豆渣對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性及面條質(zhì)量的影響

宋蓮軍，李爭(zhēng)艷，耿瑞玲

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州450002)

豆渣中的營(yíng)養(yǎng)成分與大豆相似，富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素［1］，還含有多肽、異黃酮、皂甙等功能性物質(zhì)，具有預(yù)防高血壓、骨質(zhì)疏松、腸癌等功效［2］.國(guó)內(nèi)大部分豆渣作為飼料，造成了資源浪費(fèi).隨著研究的不斷深入，豆渣在食品中的利用以提取膳食纖維為主，但是豆渣中的其它成分如蛋白質(zhì)、異黃酮、皂甙等都被破壞或遺棄，豆渣潛在的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值還未能得到充分利用［3］.目前已研制的豆渣產(chǎn)品有:糖化菌粉、豆渣醬油、核黃素強(qiáng)化劑、可降解食用紙、豆渣分離蛋白等［4～8］，都只是單一營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的提取與利用，豆渣的綜合利用還未得到重視.因此，本文將豆渣整體添加到特一粉中，研究豆渣對(duì)面粉流變學(xué)特性的影響;并研制豆渣面條，優(yōu)化其生產(chǎn)工藝，提高傳統(tǒng)面條的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，為豆渣食品的研發(fā)提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

特一粉購(gòu)自鄭州金苑面粉廠，大豆、硬脂酰乳酸鈣-鈉(CSL-SSL)(食品級(jí))、黃原膠(食品級(jí))、多聚磷酸鈉(食品級(jí))均市售.

1.2 儀器與設(shè)備

分離式磨漿機(jī)(滄州鐵獅磨漿機(jī)有限公司)、TA-XA PLUS物性測(cè)試儀(英國(guó)Stable micro systems公司)、Brabender拉伸儀(德國(guó)布拉班德公司)、Brabender粉質(zhì)儀(德國(guó)布拉班德公司)，DMT-5電動(dòng)家用面條機(jī)(龍口市復(fù)興機(jī)械有限公司).

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)定 采用德國(guó)Brabender公司生產(chǎn)的粉質(zhì)儀(Farinograph)和拉伸儀(Extensograph)，按 照 GB/T 14614—93 和 GB/T 14615—93等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定.

1.3.2 豆渣的制作方法 豆與水的質(zhì)量比為1∶8，泡12 h左右，磨制.

1.3.3 面條制作工藝 面條制作工藝見(jiàn)圖1.

圖1 面條制作工藝圖Fig.1 Precess chart of noodle

1.3.4 面條品質(zhì)測(cè)定

1.3.4.1 面條感官評(píng)定 面條感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)SB/T 10137—93.

1.3.4.2 面條質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定 每次測(cè)量用4根熟面條，過(guò)涼水后將它們并排放在承重平臺(tái)上，測(cè)試選用P50探頭，進(jìn)行面條質(zhì)構(gòu)測(cè)定［9］.測(cè)試參數(shù)設(shè)定如下:測(cè)前速度2.00 mm·s-1;測(cè)中速度1.00 mm·s-1;測(cè)后速度 2.00 mm·s-1;高度 30.00 cm;壓縮比 70.00%;時(shí)間 3.00 s;壓力 10.0 g.

1.3.4.3 面條斷條率測(cè)定 取30根相同長(zhǎng)度的面條，放入1 000 mL沸水中煮制5 min，用筷子取出，數(shù)出未斷面條的根數(shù)，計(jì)算斷條率:

1.3.4.4 面條烹煮損失率測(cè)定 取30根面條放入1 000 mL沸水中煮制5 min后撈出，將煮面的面湯放至室溫后，倒入500 mL的容量瓶中，用蒸餾水沖洗盛面湯的燒杯數(shù)次，并將沖洗的水一并轉(zhuǎn)入容量瓶中，定容至500 mL，取200 mL先在電爐上加熱，蒸發(fā)掉大部分后，將其放入105℃烘箱內(nèi)烘至恒重，計(jì)算蒸煮損失率:

1.3.4.5 面條延伸率測(cè)定 取30根長(zhǎng)度相同的面條于1000 mL沸水中煮制5 min后撈出，放入70℃的熱水中浸泡10 min后撈出，測(cè)量浸泡后的長(zhǎng)度/cm，計(jì)算延伸率［10］:

1.3.5 正交試驗(yàn)優(yōu)化豆渣面條工藝參數(shù) 試驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)，對(duì)豆渣面條中豆渣、黃原膠、多聚磷酸鈉、CSL-SSL添加量進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)表如表1.

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table1 Orthogonal experiment design

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel對(duì)單因素與面條品質(zhì)的影響進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，正交軟件助手優(yōu)化豆渣面條的工藝，所有的顯著性檢驗(yàn)均在P≤0.05的水平下進(jìn)行.

2 結(jié)果與分析

2.1 豆渣對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

以濕基質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%面粉為標(biāo)準(zhǔn)，按0～10%將處理后的豆渣粉添加到特一粉中，進(jìn)行粉質(zhì)和拉伸試驗(yàn)，研究豆渣對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性和拉伸特性的影響(表2).

表2 豆渣對(duì)特一粉粉質(zhì)曲線的影響Table2 Effect of bean dregs addition on Silty Curve of the flour

表3 豆渣添加對(duì)面團(tuán)拉伸曲線的影響Table3 Effect of bean dregs addition on Tensile Curve of the flour

表2為添加豆渣粉后面粉的粉質(zhì)曲線特征值.為便于比較，表中數(shù)據(jù)均按測(cè)定方法中的規(guī)定，以面團(tuán)最大稠度500BU為基準(zhǔn)校正而得.由上表可以看出，豆渣添加量對(duì)面粉粉質(zhì)影響較大，面團(tuán)稠度、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)指數(shù)隨著豆渣添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為7.5%時(shí)，這些指標(biāo)均達(dá)到最高值;弱化度則隨豆渣添加量的增加呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為7.5%時(shí)，弱化度達(dá)到最小值.與未添加豆渣的面粉相比，面粉吸水量均有所增加.

表3為添加豆渣粉后面粉的拉伸曲線的特征值.從表中可以看出，拉伸能量、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比和最大拉伸比均隨著豆渣添加量的增加而增加，延伸度隨著豆渣添加量的增加而減小.

綜上所述，豆渣添加量低于7.5%時(shí)，隨著豆渣添加量增加，面團(tuán)流變學(xué)特性越好，面團(tuán)品質(zhì)越好.這是由于豆渣對(duì)面團(tuán)的作用:一方面相對(duì)減少了小麥面筋的量，導(dǎo)致面團(tuán)流變學(xué)特性惡化，添加量越大，影響越大;另一方面由于豆渣中可溶性纖維的存在，它是一種多組分的凝膠體，對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性具有一定的改良作用.當(dāng)豆渣添加量在7.5%以?xún)?nèi)時(shí)，它所含的可溶性凝膠對(duì)面團(tuán)的改良作用能有效地補(bǔ)償面筋稀釋造成的反作用，所以面團(tuán)流變學(xué)特性影響不大.但隨著添加量的增加，豆渣中少量改良面筋結(jié)構(gòu)的成分，無(wú)法抵消面筋稀釋所造成的負(fù)作用，惡化作用占主導(dǎo)地位.當(dāng)負(fù)作用漸漸高于改良作用，面團(tuán)品質(zhì)特性就大大降低了.

2.2 單因素對(duì)面條品質(zhì)的影響

2.2.1 豆渣添加量對(duì)面條品質(zhì)的影響 以面粉質(zhì)量為基準(zhǔn)，分別添加2%，5%，10%，15%和20%的豆渣，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)(圖2).

圖2 豆渣添加量對(duì)面條品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of bean dreg addition on noodles

圖3 黃原膠添加量對(duì)面條品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of Xanthan Gum addition on noodles

豆渣膳食纖維有很強(qiáng)的持水性，在面團(tuán)調(diào)制過(guò)程中易吸水膨脹，與部分吸水的面筋蛋白一起形成網(wǎng)絡(luò)，有利于改善面條品質(zhì).從圖2中可以看出，隨著豆渣添加量的增加，面湯的烹煮損失率(溶出率)的變化趨勢(shì)是逐漸增加.彈性的變化趨勢(shì)不明顯，咀嚼性的變化趨勢(shì)是先減小后增大，再減小，最大值出現(xiàn)在豆渣添加量為15%時(shí).延伸性基本上呈下降趨勢(shì)，這主要是因?yàn)橛H水性強(qiáng)的豆渣膳食纖維能吸收較多的水分，使水與面筋蛋白作用的量與時(shí)間減少，阻礙了面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，相對(duì)稀釋了原面筋蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，使面條的延伸率降低.因此，在制作豆渣面條時(shí)，豆渣添加量不宜太大，15%左右為宜.

2.2.2 黃原膠的添加量對(duì)面條品質(zhì)的影響 以面粉質(zhì)量為基準(zhǔn)，分別添加15%豆渣，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%黃原膠，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)(圖3).

在面條中加入食用膠可以大大提高面條的烹煮品質(zhì)，總體來(lái)說(shuō)，可以使面條的硬度增加，黏著性降低，煮熟的面條斷條減少，溶出率下降，面條的色澤較好，口感爽滑，不粘牙.食用膠類(lèi)通過(guò)主鏈間氫鍵等非共價(jià)鍵作用力形成具有一定粘彈性的連續(xù)三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起著類(lèi)似面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的功能，從而能改良面條的品質(zhì)［11］.從圖中可以看出，隨著黃原膠添加量的增加，溶出率呈波浪型的變化趨勢(shì)，可能是由于黃原膠與面粉混合不均勻，導(dǎo)致同一試樣品質(zhì)形成對(duì)比.延伸性和咀嚼性的變化相對(duì)不明顯.彈性變化最大，趨勢(shì)為先增大后減小，但與添加量極少時(shí)比較總體來(lái)說(shuō)彈性還是增加的，這主要是因?yàn)辄S原膠遇水后極易分散并形成高黏度的膠體，這種膠體能與面粉中的蛋白質(zhì)相互作用，形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)黏性增加，面筋與淀粉顆粒的黏結(jié)更加緊密，增強(qiáng)了面條的彈性和韌性［13］.綜合來(lái)說(shuō)，黃原膠的添加量在0.2%時(shí)，豆渣面條的品質(zhì)最好.

2.2.3 CSL-SSL添加量對(duì)面條品質(zhì)的影響 以面粉質(zhì)量為基準(zhǔn)，分別添加 15%豆渣，0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25% 和 0.30%CSLSSL，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)(圖4).

圖4 CSL-SSL對(duì)面條品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of CSL-SSL to noodle quality

從圖4可以看出，CSL-SSL添加量對(duì)溶出率的影響趨勢(shì)圖像呈開(kāi)口向下的拋物線狀。當(dāng)CSLSSL添加量在0.05～0.15時(shí)，隨著 CSL-SSL添加量的增加，溶出率逐漸增大。CSL-SSL添加量對(duì)延伸率影響呈“M”型。CSL-SSL添加量對(duì)彈性影響圖呈“W”型。咀嚼性圖像趨于平緩。CSL-SSL是種復(fù)合型離子乳化劑，其親水基團(tuán)與面筋中的表膠蛋白結(jié)合，疏水基團(tuán)與麥谷蛋白結(jié)合，形成面筋蛋白質(zhì)復(fù)合物，從而起到強(qiáng)化面筋的作用。在面粉調(diào)制階段，CSL-SSL被吸附在淀粉顆粒表面，可以抑制淀粉顆粒的過(guò)度吸水膨脹，阻止淀粉顆粒之間的相互連接，同時(shí)有利于蛋白質(zhì)充分吸水，使面筋網(wǎng)絡(luò)形成充分，網(wǎng)絡(luò)組織得以加強(qiáng)，面條的柔韌性得以提高。在面條烹調(diào)時(shí)，又能降低黏著性和渾湯性，增加面條的爽滑感［12］。綜合來(lái)說(shuō)，CSL-SSL的添加量在0.25%左右為宜。

2.2.4 多聚磷酸鈉的添加量對(duì)面條品質(zhì)的影響以面粉質(zhì)量為基準(zhǔn)，分別添加15%豆渣，0.1%，0.2% ，0.3%，0.4% 和 0.5% 多聚磷酸鈉，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)(圖5).

圖5 多聚磷酸鈉的添加量對(duì)面條品質(zhì)影響Fig.5 Effect of sodium phosphate addition on noodles

從圖5中可以看出，隨著多聚磷酸鈉添加量的增加，面條溶出率呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，在添加量最小時(shí)溶出率也最小;延伸率基本上是呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，彈性呈先下降后升高的趨勢(shì)，咀嚼性呈先升高后下降的趨勢(shì).多聚磷酸鈉是親水性很強(qiáng)的物質(zhì)，可穩(wěn)定食品中的水分，調(diào)節(jié)口感，增加黏結(jié)性，改善制品組織結(jié)構(gòu)，是廣泛使用的食品品質(zhì)改進(jìn)劑.添加磷酸鹽制作的面條外觀好，表面較光滑，口感筋道爽滑，面條組織結(jié)構(gòu)細(xì)膩，煮后不糊湯，食感大為改善.磷酸鹽對(duì)面條品質(zhì)的改良作用，首先是磷能增加細(xì)胞壁的內(nèi)外滲透壓，使水分能夠更好地進(jìn)入顆粒內(nèi)部，增加淀粉的吸水能力，提高淀粉的糊化度，提高面條的口感［15］;其次，磷在水溶液中能與可溶性金屬鹽生成復(fù)鹽，產(chǎn)生對(duì)葡萄糖基團(tuán)的“橋架”作用，使支鏈淀粉碳鏈延長(zhǎng)，形成淀粉分子的交聯(lián)作用，提高面條的咬勁.但是過(guò)多使用磷酸鹽不僅可以使面條的口感品質(zhì)下降，還能導(dǎo)致人體鈣磷失去平衡，所以使用時(shí)要綜合考慮，嚴(yán)格控制其用量.綜合說(shuō)來(lái)，多聚磷酸鈉的添加量宜低于 0.1%.

2.3 豆渣面條工藝優(yōu)化的正交試驗(yàn)

在面條的各項(xiàng)指標(biāo)中，以感官評(píng)定為因變量，其它指標(biāo)為自變量得出回歸方程，并得出各試驗(yàn)的回歸后評(píng)分.試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4所示.

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果表Table4 Results of orthogonal experiments

以感官評(píng)分為因變量得出的回歸方程，得出綜合評(píng)分，并以此綜合評(píng)分為指標(biāo)進(jìn)行分析.回歸方程如下:Y=982.22-2 074.9Y1-1 857.0Y3+0.046Y4+4 226.+1 197-8.39Y1Y2-4.61E-

由表4中可以看出，最優(yōu)實(shí)驗(yàn)為A3C1D3B2，即豆渣添加量為16%，黃原膠添加量為0.20%，多聚磷酸鈉添加量為 0.05%，CSL-SSL添加量為0.28%時(shí)，此時(shí)面條的各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到最優(yōu).各因素影響大小為 A(豆渣)＞C(多聚磷酸鈉)＞D(CSL-SSL)＞B(黃原膠).

3 結(jié)論

研究表明，在一定范圍內(nèi)添加豆渣，可以改善面團(tuán)的粉質(zhì)和拉伸等流變學(xué)特性.就所選擇的中筋粉而言，面團(tuán)稠度、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)指數(shù)隨著豆渣添加量的增加呈現(xiàn)先升后降趨勢(shì)，當(dāng)添加量為7.5%時(shí)，所有這些指標(biāo)均達(dá)到最高值;弱化度則隨豆渣添加量的增加呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為7.5%時(shí)，弱化度達(dá)到最低值.拉伸能量、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比和最大拉伸比均隨著豆渣添加量的增加而增加，延伸度隨著豆渣添加量的增加而減小.

通過(guò)試驗(yàn)，得出豆渣面條最佳工藝條件為:豆渣添加量為16%，黃原膠添加量為0.20%，多聚磷酸鈉添加量為0.05%，CSL-SSL添加量為0.28%時(shí)，此時(shí)面條的各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到最優(yōu).

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