不同添加劑對馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)的影響

吳艷，朱永，張敏，2，*，梁杉，2，李欣萍

（1.北京工商大學(xué)北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心，北京100048；2.北京工商大學(xué)北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京100048）

馬鈴薯是僅次于小麥、水稻、玉米的世界第四大主要糧食作物[1]。馬鈴薯營養(yǎng)均衡，低脂肪、低熱量，富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、必需氨基酸、維生素和礦物質(zhì)。馬鈴薯全粉是新鮮馬鈴薯經(jīng)脫水干燥而得的產(chǎn)品，它保留了馬鈴薯的天然營養(yǎng)和風(fēng)味，是一種優(yōu)質(zhì)的食品原料[2]?；隈R鈴薯的優(yōu)點，也為了豐富馬鈴薯的應(yīng)用，已有許多研究在小麥粉中添加馬鈴薯全粉制得饅頭、面條、米粉等傳統(tǒng)大眾型主食產(chǎn)品[3]。馬鈴薯鮮濕面條既具有馬鈴薯豐富營養(yǎng)、風(fēng)味濃郁的特點，又豐富了國民飲食的多樣性，使該產(chǎn)品擁有巨大的市場[4]。由于馬鈴薯中不含有面筋蛋白，當(dāng)馬鈴薯全粉的添加量超過40%后，造成面團黏性過高、鮮濕面品質(zhì)劣變，其在加工中存在成型難、易斷條、易混湯等缺陷。

谷朊粉主要由麥谷蛋白和麥醇溶蛋白組成，兩者遇水可形成一個強勁的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[5]。谷朊粉被廣泛應(yīng)用在面條和饅頭等主食產(chǎn)品中，通過添加不同占比的谷朊粉可改善面粉的粉質(zhì)特性和拉伸特性、面團的流變學(xué)特性[6]，從而改善面條的硬度和口感[7]。目前面條質(zhì)地改良劑還包括親水膠體、無機鹽類、淀粉類和乳化劑等。親水膠體別名食用膠，主要是蛋白質(zhì)和天然多糖及其衍生物，在自然界中廣泛分布，其結(jié)構(gòu)中具有多種親水基團，如羥基、羧基、氨基等，可與水、蛋白質(zhì)、淀粉、脂質(zhì)等分子相互作用，形成分子量較大的絡(luò)合物[8]。無機鹽類添加劑主要有食鹽、堿類以及復(fù)合磷酸鹽等，將其加入面團中可使面筋蛋白與淀粉發(fā)生酯化反應(yīng)，并架橋鍵合形成相對穩(wěn)定的復(fù)合物，從而增加淀粉與面筋蛋白之間的結(jié)合力，提升面條的筋力、光滑性以及耐煮性[9]。研究表明，黃原膠可改善面條品質(zhì)是因為黃原膠加大了面筋網(wǎng)絡(luò)與淀粉顆粒的結(jié)合，提高了面條結(jié)構(gòu)的致密程度[10]。黃原膠是由野生油菜黃單胞菌（以碳水化合物為主要原料）發(fā)酵產(chǎn)出的一種被廣泛應(yīng)用的微生物胞外酸性雜多糖[8]。陳海峰等[11]研究表明，黃原膠可改善面條品質(zhì)的原因，應(yīng)該是黃原膠加大了面筋網(wǎng)絡(luò)與淀粉顆粒的結(jié)合，提高了面條結(jié)構(gòu)的致密程度。許春華[10]研究表明，黃原膠可以降低面條的吸水率和烹調(diào)損失，提高面條的硬度、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。復(fù)合磷酸鹽可增強面團面筋強度，明顯提升面條品質(zhì)，降低面條烹調(diào)損失率和提高彈性，并能顯著改善面條的色、香、味及外觀形態(tài)。復(fù)合磷酸鹽的主要成分是偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉和磷酸二氫鈉，當(dāng)添加量為0.3%～0.5%時，可增強面團面筋強度，降低面條烹調(diào)損失率和提高彈性，并能顯著改善面條的色、香、味及外觀形態(tài)[9]。吳雪輝等[12]研究發(fā)現(xiàn)，添加不同組合配比的復(fù)合磷酸鹽可明顯提升面條品質(zhì)，使面條的黏彈性和韌性增強，且耐煮不混湯。程曉梅等[13]發(fā)現(xiàn)，復(fù)合磷酸鹽可以有效改變面條的外觀品質(zhì)，使面條更加光滑透亮。王猛等[14]研究發(fā)現(xiàn)，添加磷酸鹽對小麥粉糊化特性指標和面條質(zhì)構(gòu)特性指標的影響存在一定的相關(guān)性。

針對馬鈴薯鮮濕面產(chǎn)品缺少面筋蛋白，存在加工適用性較差等問題，本文研究了主要面條質(zhì)地改良劑對馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)改良效果的影響，探究適合改良馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)的添加劑，對于提高馬鈴薯鮮濕面產(chǎn)品品質(zhì)和推廣具有一定的現(xiàn)實價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

高筋小麥粉：五得利面粉集團；馬鈴薯雪花粉（屬大西洋品種）：河南永樂化工有限公司；谷朊粉、黃原膠、復(fù)合磷酸鹽：河南萬邦實業(yè)有限公司；食鹽、食用堿：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

RVA 450快速黏度分析儀：瑞典波通儀器公司；Mixolab混合試驗儀：法國肖邦儀器公司；TMS-Pilot物性分析儀：美國FTC公司；JHMZ 200和面機、JMTD 168/140試驗面條機：北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 馬鈴薯鮮濕面的制作

以馬鈴薯全粉和高筋小麥粉（質(zhì)量比為4∶6，混合粉總加入量100g）為原料，制作步驟參照文獻[15]的方法。

1.3.2 添加劑對馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)的影響

小麥粉60 g和馬鈴薯全粉40 g充分混合，制作鮮濕面產(chǎn)品。分別以谷朊粉添加量（0%、2%、4%、6%、8%、10%）、黃原膠添加量（0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、復(fù)合磷酸鹽添加量（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）等進行單因素試驗。根據(jù)上述單因素結(jié)果，選取各因素的較優(yōu)水平，進行三因素三水平正交試驗，研究不同復(fù)配比例對面條品質(zhì)的影響。正交因素水平表見表1。

表1 L9（34）正交因素水平表Table 1 L9（34）Orthogonal factor level table

1.3.3 馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性的測定

參照王鳳等[16]使用的流變學(xué)特性標準測試法，測定指標有：吸水率、8 min稠度值（Cs）、面筋弱化谷值（C2）、總?cè)趸?、形成時間、穩(wěn)定時間、峰值黏度（C3）、保持黏度（C4）、最終黏度（C5）、回生值。

1.3.4 馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)特性的測定

參照王靈昭等[17]的方法，采用物性分析儀，進行質(zhì)構(gòu)特性（texture profile analysis，TPA）測定。測定指標有：硬度、黏性、內(nèi)聚性、彈性、膠著性、咀嚼性。物性分析儀探頭為圓盤擠壓探頭，測定前、中、后速度均為48mm/min，探頭回升高度為15.00 mm，形變量為70%，感應(yīng)力為0.05 N，兩次壓縮間隔為1s。每個樣品至少平行測定6次，計算時去掉最大值和最小值后取平均值。

1.3.5 馬鈴薯鮮濕面感官品質(zhì)的評定

參照LS/T 3202-1993《面條用小麥粉：面條品嘗評分標準與方法》[18]，選取6名事先經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練，對品嘗有經(jīng)驗的人員組成感官小組，進行感官評價。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均采用Excel和SPSS 17.0軟件進行處理，選擇Duncan檢驗在P＜0.05檢驗水平上對數(shù)據(jù)進行顯著性分析。選擇Pearson相關(guān)系數(shù)在P＜0.01和P＜0.05檢驗水平上對數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析。若無特殊說明，所有數(shù)據(jù)均是3次測試的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加谷朊粉對馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)的影響

2.1.1 添加谷朊粉對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性的影響

添加谷朊粉對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性影響的測定結(jié)果如表2所示。

表2 添加谷朊粉對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性的影響Table 2 Effect of adding gluten on the rheological properties of potato flour and wheat flour mixed dough

隨著谷朊粉添加量的增多，混合粉面團的吸水率、Cs、形成時間和穩(wěn)定時間呈增大趨勢，其中形成時間和穩(wěn)定時間在添加量至8%后差異不顯著；C3、C4、C5和總?cè)趸禑o顯著差異；C2差異顯著。添加了谷朊粉的混合粉需要吸收更多的水分來維持面團中面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)[7]，所以吸水率會增大。谷朊粉與小麥粉中的面筋蛋白相互作用聯(lián)結(jié)成為一個體系，從而會增強面團的耐柔性和提升面團的耐攪拌力[19]，所以Cs、形成時間和穩(wěn)定時間會增大。綜合流變學(xué)特性各項指標可知，添加谷朊粉對混合粉面團的糊化特性無顯著影響，但可使面團的筋力增強，最適添加量為10%。

2.1.2 添加谷朊粉對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響

添加谷朊粉對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)品質(zhì)影響的測定結(jié)果如圖1（a）、圖1（b）所示。添加谷朊粉對馬鈴薯鮮濕面感官品質(zhì)影響的測定結(jié)果如圖1（c）所示。

圖1 添加谷朊粉對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of adding gluten on texture quality and sensory quality of potato fresh wet noodles

由圖1可知隨著谷朊粉添加量的增多，馬鈴薯鮮濕面的硬度和彈性呈增大趨勢，在添加量8%和10%時差異不顯著；黏性呈減小趨勢；內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性的變化則是先增大后減小，在添加量8%時均達到最大值，分別是0.55、31.24 N、47.73 mJ。相比于空白組，在添加量8%時，硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性分別增大了4.00%、5.77%、10.07%、11.73%和22.83%；黏性減小了7.96%。

感官評價綜合得分直觀體現(xiàn)了鮮濕面的整體可接受性，與空白組相比，谷朊粉的添加可改善馬鈴薯鮮濕面的可接受程度。隨著谷朊粉添加量的增多，感官評分先增大后減小，在添加量8%時達到最大值為76.8分。

2.2 添加黃原膠對馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)的影響

2.2.1 添加黃原膠對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性的影響

添加黃原膠對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性影響的測定結(jié)果如表3所示。

表3 添加黃原膠對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性的影響Table 3 Effect of adding xanthan gum on the rheological properties of potato flour and wheat flour mixed dough

隨著黃原膠添加量的增多，混合粉面團的吸水率、Cs、C2、C3、C4、形成時間和穩(wěn)定時間呈增大趨勢；C5變化規(guī)律不明顯，在添加量1.0%時達到最大值為0.49 Nm；總?cè)趸禑o顯著差異；回生值呈減小趨勢。

黃原膠具有較強的親水性和持水性，其結(jié)構(gòu)中的羥基有很強的水分吸附能力[20]，所以添加了黃原膠的混合粉面團的吸水率會增大。黃原膠不僅能使分子之間交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)，還能與面筋蛋白相互作用，形成一個復(fù)雜體系，從而改善面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高面團的穩(wěn)定性[21]，所以添加了黃原膠的混合粉面團的Cs、C2、形成時間和穩(wěn)定時間會增大。黃原膠與淀粉、蛋白質(zhì)的相互作用導(dǎo)致混合粉的糊化黏度升高[22]，所以添加了黃原膠的混合粉面團的C3和C4會增大。黃原膠可與混合粉中的淀粉形成復(fù)合物起到阻止淀粉回生的作用[23]，所以添加了黃原膠的混合粉面團的回生值會減小。綜合流變學(xué)特性各項指標可知，添加黃原膠可顯著影響混合粉面團的糊化特性，并可使面團的筋力增強，最適添加量為1%。

2.2.2 添加黃原膠對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響

圖2 添加黃原膠對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of adding xanthan gum on texture quality and sensory quality of potato fresh wet noodles

添加黃原膠對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)品質(zhì)影響的測定結(jié)果如圖2（a）、圖2（b）所示。添加黃原膠對馬鈴薯鮮濕面感官品質(zhì)影響的測定結(jié)果如圖2（c）所示。

隨著黃原膠添加量的增多，馬鈴薯鮮濕面的硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性呈增大趨勢，在添加量1.0%時均達到最大值，分別是55.96N、0.55、1.55mm、30.77 N和47.63 mJ；在添加量0.2%時，黏性達到最小值為1.07 mJ。相比于空白組，在添加量1%時，硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性分別增大了3.08%、5.77%、11.51%、10.05%、22.57%；黏性無顯著差異。不同黃原膠添加量的馬鈴薯鮮濕面感官評價總分指標具有顯著性差異，則說明黃原膠的添加可提高馬鈴薯鮮濕面的整體可接受程度。隨著黃原膠添加量的增多，感官評分逐漸增大，在添加量1%時達到最大值為75.9分。

2.3 添加復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)的影響

2.3.1 添加復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性的影響

添加復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性影響的測定結(jié)果如表4所示。

表4 添加復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性的影響Table 4 Effect of adding complex phosphate on the rheological properties of potato flour and wheat flour mixed dough

隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增多，混合粉面團的吸水率無顯著差異；Cs、C2和穩(wěn)定時間呈增大趨勢，其中，C2和穩(wěn)定時間在添加量0.4%和0.5%時差異不顯著；C3、C4、C5 和回生值呈增大趨勢，這與 Park 等[24]研究結(jié)果相符。復(fù)合磷酸鹽能夠在面筋蛋白和淀粉之間進行酯化反應(yīng)及架橋結(jié)合，形成更穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而增強了面筋筋力，所以添加了復(fù)合磷酸鹽的混合粉面團的Cs、C2和穩(wěn)定時間會增大；在混合粉面團糊化過程中，隨著水分與混合粉充分結(jié)合，面團就會凝膠變稠和黏度升高，同時由于復(fù)合磷酸鹽的添加強化了凝膠混合粉中淀粉、蛋白等物質(zhì)的作用效果，使得凝膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加強，糊化黏度就會隨之升高[25]，所以添加了復(fù)合磷酸鹽的混合粉面團的C3、C4、C5和回生值會增大。綜合流變學(xué)特性各項指標可知，添加復(fù)合磷酸鹽可顯著影響混合粉面團的糊化特性，并可使面團的筋力增強，最適添加量為0.5%。

2.3.2 添加復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響

添加復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)品質(zhì)影響的測定結(jié)果如圖3（a）、圖3（b）所示。添加復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯鮮濕面感官品質(zhì)影響的測定結(jié)果如圖3（c）所示。

圖3 添加復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯鮮濕面質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of adding complex phosphate on texture quality and sensory quality of potato fresh wet noodles

隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增多，馬鈴薯鮮濕面的硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性呈先增大后減小趨勢，其中，硬度、彈性和咀嚼性在添加量0.4%達到最大值，分別是 55.23 N、1.50 mm、45.93 mJ，內(nèi)聚性和膠著性在添加量0.3%和0.4%時差異不顯著；黏性變化規(guī)律不明顯。相比于空白組，在添加量0.4%時，硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性分別增大了1.73%、5.77%、7.91%、9.26%、18.19%；黏性無顯著差異。

隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增多，馬鈴薯鮮濕面感官評分先增大后減小，這與程曉梅等[13]的研究結(jié)論相一致；當(dāng)添加量為0.4%時，感官評價達到最大值74.7分。

綜上，對比添加不同添加劑對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉面團流變學(xué)特性和面條品質(zhì)的影響可知，谷朊粉添加量為8%、黃原膠添加量為1%和復(fù)合磷酸鹽添加量為0.4%時，對馬鈴薯鮮濕面的品質(zhì)改良效果顯著。

2.4 馬鈴薯鮮濕面配方優(yōu)化試驗

2.4.1 馬鈴薯鮮濕面配方優(yōu)化正交試驗結(jié)果

為了減少單一指標所帶來的誤差及不全面性，本試驗選取了流變學(xué)特性指標和質(zhì)構(gòu)指標共15個指標作為馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)評定的標準。馬鈴薯鮮濕面配方優(yōu)化正交試驗結(jié)果如表5所示。

表5 馬鈴薯鮮濕面配方優(yōu)化正交試驗結(jié)果Table 5 Orthogonal test results on the formulation optimization of potato fresh wet noodles

2.4.2 馬鈴薯鮮濕面配方優(yōu)化正交試驗的極差分析和方差分析

馬鈴薯鮮濕面配方優(yōu)化正交優(yōu)化試驗的極差分析結(jié)果如表6所示。

表6 極差分析Table 6 Range analysis

以規(guī)范化綜合評分F值為評價指標，通過R值大小比較可知，添加劑對鮮濕面F值影響的主次因素為：谷朊粉（A）＞黃原膠（B）＞復(fù)合磷酸鹽（C）；通過 k值大小比較可知，最優(yōu)組合為A2B1C2，即馬鈴薯鮮濕面最優(yōu)配方為：谷朊粉添加量8%，黃原膠添加量0.6%，復(fù)合磷酸鹽添加量0.4%。

馬鈴薯鮮濕面配方優(yōu)化正交試驗的方差分析結(jié)果如表7所示。

表7 方差分析Table 7 Variance analysis

分析結(jié)果顯示，谷朊粉對鮮濕面產(chǎn)品的規(guī)范化綜合評分F值具有顯著的影響。由此可見，在我們選定的添加劑添加量范圍內(nèi)，谷朊粉是影響馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)的關(guān)鍵因素。這與極差分析結(jié)果相一致。

由正交試驗得到添加劑復(fù)配的最優(yōu)配方為A2B1C2，即正交4號試驗組，其所制備的馬鈴薯鮮濕面的規(guī)范化綜合評分最大為1.000，具有較好的食用品質(zhì)。

3 結(jié)論

通過試驗研究了谷朊粉、黃原膠和復(fù)合磷酸鹽對混合粉面團的流變學(xué)特性和馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)的影響。單因素試驗結(jié)果表明，谷朊粉提高了混合粉面團的Cs、形成時間和穩(wěn)定時間，黃原膠增大了混合粉面團的 Cs、C2、C3、C4、形成時間和穩(wěn)定時間，復(fù)合磷酸鹽增強了混合粉面團的C3、C4、C5和回生值。在谷朊粉、黃原膠和復(fù)合磷酸鹽最適添加量時均改善了馬鈴薯鮮濕面的質(zhì)構(gòu)特性，其中彈性分別增大了10.07%、11.51%和7.91%，膠著性分別增大了11.73%、10.05%和9.26%，咀嚼性分別增大了22.83%、22.57%和18.19%；同時提高了馬鈴薯的整體可接受程度。由正交試驗結(jié)果可知各因素對混合粉面團的流變學(xué)特性和馬鈴薯鮮濕面品質(zhì)影響的主要順序為谷朊粉＞黃原膠＞復(fù)合磷酸鹽，并確定了最佳配方：谷朊粉8%、黃原膠0.6%和復(fù)合磷酸鹽0.4%。