氫氧化鈣對小米面條品質(zhì)的影響

李嘉欣，吳彤嬌，胡高爽，饒 歡，王成祥，張敬軒，李雪梅，*，郝建雄，*

(1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊050000;2.河北同福粥道食品有限公司，河北石家莊050000;3.河北省食品質(zhì)量與安全檢測技術(shù)創(chuàng)新中心，河北石家莊050000)

小米是我國一種食用歷史悠久的雜糧［1］，其營養(yǎng)豐富且營養(yǎng)成分比例均衡、易消化吸收，其中黃色小米品種還有很大的藥用價(jià)值，可用于消化不良和乳糜瀉等癥狀的治療［2］。小米中含有豐富的維生素B1、胡蘿卜素［3］、維生素E［4］和多酚類化合物，具有很強(qiáng)的抗氧化活性，能夠降低血糖［5］、血膽固醇和防止?jié)兊龋?］。但傳統(tǒng)的小米制品食用方式通常以粥類為主［7－8］，方式單一，缺乏其他相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。隨著人們對保健食品的認(rèn)識和接受度的逐步提高，以小米為原料進(jìn)行開發(fā)的食品種類越來越多，例如營養(yǎng)沖調(diào)米糊［9］、小米復(fù)合餅干［10］、米豆冰激凌、米乳飲料［11］、小米黃酒［12］等。

面條作為中國的一種傳統(tǒng)食物，制作簡單、食用方便、營養(yǎng)豐富、種類繁多，同時(shí)，市場上不斷涌現(xiàn)出具有豐富營養(yǎng)和特殊風(fēng)味的雜糧谷物制得的面條產(chǎn)品［13］。雜糧面條由于材料豐富、口味獨(dú)特及營養(yǎng)豐富均衡的特點(diǎn)深受人們喜愛，但雜糧不含有面筋蛋白，難以形成面團(tuán)所需的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此在加工雜糧面條的過程中，需要添加一些增稠劑和外源性蛋白，從而改善面條的品質(zhì)，提升口感［14］。在傳統(tǒng)面制食品的品質(zhì)改善中，加堿是常用手段之一。添加適當(dāng)?shù)膲A可以使面粉在加熱的條件下，吸收水分，使面條達(dá)到良好的黏彈性，同時(shí)堿水還有防腐作用和中和酸性等功能。在食品加工工藝中常用的是一元堿和堿性鹽，如NaOH、Na2CO3和K2CO3［15］。由于二元堿如Ca(OH)2水溶性差，關(guān)于其對面制食品的糊化特性、質(zhì)構(gòu)特性及感官品質(zhì)的影響還停留在理論研究階段，并沒有廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)加工當(dāng)中。有研究得出，堿性環(huán)境能夠使鈣離子和水進(jìn)入淀粉顆粒并使其膨脹，導(dǎo)致玉米失去原本晶體結(jié)構(gòu)、增大了體系的吸水性［16］;從可溶淀粉理化性質(zhì)來看，Ca2+有較高的電荷密度能夠與水分子發(fā)生較強(qiáng)的靜電結(jié)合作用，從而降低了自由水的含量。Ca2+能與淀粉分子發(fā)生交聯(lián)形成氫鍵，破壞淀粉分子之間的結(jié)合從而改善淀粉顆粒的吸水性［17］。此外，氫氧化鈣能夠促進(jìn)淀粉的糊化，提高了凝膠結(jié)構(gòu)的形成［18］。然而，利用氫氧化鈣改善小米制品品質(zhì)的相關(guān)研究還未見報(bào)道。

本研究主要通過蒸煮品質(zhì)分析、糊化特性、熱力學(xué)特性分析、質(zhì)構(gòu)感官評價(jià)及微觀結(jié)構(gòu)觀察探究氫氧化鈣對小米面條的改良條件。本研究不僅可以為面條改良劑提供更廣闊的選擇，提高小米制品的品質(zhì)，且為小米類產(chǎn)品的開發(fā)提供理論依據(jù)，對于雜糧谷物產(chǎn)品的加工性能具有深遠(yuǎn)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小米粉 張家口農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供品種為“蔚縣8311”(收獲于2015年);氫氧化鈣(食品級)，戊二醛、乙醇、叔丁醇、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉(分析純)天津永大化學(xué)試劑公司。

MTA9家用全自動(dòng)面條機(jī) 雅樂思電器實(shí)業(yè)有限公司;CR－400色差計(jì) 柯尼卡美能達(dá)公司;Hitachi S－4800掃描電子顯微鏡 日本日立公司;H－1650離心機(jī) 湘儀離心機(jī)有限公司;SUPE23快速粘度分析儀 澳大利亞Newport公司;TA－XT plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System公司;MDSC Q200調(diào)制式差式掃描量熱儀 美國TA公司;SHA－C水浴恒溫振蕩器 榮華儀器制造有限公司;DFY－500搖擺式高速中藥粉碎機(jī) 溫嶺市林大機(jī)械有限公司;PHS－3C pH測量儀 上海儀電科學(xué)器股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 混合小米粉的制備 向小米粉中添加Ca(OH)2充分混勻，配制成Ca(OH)2含量為0.1%、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%的混合小米粉，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 pH和熱水膨脹度的測定 稱取含有0、0.1%、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%的Ca(OH)2的小米粉置于已稱重離心管(M0)，加入去離子水使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%。旋渦振蕩器混勻，用pH測量儀測定混合溶液p H后，將離心管置于95℃水域鍋中振蕩加熱5 min，快速取出在冰浴中冷卻至室溫，3000×g離心10 min。棄去上清液，稱重(M1)，將離心管及沉淀置于80℃恒溫干燥箱中烘至恒重(M2)。每個(gè)樣品重復(fù)測定3次，計(jì)算公式如:

式中:M0表示樣品與離心管質(zhì)量，g;M1表示棄去上清液后樣品與離心管質(zhì)量，g;M2表示烘干至恒重后樣品與離心管質(zhì)量，g。

1.2.3 糊化特性的測定 用快速粘度分析儀(Rapid Visco－Analyzer，RVA;SUPE23)測定了不同的小米體系的糊化特性。室溫條件下稱取3 g混合小米粉(Ca(OH)2含量不同的小米粉)，放置于RVA專用鋁盒中，加入25 mL去離子水，通過RVA專用攪拌槳將混合小米粉攪拌成均勻的小米粉懸濁液。試驗(yàn)參考AACC－76－21［20］方法，采用13 min升－降溫循環(huán)系統(tǒng)程序進(jìn)行小米粉的糊化特性分析:初始溫度50℃，保持1 min后以12℃/min的速率升溫加熱到95℃，在95℃的條件下保持2.5 min，以12℃/min的速率降溫至50℃保持1 min。測得峰值粘度(Peak)、谷值粘度(Trough)、衰減度(Breakdown)、終粘度(Final Visc)、回生值(Setback)、峰值時(shí)間(Peak Time)、峰值溫度(Peak Temp)，每組樣品平行測定3次。

1.2.4 DSC熱力學(xué)分析 差示掃描量熱法(Differential Scanning Calorimetry，簡稱DSC)是熱力學(xué)分析的一種方法，是在程序升溫下，保持待測物質(zhì)與參照物溫度差為零，測定由于待測物相變或化學(xué)反應(yīng)等引起的輸給它們所需能量差與溫度關(guān)系的一種方法［19］。取適量不同配比的小米粉放入差示掃描量熱儀分析儀(MDSC Q200)專用鋁盒中，將制備好的鋁盒放入差示掃描量熱儀分析儀中，在N2氣壓0.2 MPa，氣流量20 mL/min的條件下使DSC分析儀以10℃/min的升溫速率，從室溫10℃上升到300℃。測定面粉中淀粉的糊化參數(shù)和記錄升溫過程的DSC曲線。采用專業(yè)軟件記錄和分析吸熱曲線上的起始溫度(T0)、峰值溫度(Tp)、結(jié)束溫度(Tc)和吸熱焓(ΔH)。

1.2.5 小米面條的制備 分別稱取150 g含有0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%的Ca(OH)2的小米粉于不銹鋼盆中，加入90 mL去離子水，以相同揉和力度和揉和時(shí)間揉搓成面團(tuán)。將面團(tuán)用保鮮膜包裹后再裹一層濕潤的紗布，室溫靜置20 min后，放入壓面機(jī)中壓制成面條。

1.2.6 小米面團(tuán)中蛋白質(zhì)聚集狀態(tài)實(shí)驗(yàn) 采用TE2000－E激光共聚焦顯微鏡(Leica TCSSP8)，單光子工作模式對面團(tuán)樣品中的蛋白質(zhì)分布情況進(jìn)行觀察。在1.2.5制作步驟的基礎(chǔ)上在去離子水中溶入相當(dāng)于面粉量0.1%的羅丹明B。面團(tuán)制備完成后室溫靜置30 min，測試條件為:波長568 nm，Super Flour 20.0×/0.75 NA/1.00 Dry，放大20倍觀察羅丹明標(biāo)記蛋白。

1.2.7 小米面條蒸煮品質(zhì)的測定 按照1.2.5制成面條后，參考AACC66－50［20］方法并進(jìn)行改進(jìn)。取50 g放入500 mL沸水中進(jìn)行蒸煮，每隔30 s取出一根面條，用小刀切斷面條，觀察橫切面直至面條截面硬芯消失，顏色均一為止，所用時(shí)間即為該樣品的最佳蒸煮時(shí)間。再取50 g面條放入500 mL沸水鍋中，煮到最佳蒸煮時(shí)間，快速撈出在冰水浴中冷卻，瀝干面條表面的水分并稱重(M3)。將面條放入125℃烘箱中烘至恒重(M1)，同時(shí)稱取50 g生面條相同條件下烘干至恒重(M2)。計(jì)算面條的吸水率及蒸煮損失，每隔樣品重復(fù)測試3次，計(jì)算公式如下:

式中:M1表示烘干至恒重后熟面條質(zhì)量，g;M2表示烘干至恒重后生面條質(zhì)量，g;M3表示瀝干水分后熟面條質(zhì)量，g。

1.2.8 小米面條感官品質(zhì)評價(jià) 小米面條的感官評價(jià)參照Chang等［21］的方法，選取10名感官評價(jià)員進(jìn)行培訓(xùn)后進(jìn)行感官評價(jià)，并結(jié)合Khouryieh等［22］和Meilgaard等［23］提出的方法選取評價(jià)指標(biāo)。每個(gè)蒸煮后樣品準(zhǔn)備3份，面條切成30 cm×5 cm小段，放于統(tǒng)一規(guī)格容器中，指標(biāo)的打分采用9分制:顏色(1=暗，9=亮);硬度(1=軟，9=硬);彈性(1=彈性差，9=彈性好);黏性(1=黏，9=不黏);光滑度(1=不光滑，9=光滑);風(fēng)味(1=有異味，9=無異味);感官綜合接受度(1=不接受，9=完全接受)。

1.2.9 小米面條質(zhì)構(gòu)特性分析 小米面條的質(zhì)地采用TA－XT plus質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行評價(jià)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和分析采用儀器配套的軟件(version 1.2)分析。每種蒸煮后樣品重復(fù)測試6次。為了防止面條在實(shí)驗(yàn)過程中質(zhì)地發(fā)生變化而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，每次實(shí)驗(yàn)測定樣品分批制備，并保證在制作結(jié)束后5 min內(nèi)完成面條堅(jiān)實(shí)度的測試。面條的堅(jiān)實(shí)度測試用于評價(jià)面條抗形變的能力，采用P/5探頭進(jìn)行測定。探頭移動(dòng)距離0.5 mm，探頭在測試前、測試中及測試后移動(dòng)速度分 別 為10.0、5.0和10.0 mm/s，數(shù) 據(jù) 采 集 為400 pps，探測力為5.0 g。分別測定生面條未蒸煮和已蒸煮面條的質(zhì)構(gòu)特性，每次取3根長10 cm的面條并排放置于測試平臺上進(jìn)行測試并記錄測試信息。

1.2.10 小米面條色澤測定 采用CR－400色差儀測定面條的顏色，L*表示亮度(0～100)，a*代表紅色到綠色(由紅到綠)，而b*代表藍(lán)色到黃色(由藍(lán)到黃)。面條的樣品用研缽和研杵研磨，并裝入自封袋中。然后將其對半折疊，樣品的顏色是通過透明袋測定［24］。分別對生面條未蒸煮和已蒸煮面條進(jìn)行色澤分析，每個(gè)樣品測試3次。

1.2.11 小米面條微觀結(jié)構(gòu)的觀察分析 取2.5 mm煮熟的小米面條樣品浸泡于0.1 mol/L磷酸緩沖液(pH=7.4，含2.5%戊二醛)中，4℃固定4 h。用磷酸緩沖液沖洗三次后，分別用60%、70%、80%、95%和100%的乙醇溶液浸泡15 min進(jìn)行脫水。脫水完成后浸泡于叔丁醇中－80℃冷凍，真空干燥，噴金，在15 k V的工作電壓下通過掃描電子顯微鏡(Hitachi S－4800)進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)觀察。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本實(shí)驗(yàn)除面條的質(zhì)地評價(jià)和感官評價(jià)外，其余每個(gè)樣品測試3次，實(shí)驗(yàn)中所有數(shù)據(jù)均由重復(fù)測定所得數(shù)據(jù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。測得的數(shù)據(jù)均由SPSS Statistics 17.0軟件通過單因素方差分析的鄧肯法(P＜0.05)進(jìn)行分析，圖表均由Origin Pro.8.0軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 氫氧化鈣對小米粉p H和熱水膨脹度的影響

氫氧化鈣對小米粉混合體系的p H及熱水膨脹度的影響如圖1所示。從圖1中可以明顯看出，隨著氫氧化鈣添加量的增大(0～0.2%)，體系的pH明顯上升，但氫氧化鈣添加量大于0.2%時(shí)，再繼續(xù)增加對體系的pH幾乎沒有影響，這一結(jié)果與韓立宏［27］的研究結(jié)果類似。這是由于氫氧化鈣溶于水，當(dāng)氫氧化鈣在體系中達(dá)到飽和時(shí)，過量的加入對體系中的OH－幾乎沒有影響。小米粉的熱水膨脹度隨著氫氧化鈣的添加量的增加(0～0.1%)而顯著增大(P＜0.05)。在氫氧化鈣添加量為0.1%時(shí)，小米粉的熱水膨脹度達(dá)到最大值。之后繼續(xù)增加氫氧化鈣添加量，小米粉的熱水膨脹度明顯降低，并在氫氧化鈣添加量超過0.2%時(shí)，其熱水膨脹度小于對照組(未添加氫氧化鈣的純小米粉)。

圖1 氫氧化鈣對小米粉熱水膨脹度和面粉體系pH的影響Fig.1 Effects of calcium hydroxide on the hot－water swelling power of millet flour and pH values of the millet flour

小米粉的熱水膨脹度和小米粉內(nèi)部的淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)有關(guān)，小米粉顆粒的內(nèi)部蛋白緊緊包圍淀粉顆粒使水分難以進(jìn)入內(nèi)部，限制了小米淀粉的吸水膨脹能力［25］。Jane［26］的研究表明，在氫氧化鈣濃度低的條件下可促進(jìn)淀粉顆粒溶出并發(fā)生離子交換，促進(jìn)淀粉顆粒的膨脹，在高濃度的氫氧化鈣的環(huán)境下，鈣離子在淀粉顆粒表面形成復(fù)合物，引起淀粉鏈相互交聯(lián)，增強(qiáng)淀粉顆粒硬度，降低淀粉顆粒的膨脹能力。

2.2 氫氧化鈣對小米粉糊化特性及吸熱焓的影響

小米粉的糊化實(shí)質(zhì)上就是小米淀粉的糊化，淀粉通常不溶于冷水，在加熱的條件下，淀粉顆粒開始吸水膨脹，導(dǎo)致直鏈淀粉溶出，水分子與淀粉分子之間形成氫鍵，當(dāng)溫度達(dá)到糊化溫度時(shí)，形成凝膠體系使體系粘度繼續(xù)增大最終完成糊化。氫氧化鈣的添加量對小米粉糊化特性的影響如圖2和表1所示。由圖2可以看出不同濃度的氫氧化鈣對小米粉糊化曲線的影響顯著(P＜0.05)。表1數(shù)據(jù)顯示，添加氫氧化鈣后，混合小米粉的峰值粘度、谷值粘度、終粘度、回生值和峰值時(shí)間均低于對照組(即純小米粉)。且隨氫氧化鈣添加量的增加呈先下降后回升的趨勢，在氫氧化鈣添加量為0.4%時(shí)峰值粘度、谷值粘度和終粘度達(dá)到最小值，結(jié)果顯示小米粉的糊化特性與熱水膨脹度隨著氫氧化鈣添加量的變化是一致的;衰減度增大說明了氫氧化鈣增大了糊化體系中淀粉顆粒的衰減速度，其原因可能為堿性環(huán)境破壞了分子之間的結(jié)合［17］。這說明添加氫氧化鈣增大了凝膠體系的穩(wěn)定性，減緩了小米粉的老化。

表1 氫氧化鈣對小米粉糊化特性的影響Table1 Effects of calcium hydroxide on pasting properties of millet flour

添加氫氧化鈣后小米粉的糊化峰值時(shí)間降低，在氫氧化鈣濃度≤0.4%時(shí)糊化溫度同樣顯著降低，這與陳忠祥等［28］的研究結(jié)果類似。陳忠祥等［28］在研究添加劑對玉米淀粉和馬鈴薯淀粉糊化溫度的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，弱堿NH3·H2O在溶液中電離出的OH－，破壞了水分子與淀粉分子之間的結(jié)合作用，使水分子的自由度增加，導(dǎo)致水分子在溫度較低的條件下就能夠進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部，加速了淀粉分子的糊化進(jìn)程。

從圖1中可知，當(dāng)氫氧化鈣添加量大于0.4%時(shí)，小米粉體系的熱水膨脹度顯著降低(P＜0.05)且糊化性能下降，因此僅對氫氧化鈣添加量為0、0.2%和0.4%的小米粉體系進(jìn)行DSC熱力學(xué)分析，氫氧化鈣對小米粉吸熱焓的影響如表2所示。從表2中數(shù)據(jù)可以看出，隨著氫氧化鈣添加量的增加，混合小米粉的峰值溫度顯著高于純小米粉(P＜0.05)，但吸熱焓(ΔH)要顯著小于純小米粉(P＜0.05)。這是由于氫氧化鈣的添加打斷了淀粉鏈之間的氫鍵的締合，破壞了淀粉顆粒內(nèi)部的結(jié)晶結(jié)構(gòu)［17］，使得水分子和淀粉分子之間形成氫鍵，淀粉顆粒吸水膨脹。同時(shí)，堿性溶液下淀粉顆粒表面多孔性增加，使得Ca2+進(jìn)入淀粉顆粒并與水分子形成強(qiáng)靜電作用，減少了游離水的比例［18］，從而使淀粉顆粒吸收更多水分子，導(dǎo)致小米淀粉易糊化，焓值減小。

圖2 氫氧化鈣對小米粉糊化特性的影響Fig.2 Effects of Ca(OH)2 on pasting properties of millet flour

2.3 氫氧化鈣對小米面團(tuán)中蛋白質(zhì)分布情況的影響

當(dāng)氫氧化鈣添加量大于0.4%時(shí)，小米粉體系的熱水膨脹度顯著(P＜0.05)降低且糊化性能下降，因此僅觀察純小米粉面團(tuán)與氫氧化鈣添加量為0.2%和0.4%的小米粉面團(tuán)中的蛋白質(zhì)聚集狀態(tài)。氫氧化鈣對小米面團(tuán)中蛋白質(zhì)分布情況的影響如圖3所示。圖3A為純小米面團(tuán)中蛋白質(zhì)的分布情況，紅色亮斑為蛋白質(zhì)，從圖中可以看出，純小米面團(tuán)中蛋白質(zhì)分布分散，且聚集度低。圖3B、圖3C分別為添加0.2%和0.4%氫氧化鈣后的小米面團(tuán)，從圖中可以看出，蛋白質(zhì)分布明顯集中，且蛋白質(zhì)分子聚集度較高，說明氫氧化鈣的添加可以促進(jìn)小米面團(tuán)中蛋白質(zhì)的交聯(lián)。Guo等［29］研究了添加堿對蕎麥面團(tuán)流變學(xué)特性和面條品質(zhì)的影響，通過激光共聚焦顯微鏡分析表明，加堿使蕎麥面條產(chǎn)生緊密且連續(xù)的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，證明堿能夠誘導(dǎo)蛋白質(zhì)交聯(lián)，改善面團(tuán)流變學(xué)特性及蕎麥面條的質(zhì)地。

表2 差示掃描量熱法檢測氫氧化鈣對小米粉的影響結(jié)果Table 2 Effects of calcium hydroxide on differential scanning calorimeter of millet flour

圖3 小米面團(tuán)樣品的激光共聚焦掃描顯微鏡(CLSM)照片(20×)Fig.3 CLSM(laser scanning confocal microscope)images of the dough samples(20×)

2.4 氫氧化鈣對小米面條蒸煮品質(zhì)的影響

氫氧化鈣對小米面條蒸煮品質(zhì)的影響如圖4所示。從圖4中可以看出，添加氫氧化鈣后面條的蒸煮損失呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，氫氧化鈣添加量為0.2%時(shí)，面條的蒸煮損失最低。當(dāng)添加量大于0.2%時(shí)，隨著氫氧化鈣添加量的增加，蒸煮損失增大，顯著高于對照組(即純小米面條)(P＜0.05)。這與Luo等［30］的研究結(jié)果類似，向面條中添加碳酸氫鈉后面條的蒸煮損失增高，且隨著碳酸鈉含量的增高，蒸煮損失增加。這是由于加入堿后，在面條被加熱熟化的過程中，蛋白質(zhì)快速聚合，然而淀粉糊化的速度較慢，淀粉顆粒不能很好地包裹在蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)當(dāng)中，因此在煮面時(shí)，面條表面的淀粉顆粒受熱，大量的直鏈淀粉溶出，導(dǎo)致面條的蒸煮損失增加。

從吸水率的曲線來看，添加0.2%氫氧化鈣后面條的吸水率顯著升高(P＜0.05)，且隨著氫氧化鈣添加量的增多，吸水率曲線呈上升趨勢，且顯著高于對照組(P＜0.05)。這說明，淀粉在堿性條件下糊化形成凝膠過程的吸水膨脹能力增加，導(dǎo)致吸水率升高，從而增加面條的加工性能［31］。相比于純小米面條，添加氫氧化鈣后吸水率的增加和蒸煮損失的降低(氫氧化鈣含量＜0.4%時(shí))均表明，氫氧化鈣能夠有效改善小米面條的蒸煮品質(zhì)。

2.5 氫氧化鈣對小米面條感官品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖4 氫氧化鈣對小米粉蒸煮損失和吸水率的影響Fig.4 Effect of calcium hydroxide on the cooking loss and water absorption of millet flour

氫氧化鈣對小米面條的感官評價(jià)結(jié)果如表3所示。表3中數(shù)據(jù)顯示，添加氫氧化鈣對小米面條的各項(xiàng)感官指標(biāo)都有不同程度的影響，基本呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。在氫氧化鈣濃度較低時(shí)(≤0.2%)，面條的顏色、硬度、黏性、光滑度和感官綜合接受度隨著氫氧化鈣添加量的增加得到明顯改善，當(dāng)氫氧化鈣添加量在0.4%時(shí)，面條的彈性和光滑度評分均較高，繼續(xù)添加氫氧化鈣時(shí)，所有指標(biāo)呈下降趨勢。這說明氫氧化鈣可以改善小米面條的口感，且在添加量為0.2%時(shí)有較好的感官評分，高濃度的氫氧化鈣會(huì)對小米面條的風(fēng)味產(chǎn)生不良影響，具有明顯的石灰水味。

氫氧化鈣添加量對小米面條質(zhì)構(gòu)特性的影響如表4所示。從表4中數(shù)據(jù)可以看出對于生面條來講，添加氫氧化鈣后小米面條的各項(xiàng)指標(biāo)均明顯低于對照組(即純小米面條);隨著氫氧化鈣的添加，小米面條的彈性、內(nèi)聚性、耐嚼性和回復(fù)性先減小后增大，硬度則先增大后減小，且在添加量為0.4%時(shí)達(dá)到峰值。而對于熟面條來講，除回復(fù)性外，添加氫氧化鈣后小米面條的各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于對照組(P＜0.05)。添加量為0.2%的熟面條具有最佳的感官評價(jià)，此時(shí)熟面條的彈性和耐嚼性均高于對照組，表現(xiàn)出較好的質(zhì)構(gòu)特性。這主要是因?yàn)椋珻a2+與淀粉鏈之間相互作用，形成淀粉－Ca2+－淀粉交聯(lián)體系，使得面條的凝膠結(jié)構(gòu)更加均一、致密，增強(qiáng)面條的質(zhì)構(gòu)以及感官品質(zhì)。

2.6 氫氧化鈣對小米面條色澤的影響

氫氧化鈣對小米面條的色澤的影響如表5所示。添加氫氧化鈣對面條的色調(diào)(a*、b*)及亮度(L*)產(chǎn)生了明顯影響。對于生面條與對照組相比，添加氫氧化鈣顯著降低了面條的亮度(P＜0.05)，且隨添加量的增多，小米面條的亮度顯著降低(P＜0.05)，直到氫氧化鈣添加量為0.8%，添加量對小米面條的色澤無顯著影響。其中a*為負(fù)值，b*為正值說明小米面條的顏色偏黃綠色。對于熟面條來講，氫氧化鈣的添加量對小米面條亮度的影響結(jié)果類似，但隨著氫氧化鈣的添加量的增加，a*和b*變大，且a*由負(fù)值變?yōu)檎?，說明熟面條的色調(diào)偏紅黃色。結(jié)合圖1，氫氧化鈣添加量在≤0.2%時(shí)，小米粉體系pH出現(xiàn)明顯上升，而后隨著氫氧化鈣的添加無顯著變化。這與生面條和熟面條的亮度變化基本一致，說明面條的亮度可能受到體系中p H的影響。

表3 熟小米面條的感官評價(jià)Table 3 Sensory evaluation of cooked millet noodles

表4 氫氧化鈣對小米面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Influence of calcium hydroxide on the tensile strength and cutting force of millet noodles

表5 氫氧化鈣對小米面條顏色的影響Table 5 Effects of calcium hydroxide on the color of millet noodles

2.7 氫氧化鈣對小米面條微觀凝膠結(jié)構(gòu)的影響

氫氧化鈣對小米面條微觀凝膠結(jié)構(gòu)的影響如圖5所示。煮熟后的小米面條的淀粉顆粒由于發(fā)生糊化聚集在一起，形成凝膠結(jié)構(gòu)。圖5A、C、E分別為純小米面條、添加0.2%氫氧化鈣的面條和添加0.4%氫氧化鈣的面條放大1000倍后的微觀結(jié)構(gòu)圖。從圖中可以看出，純小米粉的凝膠結(jié)構(gòu)疏松，且空隙相對較大。添加0.2%和0.4%氫氧化鈣面條的凝膠結(jié)構(gòu)更加緊密、均一且空隙相對較少。通過進(jìn)一步放大(5000×)之后可以看出純小米面條(圖5B)凝膠結(jié)構(gòu)中淀粉顆粒與凝膠中其他成分分離較為明顯，結(jié)構(gòu)不均一，可以看到較為完整的淀粉顆粒。添加0.2%氫氧化鈣的面條(圖5D)可以看到明顯的面筋拉伸結(jié)構(gòu)，凝膠結(jié)構(gòu)光滑、緊密、均一。添加0.4%氫氧化鈣的面條(圖5F)凝膠結(jié)構(gòu)較為緊密，凝膠中完整的淀粉顆粒較少，依舊存在空隙。微觀結(jié)構(gòu)的電鏡分析結(jié)果進(jìn)一步證明了氫氧化鈣的添加優(yōu)化了小米面條的質(zhì)地，且添加量為0.2%時(shí)效果最佳，與之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

3 結(jié)論

本研究選用氫氧化鈣為小米面條改良劑，添加氫氧化鈣對小米粉的熱水膨脹度、糊化特性以及小米面條的質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)都有明顯的影響，且作用效果與氫氧化鈣的添加量有關(guān)。小米粉的熱水膨脹度隨著氫氧化鈣的濃度增加(0～0.1%)而顯著增大(P＜0.05)，在氫氧化鈣濃度為0.1%時(shí)，小米粉的熱水膨脹度達(dá)到最大值;氫氧化鈣可以降低小米粉的糊化溫度，促進(jìn)淀粉糊化;添加氫氧化鈣可以增大面條的吸水率，增加面條的加工性能，同時(shí)隨氫氧化鈣添加量的增加，面條的蒸煮損失先減小后上升，在0.2%時(shí)達(dá)到最小值;通過質(zhì)構(gòu)特性和感官評價(jià)結(jié)果表明，當(dāng)氫氧化鈣添加量為0.2%時(shí)已蒸煮面條的彈性和耐嚼性顯著高于對照組(P＜0.05)，且面條的綜合感官可接受度最高;面條的蛋白質(zhì)分布和凝膠微觀結(jié)果的觀察結(jié)果證明，氫氧化鈣添加量為0.2%時(shí)對小米面條的凝膠特性具有顯著的優(yōu)化效果，使得蛋白質(zhì)聚集度高且凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相對于對照組更加光滑、致密、均一。表明氫氧化鈣能夠提升小米面條的蒸煮品質(zhì)與加工性能，為改善以小米粉為基礎(chǔ)的食品產(chǎn)品性能的研究提供理論依據(jù)，拓展了氫氧化鈣在面制品方面的應(yīng)用，對于雜糧谷物產(chǎn)品的加工具有重要意義。

圖5 小米面條微觀結(jié)構(gòu)掃描電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.5 Scanning electron micrographs of the microstructure of cooked millet noodles