燕麦黑豆粉杂粮面条的配方优化

曾静静,王昭君,王恒,高海燕

（河南科技学院食品学院,河南 新乡 453003）

中国的传统面条不仅能解决人们的饮食问题,还可以表达中华人民对美好生活的祝愿.但就目前来看,其发展现状并不理想,日渐单一的新鲜湿面条很难满足现代消费者,因此如何把多种谷物粉混合一起,开发出原料多样、味道好、营养高的面条也成为当前众多学者研究的重点内容[1].

燕麦主要产于西部地区,具有独特的营养价值和药用价值.燕麦中含有类黄酮类化合物,且具有止咳、降血脂、减轻胃肠道红肿和慢性腹泻的作用.还含有大量人体必需的营养物质,如维生素E、铁、锌、钙、镁等微量元素.国际食品和农药组织认为燕麦粉是一种谷物粮食和药物[2].由此燕麦也被称为“抗炎食品”[3].黑豆粉中含有多种矿物质、粗纤维等营养成分,还含有酚类物质（阿魏酸,没食子酸）、类黄酮（儿茶素）、甲基芳香酸等,其中赖氨酸含量最多.黑豆粉中蛋白质含量为17.9%～31.0%,甚至比肉、蛋、奶中蛋白质丰富[4].因此,在燕麦面中掺入黑豆粉,不仅可以提高蛋白质含量,而且还可以补充氨基酸,从而提高面粉制品的营养价值.

本文将燕麦粉与黑豆粉混合,并添加普通面粉,制作荞面黑豆粉杂粮面条.将它们的营养成分混合搭配,并通过各项试验,确定杂粮面条的各配方对杂粮面条的影响.制作出色泽好、口感好的杂粮面条,为杂粮面条的生产提供参考.

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

普通面粉、燕麦粉、黑豆粉、谷朊粉、家用食盐,购于当地市场.

DHG-9140-A 电热鼓风干燥箱,上海三发科学仪器有限公司;M6-L20S 九阳面条机,上海九阳厨房电器;H22-X3-E1 九阳电磁炉,上海九阳厨房电器;Quanta 200 扫描电子显微镜,美国FEI 公司;Q200 差示扫描量热仪,美国TA Instrument 公司.

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程 混合面粉（水、食盐、谷朊粉）→和面→醒发→碾压→切条→无菌处理→装袋→成品[5]

1.2.1.1 和面 生鲜湿面条制作的第一步骤是和面[6].和面的时间和加水量对面团品质影响很大,所以要在和面过程中将适量的水缓慢加入到面粉中,边加边搅拌,使面粉充分吸收水分,直到揉搓至雪花状为止.和面时确保制作环境和使用器具的干净,尽量避免与空气接触,搅拌时间约5～10 min[7].

1.2.1.2 醒发和成型 醒发是和面的第二过程,面团醒发能使面团中的水分均匀分布,有助面筋的形成和稳定.醒发时要求面团放置于阴暗处,并用保鲜膜包裹,防止水分蒸发和表面硬化结皮[8].醒发15～30 min.然后碾压、切条.在压面机上放上醒发好的面团,调节压辊将面条碾压6～8 道,将碾压成型的面片切成宽0.2 cm、厚0.2 cm 的面条,装袋密封保藏[9].

1.2.1.3 分离淀粉 取部分醒发后的面团,用马丁法洗去面筋.每200 g 的面团大约用600 g 水,水中加入0.6 g NaOH,清洗,收集淀粉浆.然后用100 目筛网筛分淀粉悬浮液.4 ℃保存6 h,3500 r/min 离心20 min,去除上层色素层,用300 mL 蒸馏水洗涤沉淀后离心,重复两次.将沉淀重新悬于400 mL 蒸馏水中,用HCl调节pH 值至7.0,离心3 次.经烘箱烘干并通过150 μm 筛网.所得样品均放于PE 袋中备用.

1.2.2 单因素试验 对燕麦粉、黑豆粉、水和谷朊粉这四个变量进行单因素试验,设置燕麦粉质量分数为0%、5%、10%、15%、20%、25%5 个不同的梯度进行单因素试验,得出燕麦粉用量对杂粮面条感官评分、损失率、断条率、吸水率的影响,得到燕麦粉最佳用量.

在最佳燕麦粉用量的基础上,设置黑豆粉质量分数为4%、6%、8%、10%、12%、14%6 个不同的梯度进行单因素试验,得出黑豆粉用量对杂粮面条感官评分、损失率、断条率的影响,得到黑豆粉最佳用量.

在最佳燕麦粉和黑豆粉用量的基础上,设置水用量质量分数为27%、30%、33%、36%、39%、42%6 个不同的梯度进行单因素试验,得出水用量对杂粮面条感官评分、损失率、断条率、吸水率的影响,得到水最佳用量.

在最佳燕麦粉、黑豆粉和水用量的基础上,设置谷朊粉质量分数为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30% 6 个不同的梯度进行单因素试验,得出谷朊粉用量对杂粮面条感官评分、损失率、断条率、吸水率的影响,得到谷朊粉最佳用量.通过对比其感官评分并在其中选择较好的实验参数进行正交试验[10].

1.2.3 正交试验优化 在单因素实验的基础上,设置合理的参数进行正交试验,采用L9（34）正交试验设计.分别选取燕麦粉、黑豆粉、水、谷朊粉用量4 个因素,对各个因素进行3 个水平的正交试验.燕麦黑豆粉杂粮面条的最优水平主要由感官评分来决定.

1.3 感官评定

评分采用百分制进行评分,选取20 名成人（年龄在18～22 周岁）,男女各10 人,主要针对面条的表观、光滑度、咀嚼性等指标进行评分,最后取其平均值[11].评分标准见表1.

表1 燕麦黑豆粉面条感官评定标准Tab.1 Sensory evaluation criteria for oat black bean noodle

1.4 分析指标

1.4.1 断条率的测定 参考申丽媛等[12]方法取长度相同的燕麦黑豆粉面条30 根,放入沸水中进行煮制,2 min 后,轻轻的将面条捞出,记录面条断裂的数量,从而计算面条断条率[10].面条断条率按下式计算

1.4.2 吸水率的测定 准备25 g 杂粮面条,长短尽量一致,然后在500 mL 沸水中进行煮制,待面条内部无白心,然后捞出面条,沥干水分,沥水5 min,待表面水分吸干后再称其质量,然后根据公式算出面条吸水率.5 次平行试验,取平均值[11].干物质吸水率按下式计算

1.4.3 损失率的测定 称取25 g 杂粮面条,放入500 mL 沸水中煮制到最佳时间后立即捞出,待面汤冷却后,转移到500 mL 容量瓶中定容.取出100 mL,蒸发除水,再放入烘箱中,烘烤至恒质量.多次试验取平均值.干物质损失率按下式计算

1.4.4 SEM 测定 将分离得到的少量淀粉样品置于粘有导电胶布的铝制载物台上,用离子溅射镀膜仪对样品进行喷炭镀金90 s,然后利用扫描电子显微镜观察分析.

1.4.5 DSC 测定 用差示扫描量热仪测定淀粉的热力学性质.精确称取5 mg 淀粉、10 mg 水于不锈钢坩埚中.以空坩埚作参比（消除仪器误差）.设定参数如下：扫描温度范围为25 ℃～100 ℃,升温速率为10 ℃/min.从DSC 曲线上分析得到糊化起始温度（To）、峰值温度（Tp）和终止温度（Tc）及糊化过程中的吸热焓值（ΔH）.

1.5 数据处理

采用Excel 2007 软件处理分析试验数据,每组试验重复3 次,结果以平均值±标准偏差表示.

2 结果与分析

2.1 燕麦粉添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响

燕麦粉添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响如图1 所示.

图1 燕麦添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响Fig.1 Effect of oat addition on oat black bean flour multigrain noodles

由图1 可知,随着燕麦粉添加量的增加,面条的断条率也在逐步增加,吸水率先增加至最大后逐渐减少,损失率在燕麦添加量质量分数为15%时最低,综合感官评分最高.所以,过多使用燕麦粉,面条的吸水性增大,面条发干变硬,断条率会升高[13],综合感觉评价也有所下降.综上所述,当燕麦添加量质量分数为15%时,综合评分最高.可能是由于燕麦粉遇水混合不均匀,导致面条不平整,而燕麦添加量质量分数为15%时面条中淀粉颗粒均一且面条结构均匀,孔隙率小.

2.2 黑豆粉添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响

黑豆粉添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响如图2 所示.

图2 黑豆粉加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响Fig.2 Effect of black bean flour on oatmeal black bean flour multigrain noodles

由图2 可知,随着黑豆粉添加量的增多,面条的断条率在黑豆粉添加量质量分数为12%时最低,可能是黑豆粉中含有脂肪氧化酶不能形成面筋,添加少量的黑豆粉能提高面团的筋力.反之,过量黑豆粉中黑豆蛋白与面筋中麦醇蛋白和麦谷蛋白分别以疏水和亲水方式结合形成蛋白复合体从而降低面筋含量[14].吸水率在质量分数为12%时最高,后呈现降低趋势,可能是因为黑豆中的蛋白质有很强吸水性,若混合粉末中的蛋白质的量增加,吸水性也逐渐升高,损失率先减后增加.综上所述,当黑豆粉添加量质量分数为12%时综合评分最好.

2.3 水添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响

水添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响如图3 所示.

图3 水加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响Fig.3 Effect of water addition on oat black bean flour multigrain noodles

水是面条制作中不可缺少的原料.因此,加水量决定了面条的最终质量.制作手工面条时,和面水分太少,面团很难形成良好的面筋网络组织.压出来的面条很干,容易断,表面有裂缝.如果加水多,面团则又湿又软,面条很容易黏在一起.压榨时,压榨辊对面团的压力降低,面筋结构疏松,面条的品质受到影响.

由图3 可知,随着水分含量的增加,断条率逐渐减少,吸水率不断降低,损失率也不断减少,可能是因为淀粉吸水,蛋白质吸水膨胀而形成面筋,增加了面条的延伸性和弹性[15].综合分析得出,当加水量质量分数为36%时,感官评分最高[11].

2.4 谷朊粉添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响

谷朊粉添加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响如4 所示.

由图4 可知,添加谷朊粉可以提高面条的蒸煮特性,可能是谷朊粉中含有麦醇溶蛋白和麦谷蛋白,分别具有弹性和延伸性,在面团搅拌时两分子的二硫键变成了分子间的结合键形成网络状结构.添加谷朊粉增加了面条中的面筋蛋白含量,使面筋网络间交联性增强,面团形成致密的网络结构,增强面条的筋力和稳定性,从而使面条的蒸煮品质发生改变.使用谷朊粉让面条感官品质先增加后降低[16].综合考虑,当添加量质量分数为0.20%时,感官品质最好,硬度适中,黏弹性较好,因此,本文选择谷朊粉改善燕麦黑豆粉面条品质,添加量质量分数为0.20%[17].

图4 谷朊粉加量对燕麦黑豆粉杂粮面条的影响Fig.4 Effect of wheat gluten on oatmeal black bean flour multigrain noodles

2.5 正交试验结果

通过单因素试验所确定的最佳配方,设计正交试验,正交试验因素水平表见表2.

表2 正交试验因素水平表Tab.2 Factors and levels of orthogonal test %

采用L9（34）正交试验设计结果见表3.

表3 L9（34）正交试验结果Tab.3 L9（34）orthogonal test results

由表3 中各项平均值可知,燕麦黑豆面条工艺最佳组合为A2B2C3D2.燕麦粉、黑豆粉、水、谷朊粉这四种原料影响燕麦黑豆粉杂粮面条的顺序为C>A>B>D.燕麦粉、黑豆粉、水、谷朊粉的最佳添加量分别为15%、12%、38%、0.20%.

2.6 验证试验

按照上述正交试验最佳配方进行验证,并和普通的鲜湿面条进行对比.普通鲜湿面条的各项指标要比杂粮面条好,可能普通面条是由单一的小麦面粉制成的,面粉中含有麦谷蛋白和麦醇溶蛋白,有很好的可塑性、黏合性,因此,鲜湿面条的断条率、损失率均低.从外观上看,燕麦黑豆面条整体外观均匀,无裂缝,颜色呈浅灰色,不黏合,韧性好.

2.7 微观结构

面团的扫描电镜结果如图5 所示.

图5 面团的扫描电镜图Fig.5 Scanning electron microscope of the dough

正交试验结果最佳组合A2B2C3D2和表3 中最高得分组合A2B2C3D1中淀粉样品的微观结构如图5 所示,对照组面团样品中的淀粉颗粒大小分布不一,大多数呈圆形、卵圆形,颗粒表面光滑,颗粒完整.与A2B2C3D2组相比,对照组A2B2C3D1颗粒表面结构粗糙,凹凸不平,且部分淀粉颗粒破损呈空心状态,小颗粒多.因此,A2B2C3D2组中淀粉颗粒较完整.这可能是由于谷朊粉质量分数为0.20%时比谷朊粉质量分数为0.18%的面条内部面筋网络与淀粉颗粒间的结合力更强.

2.8 热力学性质分析

正交试验结果最佳组合A2B2C3D2和表3 中最高得分组合A2B2C3D1中淀粉的热力学性质分析见表4.

表4 DSC 结果分析Tab.4 Analysis of the results of DSC

由表4 可知,与A2B2C3D2组相比,对照组A2B2C3D1组T0与Tp无显著差异,Tc和ΔH 显著升高,表明淀粉的结晶结构较为不稳定,即淀粉的热稳定性降低[18],ΔH 的增大表明淀粉的结构从有序转变为无序结构所需要的能量增加.与淀粉的微观结观察结果相对应.因此A2B2C3D2组配方较优.

3 结论

本试验研究了燕麦粉、黑豆粉、水和谷朊粉这四种物质的添加量对杂粮面条品质的影响,在单因素试验的基础上,以感官评价为主要指标,采用正交试验以及电镜图和DSC 作为最终验证指标,发现在杂粮面条中添加质量分数为15%燕麦粉可以使面条结构均匀,从而降低面条的损失率,添加质量分数为12%黑豆粉和质量分数为38%水可以提高面条的筋力而不降低面筋含量,从而有效降低面条的断条率和损失率;添加质量分数为0.20%谷朊粉可以降低面条的断条率和损失率,改善杂粮面条的品质.经过验证试验最终确定各添加量的最佳配方,即燕麦粉15%、黑豆粉12%、水38%、谷朊粉0.20%.此条件下制作出来的杂粮面条外表光滑、色泽均匀、吃起来爽口有弹性、咀嚼性好.该研究结果为燕麦黑豆粉杂粮面条的工业化生产提供了依据,丰富我国杂粮面条的种类.