不同添加剂对马铃薯鲜湿面品质的影响

吴艳，朱永，张敏，2，*，梁杉，2，李欣萍

（1.北京工商大学北京食品营养与人类健康高精尖创新中心，北京100048；2.北京工商大学北京市食品添加剂工程技术研究中心，北京100048）

马铃薯是仅次于小麦、水稻、玉米的世界第四大主要粮食作物[1]。马铃薯营养均衡，低脂肪、低热量，富含优质蛋白质、必需氨基酸、维生素和矿物质。马铃薯全粉是新鲜马铃薯经脱水干燥而得的产品，它保留了马铃薯的天然营养和风味，是一种优质的食品原料[2]。基于马铃薯的优点，也为了丰富马铃薯的应用，已有许多研究在小麦粉中添加马铃薯全粉制得馒头、面条、米粉等传统大众型主食产品[3]。马铃薯鲜湿面条既具有马铃薯丰富营养、风味浓郁的特点，又丰富了国民饮食的多样性，使该产品拥有巨大的市场[4]。由于马铃薯中不含有面筋蛋白，当马铃薯全粉的添加量超过40%后，造成面团黏性过高、鲜湿面品质劣变，其在加工中存在成型难、易断条、易混汤等缺陷。

谷朊粉主要由麦谷蛋白和麦醇溶蛋白组成，两者遇水可形成一个强劲的面筋网络结构[5]。谷朊粉被广泛应用在面条和馒头等主食产品中，通过添加不同占比的谷朊粉可改善面粉的粉质特性和拉伸特性、面团的流变学特性[6]，从而改善面条的硬度和口感[7]。目前面条质地改良剂还包括亲水胶体、无机盐类、淀粉类和乳化剂等。亲水胶体别名食用胶，主要是蛋白质和天然多糖及其衍生物，在自然界中广泛分布，其结构中具有多种亲水基团，如羟基、羧基、氨基等，可与水、蛋白质、淀粉、脂质等分子相互作用，形成分子量较大的络合物[8]。无机盐类添加剂主要有食盐、碱类以及复合磷酸盐等，将其加入面团中可使面筋蛋白与淀粉发生酯化反应，并架桥键合形成相对稳定的复合物，从而增加淀粉与面筋蛋白之间的结合力，提升面条的筋力、光滑性以及耐煮性[9]。研究表明，黄原胶可改善面条品质是因为黄原胶加大了面筋网络与淀粉颗粒的结合，提高了面条结构的致密程度[10]。黄原胶是由野生油菜黄单胞菌（以碳水化合物为主要原料）发酵产出的一种被广泛应用的微生物胞外酸性杂多糖[8]。陈海峰等[11]研究表明，黄原胶可改善面条品质的原因，应该是黄原胶加大了面筋网络与淀粉颗粒的结合，提高了面条结构的致密程度。许春华[10]研究表明，黄原胶可以降低面条的吸水率和烹调损失，提高面条的硬度、咀嚼性等质构品质。复合磷酸盐可增强面团面筋强度，明显提升面条品质，降低面条烹调损失率和提高弹性，并能显著改善面条的色、香、味及外观形态。复合磷酸盐的主要成分是偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和磷酸二氢钠，当添加量为0.3%～0.5%时，可增强面团面筋强度，降低面条烹调损失率和提高弹性，并能显著改善面条的色、香、味及外观形态[9]。吴雪辉等[12]研究发现，添加不同组合配比的复合磷酸盐可明显提升面条品质，使面条的黏弹性和韧性增强，且耐煮不混汤。程晓梅等[13]发现，复合磷酸盐可以有效改变面条的外观品质，使面条更加光滑透亮。王猛等[14]研究发现，添加磷酸盐对小麦粉糊化特性指标和面条质构特性指标的影响存在一定的相关性。

针对马铃薯鲜湿面产品缺少面筋蛋白，存在加工适用性较差等问题，本文研究了主要面条质地改良剂对马铃薯鲜湿面品质改良效果的影响，探究适合改良马铃薯鲜湿面品质的添加剂，对于提高马铃薯鲜湿面产品品质和推广具有一定的现实价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

高筋小麦粉：五得利面粉集团；马铃薯雪花粉（属大西洋品种）：河南永乐化工有限公司；谷朊粉、黄原胶、复合磷酸盐：河南万邦实业有限公司；食盐、食用碱：市售。

1.2 仪器与设备

RVA 450快速黏度分析仪：瑞典波通仪器公司；Mixolab混合试验仪：法国肖邦仪器公司；TMS-Pilot物性分析仪：美国FTC公司；JHMZ 200和面机、JMTD 168/140试验面条机：北京东孚久恒仪器技术有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 马铃薯鲜湿面的制作

以马铃薯全粉和高筋小麦粉（质量比为4∶6，混合粉总加入量100g）为原料，制作步骤参照文献[15]的方法。

1.3.2 添加剂对马铃薯鲜湿面品质的影响

小麦粉60 g和马铃薯全粉40 g充分混合，制作鲜湿面产品。分别以谷朊粉添加量（0%、2%、4%、6%、8%、10%）、黄原胶添加量（0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、复合磷酸盐添加量（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）等进行单因素试验。根据上述单因素结果，选取各因素的较优水平，进行三因素三水平正交试验，研究不同复配比例对面条品质的影响。正交因素水平表见表1。

表1 L9（34）正交因素水平表Table 1 L9（34）Orthogonal factor level table

1.3.3 马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的测定

参照王凤等[16]使用的流变学特性标准测试法，测定指标有：吸水率、8 min稠度值（Cs）、面筋弱化谷值（C2）、总弱化值、形成时间、稳定时间、峰值黏度（C3）、保持黏度（C4）、最终黏度（C5）、回生值。

1.3.4 马铃薯鲜湿面质构特性的测定

参照王灵昭等[17]的方法，采用物性分析仪，进行质构特性（texture profile analysis，TPA）测定。测定指标有：硬度、黏性、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性。物性分析仪探头为圆盘挤压探头，测定前、中、后速度均为48mm/min，探头回升高度为15.00 mm，形变量为70%，感应力为0.05 N，两次压缩间隔为1s。每个样品至少平行测定6次，计算时去掉最大值和最小值后取平均值。

1.3.5 马铃薯鲜湿面感官品质的评定

参照LS/T 3202-1993《面条用小麦粉：面条品尝评分标准与方法》[18]，选取6名事先经过专业训练，对品尝有经验的人员组成感官小组，进行感官评价。

1.3.6 数据处理

数据均采用Excel和SPSS 17.0软件进行处理，选择Duncan检验在P＜0.05检验水平上对数据进行显著性分析。选择Pearson相关系数在P＜0.01和P＜0.05检验水平上对数据进行相关分析。若无特殊说明，所有数据均是3次测试的平均值。

2 结果与分析

2.1 添加谷朊粉对马铃薯鲜湿面品质的影响

2.1.1 添加谷朊粉对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的影响

添加谷朊粉对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性影响的测定结果如表2所示。

表2 添加谷朊粉对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的影响Table 2 Effect of adding gluten on the rheological properties of potato flour and wheat flour mixed dough

随着谷朊粉添加量的增多，混合粉面团的吸水率、Cs、形成时间和稳定时间呈增大趋势，其中形成时间和稳定时间在添加量至8%后差异不显著；C3、C4、C5和总弱化值无显著差异；C2差异显著。添加了谷朊粉的混合粉需要吸收更多的水分来维持面团中面筋蛋白网络的稳定结构[7]，所以吸水率会增大。谷朊粉与小麦粉中的面筋蛋白相互作用联结成为一个体系，从而会增强面团的耐柔性和提升面团的耐搅拌力[19]，所以Cs、形成时间和稳定时间会增大。综合流变学特性各项指标可知，添加谷朊粉对混合粉面团的糊化特性无显著影响，但可使面团的筋力增强，最适添加量为10%。

2.1.2 添加谷朊粉对马铃薯鲜湿面质构品质和感官品质的影响

添加谷朊粉对马铃薯鲜湿面质构品质影响的测定结果如图1（a）、图1（b）所示。添加谷朊粉对马铃薯鲜湿面感官品质影响的测定结果如图1（c）所示。

图1 添加谷朊粉对马铃薯鲜湿面质构和感官品质的影响Fig.1 Effect of adding gluten on texture quality and sensory quality of potato fresh wet noodles

由图1可知随着谷朊粉添加量的增多，马铃薯鲜湿面的硬度和弹性呈增大趋势，在添加量8%和10%时差异不显著；黏性呈减小趋势；内聚性、胶着性和咀嚼性的变化则是先增大后减小，在添加量8%时均达到最大值，分别是0.55、31.24 N、47.73 mJ。相比于空白组，在添加量8%时，硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性分别增大了4.00%、5.77%、10.07%、11.73%和22.83%；黏性减小了7.96%。

感官评价综合得分直观体现了鲜湿面的整体可接受性，与空白组相比，谷朊粉的添加可改善马铃薯鲜湿面的可接受程度。随着谷朊粉添加量的增多，感官评分先增大后减小，在添加量8%时达到最大值为76.8分。

2.2 添加黄原胶对马铃薯鲜湿面品质的影响

2.2.1 添加黄原胶对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的影响

添加黄原胶对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性影响的测定结果如表3所示。

表3 添加黄原胶对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的影响Table 3 Effect of adding xanthan gum on the rheological properties of potato flour and wheat flour mixed dough

随着黄原胶添加量的增多，混合粉面团的吸水率、Cs、C2、C3、C4、形成时间和稳定时间呈增大趋势；C5变化规律不明显，在添加量1.0%时达到最大值为0.49 Nm；总弱化值无显著差异；回生值呈减小趋势。

黄原胶具有较强的亲水性和持水性，其结构中的羟基有很强的水分吸附能力[20]，所以添加了黄原胶的混合粉面团的吸水率会增大。黄原胶不仅能使分子之间交联形成网络，还能与面筋蛋白相互作用，形成一个复杂体系，从而改善面筋的网络结构，提高面团的稳定性[21]，所以添加了黄原胶的混合粉面团的Cs、C2、形成时间和稳定时间会增大。黄原胶与淀粉、蛋白质的相互作用导致混合粉的糊化黏度升高[22]，所以添加了黄原胶的混合粉面团的C3和C4会增大。黄原胶可与混合粉中的淀粉形成复合物起到阻止淀粉回生的作用[23]，所以添加了黄原胶的混合粉面团的回生值会减小。综合流变学特性各项指标可知，添加黄原胶可显著影响混合粉面团的糊化特性，并可使面团的筋力增强，最适添加量为1%。

2.2.2 添加黄原胶对马铃薯鲜湿面质构品质和感官品质的影响

图2 添加黄原胶对马铃薯鲜湿面质构和感官品质的影响Fig.2 Effect of adding xanthan gum on texture quality and sensory quality of potato fresh wet noodles

添加黄原胶对马铃薯鲜湿面质构品质影响的测定结果如图2（a）、图2（b）所示。添加黄原胶对马铃薯鲜湿面感官品质影响的测定结果如图2（c）所示。

随着黄原胶添加量的增多，马铃薯鲜湿面的硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性呈增大趋势，在添加量1.0%时均达到最大值，分别是55.96N、0.55、1.55mm、30.77 N和47.63 mJ；在添加量0.2%时，黏性达到最小值为1.07 mJ。相比于空白组，在添加量1%时，硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性分别增大了3.08%、5.77%、11.51%、10.05%、22.57%；黏性无显著差异。不同黄原胶添加量的马铃薯鲜湿面感官评价总分指标具有显著性差异，则说明黄原胶的添加可提高马铃薯鲜湿面的整体可接受程度。随着黄原胶添加量的增多，感官评分逐渐增大，在添加量1%时达到最大值为75.9分。

2.3 添加复合磷酸盐对马铃薯鲜湿面品质的影响

2.3.1 添加复合磷酸盐对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的影响

添加复合磷酸盐对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性影响的测定结果如表4所示。

表4 添加复合磷酸盐对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的影响Table 4 Effect of adding complex phosphate on the rheological properties of potato flour and wheat flour mixed dough

随着复合磷酸盐添加量的增多，混合粉面团的吸水率无显著差异；Cs、C2和稳定时间呈增大趋势，其中，C2和稳定时间在添加量0.4%和0.5%时差异不显著；C3、C4、C5 和回生值呈增大趋势，这与 Park 等[24]研究结果相符。复合磷酸盐能够在面筋蛋白和淀粉之间进行酯化反应及架桥结合，形成更稳定的复合结构，从而增强了面筋筋力，所以添加了复合磷酸盐的混合粉面团的Cs、C2和稳定时间会增大；在混合粉面团糊化过程中，随着水分与混合粉充分结合，面团就会凝胶变稠和黏度升高，同时由于复合磷酸盐的添加强化了凝胶混合粉中淀粉、蛋白等物质的作用效果，使得凝胶的内部结构加强，糊化黏度就会随之升高[25]，所以添加了复合磷酸盐的混合粉面团的C3、C4、C5和回生值会增大。综合流变学特性各项指标可知，添加复合磷酸盐可显著影响混合粉面团的糊化特性，并可使面团的筋力增强，最适添加量为0.5%。

2.3.2 添加复合磷酸盐对马铃薯鲜湿面质构品质和感官品质的影响

添加复合磷酸盐对马铃薯鲜湿面质构品质影响的测定结果如图3（a）、图3（b）所示。添加复合磷酸盐对马铃薯鲜湿面感官品质影响的测定结果如图3（c）所示。

图3 添加复合磷酸盐对马铃薯鲜湿面质构和感官品质的影响Fig.3 Effect of adding complex phosphate on texture quality and sensory quality of potato fresh wet noodles

随着复合磷酸盐添加量的增多，马铃薯鲜湿面的硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性呈先增大后减小趋势，其中，硬度、弹性和咀嚼性在添加量0.4%达到最大值，分别是 55.23 N、1.50 mm、45.93 mJ，内聚性和胶着性在添加量0.3%和0.4%时差异不显著；黏性变化规律不明显。相比于空白组，在添加量0.4%时，硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性分别增大了1.73%、5.77%、7.91%、9.26%、18.19%；黏性无显著差异。

随着复合磷酸盐添加量的增多，马铃薯鲜湿面感官评分先增大后减小，这与程晓梅等[13]的研究结论相一致；当添加量为0.4%时，感官评价达到最大值74.7分。

综上，对比添加不同添加剂对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性和面条品质的影响可知，谷朊粉添加量为8%、黄原胶添加量为1%和复合磷酸盐添加量为0.4%时，对马铃薯鲜湿面的品质改良效果显著。

2.4 马铃薯鲜湿面配方优化试验

2.4.1 马铃薯鲜湿面配方优化正交试验结果

为了减少单一指标所带来的误差及不全面性，本试验选取了流变学特性指标和质构指标共15个指标作为马铃薯鲜湿面品质评定的标准。马铃薯鲜湿面配方优化正交试验结果如表5所示。

表5 马铃薯鲜湿面配方优化正交试验结果Table 5 Orthogonal test results on the formulation optimization of potato fresh wet noodles

2.4.2 马铃薯鲜湿面配方优化正交试验的极差分析和方差分析

马铃薯鲜湿面配方优化正交优化试验的极差分析结果如表6所示。

表6 极差分析Table 6 Range analysis

以规范化综合评分F值为评价指标，通过R值大小比较可知，添加剂对鲜湿面F值影响的主次因素为：谷朊粉（A）＞黄原胶（B）＞复合磷酸盐（C）；通过 k值大小比较可知，最优组合为A2B1C2，即马铃薯鲜湿面最优配方为：谷朊粉添加量8%，黄原胶添加量0.6%，复合磷酸盐添加量0.4%。

马铃薯鲜湿面配方优化正交试验的方差分析结果如表7所示。

表7 方差分析Table 7 Variance analysis

分析结果显示，谷朊粉对鲜湿面产品的规范化综合评分F值具有显著的影响。由此可见，在我们选定的添加剂添加量范围内，谷朊粉是影响马铃薯鲜湿面品质的关键因素。这与极差分析结果相一致。

由正交试验得到添加剂复配的最优配方为A2B1C2，即正交4号试验组，其所制备的马铃薯鲜湿面的规范化综合评分最大为1.000，具有较好的食用品质。

3 结论

通过试验研究了谷朊粉、黄原胶和复合磷酸盐对混合粉面团的流变学特性和马铃薯鲜湿面品质的影响。单因素试验结果表明，谷朊粉提高了混合粉面团的Cs、形成时间和稳定时间，黄原胶增大了混合粉面团的 Cs、C2、C3、C4、形成时间和稳定时间，复合磷酸盐增强了混合粉面团的C3、C4、C5和回生值。在谷朊粉、黄原胶和复合磷酸盐最适添加量时均改善了马铃薯鲜湿面的质构特性，其中弹性分别增大了10.07%、11.51%和7.91%，胶着性分别增大了11.73%、10.05%和9.26%，咀嚼性分别增大了22.83%、22.57%和18.19%；同时提高了马铃薯的整体可接受程度。由正交试验结果可知各因素对混合粉面团的流变学特性和马铃薯鲜湿面品质影响的主要顺序为谷朊粉＞黄原胶＞复合磷酸盐，并确定了最佳配方：谷朊粉8%、黄原胶0.6%和复合磷酸盐0.4%。