山藥復合營養(yǎng)面條加工工藝研究

王麗霞，劉婧，2，胡沉，劉洪強，趙文華，何冀賢

（1.天津科技大學食品工程與生物技術(shù)學院，天津市食品營養(yǎng)與安全重點實驗室，天津300457；2.天津市機電工藝學院，天津300350）

山藥（Dioscorea opposita Thunb.）又稱土薯、山薯蕷，是一種薯蕷科植物的根莖，在整個亞熱帶地區(qū)廣泛種植[1]。山藥被衛(wèi)健委列入第一批藥食同源名單，含有豐富的糖類、維生素、支鏈淀粉以及黏性蛋白，能夠促進健康和長壽。且有研究表明，人類許多的疾病都由自由基在體內(nèi)的過度積累引起，而山藥中含有的蛋白多糖對自由基具有顯著地清除作用，顯示出良好的抗氧化能力[2]。另外含有的皂苷、黃酮類、尿囊素等多種活性成分，具有明顯的抗腫瘤和增強免疫力的功效。

胡蘿卜，又稱甘荀，富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、β-胡蘿卜素等營養(yǎng)成分，具有降低高血壓、高血脂，提高免疫力的功能，對人體健康極為有益，被譽為“小人參”[3]。牛肉是一種高蛋白低脂肪的肉類，并且富含人體所需的各種維生素、氨基酸、礦物質(zhì)和微量元素等多種營養(yǎng)成分[4]。食用牛肉，能夠補中益氣，滋養(yǎng)脾胃，強健筋骨，化痰息風，不失為一種優(yōu)質(zhì)高蛋白營養(yǎng)食品。

面條是豆類或谷物磨粉與水混合成面團經(jīng)過擠壓成條的一種主食，多為淀粉膠體，我國制作和食用面條有著多年的歷史。據(jù)統(tǒng)計我國每年面粉總加工量的35%用于面條的加工，足以證明面條在我國面制食品占據(jù)重要地位[5]。我國各地的面條也不相同，如北京炸醬面、山西刀削面、山西油潑面、蘭州牛肉面、吉林冷面和河南燴面等[6]。

面條的營養(yǎng)素并不全面，缺乏蛋白質(zhì)、人體必需氨基酸和維生素B[7]?；谝陨弦蛩兀藗冄邪l(fā)出營養(yǎng)面條。營養(yǎng)面條是在制作面條的基礎(chǔ)上，在面粉中加入營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過加工制作成具有特定營養(yǎng)強化的面條。

營養(yǎng)面條大致可分為以下幾類，加入水果蔬菜類、加入粗糧類、加入豆類和加入復合營養(yǎng)素類[8]。

果蔬類營養(yǎng)面條研制主要是因為果蔬中含有大量的纖維，并且不同果蔬之間色澤與食味不同。將果蔬與面條結(jié)合起來，做出具有鮮亮顏色和豐富營養(yǎng)的面條[9]。目前已經(jīng)研究出多種果蔬營養(yǎng)面條。

粗糧類營養(yǎng)強化面條主要有蕎麥面條、麩皮面條和豆類面條。這一大類面條主要是將粗糧中含有的膳食纖維添加到面條中。長期食用蕎麥面條對于我們?nèi)梭w好處多多，可降低血脂、預防心腦血管疾病[10]。許先猛[11]等已將麩皮加入面條中研制成了麩皮面條。豆類中蛋白質(zhì)氨基酸比例類似于動物蛋白質(zhì)，李向陽等[12]研究了大豆對面條質(zhì)量的影響。得出豆類面條可使面條更光滑，面筋力更大，品質(zhì)更好。

復合營養(yǎng)素強化面條是在添加動物和植物原料外，按需求加入人工合成的營養(yǎng)素。

本試驗將中筋小麥粉、山藥泥與牛肉、胡蘿卜等輔料進行合理搭配，研制出色澤均勻、口感清爽，兼具牛肉胡蘿卜香氣，加工性能良好的營養(yǎng)保健面條，滿足市場與大眾對美味保健食品的需求，山藥復合營養(yǎng)面條的研制也為開發(fā)我國豐富的山藥資源提供了新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

中筋小麥粉、胡蘿卜、牛肉、脫脂純牛奶、食鹽、純凈水：市售；山藥泥：天津科技大學食品科學與工程學院食品工藝實驗室自制。

MT125小型面條機：邢臺精潔機械公司；SM500D小型和面機：阿詩頓；TA-XT PLUS質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro Systems公司；SU1510掃描電子顯微鏡：日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

小麥粉、山藥泥、輔料→和面→揉制→熟化→壓片→切條→計量→干燥→包裝

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 山藥泥和牛肉泥的制備

山藥泥：將山藥洗凈，去皮，切成4 cm長的圓柱形，放到蒸屜上蒸20 min[13]。取出攪碎揉成團狀，放置室溫（25℃）下備用。

牛肉泥：將牛肉洗凈，切塊，用斬拌機打成肉糜狀。

1.2.2.2 和面

稱取100 g小麥粉，再按配方比例稱取山藥泥及輔料。具體操作過程如下：將鮮榨胡蘿卜汁、脫脂純牛奶和適量的純凈水混合，并將所需的食鹽溶于上述混合液中（溫度25℃～30℃）。然后將稱好的小麥粉、山藥泥、牛肉泥與混合液倒入和面機。和面時間控制在10 min以內(nèi)。和面結(jié)束時，要求面團顆粒松散，手握可成團。

1.2.2.3 熟化

將和好的面團在室溫（25℃）下靜置20 min，使面筋充分伸展，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2.2.4 壓片、切條

面團熟化后，將面團放入壓面機，對面團進行多次壓制，待面團厚度壓至2 mm，調(diào)整面條機的壓模，將面片壓制成3 mm寬的面條。最終得到厚為2 mm，寬為3 mm的山藥復合營養(yǎng)面條。

1.2.2.5 干燥

將整形壓制好的面條切成10 cm的長度，干燥至含水量大約為13%為止，進行稱量、包裝成成品。

1.2.3 山藥復合營養(yǎng)面條的感官評定

山藥復合營養(yǎng)面條的感官評價標準見表1。

表1 山藥復合營養(yǎng)面條的感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria of nutritional yam noodles

續(xù)表1 山藥復合營養(yǎng)面條的感官評價標準Continue table 1 Sensory evaluation criteria of nutritional yam noodles

1.2.4 山藥復合營養(yǎng)面條的烹煮特性測定

參照LS/T 3212-2014《掛面》，主要對面條的蒸煮損失率、熟斷條率進行評價。

1.2.5 山藥復合營養(yǎng)面條的物性測定

取10根10 cm長的面條放沸水鍋中，煮制5 min，取出放入冷水中冷卻30 s。取6根面條裁成3 cm長，分兩組，并排放置在TA-XT PLUS質(zhì)構(gòu)儀的載物臺上，測量山藥復合營養(yǎng)面條的硬度、彈性、黏聚性、膠著度和咀嚼度[14]。

1.2.6 山藥復合營養(yǎng)面條的微觀結(jié)構(gòu)觀察

取面條進行自然斷裂，選用大小適宜，斷面相對平整的樣品，用雙面膠將其粘在托盤上，進行噴金，然后放入SU1510掃描電子顯微鏡電鏡的載物室內(nèi)，進行微觀結(jié)構(gòu)的觀察，同時選取合適的視野與放大倍數(shù)進行拍照[15]。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

試驗數(shù)據(jù)均為3次以上重復試驗，采用SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果以平均值±標準差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

山藥復合營養(yǎng)面條配方以100 g面粉為基準，分別以山藥泥（20%、25%、30%、35%、40%）、胡蘿卜和牛肉共 25%（質(zhì)量比 2 ∶4、2 ∶3、2 ∶2、2 ∶1、3 ∶1）、脫脂純牛奶（1%、2%、3%、4%、5%）、食鹽（0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%）為原料進行單因素試驗，結(jié)果見圖1。

由圖1a可知，隨著山藥泥添加量的逐漸增加，山藥復合營養(yǎng)面條的感官評分呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。山藥的適量添加會改善面條的黏性與口感，而少量以及過量添加則會使得面條的風味和適口性變差。故山藥泥添加量擬控制為25%、30%、35%。

圖1 各因素添加量對面條感官品質(zhì)的影響Fig.1 The effect of the amount of each factor on the sensory quality of noodles

由圖1b可知，隨著牛肉添加量的逐漸增加，山藥復合營養(yǎng)面條的感官評分呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。牛肉比例的增加會改善面條的食味，胡蘿卜的適量添加會使得面條的色澤鮮亮，更加誘人。故牛肉與胡蘿卜的比例擬控制為 2 ∶3、2 ∶2、2∶1。

由圖1c可知，隨著脫脂純牛奶添加量的逐漸增加，山復合藥營養(yǎng)面條的感官評分呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。脫脂純牛奶的適量添加會使山藥復合營養(yǎng)面條的口感光滑，富有彈性。故脫脂純牛奶添加量擬控制為3%、4%、5%。

由圖1d可知，隨著食鹽添加量的逐漸增加，山藥復合營養(yǎng)面條的感官評分呈現(xiàn)上升的趨勢。食鹽的適量添加會改善面條的表觀狀態(tài)，增加面條強度，減少斷條率。故食鹽的添加量擬控制為1.5%、2%、2.5%。

2.2 正交試驗結(jié)果

經(jīng)過單因素試驗確定了影響山藥復合營養(yǎng)面條感官品質(zhì)的添加范圍，采用L9（34）正交試驗設(shè)計，以山藥復合營養(yǎng)面條的感官評分為指標進行試驗分析。正交試驗因素與水平設(shè)計見表2，結(jié)果見表3。

表2 正交試驗因素與水平設(shè)計Table 2 Orthogonal experimental factors and horizontal design

由表3可知，各因素作用主次為B＞A＞D＞C，最佳組合為A3B2C1D3，即第8組試驗樣品，配方中山藥泥添加量35%，牛肉∶胡蘿卜質(zhì)量比為1∶1（添加量25%）、脫脂純牛奶添加量3%、食鹽添加量2.5%。

表3 正交試驗結(jié)果分析Table 3 Analysis of orthogonal test results

2.3 山藥復合營養(yǎng)面條質(zhì)構(gòu)檢測結(jié)果

山藥復合營養(yǎng)面條質(zhì)構(gòu)特性的正交試驗結(jié)果見表4。

表4 山藥復合營養(yǎng)面條質(zhì)構(gòu)特性影響的正交試驗結(jié)果Table 4 Orthogonal test results of texture characteristics of yam nutritional noodle

由表4知，各因素會對山藥復合營養(yǎng)面條的質(zhì)構(gòu)特性產(chǎn)生不同的影響。研究表明，山藥中含有大量的支鏈淀粉，而這些支鏈淀粉的存在可以改善面條的黏聚性，使其更加的滑爽筋道。山藥淀粉的峰值黏度為6 220 cP，最低黏度為3 902 cP，最終黏度為5 702 cP，衰減值為2 318 cP，回生值為1 800 cP[16]。山藥添加量的適度增加，可以降低面條的硬度，也會提高面條的黏聚性和膠著度；牛肉中的肌纖維以及胡蘿卜中的纖維素結(jié)構(gòu)相對致密，隨著兩種配料比例的升高，咀嚼度和彈性相對提高；食鹽可以收斂面筋的結(jié)構(gòu)，從而增加面條的結(jié)構(gòu)強度，降低面條的熟斷條率和蒸煮損失率。對質(zhì)構(gòu)特性結(jié)果進行正交試驗分析，得出面條的最佳配方為A3B2C1D3，即山藥泥添加量35%，牛肉∶胡蘿卜為1∶1（添加量25%）、脫脂純牛奶添加量3%、食鹽添加量2.5%。

2.4 山藥復合營養(yǎng)面條烹煮特性結(jié)果

山藥復合營養(yǎng)面條的烹煮特性結(jié)果見圖2。

圖2 山藥復合營養(yǎng)面條的烹煮特性結(jié)果Fig.2 Results of cooking characteristics of yam nutritional noodles

由圖2可知，熟斷條率和蒸煮損失率最低的是第8組（A3B2C1D3），即山藥復合營養(yǎng)面條在蒸煮過程中保持完整度最高，蒸煮特性最優(yōu)配方為山藥泥添加量35%，牛肉：胡蘿卜為1∶1（添加量25%）、脫脂純牛奶添加量3%、食鹽添加量2.5%。

2.5 山藥復合營養(yǎng)面條微觀結(jié)構(gòu)分析

山藥復合營養(yǎng)面條的微觀結(jié)構(gòu)見圖3。

由圖3可知，根據(jù)山藥泥和輔料添加量的不同，可以觀察到不同的淀粉蛋白質(zhì)結(jié)合狀況的微觀結(jié)構(gòu)。圖3a～圖3c顯示的蛋白質(zhì)網(wǎng)與淀粉顆粒粘連較為緊密，但是由于山藥的添加量少，造成制得的山藥復合營養(yǎng)面條風味以及營養(yǎng)物質(zhì)缺失。而圖3h顯示的山藥復合營養(yǎng)面條的蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與其他相比更為致密，淀粉顆粒與蛋白質(zhì)網(wǎng)緊密粘連在一起，并且蛋白質(zhì)分子可以將淀粉顆粒包埋于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。而不添加配料的樣品（圖3j），結(jié)構(gòu)質(zhì)地不均勻，有很多淀粉顆粒游離于蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以外。綜合考慮，選取圖3h，即山藥泥添加量35%，牛肉：胡蘿卜為1∶1（添加量25%）、脫脂純牛奶添加量3%、食鹽添加量2.5%為最佳配方。

圖3 山藥復合營養(yǎng)面條的微觀結(jié)構(gòu)（500ⅹ）Fig.3 Microstructure of yam nutritional noodles（500 x）

2.6 產(chǎn)品品質(zhì)標準

色澤：黃色適中，均勻一致，無明顯斑點；表觀狀態(tài)：表面光滑，色澤鮮亮，結(jié)構(gòu)緊密；口感：細膩爽口、不黏牙、有嚼勁、有彈性，口感較佳；氣味：有胡蘿卜、牛肉以及山藥的清香，無其他異味。

理化指標：水分含量13%，酸度3.9，彎曲折斷率10%，熟斷條率≤9%，蒸煮損失≤10.5%。產(chǎn)品理化指標符合國家LS/T 3212-2014《掛面》的相關(guān)規(guī)定。

3 結(jié)論

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，對影響面條感官品質(zhì)的因素進行L9（34）正交試驗，并通過質(zhì)構(gòu)分析以及觀察微觀結(jié)構(gòu)，得到山藥復合營養(yǎng)面條的最佳配方：山藥泥添加量35%，牛肉和胡蘿卜添加量25%（質(zhì)量比為1∶1）、脫脂純牛奶添加量3%、食鹽添加量2.5%。所得產(chǎn)品具有色澤均勻，牛肉胡蘿卜的香氣以及口感清爽的特點。