添加擠壓苦蕎粉對(duì)純苦蕎掛面加工及面條品質(zhì)的影響

韓聰,邢俊杰,郭曉娜,朱科學(xué)

(江南大學(xué) 食品學(xué)院,江蘇 無錫,214122)

蕎麥(FagopyrumesculentumMoench.),是蓼科(Polygonaceae)蕎麥屬(Fagopyrum)植物,是我國(guó)傳統(tǒng)的小宗糧食類作物,在我國(guó)共有苦蕎和甜蕎2種主要栽培作物。蕎麥中含有豐富的膳食纖維、維生素及各種微量元素,以及其他糧食作物中所沒有的蘆丁[1]。黃酮類化合物和多酚等生物活性物質(zhì)具有降血脂、降血糖、降血壓和抗腫瘤等獨(dú)特的生理功效[2-3]。蕎麥中的淀粉可以和黃酮類物質(zhì)緊密結(jié)合形成具有低消化性的抗性淀粉,具有降低膽固醇的功效。研究表明黃酮類物質(zhì)和酚類物質(zhì)在苦蕎中的含量可達(dá)甜蕎的十幾倍[4]。此外由于苦蕎的無麩質(zhì)特性,其更適合乳糜瀉病人食用。

隨著生活水平的提高,人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)健康主食的要求越來越高,雜糧掛面在市場(chǎng)中也越來越受到歡迎,其中,苦蕎掛面由于其獨(dú)特的口味和營(yíng)養(yǎng)功能特性逐漸占據(jù)了雜糧掛面市場(chǎng)中的主流地位[5-6]。為使苦蕎掛面具有足夠的生理功效,需盡可能地提高苦蕎粉在苦蕎掛面中的添加量,然而由于苦蕎的無麩質(zhì)特性,無法形成與小麥面筋類似的面筋網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致苦蕎面團(tuán)的黏彈性和可加工性與小麥面團(tuán)相差甚遠(yuǎn)。經(jīng)過擠壓處理的苦蕎粉具有較高的黏結(jié)性,將其添加到生苦蕎粉中可以將松散的淀粉顆粒黏結(jié)在一起,促進(jìn)面團(tuán)成型[7],增強(qiáng)了苦蕎面團(tuán)的黏彈性和可塑性,因此可以通過添加擠壓苦蕎粉制作高含量苦蕎掛面。擠壓苦蕎粉的添加量及和面加水量是純苦蕎掛面加工中極其重要的2個(gè)參數(shù),擠壓苦蕎粉的含量較少時(shí)所起到的黏結(jié)作用不足,面團(tuán)結(jié)構(gòu)松散[8],擠壓苦蕎粉的含量過多會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)發(fā)黏,硬度增加[9],不利于壓延,關(guān)于擠壓苦蕎粉的含量對(duì)純苦蕎掛面加工及面條品質(zhì)的影響目前尚不清晰。此外,加水量也影響了加工過程中面團(tuán)的壓延和面條的品質(zhì),當(dāng)加水量較低時(shí)形成的面團(tuán)較硬,不易壓延,當(dāng)加水量較高時(shí),面團(tuán)軟塌且表面濕黏,容易粘輥。葉一力等[10]研究表明加水量顯著影響了面條的品質(zhì),李韋謹(jǐn)?shù)萚11]認(rèn)為機(jī)制面條的最適加水量為33%～37%,目前對(duì)加水量的研究多集中于小麥粉或小麥面條上,并不適用于苦蕎粉和苦蕎掛面的生產(chǎn)加工,對(duì)于高含量的苦蕎掛面加水量的研究報(bào)道還較少。

本研究以苦蕎粉為原料,將擠壓處理的苦蕎粉按一定的比例添加到生苦蕎粉中,制作無添加的純苦蕎掛面,將擠壓苦蕎粉的添加量及和面加水量2種因素結(jié)合,探究其對(duì)純苦蕎掛面加工品質(zhì)及面條品質(zhì)的影響,以期為高含量苦蕎掛面的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦蕎籽粒(水分含量14.11%,蛋白含量7.93%、淀粉含量74.06%、灰分2.21%),購自西昌市邛池茶業(yè)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FMHE36-24擠壓機(jī),湖南富馬科食品工程技術(shù)有限公司；FSJ-A05 N6粉碎機(jī),佛山小熊電器股份有限公司；RVA4500快速黏度分析儀,澳大利亞波通公司；MesoMR23-060V-I低場(chǎng)核磁共振呈像分析儀,上海紐邁電子科技有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀,英國(guó)Stable Microsystem公司；JHMZ-200針式和面機(jī)、JMTD-168/140實(shí)驗(yàn)面條機(jī),北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；SYT-030智能掛面干燥試驗(yàn)臺(tái),中國(guó)食品和包裝機(jī)械有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 擠壓預(yù)處理

將苦蕎籽粒使用高速粉碎機(jī)粉碎后過80目篩,使用雙螺桿擠壓機(jī)對(duì)苦蕎粉進(jìn)行擠壓預(yù)處理,溫度：120、120、180、120、120 ℃,加水量22%,螺桿轉(zhuǎn)速200 r/min,苦蕎粉擠出物在40 ℃烘箱中干燥4 h后使用高速粉碎機(jī)粉碎過80目篩,儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 純苦蕎掛面的制備

將擠壓苦蕎粉與未處理的生苦蕎粉按照表1中的配方混合均勻后加入一定質(zhì)量的水,然后使用針式和面機(jī)和面5 min,然后將和好的面絮置于25 ℃,75%相對(duì)濕度的恒溫恒濕箱熟化25 min,使用面條機(jī)在2.2、1.8、1.4、1.0、0.6 mm處各壓5次,使用切刀將面帶切成2.2 mm寬的長(zhǎng)條,置于智能掛面干燥試驗(yàn)臺(tái)中干燥,將干燥后的掛面切成20 cm長(zhǎng)的面條保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 純苦蕎掛面的配方Table 1 The formula of the whole tartary buckwheat noodles

1.3.3 面帶質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的測(cè)定[12]

面帶表面黏附力大小的測(cè)定：當(dāng)苦蕎面帶壓至1.4 mm厚時(shí),一部分面帶被裁成直徑為55 mm的小圓片,采用質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定面帶表面黏附力的大小,探頭選擇P/50,觸發(fā)力10 g,測(cè)試速度1.0 mm/s,下壓力5 000 g。面帶抗拉伸力大小的測(cè)定：將壓至1.4 mm厚的苦蕎面帶切成2.2 mm寬的長(zhǎng)條,使用A/SPR探頭進(jìn)行抗拉伸力測(cè)試,觸發(fā)力5 g,測(cè)試前速度1 mm/s,測(cè)試中速度3 mm/s,測(cè)試后速度10 mm/s,拉伸距離40 mm。

1.3.4 面帶水分結(jié)合狀態(tài)的測(cè)定

參照劉銳等[13]的方法進(jìn)行,按照表1中配方制作純苦蕎掛面,取部分壓至0.6 mm處的苦蕎面帶剪碎后均勻地鋪在樣品瓶底,擰緊瓶蓋防止水分散失,然后迅速放入核磁管中,將核磁管置于低場(chǎng)核磁共振磁場(chǎng)中心位置進(jìn)行測(cè)試,利用多層-回波(carr-purcell-meiboom-gill,CPMG)序列進(jìn)行掃描,主頻21 MHz,采樣頻率SF=100 kHz,采樣點(diǎn)數(shù)TD=27 992,采樣間隔時(shí)間TW=800 ms,回波時(shí)間Echo Time=0.3 ms,回波個(gè)數(shù)Echo Count=1 000,累加次數(shù)NS=6,利用反演程序得到全苦蕎面帶的T2弛豫時(shí)間。

1.3.5 面帶蒸煮品質(zhì)的測(cè)定

最佳蒸煮時(shí)間及蒸煮損失率的測(cè)定參照LS/T 3212—2021《掛面》,稱取約10 g面條,放入500 mL沸水中,2 min后開始取樣,每隔15 s撈出一根,用2塊玻璃板擠壓,觀察面條中間的硬黃芯,記錄黃芯消失的時(shí)間為最佳蒸煮時(shí)間。蒸煮損失率的測(cè)定：稱取約10 g面條,放入500 mL沸水中煮至最佳蒸煮時(shí)間后撈出,用去離子水沖洗10 s,將面湯轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中冷卻至室溫后定容,量取100 mL面湯于恒重后的燒杯中,將盛有面湯的燒杯置于紅外爐上蒸發(fā)至面湯近干后在105 ℃下恒重。蒸煮損失率的計(jì)算如公式(1)所示：

(1)

式中：m1,面湯中的干物質(zhì)質(zhì)量,g；m2,稱取的純苦蕎掛面的質(zhì)量,g；ω,純苦蕎掛面的水分含量,%。

斷條率的測(cè)定：取30根面條放入500 mL沸水中煮至最佳蒸煮時(shí)間后撈出,計(jì)算純苦蕎掛面的斷條率,重復(fù)3次。吸水率的測(cè)定：稱取10 g苦蕎掛面放入500 mL沸水中,達(dá)到最佳蒸煮時(shí)間后立刻撈出,用去離子水淋洗10 s后用濾紙吸干表面水分,稱重,計(jì)算純苦蕎掛面的吸水率。

1.3.6 純苦蕎掛面質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的測(cè)定[14]

將純苦蕎掛面煮至最佳蒸煮時(shí)間后迅速撈出,在冷水中浸泡10 s后撈出用保鮮膜覆蓋,取3根面條平行地鋪在測(cè)試平臺(tái)上,使用P36/R探頭進(jìn)行TPA測(cè)試,測(cè)試前速度1.0 mm/s,測(cè)試中速度0.2 mm/s,測(cè)試后速度為1.0 mm/s,觸發(fā)力5 g,壓縮形變75%,2次壓縮間隔時(shí)間3 s；使用A/SPR探頭進(jìn)行熟面條抗拉伸力測(cè)試,測(cè)試前速度1.0 mm/s,測(cè)試中速度3.0 mm/s,測(cè)試后速度10 mm/s,觸發(fā)力5 g,拉伸距離35 mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 面帶質(zhì)構(gòu)品質(zhì)分析

經(jīng)過擠壓后苦蕎粉中的淀粉顆粒破損,直鏈淀粉和支鏈淀粉析出,其中直鏈淀粉相互纏繞形成連續(xù)相,支鏈淀粉作為分散相填充于其中形成凝膠網(wǎng)絡(luò)[15],高強(qiáng)度的凝膠結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)面帶成型[12]。苦蕎粉中不含面筋蛋白,當(dāng)苦蕎粉的添加量為100%時(shí),無法形成面團(tuán),由于擠壓苦蕎粉的膠黏作用和凝膠特性,將擠壓苦蕎粉添加到生苦蕎粉中可以提高面團(tuán)的加工性能。此外,在加水和面和壓延過程中,面團(tuán)中各種成分與水分子之間都發(fā)生了復(fù)雜的相互作用[16-17],水分含量的大小也對(duì)面制品的品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。采用質(zhì)構(gòu)分析儀對(duì)面帶的表面黏附力和抗拉伸力進(jìn)行分析,表面黏附力是將面帶與壓輥剝離所需要的力[18],表面黏附力越大,面帶表面越黏?？估炝τ脕肀硎久鎺?nèi)部黏聚力的大小,較高的抗拉伸力可以降低面帶在壓延過程中出現(xiàn)裂紋的可能性[19]。通過測(cè)定面帶表面黏附力和抗拉伸能力的大小可以反映面帶加工品質(zhì)的好壞。

如圖1-a所示,隨著加水量的增加,苦蕎面帶的表面黏附力逐漸增大,當(dāng)加水量由34%逐漸增加至37%,N30、N35和N403組苦蕎面帶表面黏附力分別增加了111.01%、74.48%、71.04%,當(dāng)配方為N35-4、N40-3和N40-4時(shí),苦蕎面帶在壓延過程中有粘輥現(xiàn)象。這可能是因?yàn)樗趾康脑黾佑绊懥嗣鎺?nèi)部的淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,使淀粉-淀粉之間的分子間作用力下降,減弱了對(duì)擠壓所產(chǎn)生的糊精等黏性小分子物質(zhì)的束縛作用[20],導(dǎo)致其更多地分布在面帶表面,使表面黏附力增大。此外,當(dāng)加水量較高時(shí),面團(tuán)不能完全吸收水分導(dǎo)致水分子殘留在面帶表面增加了面帶的表面黏附力[16]。在相同的水分含量下,擠壓苦蕎粉的添加量越高,面帶內(nèi)部所含的破損淀粉和糊精等小分子物質(zhì)越多,吸水后導(dǎo)致面帶的表面黏附力越強(qiáng)。當(dāng)擠壓苦蕎粉的含量較少,其所提供的黏聚力和凝膠作用較弱,不易形成面團(tuán),當(dāng)擠壓苦蕎粉的含量過多,面團(tuán)在壓延過程中則容易粘輥。

如圖1-b所示,在相同的擠壓苦蕎粉添加量下,隨著加水量的增加面帶的抗拉伸力逐漸減小,N30、N35和N403組面帶的抗拉伸力分別從47.75、50.27、61.28 g下降至36.84、41.17、54.26 g。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn),當(dāng)面帶的抗拉伸力大于30 g時(shí),面帶在壓延過程中延展性較好,面帶不易斷裂。加水量的增加導(dǎo)致面帶的抗拉伸力逐漸減小,這可能是因?yàn)榧铀康脑黾訙p弱了淀粉的凝膠作用,降低了分子之間的摩擦力,增強(qiáng)了分子之間的相互移動(dòng)性,面團(tuán)的可塑性增強(qiáng)[21]。而在相同的加水量下,擠壓苦蕎粉添加量越高,其為面帶提供的黏聚力更強(qiáng),使面帶的抗拉伸力逐漸增加。

a-表面黏附力；b-抗拉伸力圖1 擠壓苦蕎粉添加量及加水量對(duì)面帶質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響Fig.1 The effect of the amount of extruded tartary buckwheat flour and water content on the textural property of dough sheet注：同一系列不同小寫字母表示在P<0.05水平具有顯著性差異(下同)

2.2 面帶水分結(jié)合狀態(tài)分析

擠壓苦蕎粉及和面加水量對(duì)純苦蕎掛面面帶水分結(jié)合狀態(tài)變化的影響如表2所示。其中,T21表征存在于淀粉顆粒內(nèi)部或與面筋網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合的水,T22表征存在于淀粉顆粒外部或存在于面筋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的水,T23表征存在于淀粉顆粒外部或毛細(xì)管中的水[22]。橫向弛豫時(shí)間(relaxation time,T2)越短,表明面帶中的水分的自由度越小,與非水組分的結(jié)合更加緊密,橫向弛豫時(shí)間越長(zhǎng),則表明面帶中的水分的自由度越大[23]。擠壓苦蕎粉的含量不同時(shí),加水量的變化對(duì)面帶水分結(jié)合狀態(tài)變化的影響基本一致。當(dāng)擠壓苦蕎粉的含量分別為30%,35%,40%時(shí),隨著加水量的增加,苦蕎面帶的T21、T22和T23均增加,這表明加水量的增加導(dǎo)致苦蕎面帶束縛強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水的能力減弱,水分子在苦蕎面帶中的移動(dòng)性增強(qiáng),當(dāng)加水量過高時(shí),會(huì)影響面團(tuán)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,導(dǎo)致面團(tuán)的加工性能降低[24]；而在相同的加水量下,隨著擠壓苦蕎粉添加量的增加,苦蕎面帶的T21、T22、T23均有所縮短,苦蕎粉經(jīng)過擠壓后其中的淀粉分子破損,親水基團(tuán)暴露,隨著擠壓苦蕎粉含量的增加,苦蕎面帶束縛強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水的能力有所增強(qiáng)[25],水分子在苦蕎面帶中的移動(dòng)性減弱。有研究表明,面帶中水分的可移動(dòng)性越低,越有利于面帶的加工[13]。

2.3 純苦蕎掛面的糊化特性分析

隨著擠壓苦蕎粉添加量的增加,純苦蕎掛面的峰值黏度、谷值黏度、終值黏度和回生值均呈顯著下降(P<0.05)的趨勢(shì),而崩解值呈顯著增加(P<0.05)的趨勢(shì),表明擠壓苦蕎粉含量的增加降低了淀粉糊的熱糊穩(wěn)定性[26]。擠壓導(dǎo)致淀粉顆粒破損,淀粉分子被降解產(chǎn)生大量小分子物質(zhì),擠壓苦蕎粉的含量越高,體系中存在完整的淀粉顆粒越少,導(dǎo)致淀粉糊自由溶脹的能力降低,因此峰值黏度降低,此外,淀粉分子降解產(chǎn)生的短鏈小分子物質(zhì)阻礙了淀粉的回生,導(dǎo)致淀粉糊的終值黏度和回生值降低[27-28]。隨著加水量的增加,苦蕎掛面的峰值黏度、谷值黏度、終值黏度和回生值均顯著下降(P<0.05),崩解值顯著增加(P<0.05),這表明加水量的增加降低了純苦蕎掛面的熱糊穩(wěn)定性,有研究表明,谷值黏度較高的面條通常具有更低的蒸煮損失[29]。

表2 擠壓苦蕎粉添加量及加水量對(duì)面帶的橫向 弛豫時(shí)間的影響 單位：ms

表3 擠壓苦蕎粉添加量及和面加水量對(duì)純苦蕎掛面糊化特性的影響 單位：mPa·s

2.4 純苦蕎掛面的蒸煮品質(zhì)分析

擠壓苦蕎粉添加量及加水量對(duì)純苦蕎掛面蒸煮特性的影響如表4所示。由于苦蕎粉中無面筋蛋白,在蒸煮過程中純苦蕎掛面內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的完整性主要依靠淀粉形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)維持[30-31]。在小麥面條中,加水量較高可以使面筋網(wǎng)絡(luò)形成更充分,而對(duì)于純苦蕎掛面,加水量過多則稀釋了苦蕎粉凝膠,使面條內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠致密[32],在蒸煮過程中淀粉顆粒更易吸水溶脹,使吸水率逐漸增加。此外,由于加水量影響了凝膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,面條中的小分子物質(zhì)在蒸煮過程中更易溶出[33],隨著加水量的增加,N30、N35、N403組純苦蕎掛面的蒸煮損失率分別增加了12.56%、20.20%、21.00%。擠壓苦蕎粉含量的增加為純苦蕎掛面提供了更好的凝膠作用,限制了蒸煮過程中淀粉分子吸水溶脹[34],導(dǎo)致掛面的吸水率降低。

當(dāng)加水量分別為34%、35%、36%和37%時(shí),隨著擠壓苦蕎粉的含量由30%增加到35%、40%,純苦蕎掛面的蒸煮損失率的增長(zhǎng)幅度均超過了20%,淀粉的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不及面筋蛋白網(wǎng)絡(luò),在蒸煮過程中由于沸水的作用更易被破壞[15],擠壓苦蕎粉的含量增加,在蒸煮過程中溶出的小分子物質(zhì)也越多,導(dǎo)致蒸煮損失率增加。

表4 擠壓苦蕎粉添加量及加水量對(duì)純苦蕎掛面 蒸煮特性的影響 單位：%

2.5 純苦蕎掛面的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)分析

純苦蕎掛面熟面的TPA測(cè)試結(jié)果見圖2。硬度表征牙齒咬斷面條時(shí)所需要的力,其大小可以用來評(píng)價(jià)面條的總體品質(zhì)[35],黏附性則可以表示面條入口和咀嚼時(shí)的爽滑性,黏附力大的面條在咀嚼時(shí)會(huì)有粘牙的口感,咀嚼性的大小可以用來評(píng)價(jià)面條的彈性,抗拉伸力可以反映面條的筋道感[36]。

當(dāng)擠壓苦蕎粉的含量分別為30%,35%,40%時(shí),隨著加水量的增加,N30、N35、N403組純苦蕎掛面的硬度分別下降了10.98%、15.24%、18.61%,咀嚼性和抗拉伸力的下降幅度均超過了20%。隨著加水量的增加,面條內(nèi)部分子之間的相互移動(dòng)性增強(qiáng),分子之間的相互作用力減弱[24],影響了淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成,且在蒸煮過程中淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到進(jìn)一步的破壞,使面條的硬度、咀嚼性和抗拉伸力不斷下降。隨著加水量的增加,掛面的吸水率增加,吸水率越高面條的硬度越低。當(dāng)純苦蕎掛面中擠壓苦蕎粉的含量越多,隨加水量的增加,硬度和抗拉伸力的下降幅度也越大,此外,被破壞的淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不能很好地束縛住由擠壓產(chǎn)生的小分子物質(zhì)[37],導(dǎo)致其吸附在面條表面,增加了面條的黏附性。當(dāng)擠壓苦蕎粉的添加量越高,其所提供的凝膠作用越強(qiáng),且擠壓所產(chǎn)生的破損淀粉和黏性小分子物質(zhì)可以提供更好的黏結(jié)作用以進(jìn)一步增強(qiáng)面條內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因此隨著擠壓苦蕎粉添加量的增加,面條的硬度和咀

a-硬度；b-黏附性；c-咀嚼性；d-抗拉伸力圖2 擠壓苦蕎粉添加量及加水量對(duì)純苦蕎掛面質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.2 Effect of the amount of extruded tartary buckwheat flour and water content on the textural property of the whole tartary buckwheat noodles

嚼性不斷增大。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)純苦蕎掛面在加工過程中難以壓延成型的問題,通過添加擠壓苦蕎粉促進(jìn)面帶在壓延過程中更好地成型,使面帶可以順利加工成苦蕎掛面,擠壓苦蕎粉的添加量及加水量對(duì)純苦蕎掛面的加工品質(zhì)及面條品質(zhì)均產(chǎn)生了較大影響。

隨著擠壓苦蕎粉的添加量增加,面帶的表面黏附力和抗拉伸力顯著增加(P<0.05),蒸煮后面條的硬度和咀嚼性均有所增加,但同時(shí)面條的蒸煮損失率也有所增加；隨著和面加水量的增加,面帶的表面黏附力顯著增加(P<0.05),抗拉伸力顯著下降(P<0.05),蒸煮后面條的硬度和咀嚼性下降,蒸煮損失率顯著增加(P<0.05),總的看來,當(dāng)擠壓苦蕎粉的添加量為30%,加水量34%時(shí),面帶的表面黏附力最低,抗拉伸力適中,蒸煮損失率最小,質(zhì)構(gòu)品質(zhì)較好。本文通過添加擠壓苦蕎粉加工成純苦蕎掛面,為高含量苦蕎掛面或其他雜糧掛面的生產(chǎn)提供一定的數(shù)據(jù)參考。