掛面理化特性及蒸煮品質(zhì)的研究

于雙雙,曹淑敏,成曉苑,馬成業(yè)

(山東理工大學(xué) 農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255049)

面條是亞洲人民的主要糧食制品，有著悠久的生產(chǎn)和食用歷史[1-3].在東南亞的大部分國(guó)家，面條大約占到小麥產(chǎn)品總消費(fèi)的30%～45%[4].掛面在中國(guó)各類面條的生產(chǎn)中產(chǎn)量最高，占到全部面條制品的90%左右[5].現(xiàn)在隨著人們生活水平的不斷提高，掛面的風(fēng)味和質(zhì)地已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，因此，為了提高掛面產(chǎn)品的生產(chǎn)效益，滿足人們對(duì)掛面品質(zhì)的要求，建立客觀嚴(yán)格的掛面品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法十分必要.

在中國(guó)，對(duì)于掛面品質(zhì)的評(píng)價(jià)多數(shù)是使用感官評(píng)價(jià)的方法[6]，這種方法雖然簡(jiǎn)單、易于操作，但是對(duì)于操作人員要求高且受外界因素影響很大，不易標(biāo)準(zhǔn)化[7].客觀評(píng)價(jià)主要是使用質(zhì)構(gòu)分析儀，它具有客觀性和靈敏性等優(yōu)點(diǎn)，從而避免了人為因素的影響[8].目前，客觀評(píng)價(jià)與主觀評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)和國(guó)外普遍采用的評(píng)價(jià)方法[9].張芹等[5]用質(zhì)構(gòu)儀的TPA模式對(duì)掛面硬度、彈性等指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，認(rèn)為面條的硬度、彈性等指標(biāo)可以反映面條的品質(zhì).張玉榮等[10]對(duì)掛面的理化特性及蒸煮品質(zhì)進(jìn)行了研究，認(rèn)為彎曲強(qiáng)度、最佳蒸煮時(shí)間等指標(biāo)可以反映面條的品質(zhì).雷激等[11]用色度儀和質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定面條的品質(zhì)特性，認(rèn)為面條的表觀狀態(tài)和適口性等品質(zhì)特性均可以用面條的軟硬度和膠著性來(lái)預(yù)測(cè).Kovacs等[12]通過(guò)對(duì)面條進(jìn)行熱穩(wěn)定性測(cè)試，認(rèn)為熱變性谷蛋白粘彈性指標(biāo)的測(cè)試可以很好地預(yù)測(cè)面條的質(zhì)量.Hatcher等[13]對(duì)面條的萃取率、顏色、外觀比等指標(biāo)進(jìn)行了研究，這些指標(biāo)也可以反映面條的品質(zhì).這些研究都對(duì)面條的感官評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)體系提供理論支持，但都是從單一指標(biāo)代表反映面條品質(zhì)，并沒(méi)有建立相關(guān)性聯(lián)系.

本研究通過(guò)測(cè)定掛面的寬厚比、吸水率、最佳蒸煮時(shí)間、最大彎曲度和綜合剪切力來(lái)研究掛面的理化性質(zhì)和蒸煮特性及其相互關(guān)系，為掛面品質(zhì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法提供一些理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 掛面樣品

掛面購(gòu)買于淄博市張店區(qū)某大型超市.

1.2 主要儀器、設(shè)備

電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；外徑千分尺(0.001mm)，桂林量具刃具廠；質(zhì)構(gòu)儀TMS2000，美國(guó)FTC公司；可控功率電磁爐；杭州九陽(yáng)生活電器有限公司.

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 掛面規(guī)格的測(cè)量

取10根面條，分別用精度為0.001mm的千分尺測(cè)量其厚度和寬度，用精度為 1.00mm 的直尺測(cè)量其長(zhǎng)度，每種掛面做10次剪切力測(cè)試，取其平均值[10].

1.3.2 掛面最大彎曲度測(cè)定

取10根掛面，截成180mm長(zhǎng)，取一張長(zhǎng)300mm, 寬200mm的坐標(biāo)紙，在坐標(biāo)紙上分別標(biāo)明橫縱坐標(biāo)的刻度.取橫坐標(biāo)為90mm，準(zhǔn)備一塊長(zhǎng)200mm，寬5mm，厚2mm的玻璃條，使其長(zhǎng)邊與橫坐標(biāo)對(duì)齊.把一根面條沿厚度方向貼在玻璃板邊上，固定住掛面一端，并使其與橫坐標(biāo)的零刻度對(duì)齊.另一端沿著玻璃條長(zhǎng)邊向中間移動(dòng)，使面條在坐標(biāo)紙平面內(nèi)彎曲成圓弧形直至折斷.記下折斷時(shí)掛面的弧高(H)和弦長(zhǎng)(L)的數(shù)值，然后計(jì)算其最大彎曲度(H/L)，用10次的平均值做為最終值[10].

1.3.3 掛面最佳烹煮時(shí)間的測(cè)定

取20根長(zhǎng)18cm的掛面放入500 mL沸騰的自來(lái)水中并開始計(jì)時(shí)，直至掛面中間的白芯消失為止.記錄時(shí)間為最佳蒸煮時(shí)間[8].

1.3.4 掛面吸水率的測(cè)定

每種掛面分別取長(zhǎng)為18cm的20根稱重，質(zhì)量為m1，置于500mL的沸水中煮至最佳蒸煮時(shí)間，撈出掛面放在篩網(wǎng)上瀝干10min稱重，質(zhì)量為m2，計(jì)算吸水率[14].

計(jì)算公式：吸水率=(m2-m1)/m1×100%

其中：m1為煮前掛面質(zhì)量，g；m2為掛面煮后質(zhì)量，g.

1.3.5 掛面剪切力的測(cè)定

采用TMS2000質(zhì)構(gòu)儀的CS-1綜合剪切探頭對(duì)生掛面的綜合剪切力進(jìn)行測(cè)定，如圖1所示.將掛面在最佳蒸煮時(shí)間煮熟后，撈出放入冷水中20s，撈出瀝干后，用CS-1綜合剪切探頭對(duì)其綜合剪切力進(jìn)行測(cè)定.每種掛面做10次剪切力測(cè)試，取平均值.切刀數(shù)量：10個(gè)；切刀厚度：3.2mm；樣品盒內(nèi)部尺寸：66mm*66mm*64mm.

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用origin8.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并繪制關(guān)系圖，采用SAS 9.1對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行典型相關(guān)性分析.

2 結(jié)果與討論

掛面的結(jié)構(gòu)尺寸、蒸煮特性和剪切特性見(jiàn)表2.

表1 干掛面和煮后掛面的結(jié)構(gòu)尺寸、蒸煮特性和剪切特性
Tab.1 The structure size, cooking properties and shear properties of dried and boiled noodles

編號(hào)寬度/mm厚度/mm寬厚比最大彎曲度吸水率/%最佳蒸煮時(shí)間/min干掛面綜合剪切力/N煮后掛面綜合剪切力/N1#1．960±0．0140．900±0．0002．183±0．01213．20±0．061．241±0．0172．75±0．25302．45±74．986．72±0．742#2．116±0．0321．069±0．0051．979±0．02112．92±0．171．201±0．0232．23±0．14277．97±152．588．93±1．423#1．942±0．0530．827±0．0152．349±0．01612．87±0．151．542±0．0052．75±0．25275．36±109．255．94±0．844#1．880±0．0730．718±0．0272．619±0．00212．73±0．211．311±0．0122．21±0．24241．41±88．946．14±0．285#2．053±0．0290．916±0．0222．243±0．01412．93±0．151．261±0．0312．26±0．25230．60±81．237．29±0．196#2．060±0．0150．942±0．0092．186±0．00512．73±0．061．305±0．0102．83±0．14378．98±128．455．59±0．287#1．982±0．0100．822±0．0072．411±0．00412．50±0．101．331±0．0212．42±0．14243．72±101．195．94±0．398#1．902±0．0210．882±0．0162．156±0．01812．83±0．151．353±0．0322．55±0．23340．16±91．837．29±1．199#1．907±0．0480．729±0．0472．616±0．02412．73±0．061．294±0．0152．83±0．25216．56±66．225．67±0．7310#1．940±0．0290．740±0．0322．622±0．02112．50±0．101．312±0．2132．87±0．14285．88±84．066．42±0．3211#1．958±0．0230．798±0．0382．454±0．02512．75±0．381．304±0．0123．00±0．20266．56±96．236．54±0．5712#2．764±0．0170．738±0．0233．747±0．01912．43±0．151．451±0．0153．08±0．15363．72±114．217．77±0．7913#2．836±0．2490．813±0．0283．486±0．21312．57±0．151．314±0．0312．53±0．24383．14±143．038．07±0．3614#2．822±0．0230．980±0．0102．88±0．10212．73±0．061．352±0．0263．83±0．14345．11±230．778．95±2．7215#2．758±0．0120．738±0．0233．738±0．00412．70±0．171．304±0．0253．54±0．13390．29±109．347．49±0．6616#2．902±0．0290．860±0．0503．375±0．01212．57±0．211．384±0．0142．92±0．26416．77±142．459．98±2．0617#2．833±0．0260．793±0．0173．571±0．10112．57±0．211．361±0．0413．83±0．14480．94±200．199．87±0．9018#5．591±0．0280．871±0．0236．418±0．02911．73±0．322．344±0．0123．42±0．12672．59±223．9115．44±2．1819#4．807±0．1160．823±0．0545．841±0．02111．88±0．362．127±0．0344．45±0．01566．20±125．3215．02±0．0220#2．860±0．0280．723±0．0413．956±0．04312．36±0．621．565±0．0195．73±0．12405．90±143．5111．03±0．1821#2．827±0．0370．783±0．0503．610±0．02412．24±0．281．469±0．0703．97±0．02397．90±136．5010．02±0．3522#5．563±0．1510．793±0．0167．015±0．01211．16±0．312．510±0．0753．26±0．13670．10±265．5317．33±1．0223#5．553±0．3270．870±0．0506．383±0．03111．52±0．552．305±0．0393．37±0．26634．40±201．6116．23±0．0624#3．797±0．0900．753±0．0455．042±0．10311．74±0．241．907±0．0294．55±0．31526．40±206．6413．26±0．0125#5．670±0．1830．863±0．0726．570±0．53111．42±0．322．316±0．0644．05±0．05648．30±215．2416．51±0．1526#5．740±0．0650．787±0．0167．294±0．14011．24±0．302．556±0．0363．63±0．01660．40±139．9517．08±0．6427#3．837±0．0990．883±0．0614．345±0．14112．44±0．471．802±0．0334．51±0．06458．50±152．5911．92±0．5128#5．660±0．1570．900±0．0226．289±0．00511．66±0．292．301±0．0734．65±0．14633．20±200．5215．58±0．2729#2．740±0．1060．637±0．0264．301±0．01212．18±0．431．643±0．0323．45±0．25441．20±77．8912．23±0．0430#2．813±0．0300．800±0．0133．516±0．00112．34±0．351．461±0．0433．93±0．03484．70±153．0110．06±0．01

圖1 CS-1綜合剪切探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.1 CS-1 comprehensive shear probe structure diagram

2.1 掛面的結(jié)構(gòu)尺寸

國(guó)際上主要采用測(cè)定掛面的彎曲斷條率的高低來(lái)評(píng)價(jià)掛面是否容易折斷，測(cè)定時(shí)最大彎曲角度不易被觀察，而使用測(cè)量掛面的最大彎曲度來(lái)確定掛面折斷難易程度的方法簡(jiǎn)單準(zhǔn)確.

圖2 掛面的寬厚比與最大彎曲度的關(guān)系Fig.2 The relationship between the width-to-thickness ratio and the maximum bending strength

由圖2的曲線可以看出，R2=0.959，說(shuō)明掛面的寬厚比與最大彎曲度有較大的相關(guān)性，且掛面的寬厚比越大，其最大彎曲度越小.掛面中蛋白質(zhì)和淀粉對(duì)掛面的品質(zhì)影響很大.師俊玲等[15]研究發(fā)現(xiàn)，淀粉與蛋白質(zhì)含量對(duì)面條品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性相反，只有兩者比例適當(dāng)，才會(huì)使面條的品質(zhì)達(dá)到最好.對(duì)于彎曲度較小的掛面樣品，可能是面粉含麩星和纖維素較多，使掛面的韌性品質(zhì)下降，因此掛面容易折斷.

2.2 掛面的烹煮特性

由圖3可知，隨著掛面寬厚比的增加，掛面的吸水率呈增大的趨勢(shì)，且R2=0.964，說(shuō)明掛面的寬厚比與吸水率有較好的相關(guān)性并且由表1的蒸煮特性數(shù)據(jù)可知，樣品面條的吸水率為1.201%～2.556%.謝守華[16]通過(guò)對(duì)掛面面湯濁度、面湯中直鏈淀粉含量和比表面積等指標(biāo)的測(cè)定，認(rèn)為掛面吸水率受蛋白質(zhì)含量的影響很弱，但吸水率和掛面的比表面積之間的相關(guān)性較強(qiáng).

圖3 掛面的寬厚比與吸水率的關(guān)系Fig.3 The relationship between the width-to-thicknessratio and the water absorption

圖4 掛面的寬厚比與最佳蒸煮時(shí)間的關(guān)系Fig.4 The relationship between the width-to-thickness ratio and the optimal cooking time

由圖4可知，隨著掛面寬厚比的增加，掛面的最佳蒸煮時(shí)間呈增大的趨勢(shì)且R2=0.951，說(shuō)明掛面的寬厚比與最佳蒸煮時(shí)間有較好的相關(guān)性.張玉榮等[10]通過(guò)對(duì)掛面厚度與最佳蒸煮時(shí)間作圖，認(rèn)為掛面厚度與最佳蒸煮時(shí)間呈正相關(guān)，這與本研究類似.最佳蒸煮時(shí)間除與掛面寬厚比有關(guān)外，還與蛋白質(zhì)的含量、質(zhì)量和加工條件等有關(guān).Alviola等[17]認(rèn)為干面筋的加入也可以提高面條的蒸煮時(shí)間.

2.3 掛面的剪切特性

由表1中的干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力的數(shù)據(jù)可以看到，不同掛面的綜合剪切力是不同的，這與掛面的添加物質(zhì)和面粉的種類有關(guān).Lu等[18]認(rèn)為面粉的脂質(zhì)會(huì)影響掛面的剪切力，而且煮前和煮后掛面的剪切力是不同的.Song等[19]認(rèn)為麥麩對(duì)于掛面的剪切力也有影響.Ning等[20]認(rèn)為不同的加工條件對(duì)于面粉的質(zhì)量也有影響，從而也會(huì)使掛面的剪切力產(chǎn)生不同.煮后掛面要比干掛面的綜合剪切力小，這種現(xiàn)象是由于煮后掛面的柔韌性變好造成的.

圖5、圖6是1#掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力圖片.干面條斷裂時(shí)探頭移動(dòng)的距離表明了樣品的柔韌性；下壓距離越大，其柔韌性越好[8].圖5表明沒(méi)有在干掛面最后斷裂前產(chǎn)生一段波動(dòng)的力.對(duì)煮后掛面綜合剪切力進(jìn)行測(cè)量時(shí)，面條斷裂處的距離表明掛面彈性的大小，其延伸距離越大，掛面的彈性越好.

圖5 干掛面綜合剪切圖片F(xiàn)ig.5 Comprehensive shear force diagram of dried noodles

圖6 煮后掛面綜合剪切力圖片 Fig.6 Comprehensive shear force diagram of boiled noodles

由圖7、圖8可知，隨著掛面寬厚比的增加，干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力逐漸增大.R2分別為0.948和0.960，說(shuō)明掛面的寬厚比與掛面的剪切力具有較大的相關(guān)性.掛面寬厚比越大，干掛面與煮后掛面被切斷所需要的剪切力越大.

圖7 掛面的寬厚比與干掛面綜合剪切的關(guān)系Fig.7 The relationship between the width-to-thickness ratioand the comprehensive shear force of boiled noodles

圖8 掛面的寬厚比與煮后掛面綜合剪切力的關(guān)系Fig.8 The relationship between the width-to-thickness ratio and the comprehensive shear force of dried noodles

圖9 最佳蒸煮時(shí)間與干掛面綜合剪切力的關(guān)系Fig.9 The relationship between the optimal cookingtime and the comprehensive shear force of dried noodles

圖10 最佳蒸煮時(shí)間與煮后掛面綜合剪切力的關(guān)系Fig.10 The relationship between the optimal cooking time and the comprehensive shear force of boiled noodles

由圖9、圖10可知，隨著掛面最佳蒸煮時(shí)間的增加，干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力逐漸增大，說(shuō)明掛面達(dá)到最佳蒸煮時(shí)間越長(zhǎng)，干掛面與煮后掛面被切斷所需要的剪切力越大.但是R2值較小，說(shuō)明干掛面與煮后掛面的綜合剪切力與最佳蒸煮時(shí)間相關(guān)性不是很強(qiáng).由圖7和圖8可知，干掛面與煮后掛面的綜合剪切力與寬厚比的相關(guān)性較大，說(shuō)明評(píng)價(jià)掛面的綜合剪切力既要考慮其寬厚比也要考慮最佳蒸煮時(shí)間.

2.4 掛面結(jié)構(gòu)特性與蒸煮特性和剪切特性的典型相關(guān)分析

典型相關(guān)分析可以綜合反映兩組變量之間相關(guān)關(guān)系的本質(zhì)，指出引起兩組性狀之間相關(guān)的主要因素[21].為了更清晰地分析掛面結(jié)構(gòu)尺寸與蒸煮特性和剪切特性的關(guān)系，實(shí)施典型相關(guān)分析.

表2 掛面結(jié)構(gòu)特性與蒸煮特性和剪切特性的相關(guān)性
Tab.2 The correlation of structure characteristics,cooking properties and shear properties

x最大彎曲強(qiáng)度y1吸水率y2最佳蒸煮時(shí)間y3干掛面綜合剪切力y4煮后掛面綜合剪切力y5長(zhǎng)度x10．0717-0．0530-0．1890-0．0742-0．0767寬度x2-0．8723??0．9701??0．40370．9608??0．9676??厚度x30．3311??-0．0878-0．1875-0．0659-0．0461寬厚x4-0．9187??0．9736??0．41360．9622??0．9674??

注：“**”表示P<0.01.

研究表明，掛面結(jié)構(gòu)特性與蒸煮特性和剪切力密切相關(guān)，寬度和寬厚比與最大彎曲強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)，厚度與彎曲度呈正相關(guān).寬度、寬厚比與吸水率、最佳蒸煮時(shí)間、干掛面綜合剪切力和煮后掛面綜合剪切力呈顯著正相關(guān).

表3 結(jié)構(gòu)分析(相關(guān)系數(shù))
Tab.3 Structure analysis (correlation coefficient)

測(cè)定指標(biāo)v1v2v3v4w1w2w3w4長(zhǎng)度-0．0673-0．33460．5841-0．7364-0．0668-0．24710．2655-0．0670寬度0．99110．0239-0．1021-0．08220．98350．0176-0．0464-0．0075厚度-0．05630．9361-0．0320-0．3458-0．05580．6913-0．0145-0．0315寬厚比0．9911-0．1256-0．03430．02690．9835-0．0928-0．01560．0025最大彎曲強(qiáng)度-0．89000．3038-0．03490．0130-0．89680．4114-0．07680．1432吸水率0．9769-0．0406-0．0180-0．01320．9844-0．0549-0．0397-0．1447最佳蒸煮時(shí)間0．3838-0．1686-0．31030．05210．3867-0．2284-0．68270．5724干掛面綜合剪切強(qiáng)力0．9690-0．0101-0．01230．00700．9765-0．0136-0．02700．0768煮后掛面綜合剪切力0．97780．01480．00710．01370．98530．02000．01560．1509

表4 解釋能力
Tab.4 Explanation ability

序號(hào)特征值差異比例累計(jì)百分比F值自由度P值164．460863．26110．97770．97770．005414．082021．19970．93930．01820．99590．35772．421230．26030．25200．00390．99990．78681．02640．00840．00011．00000．99170．102

因原始變量沒(méi)有采用相同單位測(cè)量，不宜直接比較，故采用標(biāo)準(zhǔn)化的典型系數(shù)，給出典型相關(guān)模型.第1特征值累計(jì)百分率為97.77%，且極顯著，第2特征值累計(jì)百分率為99.59%，顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為0.0122，因而可用第1和第2特征值表示相關(guān)性.

從以上分析可以看出，掛面的結(jié)構(gòu)尺寸與蒸煮特性和剪切特性的相關(guān)性較強(qiáng)，它們的典型相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9959.通過(guò)典型變量之間的聯(lián)系得知，結(jié)構(gòu)尺寸(寬度和寬厚比)越大，蒸煮特性(吸水率，最佳蒸煮時(shí)間)和剪切特性(干掛面和煮后掛面綜合剪切力)指標(biāo)值越高.

3 結(jié)論

通過(guò)質(zhì)構(gòu)測(cè)定儀等儀器對(duì)30種掛面寬厚比、最大彎曲度、最佳蒸煮時(shí)間、吸水率以及綜合剪切力指標(biāo)的測(cè)定，并進(jìn)行相關(guān)分析，得出結(jié)論：隨著掛面寬厚比的增加，掛面的最大彎曲度呈下降趨勢(shì)，干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力呈上升趨勢(shì)；寬厚比越大，最佳蒸煮時(shí)間越長(zhǎng)，吸水率越大.隨著掛面最佳蒸煮時(shí)間的增加，干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力逐漸增大.綜上，可以通過(guò)利用掛面的寬厚比、最大彎曲度、最佳蒸煮時(shí)間、吸水率、干掛面綜合力與煮后掛面綜合剪切力等指標(biāo)評(píng)價(jià)掛面的品質(zhì)，其中寬厚比與其余四個(gè)指標(biāo)均具有較大的相關(guān)性.

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