鹰嘴豆淀粉与红薯淀粉复配粉条的研制及工艺优化

张倩，孙诚园，张毓玲，李涛，李伟，魏玉西，高翔，*

（1.青岛大学 生命科学学院，山东 青岛 266071；2.山东华涛食品有限公司，山东 潍坊 262100；3.中国海洋大学 食品科学与工程学院，山东 青岛 266404）

粉条是一种以淀粉为主要原料加工而成的传统食品，在我国有1 400 多年的历史。鹰嘴豆作为一种豆类植物，因其形状如鹰嘴一样而得名，在中国主要分布于新疆、青海和甘肃等地[1]。鹰嘴豆营养价值高，内含丰富的营养素，其淀粉含量高达40%～60%[2]，且淀粉具有一种特殊的板栗风味。鹰嘴豆淀粉是鹰嘴豆中最重要的组成成分之一，具有重要的市场价值[3]。徐菁等[4]对7 种淀粉进行了研究，发现鹰嘴豆淀粉中的抗性淀粉含量最高，并且体外消化率曲线增长速度最慢，预测血糖生成指数最低，可达48.9。鹰嘴豆淀粉具有较高的直链淀粉和抗性淀粉含量，这是导致血糖生成指数较低的原因[5]，而且这种原料制作出的食品经过人体食用后可以明显降低食物的消化速度，使餐后血糖降低，减少饥饿感[6]。李伟等[7]也发现鹰嘴豆淀粉中的抗性淀粉具有降血脂等多重功效。鹰嘴豆淀粉中抗性淀粉含量高，同时相对于其他豆类淀粉成本较低，将其加工成粉条等传统的淀粉制品，是一种资源高效利用的重要途径，具有较高的经济价值。但鹰嘴豆淀粉微观颗粒较大[8]，直链淀粉含量较高，淀粉颗粒的膨胀速度慢[9]，难糊化，加工粉条时透明度低，感官较差，因此考虑通过与其他淀粉复配改善品质。红薯淀粉产量丰富[10]，且富含支链淀粉，易糊化，且生产的粉条感官质量极佳，是我国生产粉条的主要原料，故考虑采用鹰嘴豆淀粉与红薯淀粉复配研究粉条制作的最佳工艺。

综上，本试验在鹰嘴豆淀粉中添加红薯淀粉，优化直链淀粉与支链淀粉含量比，降低糊化难度，以提高粉条的感官及蒸煮特性。采取漏粉冷却后形成粉条的方法，对含芡量、粉团含水量等进行单因素试验以及正交试验优化，筛选出最优工艺参数，以期为鹰嘴豆淀粉的利用及新型粉条产品的开发提供理论依据与数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鹰嘴豆淀粉：烟台鼎丰生物科技有限公司；红薯淀粉：乐陵市永兴和食品有限公司；直链淀粉标准溶液（1 mg/mL）、支链淀粉标准溶液（1 mg/mL）：厦门安永博科技有限公司；氢氧化钠（分析纯）：太仓沪试试剂有限公司；碘（分析纯）：苏州信清科技有限公司；盐酸（优级纯）、碘化钾（分析纯）：西陇科学股份有限公司。

1.2 仪器与设备

压面机（ZH-57）：冀华强机械厂；和面机（1518）：深圳市三利达电器科技有限公司；电磁炉（C21-ST2106）：广东美的生活电器制造有限公司；鼓风干燥箱（DHG-9023A）、紫外分光光度计（E-1000UV）：青岛蓝特恩科教仪器设备有限公司。

1.3 复配粉条的制作工艺

1）制芡：将鹰嘴豆淀粉与红薯淀粉以一定比例复配后混合，取少量混合淀粉以1 ∶2（g/mL）料液比加入70 ℃左右的温水，均匀搅拌，制成流动的乳状液。

2）调粉团、挤粉：向其加入剩余的混合淀粉，用和面机一挡至二挡（转速为40～60 r/min）搅拌1 min 左右，至面团均匀，然后手动压出。

3）煮粉：电磁炉功率2 100 W 煮制10 min，从粉条完全落入沸水中煮制开始计时，计时完毕后及时放入冷水中冷却15 min，将水温控制在10～15 ℃。

4）干燥：粉条冷却后放置于烘箱架子上，在60 ℃下烘干约3 h 至水分含量低于20%。

1.4 评价指标

1.4.1 品质评价

1.4.1.1 断条率

取1 000 mL 蒸馏水放于小锅内，煮沸后，加入10～20 根约10 cm 长的粉条，记录煮前的总根数（N），煮沸15 min，并不断搅拌。煮后取出粉条立即用常温水冷却2 min，将不含有粉条的汤汁置于3～4 个试管中，使汤汁自然冷却到室温。记录煮后的粉条总根数（M）。根据下式计算断条率（B，%）[11]。

1.4.1.2 浑汤情况

用上述冷却后的汤汁在波长为650 nm 处测定其吸光度（A），同时将蒸馏水煮制15 min 后，取冷却后的汤汁作为空白对照，记录数据。根据紫外原理求出透光率[12]。

1.4.1.3 粉条蒸煮特性

取约3 g（W1）的湿粉条在60 ℃烘箱中干燥3 h，称干粉条的质量（W2），取1 000 mL 蒸馏水置于小锅内煮沸，煮沸后加入W2的干粉条，计时加热15 min，后立即置于常温水中冷却2 min，然后用滤纸吸去表面水分，再测其质量（W3）。再将粉条置于烘箱中，同样条件下烘干，测其质量（W4）。根据下式分别求出膨润度（S，%）、蒸煮损失（L，%）、干物质含量（D，%）以及复水率（R，%）[13]。

1.4.1.4 感官评价

参照GB/T 23587—2009《粉条》的规定和赵萌等[14]的方法，设置粉条感官评分标准，见表1，采取10 人制根据个人喜好对煮制后的粉条进行评分，满分为100。将结果中的最大值和最小值去掉后取平均值。

表1 粉条感官评分标准Table 1 Sensory evaluation score standard of starch noodles

1.4.2 直链淀粉含量测定

参照GB/T 15683—2008《大米直链淀粉含量的测定》方法，按照碘显色法进行测定。

1.5 调粉团工艺优化

1.5.1 红薯淀粉添加量对粉条品质的影响

将红薯淀粉按照10%、20%、30%添加量制作得复配粉条，其他条件保持不变，以纯鹰嘴豆淀粉粉条为对照，测定粉条的断条率、透光率、复水率等性质，并进行感官评分。

1.5.2 含芡量

固定20%的红薯淀粉添加量，用6%、8%、10%、12%、14%不同的含芡量制作芡糊，分别制作粉条。以上述的最佳配方制得的粉条为对照，测定粉条的断条率、透光率、复水率等，并进行感官评分。

1.5.3 粉团含水量

在芡糊制作过程中，用沸水将粉团含水量调节为42%、43%、44%、45%、46%，其他条件不变来制作粉条。以上述的最佳配方制得的粉条为对照，测定断条率、透光率、复水率等，并进行感官评分。

1.5.4 糊化时间

将漏粉后的粉条分别在沸水中煮制10、15、20、25、30 min，其他条件不变，以上述的最佳配方制得的粉条为对照，将粉条烘干后测定断条率、透光率、复水率等，并进行感官评分。

1.5.5 老化时间

将糊化后的粉条分别按照3、6、9、12、15 min 的冷却时间老化，将水温控制在15 ℃左右，在同样条件下干燥后，以上述的最佳配方制得的粉条为对照，测定断条率、透光率、复水率等，并进行感官评分。

1.5.6 正交试验

正交试验因素与水平见表2。粉条品质百分制加权占比见表3。按照表2 进行不同因素组合的正交试验，以含芡量、粉团含水量、糊化时间、老化时间为因素，选取感官评价、断条率、透光率为代表性指标，根据表3 计算出加权平均值，确定最佳复配粉条工艺。

表2 正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of orthogonal test

表3 粉条品质百分制加权占比Table 3 Weighted percentage of noodle quality based on percentage system

1.6 数据处理

采用SPSS 18.0 进行数据处理。所有试验最少重复3 次，试验数据用平均数±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 直链淀粉含量

通过碘显色、紫外分光光度法等测得鹰嘴豆淀粉样品中的直链淀粉含量为54.0%，红薯淀粉中直链淀粉含量为17.4%。由直链淀粉含量（%）=1-支链淀粉含量（%）可计算得另一种淀粉的含量[15]。

粉条是利用淀粉糊化和老化的原理制备的一种淀粉制品。糊化过程就是淀粉乳浊液向淀粉凝胶转变的过程[16]，即淀粉受热吸水后，淀粉粒发生溶胀破裂，淀粉分子之间的氢键断裂，并从破裂的淀粉粒中溶出，预糊化的淀粉凝胶作为粘合剂将其它淀粉颗粒固定在淀粉面团中[17]，使得淀粉向胶体转化，这个过程得到的淀粉凝胶具有一定的硬度和弹性[18]，再经过冷却后淀粉分子之间的氢键重新排列组合成三维网络结构，最终得到成型后的粉条[19]，这个过程即为老化。与直链淀粉相比，支链淀粉分子含有更多的支链[20]，能够结合更多的水分子导致其膨胀，故更易发生糊化。直链淀粉在老化过程中可形成一种晶核，使氢键排列的有序度增加，利于老化过程[21]，对淀粉凝胶强度的影响很大[22]。因此，直链淀粉与支链淀粉的配比在粉条制作过程中发挥关键作用。

2.2 红薯淀粉添加量对粉条品质的影响

红薯淀粉添加量对粉条的品质影响如表4 所示。

表4 红薯淀粉添加量对粉条品质的影响Table 4 Effects of amount of sweet potato starch on the quality of starch noodles

感官评分可以反映出粉条的外观是否透亮、口感是否劲道等重要性质，也是评价粉条质量好坏非常重要的指标[23]。通过对粉条的外观、口感、组织状态等感官特征的评价获得感官评分。由表4 可知，鹰嘴豆直链淀粉含量较高，不易糊化，制作的粉条感官品质较差，感官分为71.33，外观品质较差。添加红薯淀粉之后，粉条感官品质明显提高（p＜0.05），且随着红薯淀粉添加量的增加，感官评分呈上升趋势。原因可能是红薯淀粉的添加提高了支链淀粉含量，促进糊化，改善了外观等感官品质。

透光率表示粉条蒸煮后的汤汁浑浊度，是评价粉条蒸煮特性的关键指标。蒸煮损失反映了粉条蒸煮后的内容物溶出量，与透光率相对应。透光率越低，表明煮后的汤汁越浑浊，蒸煮损失越大，粉条连接强度弱，品质差。当红薯淀粉添加量为20%时，平均感官评分达82，透光率升至最高，蒸煮损失最小，优于红薯淀粉添加量为10%的粉条。而断条率可反映出粉条是否耐蒸煮，是衡量粉条品质的重要指标。断条率越高，代表粉条易断条，损失大，品质差。当红薯淀粉添加量达到30%时，断条率极剧增加，蒸煮损失及煮完粉条汤汁浑浊程度显著升高（p＜0.05），可能是因为红薯淀粉添加量过多，支链淀粉含量继续增多，造成黏性大，容易断条[24]，导致损失加大，品质降低。

此外，复水率、膨润度也是衡量粉条质量好坏的指标。复水率越高，表明干粉条恢复到新鲜粉条的程度越大，但是超过一定限度之后，淀粉分子之间发生氢键断裂[25]，易断条。故复水率适中，表明粉条品质好。而膨润度表示蒸煮过程中淀粉的水合能力及膨胀能力[25]。膨润度并非越大越好，更重要的是干物质要保持不损失或尽可能损失小[26]。添加红薯淀粉后的复配粉条的复水率和膨润度显著提高（p＜0.05），干物质含量适中，说明红薯淀粉的添加一定程度上也增加了粉条的吸水性，但各红薯淀粉添加组间数值差异不大。

总之，质量好的粉条应达到蒸煮损失少、膨润度适中、口感爽滑有弹性、不易断条、耐煮性好[27]的特性。因此，综合考虑选用20%的红薯淀粉添加量用于后续研究，且选取感官评价、透光率、断条率3 个指标作为粉条品质整体判断的主要指标。

2.3 含芡量对粉条品质的影响

含芡量对粉条品质的影响见图1、图2 及表5。

图1 含芡量对粉条感官品质及透光率的影响Fig.1 Effects of thickening on sensory quality and transmittance of starch noodles

图2 含芡量对粉条断条率的影响Fig.2 Effects of thickening on breakage rate of starch noodles

表5 含芡量对粉条品质的影响Table 5 Effects of thickening on the quality of starch noodles

如图1 所示，含芡量为10%的复配粉条感官评分达到了最高，且显著高于其他组（p＜0.05），原因是10%的芡糊量黏结性强，能更好地将淀粉颗粒结合成一块比较均匀、排列规整和有一定强筋力骨架的粉团，粉团更易成型漏出[28]，使粉条外观光滑，色泽均匀，粉条感官品质高。当粉团含芡量小于10%时，粉条的透光率逐渐变大，说明蒸煮损失逐渐减小；当含芡量超过10%时，粉条的透光率呈下降趋势，且蒸煮损失逐渐增加。含芡量为10%时，透光率达到最高，为89.87%，且粉条蒸煮损失最小。

由图2 可知，粉团含芡量小于10%时，断条逐渐减小，内部结构结合力逐渐增强，大于10%时，断条又在增加，芡含量恰好为10%时，粉条的断条率达到最低，且与其他组差异性显著（p＜0.05）。这些趋势与赵萌等[14]的研究结果一致。这是因为当粉团含芡量较低时，黏结性不够将粉团连在一起，不易成型，内部结合力弱，所以经过一定时间煮制后的粉条，断条率和损失较大，口感等感官品质下降；含芡量较大时，粉团的黏性增加，粉条有并条现象，又降低了粉条品质，产生了较大的蒸煮损失和断条。

由表5 可知，随着含芡量的增加，粉条的膨润度和复水率呈上升趋势，干物质含量适中。

研究表明，品质好的粉条要求芡糊完全糊化，色泽透亮，粉团表面光滑，因此含芡量不能太高或者太低[28]。因此，选择最佳的含芡量为10%。

2.4 粉团含水量对粉条品质的影响

粉团含水量对粉条的品质影响见图3、图4 及表6。

图3 粉团含水量对粉条感官品质及透光率的影响Fig.3 Effects of water content of dough on sensory quality and transmittance of starch noodles

图4 粉团含水量对粉条断条率的影响Fig.4 Effects of water content of dough on breakage rate of starch noodles

表6 粉团含水量对粉条品质的影响Table 6 Effects of water content on the quality of starch noodles

如图3 所示，当粉团含水量低于45%时，随含水量的增加，感官评分增加明显，这是由于含水量较低的面团胶凝效果差，流动性也较差，搅拌阻力较大，不易漏粉，断条较高。增加含水量可以提高粉条内部的润滑性，使结构更加紧密均匀[14]。而当粉团含水量为45%时，感官评分达到最高，含水量再继续增加时，粉团稀稠，不易成型，漏粉较为困难，感官评分低，严重影响外观和口感。这种趋势与张灿[29]在研制马铃薯鲜湿粉条时的规律一致，可能是因为45%含水量的粉条结构紧实，凝胶效果好，且外形透亮，制作出的粉条感官好。而且，随着粉团含水量的逐渐增加，粉条的透光率呈现先升高后降低的趋势，断条率有着相反的趋势，且差异明显，见图4，在面团含水量为45%时各指标基本达到极值。表明适当的粉团含水量，能够使粉条内部结构紧实，损失小，断条少。由表6 可知，随着含水量的增加粉条的复水率、膨润度增加，可能是因为含水量的上升使内部结构更加紧密润滑，复水效果更好。干物质含量在较小范围内变动，含量适中。当粉团含水量超过45%再继续增加时，复水率增加不明显（p＞0.05），膨润度增加显著（p<0.05）。这很有可能是因为粉团的含水量能影响淀粉的糊化及凝胶性质，从而影响粉条的品质[30]。

在适当的范围内增加水含量可以提高淀粉糊化后重新聚合的速度，进而使凝胶体系的硬度增加[30]。综上，选择最佳的面团含水量为45%。

2.5 糊化时间对粉条品质的影响

糊化时间对粉条的品质影响见图5、图6 及表7。

图5 糊化时间对粉条感官品质及透光率的影响Fig.5 Effects of gelatinization time on sensory quality and transmittance of starch noodles

图6 糊化时间对粉条断条率的影响Fig.6 Effects of gelatinization time on breakage rate of starch noodles

表7 糊化时间对粉条品质的影响Table 7 Effects of gelatinization time on the quality of starch noodles

在沸水煮制的过程中粉条逐渐定型，糊化时间对粉条内部的结构、外观、蒸煮特性有很大的影响，从而影响粉条的整体品质。煮制时间短时，淀粉糊化不完全，淀粉内部连接强度弱，凝胶强度低，易断条且外观较差；若煮制时间超过一定的限度，可溶性物质就会溶出，也会降低淀粉颗粒之间的粘结力[31]，粉条外观也软烂易碎，品质较差。

由图5 可知，随着糊化时间的延长，感官评分在缓慢增加，糊化时间超过20 min 时，感官评分在快速降低。当糊化时间为20 min 时，感官评分为86.67，达到最高值。可能是因为粉条在制作的过程中煮制时间过长过短都降低粉条的感官品质。由图6 可知，低于15 min 时，随着糊化时间延长，粉条的断条率在降低，透光率在缓慢上升，说明粉条蒸煮损失在减小。而糊化时间在15～25 min 内时，鹰嘴豆淀粉复配粉条透光率及断条率等均无明显差异，当糊化时间30 min 时透光率最低，断条最高，品质最差，与其他组有明显差异。这可能是因为糊化时间较短时，粉条夹生现象较严重，内部结构不匀称，断条高，存在较大的蒸煮损失。当复配粉条糊化时间超过一定的限度之后，鹰嘴豆粉条开始溶断，导致软烂、蒸煮损失大，极大降低了粉条的品质，这种变化趋势与岳晓霞等[12]的研究结果类似。

由表7 可知，粉条的复水率和膨润度呈现先上升后降低的趋势，当糊化时间为20 min 时，复配粉条具有较高的膨润度和复水率，干物质含量也适中。可能是因为一定范围内的糊化时间延长适当地增加了粉条的持水性，但过长的煮制时间导致粉条软烂，持水性下降。

综合主要因素，鹰嘴豆淀粉复配粉条的糊化时间在20 min 时最佳。

2.6 老化时间对粉条品质的影响

老化时间对粉条的品质影响见图7、图8 及表8。

图7 老化时间对粉条感官品质及透光率的影响Fig.7 Effects of aging time on sensory quality and transmittance of starch noodles

图8 老化时间对粉条断条率的影响Fig.8 Effects of aging time on breakage rate of starch noodles

表8 老化时间对粉条品质的影响Table 8 Effects of aging time on the quality of starch noodles

适量的淀粉与热水混合之后，使淀粉分子内部氢键被高温破裂，使直链淀粉与支链淀粉溶出导致糊化后，再经过重要的冷却步骤使其发生老化，从而得到顺滑可口的粉条。但若短时间老化，粉条内部组织结构差，粉条脱水不完全，也无法完全排除内部气泡，影响粉条的品质；若长时间老化，粉条脱水过度，造成粉条易断，降低外观品质，不利于老化进行[32]。

由图7 可知，粉条老化时间低于或高于6 min 时粉条感官品质均较差，当老化时间6 min 时感官评分最高，平均分达到87.67，且与其他组有明显差异。随着老化时间的逐渐延长，粉条的透光率呈现先上升后下降的趋势，当老化时间6 min 时，透光率最高，接近100%，损失最小。由图8 可知，断条率随着老化时间的延长先降低后上升，6 min 时最低，与感官评价、透光率结果一致。曾洁等[16]也研究了老化时间对粉条品质的影响，与本文结果变化趋势类似，随着老化时间的延长，感官评分先升高后降低，断条先减少又增大。可能是因为当老化时间较低时，脱水不完全，粉条内部结构凝胶形成能力差，蒸煮损失较大，断条较高，品质较差。超过一定时间之后，老化过度，损失也增大，粉条口感发硬易断，降低了粉条的质量。由表8 可知，各组间粉条的复水率和膨润度差异不明显（p＞0.05），表明粉条老化时间保持在适当范围内，其复水性也较高，干物质含量适中。

所以，鹰嘴豆粉条的老化时间选择6 min 时品质最优。

2.7 正交试验结果

选取含芡量、粉团含水量、糊化时间、老化时间4 个因素，设计三水平四因素的正交试验，以不同因素组合的试验由加权平均分得到的试验结果如表9所示。

表9 正交试验结果Table 9 Results of orthogonal test

由表9 可看出，在含芡量这个因素中，水平2 结果最好，在粉团含水量因素中，水平1 结果最佳，糊化时间和老化时间因素中分别是水平2 和水平1 结果最优，所以选择含芡量10%、含水量44%、糊化时间20 min、老化时间3 min 为最佳正交组合。经过验证试验，此组合制出的复配粉条综合评分可达86.30，与试验中最高评分86.58（试验4）相近。由极差分析可以看出影响粉条综合品质的主次因素顺序：糊化时间＞含芡量＞粉团含水量＞老化时间，方差分析表明4 个因素中的糊化时间对粉条的综合评分影响最为显著。

3 结论

本文通过添加红薯淀粉来改善鹰嘴豆淀粉粉条的品质，并研究了含芡量、含水量、糊化时间等几个关键性因素对粉条品质的影响。通过单因素及正交试验得出鹰嘴豆淀粉与红薯淀粉复配粉条的最佳工艺参数：红薯淀粉添加量为20%，含芡量为10%，粉团含水量44%，糊化时间20 min 及老化时间3 min，其中，糊化时间对粉条品质的影响最为显著。

此条件下制备的鹰嘴豆淀粉粉条制品，口感筋道、外形光滑透亮、不易断条，蒸煮损失小，为鹰嘴豆淀粉的应用及新型粉条制品的开发具有一定的指导作用。但是本文缺乏对粉条内部结构等的详细研究，对鹰嘴豆复配粉条品质的其他影响因素还需进一步讨论。