高纖雜糧面條預(yù)拌粉新產(chǎn)品開發(fā)

任元元，吳 淼，孟資寬，鄒 育，華苗苗，張 鑫

（1. 四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司，四川 成都 611130；2. 四川東方主食產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，四川 成都 611130）

預(yù)拌粉，又稱預(yù)混粉，是按配比預(yù)先混合完成的面粉與配料[1]，加工時(shí)可按工藝要求添加水等輔料，即生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品，具備使用方便、節(jié)省時(shí)間、降低操作要求的優(yōu)點(diǎn)[2]。市售預(yù)拌粉多為面包、蛋糕、餅干和饅頭等，關(guān)于面條的卻甚少；現(xiàn)雖有學(xué)者對(duì)面條預(yù)拌粉展開研究[3-7]，但關(guān)于雜糧面條預(yù)拌粉的卻鮮見。苦蕎、青稞、燕麥等雜糧營(yíng)養(yǎng)豐富均衡，富含多種維生素、礦物質(zhì)、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，還含有多種特殊的生理活性物質(zhì)，如黃酮、β-葡聚糖、可溶性膳食纖維等，具備降血糖、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、提高免疫力、預(yù)防心血管疾病的功效[8-10]，而市售雜糧類產(chǎn)品含量大多不超過30%，營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化不足[11-15]。

本研究以苦蕎、青稞、燕麥為主要原料，與四川本土小麥粉均勻混合，形成60%雜糧面條預(yù)拌粉。但雜糧不含面筋蛋白，雜糧添加量越高，面條越難成型，因此本研究在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，以響應(yīng)面分析試驗(yàn)探討多種品質(zhì)改良劑的最佳配比，得到品質(zhì)優(yōu)良的高纖雜糧面條預(yù)拌粉。本試驗(yàn)成果適用于個(gè)人、餐飲及工廠加工，能夠降低加工技術(shù)要求、加工成本和生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)。產(chǎn)品膳食纖維含量＞6%，為高纖食品，同時(shí)還富含β-葡聚糖和總黃酮，具備促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、提高免疫力、防止心血管疾病等功能，經(jīng)改良后，產(chǎn)品易加工、食用品質(zhì)優(yōu)良，市場(chǎng)前景廣闊。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

小麥粉：綿陽仙特米業(yè)有限公司；苦蕎米：四川環(huán)太實(shí)業(yè)有限公司；青稞米：西藏天麥力健康品有限公司；燕麥米：四川合眾養(yǎng)道食品有限公司；谷朊粉：河南密丹兒商貿(mào)有限公司；食用鹽：永輝超市股份有限公司；食用堿：山東銳晟化工有限公司；魔芋精粉：江蘇天順食品有限公司；乙醇溶液、丙酮、石油醚、氫氧化鈉、重鉻酸鉀、三羥甲基氨基甲烷、2-（N-嗎啉代）乙烷磺酸、冰乙酸、鹽酸、硫酸、熱穩(wěn)定α-淀粉酶液、淀粉葡萄糖苷酶液、硅藻土、地衣聚糖酶溶液、β-葡萄糖苷酶溶液、乙酸鈉、三氯化鋁溶液、乙酸鉀溶液、甲醇溶液：上海吉至生化科技有限公司。

1.2 設(shè)備與儀器

20B-C 型粉碎機(jī)：常州康貝干燥工程有限公司；AMR-01 型和面機(jī)：福建德霸食品機(jī)械有限公司；MT-30 型壓面機(jī)：廣東恒聯(lián)食品機(jī)械有限公司； DD-5 型離心機(jī)：上海吉至生化科技有限公司；772N 型分光光度計(jì)、KH 型電烘箱：上海儀田精密儀器有限公司；JXFM110 型旋風(fēng)磨：浙江臺(tái)州糧儀廠；各種玻璃器皿：合肥市三元化玻儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 預(yù)混粉復(fù)配及面條制備工藝

將苦蕎、青稞、燕麥三種雜糧原料粉碎，過140 目篩后，稱量雜糧粉和面粉，按照面粉：雜糧=40∶60 的比例配制好后，再加入品質(zhì)改良劑攪拌均勻待用；制面過程中，稱40%飲用水加入面條預(yù)拌粉中和勻，熟化15～20 min，反復(fù)壓延至面帶光滑后切條成型。

1.3.2 預(yù)拌粉營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

膳食纖維含量：按GB 5009.88—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測(cè)定》的規(guī)定方法執(zhí)行；

β-葡聚糖含量：按NY/T 2006—2011《谷物及其制品中β-葡聚糖含量的測(cè)定》的規(guī)定方法執(zhí)行；

總黃酮含量：按 NY/T 1295—2007《蕎麥及其制品中總黃酮含量的測(cè)定》的規(guī)定方法執(zhí)行。

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

單因素試驗(yàn)在國(guó)家相關(guān)規(guī)定和預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，篩選出谷朊粉、食鹽、碳酸鈉和魔芋精粉4 種添加劑進(jìn)行探討。

1.3.3.1 谷朊粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響 在混合粉的基礎(chǔ)之上，控制食鹽添加量為2%，碳酸鈉添加量為0.25%，魔芋精粉添加量為1%，設(shè)置7個(gè)水平的谷朊粉添加量，分別為3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%，以綜合得分為指標(biāo)選擇優(yōu)化范圍。

1.3.3.2 食鹽對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響 在混合粉的基礎(chǔ)之上，控制谷朊粉添加量為6%，碳酸鈉添加量為0.25%，魔芋精粉添加量為1%，設(shè)置7 個(gè)水平的食鹽添加量，分別為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%，以綜合得分為指標(biāo)選擇優(yōu)化范圍。

1.3.3.3 碳酸鈉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響 在混合粉的基礎(chǔ)之上，控制谷朊粉添加量為6%，食鹽添加量為2%，魔芋精粉添加量為1%，設(shè)置7 個(gè)水平的碳酸鈉添加量，分別為0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%，以綜合得分為指標(biāo)選擇優(yōu)化范圍。

1.3.3.4 魔芋精粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響 在混合粉的基礎(chǔ)之上，控制谷朊粉添加量為6%，食鹽添加量為2%，碳酸鈉添加量為0.25%，設(shè)置7 個(gè)水平的魔芋精粉添加量，分別為0.4%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.4%、1.6%，以綜合得分為指標(biāo)選擇優(yōu)化范圍。

1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用Central-Composite 中心組合設(shè)計(jì)原理，以綜合得分為指標(biāo)優(yōu)化出最佳配比，試驗(yàn)因素水平見表1。所得試驗(yàn)結(jié)果采用Design-Expert 12. 0. 0 軟件進(jìn)行分析。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平Table 1 Level of test factors for ring surface

1.3.5 綜合得分評(píng)定

每組樣品按此評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)測(cè)6 次，以平均分為最終得分，綜合得分評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示，其中斷條率和烹調(diào)損失率按標(biāo)準(zhǔn)LS/T 3212—2014《掛面》的方法測(cè)定。

表2 綜合得分評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Comprehensive scoring criteria

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并采用Design-Expert 12. 0. 0 軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜糧配比結(jié)果

在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上設(shè)置7 組不同的雜糧（苦蕎∶青稞∶燕麥）配比方案，分別為A（20∶20∶20）、B（30∶20∶10）、C（30∶10∶20）、D（20∶30∶10）、E（20∶10∶30）、F（10∶30∶20）、G（10∶20∶30），另設(shè)置空白實(shí)驗(yàn)組H（只含小麥粉），不同方案的營(yíng)養(yǎng)成分見圖1 所示。

由圖1 可知，不同雜糧配比方案差異顯著；H 組為空白試驗(yàn)，其膳食纖維含量2.1%，不含β-葡聚糖和總黃酮；F 組和G 組膳食纖維含量均＜6%，而A、B、C、D、E 組膳食纖維含量均＞6%，其中C 組膳食纖維含量最高為6.94%，β-葡聚糖含量1.9%，次于A、D 組，總黃酮含量0.8%，高于其他組；因此，綜合考慮營(yíng)養(yǎng)成分含量，選擇C 組做為本試驗(yàn)的優(yōu)化比例。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 谷朊粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響

谷朊粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響見圖2。由圖2可知，谷朊粉添加量對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)有顯著性影響，隨著谷朊粉添加量的增加，預(yù)拌粉的綜合得分呈先增大后減小的趨勢(shì)，在谷朊粉添加量為5%時(shí)，得分最高為84.32 分。這是因?yàn)楣入梅鄣闹饕M成成分是麥谷蛋白和醇溶蛋白，在吸水后形成網(wǎng)絡(luò)狀的濕面筋[16]，能夠包裹不含面筋蛋白的雜糧粉粒和淀粉顆粒，使預(yù)拌粉成形之后，在斷條率和烹調(diào)損失率方面表現(xiàn)更好；而過量添加谷朊粉則導(dǎo)致預(yù)拌粉成形后口感過硬，粘性增大[17]，從而降低預(yù)拌粉的綜合得分。因此，谷朊粉的最佳添加量為5%。

圖2 谷朊粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of gluten on quality of pre-mixed powder

2.2.2 食鹽對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響

食鹽對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響見圖3。由圖3 可知，食鹽添加量對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)有顯著性影響，隨著食鹽添加量的增加，預(yù)拌粉的綜合得分呈先增大后減小的趨勢(shì)，在谷朊粉添加量為1%時(shí)，得分最高為84.18 分。這是因?yàn)樵谥泼孢^程中加入一定量的食鹽，能夠提高面條內(nèi)部的滲透壓，從而有利于面條吸水，使面條抗拉伸性能提升[18]，從而提高預(yù)拌粉的綜合得分；而當(dāng)食鹽添加量過大后，內(nèi)外滲透壓保持平衡，由于食鹽屬于親水性物質(zhì)，食鹽添加量的增加會(huì)與蛋白質(zhì)爭(zhēng)奪水分子[19]，而不利于面條的吸水，同時(shí)所制成的面條風(fēng)味過咸，所以預(yù)拌粉綜合得分下降。因此，實(shí)驗(yàn)的最佳添加量為1%。

圖3 食鹽對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of salt on quality of pre-mixed powder

2.2.3 碳酸鈉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響

碳酸鈉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響見圖4。由圖4可知，碳酸鈉添加量對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)有顯著性影響，隨著碳酸鈉添加量的增加，預(yù)拌粉的綜合得分呈先增大后減小的趨勢(shì)，在碳酸鈉添加量為0.3%時(shí)，得分最高為85.25 分。這可能是因?yàn)轭A(yù)拌粉在面條的制作過程中碳酸鈉可調(diào)節(jié)面團(tuán)pH 為堿性，而面筋在堿性環(huán)境下能夠更好的形成，從而促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)的完全形成[20]，減小面條的蒸煮損失率，當(dāng)添加量超過0.3%后，面條的堿味明顯，對(duì)面條食用品質(zhì)造成不良影響，且面條的成型性也會(huì)受到影響，導(dǎo)致預(yù)拌粉綜合得分下降。因此，碳酸鈉的最佳添加量為0.3%。

圖4 碳酸鈉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of soda on quality of pre-mixed powder

2.2.4 魔芋精粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響

魔芋精粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響見圖5。由圖5可知，魔芋精粉添加量對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)有顯著性影響，隨著魔芋精粉添加量的增加，預(yù)拌粉的綜合得分呈先增大后減小的趨勢(shì)，在魔芋精粉添加量為1.2%時(shí)，得分最高為84.25 分。這可能是因?yàn)樵陬A(yù)拌粉制面過程中，魔芋精粉中的魔芋葡甘露聚糖具有很高的親水性，遇水后生成強(qiáng)力凝膠，使不含面筋蛋白物質(zhì)原料能夠更好的粘聚，并且能形成一層薄膜[21]，從而減少面條的蒸煮損失；當(dāng)魔芋精粉的添加量超過1.2%時(shí)，面條蒸煮損失率不再有明顯變化，但導(dǎo)致面條的口感過粘、過硬，影響面條食用品質(zhì)，所以預(yù)拌粉綜合得分下降。因此，魔芋精粉的最佳添加量為1.2%。

圖5 魔芋精粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of konjac powder on quality of pre-mixed powder

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，以綜合得分為響應(yīng)值對(duì)谷朊粉添加量、食鹽添加量、碳酸鈉添加量和魔芋精粉添加量這4 個(gè)因素進(jìn)行中心組合響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

2.3.2 回歸方程的建立與檢驗(yàn)

運(yùn)用Design-expert 8.0 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)表3試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合，得到回歸方程：

表3 試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 3 Test plan and results

由表4 可知，該模型P＜0.000 1，回歸方程模型極顯著，模擬相關(guān)系數(shù)R2=0.991 3，校正決定系數(shù)R2Adj=0.983 1，表明模型的實(shí)際值與預(yù)測(cè)值擬合較好，擬合度達(dá)到98.31%；失擬項(xiàng)P=0.228 8＞0.05，失擬項(xiàng)不顯著，依據(jù)方差顯著性分析簡(jiǎn)化回歸方程為：

表4 回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance of regression models

2.3.3 響應(yīng)面和等高線分析

由表4 可知，各因素對(duì)綜合得分的影響大小依次為D（魔芋精粉添加量）＞A（谷朊粉添加量）＞C（碳酸鈉添加量）＞B（食鹽添加量），且AC、AD、BC、BD、CD各因素間交互作用對(duì)預(yù)拌粉綜合評(píng)分的影響顯著，響應(yīng)面和等高線見圖6。

圖6 各兩因素交互作用響應(yīng)面及等高線Fig.6 Response surface and contour lines of interaction between two factors

從圖6a～圖6e 可以看出，對(duì)綜合得分的影響顯著性，表現(xiàn)為D（魔芋精粉添加量）＞A（谷朊粉添加量）＞C（碳酸鈉添加量）＞B（食鹽添加量），與模型方差分析結(jié)果一致。在所考察的因素范圍內(nèi)，感官得分隨D（魔芋精粉添加量）呈先增大后減小的趨勢(shì)；隨A（谷朊粉添加量）呈先增大后減小的趨勢(shì)；隨C（碳酸鈉添加量）呈先增大后減小的趨勢(shì)；隨B（食鹽添加量）呈先增大后減小的趨勢(shì)。

2.3.4 響應(yīng)面優(yōu)化與驗(yàn)證

根據(jù)上述所得回歸方程優(yōu)化出最佳配方為：A=5.35、B=1.29、C=0.24、D=1.07、Y=93，即谷朊粉添加量5.35%、食鹽添加量1.29%、碳酸鈉添加量0.24%、魔芋精粉添加量1.07%，綜合得分為93 分。為檢驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，為方便實(shí)際操作修正參數(shù)為谷朊粉添加量5.4%、食鹽添加量1.3%、碳酸鈉添加量0.2%、魔芋精粉添加量1.1%，在該配比條件下重復(fù)測(cè)定三次綜合得分，最終得出綜合評(píng)分為92.97 分，與理論值93 分相比，相對(duì)偏差＜1，說明本試驗(yàn)的結(jié)果可靠。

3 結(jié)論

通過對(duì)比試驗(yàn)，確定面粉∶苦蕎∶青稞∶燕麥=40∶30∶10∶20，在此配比方案下的高纖雜糧面條預(yù)拌粉含膳食纖維6.94%、β-葡聚糖1.9%、總黃酮0.8%。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合響應(yīng)面分析試驗(yàn)，以成品斷條率、烹調(diào)損失率和感官評(píng)價(jià)等為綜合考察指標(biāo)，探討谷朊粉、食鹽、碳酸鈉和魔芋精粉對(duì)預(yù)拌粉品質(zhì)的影響。結(jié)果得出復(fù)配改良劑最佳配比為：谷朊粉5.4%、食鹽1.3%、碳酸鈉0.2%、魔芋精粉1.1%。