固體發(fā)酵麥麩對(duì)小麥粉和面條品質(zhì)的影響

趙云蛟，張巍毅，李樂(lè)鋮，李 聞，張 民,3，劉 銳，隋文杰，吳 濤,*

（1.天津科技大學(xué) 省部共建食品營(yíng)養(yǎng)與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457；2.天津科技大學(xué) 食品生物技術(shù)教育部工程研究中心，天津 300457；3.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384）

麥麩是小麥制粉過(guò)程中的主要副產(chǎn)物，含量約為小麥質(zhì)量的15%。中國(guó)是全世界最大的小麥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，擁有較高的麥麩產(chǎn)量[1]。麥麩中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，尤其含有20%～30%的膳食纖維，是一種天然健康的食品原料。但目前麥麩的市場(chǎng)利用率較低，未能發(fā)揮其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，造成了極大的資源浪費(fèi)[2]。同時(shí)，由于麥麩膳食纖維的顏色深、溶解性差、口感粗糙，將其作為原輔料添加到食品中時(shí)，會(huì)引起產(chǎn)品外觀形態(tài)變差、口感風(fēng)味不良等，限制了麥麩膳食纖維在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用[3]。

為了發(fā)揮麥麩的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，很多學(xué)者對(duì)麥麩進(jìn)行了改性，如超高靜壓改性[2]、擠壓與汽爆[4]、超聲波-酸解改性[5]、生物改性等。固體發(fā)酵是生物改性麥麩的方法之一，微生物的作用是能夠提升麥麩的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、物理性質(zhì)和風(fēng)味特性，使麥麩更加適應(yīng)于食品加工。王春麗等[6]發(fā)現(xiàn)用米根霉和米曲霉固態(tài)發(fā)酵均能顯著提升小麥麩皮的抗氧化性，提高其抑制胰脂肪酶活性和清除HepG2細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的能力。Zhao Huimin等[7]發(fā)現(xiàn)活性干酵母、保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵能夠顯著提升麥麩品質(zhì)，可以使其作為功能性成分用于食品加工中。孫平等[8]采用米根霉發(fā)酵麥麩，使可溶性膳食纖維的得率提升至9.68%。

面條是我國(guó)的傳統(tǒng)面食，隨著大眾生活水平的提高，普通面條的營(yíng)養(yǎng)性能和風(fēng)味已不能滿足消費(fèi)者的需求，將麥麩作為原料，補(bǔ)充面條中膳食纖維、維生素和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分的缺失，已經(jīng)得到了廣泛的研究。Levent等[9]發(fā)現(xiàn)麥麩可以提高面條中可溶性膳食纖維和總酚的含量，增強(qiáng)面條的抗氧化活性。陶春生等[10]發(fā)現(xiàn)添加6%的擠壓改性麥麩膳食纖維，可以顯著提升面條的綜合品質(zhì)。張慧娟等[11]也證明了麥麩具有提升面條抗氧化特性的作用。

目前，固體發(fā)酵和未發(fā)酵麥麩在面條中的應(yīng)用獲得了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，但將二者結(jié)合起來(lái)，研究固體發(fā)酵麥麩對(duì)面條品質(zhì)的影響卻較為缺乏。因此，本實(shí)驗(yàn)采用米根霉對(duì)麥麩進(jìn)行固體發(fā)酵，并將發(fā)酵后麥麩（fermented wheat bran，F(xiàn)WB）應(yīng)用在面條的制作中，研究FWB對(duì)面粉品質(zhì)、面條品質(zhì)及其消化特性的影響，旨在提升麥麩在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍，為增加面條種類提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥麩皮由山東發(fā)達(dá)面粉集團(tuán)有限公司提供；米根霉（Rhizopus oryzaeTCCC41044）為天津科技大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室保藏菌種；多用途麥芯粉由濱州中裕食品有限公司提供。

豬胰腺α-淀粉酶（45 U/mg） 合肥博美生物科技有限責(zé)任公司；胃蛋白酶（500 U/mg）、糖化酶（30 U/mg） 美國(guó)Sigma試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Techmaster快速黏度分析儀、Doughlab粉質(zhì)儀 瑞典Perten公司；TA.XT.Plus物性分析儀（配有P36探頭）英國(guó)Stable Micro System公司；QF150壓面機(jī) 常州市墅樂(lè)廚具有限公司；HM740廚師機(jī) 青島漢尚電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 麥麩固體發(fā)酵

使用馬鈴薯-葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（馬鈴薯浸出液6 g/L，無(wú)水葡萄糖20 g/L，瓊脂20 g/L）進(jìn)行米根霉斜面接種，置于25 ℃培養(yǎng)箱活化至長(zhǎng)滿孢子。沖刷米根霉孢子，并按10%接種量接種于種子培養(yǎng)基（葡萄糖10 g/L，蛋白胨1 g/L，吐溫-80 1.0 mL/L，微量元素溶液（5.0 g/L Fe2(SO4)3、1.6 g/L MgSO4、1.4 g/L ZnSO4）0.05 mL/L，營(yíng)養(yǎng)鹽溶液（2.0 g/L KH2PO4、1.4 g/L (NH4)SO4、3.0 g/L MgSO4、3.0 g/L尿素）5 mL/L）中，置于30 ℃、140 r/min搖床培養(yǎng)箱培養(yǎng)3 d，得到發(fā)酵菌體。

麥麩與飲用水以1∶1（g/mL）的比例混合，121 ℃滅菌20 min，冷卻后接種10%的發(fā)酵菌體，置于28 ℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)96 h。發(fā)酵后的麥麩經(jīng)過(guò)滅菌（121 ℃，20 min）、烘干（60 ℃，5 h）、冷卻、粉碎（80 目）處理，得到FWB，分裝、密封并置于4 ℃冰箱貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 麥麩主要成分的測(cè)定

發(fā)酵前后麥麩中的水分含量測(cè)定：參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》；淀粉含量測(cè)定：參照GB 5009.9—2016《食品中淀粉的測(cè)定》；蛋白質(zhì)含量測(cè)定：參照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；脂肪含量測(cè)定：參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》；灰分含量測(cè)定：參照GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》；膳食纖維含量測(cè)定：參照GB 5009.88—2014《食品中膳食纖維的測(cè)定》。

1.3.3 FWB對(duì)小麥粉品質(zhì)的影響

將FWB分別以0%、5%、10%、15%、20%、25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的比例與小麥粉混合，采用快速黏度儀法[12]測(cè)定混合粉的糊化特性，采用粉質(zhì)儀法[13]測(cè)定混合粉的粉質(zhì)特性。

1.3.4 面條制作

參考LS/T 3202—1993《面條用小麥粉》[14]的方法制作面條。后續(xù)實(shí)驗(yàn)所用的面條均煮至各自的最佳烹煮時(shí)間，即面條中間白芯剛好消失的時(shí)間。

1.3.5 FWB對(duì)熟面條質(zhì)構(gòu)特性及感官品質(zhì)的影響

將FWB分別以0%、5%、10%、15%、20%、25%比例添加到小麥粉中，按1.3.4節(jié)方法制作面條。將各配方的面條煮至最佳烹煮時(shí)間，撈出，冷卻后進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.3.5.1 面條質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

參考蔡攀福等[15]的方法進(jìn)行質(zhì)構(gòu)剖面分析，根據(jù)實(shí)際情況作出一些修改。切出長(zhǎng)度為3 cm的熟面條，并列放置于載物臺(tái)上，采用裝備了P36探頭的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定面條的質(zhì)構(gòu)特性。具體參數(shù)如下：測(cè)前速率2.00 mm/s，測(cè)定速率1.0 mm/s，測(cè)后速率1.0 mm/s，壓縮量50.00%，觸發(fā)類型自動(dòng)，觸發(fā)力5.0 g。

1.3.5.2 面條的感官品質(zhì)

采用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行面條的感官評(píng)價(jià)[16]。建立權(quán)重集X：選用“0～4評(píng)判法”確定表觀狀態(tài)、適口性、韌性、黏性、光滑性和食味的權(quán)重，分別為0.168、0.185、0.162、0.153、0.155、0.177。

綜合評(píng)判：邀請(qǐng)10 名食品專業(yè)學(xué)生組成評(píng)價(jià)小組，進(jìn)行面條的感官評(píng)價(jià)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 面條感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory analysis of noodles

進(jìn)行模糊變換B=X×R，其中，R為表觀狀態(tài)、適口性、韌性、黏性、光滑性和食味組成的評(píng)價(jià)集。再對(duì)B進(jìn)行歸一化處理得到B’={b’1，b’2，b’3，b’4，b’5}，B’即評(píng)價(jià)人員對(duì)食品感官品質(zhì)的評(píng)語(yǔ)集。計(jì)算B’的綜合評(píng)分，設(shè)定差、較差、一般、較好和好分別為20、40、60、80 分和100 分，計(jì)算感官綜合評(píng)分S=20b’1+40b’2+60b’3+80b’4+100b’5。

1.3.6 面條的配方優(yōu)化

采用響應(yīng)面法優(yōu)化面條的配方。首先通過(guò)單因素試驗(yàn)確定因素FWB添加量、谷朊粉添加量和食鹽添加量的中心值。以1.3.5節(jié)結(jié)果確定FWB添加量的中心值。分別將2%、4%、6%、8%、10%的谷朊粉，0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的食鹽（占混合粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)）與含15% FWB的小麥粉混合，按照1.3.4節(jié)方法制作面條，煮至最佳烹煮時(shí)間后按1.3.5.1節(jié)方法測(cè)定熟面條的質(zhì)構(gòu)特性。

以麥麩添加量、谷朊粉添加量、食鹽添加量為因素，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，使用Box-Behnken法設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，中心點(diǎn)重復(fù)3 次。面條的制作方法和最佳烹煮時(shí)間的測(cè)定如1.3.4節(jié)所述，將每個(gè)配方下的面條煮至最佳烹煮時(shí)間后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方法如1.3.5.2節(jié)所述。

1.3.7 FWB面條的理化指標(biāo)

按照LS/T 3212—2014《掛面》[17]方法測(cè)定FWB面條的理化指標(biāo)。

1.3.8 FWB對(duì)面條體外消化性的影響

以饅頭為參照食品，以小麥粉面條為對(duì)照食品，參考文獻(xiàn)[18-19]的方法測(cè)定面條的體外消化特性。取5 g饅頭和煮至最佳烹煮時(shí)間的面條，分別與100 mL去離子水混合，打漿30 s，取出10 mL打漿液與20 mL磷酸緩沖鹽溶液（phosphate buffer saline，PBS，pH 6.9）混合，并用8 mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至1.5。隨后加入5 mL 15 U/mL胃蛋白酶液，在37 ℃的溫水浴中攪拌反應(yīng)30 min。加入49 mL PBS（pH 6.9），并用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至6.9，再加入1 mL豬胰腺α-淀粉酶-糖化酶混合酶液（豬胰腺α-淀粉酶14 U，糖化酶1.8 U），在37 ℃的溫水浴中攪拌反應(yīng)180 min。每30 min取其中1 mL樣液，100 ℃水浴加熱5 min滅酶。采用二硝基水楊酸法測(cè)定各樣液中的還原糖含量，用葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液作為標(biāo)準(zhǔn)樣品（回歸方程Y=0.636 4X-0.026 3，R2=0.997 4）。

不同水解時(shí)間的淀粉水解率按式（1）計(jì)算：

式中：C為不同時(shí)間點(diǎn)的淀粉水解率/%；G為不同取樣時(shí)間點(diǎn)消化液中的葡萄糖當(dāng)量/mg；S為樣液中的總淀粉含量/mg。

以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以淀粉水解率為縱坐標(biāo)，繪制淀粉水解曲線，該曲線遵循一級(jí)反應(yīng)方程式，對(duì)淀粉水解率的測(cè)定數(shù)據(jù)按照此方程式進(jìn)行擬合，見式（2），可求得C∞及k值。

式中：C為時(shí)刻t時(shí)的淀粉水解率/%；t為消化時(shí)間/min；k為一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)/min-1；C∞為水解180 min后淀粉水解率的平衡值/%。

各樣品水解曲線下面積（AUC）按式（3）計(jì)算：

式中：C∞為水解180 min后淀粉水解率的平衡值/%；tf為最終時(shí)間（180 min）；t0為起始時(shí)間（0 min）；k為一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)/min-1。

樣品的淀粉水解指數(shù)（hydrolysis index，HI）和預(yù)測(cè)血糖指數(shù)（estimated glycemic index，eGI）按式（4）、（5）計(jì)算：

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與圖表繪制

所有實(shí)驗(yàn)指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3 次。采用WPS Office 2019和Origin 2018對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，采用Design-Expert和Origin 2018進(jìn)行作圖。差異顯著性分析采用Duncan多重比較法，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 固體發(fā)酵對(duì)麥麩主要成分的影響

米根霉固體發(fā)酵顯著影響了麥麩中主要成分的含量（P＜0.05），所有指標(biāo)在發(fā)酵后均發(fā)生了顯著變化（表2）。發(fā)酵后，水分、淀粉、不溶性膳食纖維、脂肪和灰分的含量顯著降低，蛋白質(zhì)和可溶性膳食纖維的含量顯著提高。其中，淀粉和脂肪的降低率分別為54.84%、63.57%，蛋白質(zhì)和可溶性膳食纖維分別增加了85.44%、2.71 倍。淀粉作為碳源為米根霉的發(fā)酵提供了必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)酵過(guò)程中被消耗；脂肪的降低和蛋白質(zhì)的增加可能與米根霉較強(qiáng)的水解能力有關(guān)，還可能部分歸因于發(fā)酵過(guò)程中碳水化合物含量的減少[20]；米根霉在發(fā)酵過(guò)程中可產(chǎn)生纖維素酶，降解不溶性膳食纖維[21]，麥麩纖維結(jié)構(gòu)的破壞會(huì)導(dǎo)致不溶性膳食纖維向可溶性膳食纖維的轉(zhuǎn)變[22]，因此，發(fā)酵后麥麩中的可溶性膳食纖維含量顯著上升，不溶性膳食纖維含量顯著下降，使麥麩更加適應(yīng)于食品加工[8]。

表2 未發(fā)酵麥麩和FWB的主要成分Table 2 Contents of major components in wheat bran and fermented wheat bran

2.2 FWB對(duì)小麥粉品質(zhì)的影響

如表3所示，F(xiàn)WB對(duì)小麥粉的糊化特性具有顯著影響。其中，5% FWB對(duì)混合粉的糊化特性影響最顯著，表現(xiàn)為峰值黏度和最終黏度較空白組的顯著提升（分別提升了42.76%和28.01%）。隨著FWB添加量的增大，混合粉的峰值黏度和最終黏度顯著下降，當(dāng)FWB添加量超過(guò)20%時(shí)，混合粉的峰值黏度和最終黏度顯著低于空白組。在5%～15%添加量下，F(xiàn)WB顯著提升了小麥粉的糊化特性，這可能與FWB中含有一定量的支鏈淀粉和大分子蛋白質(zhì)有關(guān)，它們具有良好的黏結(jié)性能，可以加強(qiáng)淀粉顆粒與面筋之間的結(jié)合能力，使面團(tuán)的水分活度降低，熱穩(wěn)定性增加，峰值黏度和最終黏度增大[23]。而隨著FWB添加量的增大，混合粉體系中小麥淀粉的相對(duì)含量下降，不溶性膳食纖維的相對(duì)含量增大，而麥麩纖維的吸水能力遠(yuǎn)低于小麥粉中的淀粉和蛋白質(zhì)，糊化特性的參數(shù)有所下降[24]。峰值黏度和最終黏度是評(píng)價(jià)小麥粉品質(zhì)的重要指標(biāo)，且與面條品質(zhì)呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系[25]，因此可認(rèn)為5%～15%的FWB有利于提升小麥粉和面條的品質(zhì)。此外，混合粉的衰減值相比于空白組顯著增大，說(shuō)明FWB會(huì)削弱面粉糊的熱穩(wěn)定性，而且削弱幅度隨添加量的增大而減小。

表3 FWB添加量對(duì)混合粉糊化特性的影響Table 3 Effect of fermented wheat bran on starch pasting properties of mixed flour

由表4可知，在加入FWB后，混合粉的吸水率顯著增大，且與添加量呈正相關(guān)，這一現(xiàn)象可能與FWB中較高含量的膳食纖維有關(guān)，Liu Ning等[26]也驗(yàn)證了麥麩膳食纖維會(huì)增大面團(tuán)的吸水率?；旌戏鄣拿鎴F(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間較小麥粉顯著縮短，5%添加量下的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間顯著高于其他實(shí)驗(yàn)組面團(tuán)，當(dāng)添加量大于5%后，穩(wěn)定時(shí)間基本無(wú)顯著變化，說(shuō)明FWB對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性的影響與其添加量之間并無(wú)顯著相關(guān)性。形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間反映了面團(tuán)的質(zhì)量，穩(wěn)定時(shí)間與面團(tuán)的強(qiáng)度呈正相關(guān)[27]，說(shuō)明FWB會(huì)讓面團(tuán)的強(qiáng)度降低。同時(shí)，F(xiàn)WB顯著提升了面團(tuán)的弱化度，且隨著FWB添加量的增大而增加，弱化度反映了面團(tuán)在機(jī)械攪拌過(guò)程中承受破壞的能力大小，弱化度越大，經(jīng)攪拌后的面團(tuán)黏性越大，越不利于面條的加工[28]。

表4 FWB添加量對(duì)混合粉粉質(zhì)特性的影響Table 4 Effect of fermented wheat bran on farinograph parameters of mixed flour

2.3 FWB對(duì)面條質(zhì)構(gòu)特性及感官品質(zhì)的影響

如表5所示，F(xiàn)WB的加入顯著影響了熟面條的質(zhì)構(gòu)特征。隨著FWB添加量的增大，熟面條的彈性逐漸降低，但僅在添加量不小于20%時(shí)表現(xiàn)出顯著性差異；黏聚性和回復(fù)性在添加量不小于15%時(shí)顯著降低；硬度、膠著度和咀嚼度無(wú)規(guī)律性變化?？傮w來(lái)說(shuō)，當(dāng)FWB添加量不小于20%時(shí)，熟面條的質(zhì)構(gòu)特性較小麥粉面條顯著降低。同時(shí)，F(xiàn)WB使面條的感官評(píng)分顯著降低，尤其當(dāng)添加量不小于20%時(shí)，面條的感官評(píng)分低于60 分。FWB對(duì)熟面條質(zhì)構(gòu)、感官品質(zhì)的影響可能是因?yàn)镕WB中可溶性膳食纖維的存在，可溶性膳食纖維表面的陰離子集團(tuán)影響了蛋白質(zhì)之間的相互作用，破壞了谷蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[29]，導(dǎo)致了面條品質(zhì)的下降。

表5 FWB添加量對(duì)面條質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)的影響Table 5 Effect of fermented wheat bran on textural characteristics and sensory quality of noodles

對(duì)熟面條質(zhì)構(gòu)特性與感官評(píng)分進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表6所示，感官評(píng)分與面條的彈性、膠著度、咀嚼度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與硬度、黏聚性、回復(fù)性無(wú)相關(guān)性（P＞0.05）；FWB添加量與熟面條的彈性、黏聚性、咀嚼度和感官評(píng)分呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與彈性、膠著度和回復(fù)性無(wú)相關(guān)性。此前也有研究證明質(zhì)構(gòu)分析指標(biāo)與面條感官評(píng)分之間的顯著相關(guān)性[30]。相關(guān)性分析結(jié)果可知，熟面條質(zhì)構(gòu)特性中的彈性、膠著度和咀嚼度指標(biāo)數(shù)值越高，面條感官品質(zhì)越好，綜合表5質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)5%～15%為較適宜的FWB添加量。

表6 FWB面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和感官得分的相關(guān)性Table 6 Correlation between textural characteristics and sensory evaluation of noodles

2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化面條配方

2.4.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

谷朊粉和食鹽對(duì)面條質(zhì)構(gòu)特性的影響如表7、8所示。當(dāng)谷朊粉添加量為4.0%、6.0%和8.0%時(shí)，各指標(biāo)值顯著高于其他組；在加入食鹽后，面條各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)值較空白組有所提升，但并無(wú)顯著性差異，當(dāng)食鹽添加量為0.5%、1.0%和1.5%時(shí)各指標(biāo)值表現(xiàn)較好，當(dāng)添加量不小于2.0%時(shí)，實(shí)驗(yàn)組黏聚性、回復(fù)性顯著低于空白組。因此0.5%、1.0%和1.5%為較適宜的食鹽添加量。

表7 谷朊粉添加量對(duì)面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 7 Effects of wheat gluten content on textural characteristics of noodles

表8 食鹽添加量對(duì)面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 8 Effects of salt content on textural characteristics of noodles

2.4.2 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化

根據(jù)2.3、2.4.1節(jié)結(jié)果確定了響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化的因素水平，使用Box-Behnken方法，以感官評(píng)價(jià)得分為響應(yīng)值設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，方案和結(jié)果如表9所示，方差分析如表10所示。由響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果和方差分析可知，模型顯著（P＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05），說(shuō)明模型建立成功，可用該模型對(duì)真實(shí)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。響應(yīng)值的變異系數(shù)為2.64%。對(duì)各試驗(yàn)組面條的感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到如下多項(xiàng)回歸方程：

表10 響應(yīng)面優(yōu)化的方差分析Table 10 Analysis of variance for response surface optimization

在感官評(píng)分?jǐn)M合方程的一次項(xiàng)中，F(xiàn)WB添加量（A）對(duì)感官評(píng)分影響顯著（P＜0.05），谷朊粉添加量（B）對(duì)感官評(píng)分影響極顯著（P＜0.01），食鹽添加量（C）對(duì)感官評(píng)分影響不顯著（P＞0.05），影響大小為B＞A＞C，二次項(xiàng)中，AC不顯著，BC極顯著，三次項(xiàng)中，A2C顯著。由此可得，因素對(duì)響應(yīng)值的影響較為復(fù)雜，不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。同時(shí)，從表9可知，F(xiàn)WB添加量為5%時(shí)面條的感官評(píng)分較高，不同于表5數(shù)據(jù)（10%和15% FWB添加量下面條的感官評(píng)分較5%添加量高），這也說(shuō)明谷朊粉的存在改變了麥麩面條的感官品質(zhì)，張慧娟等[11]也發(fā)現(xiàn)谷朊粉可以改善谷物麩皮面條的品質(zhì)。

表9 面條配方的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 9 Experiment program and results for response surface analysis

為了更直觀反映結(jié)果，繪制響應(yīng)面圖，由曲面弧度大小判斷各因素間交互作用的強(qiáng)弱，彎曲程度大說(shuō)明兩因素間具有越強(qiáng)的交互效應(yīng)。由圖1可知，各個(gè)交互項(xiàng)之間均呈現(xiàn)不同的彎曲程度，且響應(yīng)值的變化較為復(fù)雜。其中圖1c的響應(yīng)面圖相對(duì)較陡，故因素B（谷朊粉添加量）和C（食鹽添加量）交互效應(yīng)最大，與顯著性檢驗(yàn)結(jié)果一致。

圖1 各因素對(duì)面條感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖Fig.1 Response surface plots for the effects of three factors on the sensory score of noodles

通過(guò)回歸方程，并結(jié)合響應(yīng)面圖分析可得面條最優(yōu)配方為FWB添加量7.54%（以小麥粉為基準(zhǔn)）和谷朊粉添加量8%、食鹽添加量0.5%（以FWB-小麥粉混合粉為基準(zhǔn)）。在此條件下的最佳感官評(píng)分預(yù)測(cè)為79.59 分，實(shí)際得分為78 分，與理論預(yù)測(cè)值較為接近。最優(yōu)配方下的實(shí)際得分低于響應(yīng)面試驗(yàn)10號(hào)試驗(yàn)組，但是FWB添加量較第10組高，食鹽添加量較第10組低，F(xiàn)WB可以增加面條中可溶性膳食纖維的含量，增強(qiáng)面條的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，低鹽飲食則有助于血壓、血糖、血脂水平的降低，因此，綜合考慮，后續(xù)實(shí)驗(yàn)中的面條均用該配方制作。用該配方制作而成的面條，表面光滑，邊緣整齊，無(wú)肉眼可見異物，煮熟后口感不黏，無(wú)異味。符合LS/T 3212—2014中對(duì)面條感官的要求。

2.5 FWB面條的理化指標(biāo)

參照LS/T 3212—2014，對(duì)按照實(shí)驗(yàn)所得配方制作的FWB面條進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(cè)，結(jié)果如表11所示，各指標(biāo)均符合相應(yīng)要求。

表11 面條部分理化指標(biāo)Table 11 Physicochemical indices of noodles

2.6 FWB對(duì)面條體外消化性的影響

小麥面條、FWB面條及參照食品（饅頭）的淀粉水解曲線如圖2所示，3 種面制品的淀粉水解率在前30 min內(nèi)快速增大，30～90 min較快增長(zhǎng)，90 min后緩慢增長(zhǎng)。在初始的30 min內(nèi)，饅頭中淀粉的水解速率最快，小麥面條次之，F(xiàn)WB面條最慢；同時(shí)，在整個(gè)水解過(guò)程中，饅頭的水解率最高，小麥面條次之，F(xiàn)WB面條最低，在消化終點(diǎn)第180分鐘，F(xiàn)WB面條的淀粉水解率為52.54%，低于小麥面條（60.89%）和饅頭（78.23%）。該結(jié)果說(shuō)明FWB對(duì)淀粉消化有一定的抑制作用，這可能與FWB中豐富的膳食纖維含量有關(guān)。食物較緩慢的消化淀粉特性有利于防止高血糖等相關(guān)疾病[31]，說(shuō)明FWB可以提升面條的健康價(jià)值。

圖2 FWB面條、小麥面條及饅頭的總淀粉水解率Fig.2 Total starch hydrolysis rate of noodles and reference foods

FWB面條的平衡淀粉水解率（C∞）、一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)（k）、HI、eGI均顯著低于小麥面條（表12），尤其是HI下降了21.49%，eGI下降了11.15%。碳水化合物的緩慢消化和吸收會(huì)引起血糖和胰島素水平的緩慢升高，因此低GI食物具有降低糖尿病、心臟病和一些癌癥的發(fā)病率和患病率的效果[32]，說(shuō)明FWB對(duì)面條的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有一定的提升作用。

表12 面條的水解率平衡值（C∞）、一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)（k）、HI和eGITable 12 Equilibrium starch hydrolysis rate (C∞), kinetic constant (k),HI and eGI for noodles

3 結(jié) 論

固體發(fā)酵顯著提升了麥麩中蛋白質(zhì)和可溶性膳食纖維的含量，可溶性膳食纖維的增加可以提升麥麩的吸水率，有利于麥麩在食品中的應(yīng)用。FWB對(duì)小麥粉品質(zhì)、熟面條的質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)均有一定的影響。中低添加量（5%～15%）下，F(xiàn)WB對(duì)小麥粉中淀粉的糊化峰值黏度和最終黏度均有顯著提升作用，說(shuō)明中低添加量的FWB可以改善小麥粉的糊化特性。同時(shí)，在該添加量下，熟面條的質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)優(yōu)于其他添加水平，結(jié)合感官評(píng)分進(jìn)行相關(guān)性分析可知，面條的彈性、膠著度和咀嚼度與感官品質(zhì)呈極顯著正相關(guān)，因此在5%和15%添加量下，F(xiàn)WB面條的質(zhì)構(gòu)特性優(yōu)于普通小麥粉面條。但是，F(xiàn)WB對(duì)小麥粉的粉質(zhì)特性有劣化影響，高于15%的添加量對(duì)糊化特性和面條品質(zhì)也有不良影響，說(shuō)明FWB添加量不宜過(guò)高。通過(guò)模糊數(shù)學(xué)法和響應(yīng)面優(yōu)化得到了面條的最優(yōu)配方，即FWB 7.54%（占小麥粉）、谷朊粉8%（占混合粉）、食鹽0.5%（占混合粉）。用該配方制成的面條，各項(xiàng)指標(biāo)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，且具有較慢的淀粉消化速率和淀粉水解率，HI為61.29±3.68，eGI為73.36±2.01，顯著低于普通小麥粉面條，說(shuō)明FWB面條有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。