性甘、温,归脾、胃经,具有补中益气、养血安神的功效,我国各地均有栽培[1]。在中医治疗中,大枣是一种常用的医疗保健药材,且含有丰富的营养,通常用于强身健体,同时对于贫血、健忘、失眠以及神经性心悸等症状也有一定的缓解作用[2]。其次,大枣中还含有丰富的膳食纤维。膳食纤维对于平衡膳食结构起到了至关重要的作用,是维持人体健康的一种不可或缺的物质[3]。据查阅文献可知,红枣膳食纤维不仅具有润肠通便、调节肠道菌群的作用,还具有降低血液中胆固醇、甘油三酯,抗氧化、抗衰老的作用;另外,红枣膳食纤维还具有保护肝脏、抗疲劳、提高免疫力、抗癌症、降血糖、抗菌消炎、抗辐射等功能[4]。
面条起源于中国,已经有着四千多年的制作与食用历史[5],易于消化吸收。面条的主要营养成分有蛋白质、脂肪、碳水化合物等,可以改善贫血、增强免疫力[6]。
响应面法是一种综合试验设计和数学建模的优化方法,通过对具有代表性的局部各点进行试验,回归拟合全局范围内因素与结果之间的函数关系,并且取得各因素最优水平值[7]。
面条在我国是一种重要主食食品,做法多种多样,深受人们的喜欢,经查阅资料显示,近年来对营养性面条的研究越来越多[8],然而并未发现对于大枣膳食纤维面条的研究报道。研究大枣膳食纤维面条的最佳制作工艺,不仅可以开发出营养价值高,口感好的大枣膳食纤维面条,还可以在丰富面条种类的同时对大枣膳食纤维的深加工及综合利用提供参考。
面粉1 600 g(湿面筋质量分数约30%,陕西天山西瑞面粉有限公司),大枣膳食纤维100 g(实验室自制),虹旭饮用纯净水一桶。
擀面杖,水果刀,筷子4根,量筒100 mL,10 mL,不锈钢盘子,4号筛,烧杯1000 mL,不锈钢锅,美的C21-HT2115HM电磁炉(广东美的生活电器制造有限公司),分析天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)。
取大枣渣倒入不锈钢盘中,在70~75℃的电热鼓风干燥箱中烘干,待烘干后用粉碎机进行粉碎并过7号筛,即120目的筛。取50 g枣渣粉,向其中加入20倍量的水调pH为弱酸性,然后再加入枣渣粉用量0.9%的纤维素酶,放入水浴锅中,恒温45℃,连续搅拌2h,静置1h后进行抽滤,取滤渣水洗干燥,即可得到大枣膳食纤维[9]。
将面粉与大枣膳食纤维均用4号筛过筛,用分析天平进行定量称取,称好后置于不锈钢盘的一角,边向盘中加水边和面,揉至其聚合成团,接下来盖上抹布醒固定时间,待醒面结束后将面团取出,尽可能揉至光滑,然后用擀面杖擀至又圆又薄,叠成长条后切成细条即可,最后将面条放入不锈钢锅中用电磁炉煮熟。
2.3.1 加水量的确定 称取100 g面粉、1.5 g膳食纤维各5份,然后分别称取52 mL、53.5 mL、55 mL、56.5 mL、58 mL的水按2.2的制备过程进行制备,醒面时间均为30 min,待煮熟后通过面团聚合程度、感官评价及断条率来确定最佳加水量。
2.3.2 大枣膳食纤维用量的确定 称取100 g面粉5份,然后分别称取大枣膳食纤维0.5 g、1 g、1.5 g、2 g、2.5 g,均用55 mL的水按3.2的制备过程进行制备,且醒面时间均为30 min,待煮熟后通过面团聚合程度、感官评价及断条率来确定最佳大枣膳食纤维的用量。
2.3.3 醒面时间的确定 称取100 g面粉、1.5 g膳食纤维、55 mL各5份,按照3.2的制备过程进行制备,醒面时间分别为10 min、20 min、30 min、40 min、50 min,待煮熟后通过面团聚合程度、感官评价及断条率来确定最佳醒面时间。
2.4.1 试验设计 通过进行单因素试验可知,用水量、大枣膳食纤维的用量以及醒面时间这三种因素对面条的制作工艺有较大的影响。试验采用Design-Export 8.0.6.软件中的Box-Behnken程序,进行三因素三水平的试验设计,试验因素及编码见表1。
表1 试验因素及编码
2.4.2 评定指标 邀请十名同学或老师组成一个评定小组,将煮熟的面条分给评定小组进行品尝并按照表2的评分标准进行评分。
表2 面条评分标准[8]
大枣膳食纤维面条制作的最佳用水量的结果见表3。
由表3可知,当加入水量为56.5 mL时,面团的聚合度及面条的口感均很好且不易断。加入水量过少,则红枣味过重,且和面时面团偏干,聚合不够好;加入水量过多,则红枣味淡,且和面时面团偏湿,较黏手。故最佳加水量为56.5 mL。
大枣膳食纤维面条制作的最佳大枣膳食纤维含量的结果见表4。
表3 最佳用水量结果
表4 最佳大枣膳食纤维含量结果
由表4可知,当加入的大枣膳食纤维含量为0.5 g时,面团易于聚合且面条不易断,但红枣味会很淡,使得面条味道和一般的面条差别不,特色没有突出;当加入的大枣膳食纤维含量为1 g时,面条的味道偏淡;当加入的大枣膳食纤维含量多余1.5 g时,面团不仅聚合程度会下降,且会更加黏手,红枣味也会变重;相比较起来,加入1.5 g大枣膳食纤维时为最佳用量。
大枣膳食纤维面条制作的醒面时间的结果见表5。
表5 醒面时间的结果
由表5可知,醒面时间对于面条的聚合程度影响最大,聚合程度在一定的程度上也会影响面条的劲道。当醒面时间为30 min时,聚合程度最佳,故最佳醒面时间为30 min。
3.4.1 模型的建立及其显著性分析 利用Design Expert V 8.0.6软件对面条制作条件进一步优化,试验方案及结果见表6。
通过分析表6中的数据得到回归方程如下:
Y=+86.04-0.20*A+1.70*B+2.78*C+0.20*A*B-1.95*A*C-2.30*B*C-3.42*A2-2.32*B2-1.37*C2
注:Y表示得分;A表示大枣膳食纤维含量;B表示用水量;C表示醒面时间。
通过对回归方程进行方差分析,得到结果见表7。
表6 试验设计和结果
表7 回归方程的方差分析结果
注:"*"(P<0.05),为差异显著;"**"(P<0.01),为差异极显著。
由表7可知,模型的P值为0.0092<0.05,表示模型是显著的,拟合精度好,因此可以使用该响应面的近似模型进行优化设计;失拟项的P值为0.1007>0.05,即不显著,表示近似模型在被研究的整个回归区域内拟合较好;R2=0.8991,表示模型拟合程度较高;CV=2.22%<10%,表示该试验的可信度和精确度均高;Adeq precision 即精确度=7.544>4,表示此模型合理[10]。
3.4.2 因素交互作用分析 从图1等高线图可以直观的看到等高线的性状为圆形,即大枣膳食纤维含量与用水量的交互作用不显著。从三维立体图可以看出,得分在合适的大枣膳食纤维含量和用水量下具有最大值,该极大值出现在大枣膳食纤维含量(1.3~1.65 g)、用水量(56.2~57.4 mL)范围内。
从图2等高线图可以直观的看到等高线的形状为椭圆形,即大枣膳食纤维含量与醒面时间的交互作用显著。从三维立体图可以看出,得分在合适的大枣膳食纤维含量和醒面时间下具有最大值,该极大值出现在大枣膳食纤维含量(1.3~1.65 g)、醒面时间(35~44 min)范围内。
从图3等高线图可以直观的看到等高线的形状为椭圆形,即用水量与醒面时间的交互作用显著。从三维立体图可以看出,得分在合适的用水量和醒面时间下具有最大值,该极大值出现在用水量(56.2~57.4 mL)、(35~44 min)范围内。
3.4.3 最佳工艺条件验证 通过使用Design Expert V 8.0.6软件进行优化分析,得到大枣膳食纤维面条的最佳制作条件为:在100 g面粉中加入1.34 g大枣膳食纤维,与56.29 mL水混合进行和面,然后醒面40 min进行揉面、擀面、切条、煎煮。考虑到面条制作的可操作性,将加水量变为56.5 mL,在此条件下重复三次试验进行验证得知,制作的面条聚合程度好、断条率低、不黏手不黏牙且红枣味适中。由此可认为此试验模型选择合理,试验结果理想。
通过进行单因素试验和响应面法设计试验,并从色泽、表观状态、适口性、韧性、黏性、光滑性、食味这几方面进行评分,最终得到大枣膳食纤维面条的最佳制作工艺为100 g面粉中加入1.34 g大枣膳食纤维,56.5 mL水,醒面40 min。在此条件下制得的大枣膳食纤维面条色、香、味俱佳。
试验基于响应面法进行研究,可以较好地对各因素与响应值之间的真实关系进行描述,且笔者试验制作工艺简便,成本低廉,日常生活中便可以进行制作,既能满足市场的需求,又能弥补市场的空缺,还能丰富面条种类的、对大枣膳食纤维的深加工及综合利用提供参考。但由于笔者试验只考虑了大枣膳食纤维含量、用水量及醒面时间对面条的影响,忽略了和面温度、食盐的添加量及煮面时间带来的影响,并且笔者试验是基于对不溶性大枣膳食纤维进行制作研究,未考虑可溶性膳食纤维的制作,所以笔者试验放大后可能存在不足之处,希望后续的进一步研究中可以考虑更加全面。