小麥阿拉伯木聚糖對鮮濕面條品質(zhì)的影響

張明皓， 賈 鑫， 閆文佳， 章 萌， 殷麗君

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院 植物源功能食品北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京100083）

面條是中國傳統(tǒng)的淀粉基食品， 深受人們喜愛。隨著食品工業(yè)的發(fā)展，單一以小麥面粉為原料的面條已無法滿足人們對于營養(yǎng)與口感等方面的要求， 因此開始出現(xiàn)添加各種材料改善面條品質(zhì)的產(chǎn)品[1]。 大量研究表明，添加少量的親水膠體會對面條中淀粉糊化老化性質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，比如說，改善淀粉糊化性質(zhì)和流變性質(zhì)，減少淀粉發(fā)生脫水縮合，抑制淀粉老化，從而提高淀粉的加工特性[2-4]。一般來說，在面條中添加多糖類親水膠體可以改善面條的品質(zhì)，使面條更勁道爽滑，煮制過程中減少斷條和渾湯現(xiàn)象。 Zhou 等[5]研究發(fā)現(xiàn)，添加魔芋葡甘露聚糖可以降低面條的蒸煮損失，提高面條的口感。 呂振磊等[2]研究發(fā)現(xiàn)，添加瓜爾豆膠和黃原膠的面粉的峰值黏度、 谷值黏度和終值黏度增加； 添加黃原膠和瓜爾豆膠的面條的拉伸性能和切割性能較好。王雨等[6]研究發(fā)現(xiàn)可溶性大豆多糖與面筋蛋白和淀粉相互作用， 提高了面團(tuán)的持水性、耐揉混性及谷蛋白的膨脹特性，促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和淀粉的溶脹，并抑制淀粉回生，改善生鮮面條的品質(zhì)。

阿拉伯木聚糖是由β-1，4 糖苷鍵連接木聚糖構(gòu)成的線性雜多糖[7]，主要存在于谷物的麩皮、胚乳和外殼中[8]，具有水合、氧化凝膠等性質(zhì)，并具有很多生理活性，如控制餐后血糖，提高對脂肪和膽固醇代謝的能力，抗氧化，增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)能力等[9]。小麥麩皮是小麥生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物，主要由非淀粉多糖、蛋白質(zhì)、淀粉和木質(zhì)素組成[10]。 其中，阿拉伯木聚糖是麥麩非淀粉多糖的重要組成部分，約占麥麩的20.0%～25.0%[11]。 有研究表明，添加小麥阿拉伯木聚糖（WBAX）提高了面團(tuán)的持水力，增加了面團(tuán)的黏彈性[12]，提高了面包的品質(zhì)，使面包口感更軟[13]；另外WBAX 可以使饅頭體積增大，更有彈性[14]。 目前，關(guān)于WBAX 對淀粉性質(zhì)的研究多集中在面團(tuán)本身的品質(zhì)， 對于淀粉基產(chǎn)品以面包和饅頭為主， 而對面條的研究較少。 本研究從小麥麩皮中提取阿拉伯木聚糖并將其添加到面條中，通過測定面筋蛋白的流變特性，淀粉的糊化特性，面條的蒸煮及質(zhì)構(gòu)特性等，探究不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的WBAX 對鮮濕面條品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

小麥麩皮，用鄭麥9246 磨制而成，購于河南農(nóng)業(yè)科學(xué)院；金龍魚中筋面粉（淀粉73.5%，蛋白質(zhì)11.0%，水分12.36%，脂肪1.6%），購于益海嘉里有限公司；其它試劑均為分析純級。

1.2 主要儀器與設(shè)備

AR2000 型流變儀， 美國TA Instruments 公司；RVA-4 快速黏度分析儀（RVA），澳大利亞悉尼Newport Scientific 儀器公司；TA. XT. plus 質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System 公司；NR10QC 色差儀， 三恩馳科技有限公司；SU8010 掃描式電子顯微鏡，日立公司；101-3 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海路達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；JYN-L6 面條機(jī)，九陽股份有限公司； LGJ-18 冷凍干燥機(jī)，北京四環(huán)科學(xué)儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 WBAX 的分離提取 通過堿提醇沉的方法提取WBAX[15]。經(jīng)測定最終WBAX 中，阿拉伯木聚糖含量為（56.58±0.14）%。 綜合考慮面條的色澤、口感等因素后，本試驗(yàn)中采用WBAX 的添加量為面粉質(zhì)量的0%，1%，2%，3%，4%。

1.3.2 面筋蛋白流變學(xué)性質(zhì)的測定 按照周韻[16]的方法并略有修改。 將WBAX 按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，1%，2%，3%，4%的比例加入面筋蛋白粉中， 混合均勻。 稱取1.0 g 混合粉加入5.0 mL 蒸餾水，渦旋混合均勻后，放在磁力攪拌器上攪拌30 min，以3 000 r/min 離心30 min，棄上清液，得到最佳持水力的水合面筋蛋白。將面筋團(tuán)放在流變儀平板上，開始測試前先靜置15 min 以消除樣品因擠壓而產(chǎn)生的形變。 采用直徑20 mm 的平板探頭測定動態(tài)流變性質(zhì)， 設(shè)定探頭與平臺的間距為1.000 mm。

1.3.3 面粉糊化特性測定 根據(jù)AACC76-21《小麥、黑麥及其粉類和淀粉糊化特性測定 快速黏度儀法》規(guī)定的方法，采用快速黏度分析儀（RVA）測定面粉的糊化性質(zhì)。 選用RVA 加熱程序中的“Standard method 1”方法，以14%濕基為基準(zhǔn)。將WBAX 按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%，1%，2%，3%，4%的比例加入面粉中，使混合粉總質(zhì)量為3 g，然后加入25 g 蒸餾水，攪拌均勻后開始測量。

1.3.4 面條的制備 將WBAX 分別按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，1%，2%，3%，4%的比例加入面粉中，稱取150 g 混合粉倒入全自動和面機(jī)，加入55 mL 水，啟動和面機(jī)，調(diào)至快速面條模式，制備面條。

1.3.5 面條蒸煮品質(zhì)的測定 將面條樣品放入300 mL 沸水中煮制。 經(jīng)試驗(yàn)，面條橫截面中間白芯消失時間即面條最佳蒸煮時間[5]為5 min。 將所有面條均在沸水中煮5 min 后測量。

1） 面條吸水率的測定 取10 根面條放入300 mL 沸水煮5 min。 撈出后放入50 mL 冷水中30 s，靜置20 min，稱重。根據(jù)如下公式計(jì)算面條的干物質(zhì)吸水率。

式中：M1——煮后面條質(zhì)量 （g）；M2——煮前面條質(zhì)量（g）。

2）面條干物質(zhì)損失率的測定 取10 根面條放入300 mL 沸水煮5 min，冷卻后，將冷卻用水倒入面湯中。 將所有面湯放入烘箱內(nèi)105 ℃烘至恒重，根據(jù)如下公式計(jì)算面條的干物質(zhì)損失率。

式中：m1——燒杯中加入面湯烘干后的質(zhì)量（g）；m2——燒杯質(zhì)量 （g）；M1——煮前 面條質(zhì) 量（g）。

3） 面條斷條率的測定 取50 根面條放入500 mL 沸水中煮5 min，撈出面條，根據(jù)如下公式計(jì)算面條的斷條率。

式中：Ns——熟后面條根數(shù)；N——煮前面條根數(shù)。

1.3.6 面條質(zhì)構(gòu)特性的測定 根據(jù)Zhou 等[5]的方法測定面條質(zhì)構(gòu)特性。 采用R/36R 探頭。 參數(shù)設(shè)定：形變量75%；速度80 mm/s；起始力5.0 g。

1.3.7 面條色差測定 使用色差儀分別測定生面條和熟面條。

1.3.8 面條微觀結(jié)構(gòu)分析 將制備好的生熟面條橫向切成小方塊，凍干。 在10 kV 的電壓下，通過掃描電子顯微鏡觀察橫截面的微觀結(jié)構(gòu)， 以500倍的放大率拍攝照片。

1.3.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 每個試驗(yàn)至少重復(fù)3次。 使用Origin 9.0 和SPSS 20 等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析， 采用ANOVA 確定每項(xiàng)測試間的顯著性差異（P＜0.05）。

2 結(jié)果與討論

2.1 WBAX 對面筋蛋白流變性質(zhì)的影響

圖1 顯示添加WBAX 對面筋蛋白動態(tài)黏彈性的影響。 面筋蛋白由提供面筋彈性行為的麥谷蛋白和賦予面筋黏度的麥醇蛋白組成[3，17]。 在0.1～10 Hz 范圍，面筋蛋白和WBAX-面筋蛋白混合物樣品的G′均高于G"，表明面筋蛋白和WBAX-面筋蛋白混合物均為黏彈體。 添加WBAX 降低了面筋蛋白的G′和G"，WBAX 對面筋蛋白的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成產(chǎn)生弱化作用，這是因?yàn)閃BAX 的長鏈結(jié)構(gòu)和多分支結(jié)構(gòu)影響蛋白質(zhì)間二硫鍵的形成， 限制了谷蛋白的移動和形成更大聚集體的網(wǎng)絡(luò)的能力，阻礙了蛋白分子間的交聯(lián)[18]。 另外，有研究表明，加入非淀粉多糖會與面筋蛋白競爭水，從而降低面筋品質(zhì)[4]。Koh 等[19]還發(fā)現(xiàn)，在面粉中添加阿魏酸會對面團(tuán)的流變學(xué)特性起到弱化作用，而WBAX 中也含有一定量的阿魏酸。 綜合以上原因，添加WBAX 降低了面筋蛋白的黏彈性。

圖1 WBAX 對面筋蛋白流變性質(zhì)的影響Fig.1 Effect of WBAX on rheological properties of gluten

2.2 WBAX 對面粉糊化性質(zhì)的影響

用RVA 測定面粉的糊化性質(zhì)。 由表1 可看出，添加WBAX 增加了淀粉糊化時的峰值黏度和終值黏度。淀粉糊化過程中的崩解值逐漸降低，說明加入WBAX 后，體系中淀粉抗機(jī)械剪切的能力越強(qiáng)，淀粉顆粒越不容易發(fā)生破裂[20]，改善了面條中淀粉的糊化特性。 Funami 等[21]在小麥淀粉中添加魔芋膠， 同樣發(fā)現(xiàn)淀粉峰值黏度和終值黏度增加，崩解值降低?；厣荡砻娣酆蟮睦鋮s階段淀粉分子重結(jié)晶的程度[22]。 添加WBAX 會使混合體系回生值增大， 促進(jìn)體系在冷卻過程中的老化回生。 WBAX 對面粉糊化峰值時間和糊化溫度沒有太大影響。

表1 面粉和添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)WBAX 面粉的RVA 值Table 1 RVA of wheat flour and wheat flour adding with different mass concentrations of WBAX

2.3 WBAX 對面條蒸煮品質(zhì)的影響

吸水率和干物質(zhì)損失率是評價鮮濕面條食用品質(zhì)的重要指標(biāo)[23]。由圖2 可看出，添加WBAX 會增加面條的吸水率， 隨著WBAX 添加量的增加，面條吸水率增加，這是因?yàn)閃BAX 自身有極強(qiáng)的吸水性和持水性[24]。 同時，WBAX 可通過阿魏酸二聚反應(yīng)形成氧化凝膠[25-26]，從而提高面條的吸水性，其吸水率逐漸增加。

圖2 WBAX 對面條吸水率的影響Fig.2 Effect of WBAX on water absorption of noodles

由圖3 可看出，添加WBAX 會減少面條的干物質(zhì)損失。 隨著WBAX 添加量的增加，面條干物質(zhì)損失逐漸減少。 如果淀粉和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合不緊密，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連續(xù)性就差，淀粉顆粒就會從面筋網(wǎng)絡(luò)中游離出來，使面條的干物質(zhì)損失，甚至出現(xiàn)斷條，同時使面湯渾濁度增加[27]。 在面條煮制過程中，淀粉發(fā)生糊化，支鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，直鏈淀粉顆粒溶出。 WBAX 具有螺旋式結(jié)構(gòu)[28]，添加后與面粉中的面筋蛋白相互作用，同時，WBAX 形成致密的多糖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少面條煮制過程中糊化的淀粉溶脹、破裂。

圖3 WBAX 對面條干物質(zhì)損失的影響Fig.3 Effect of WBAX on the dry matter loss of noodles

試驗(yàn)結(jié)果表明，添加或不添加WBAX，面條的斷條率均為0%（數(shù)據(jù)未列出）。WBAX 對面條吸水率、干物質(zhì)損失和斷條率的影響，與大多數(shù)親水膠體相似，添加親水膠體，會增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)和淀粉顆粒間的結(jié)合程度， 另外親水膠體本身有一定的水結(jié)合能力，從而增加面條的吸水率，減小面條的干物質(zhì)損失[29-30]。

2.4 WBAX 對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

面條質(zhì)構(gòu)特性見表2。面條的硬度和咀嚼性隨WBAX 添加量的增加而增加， 這是因?yàn)檎糁筮^程中，WBAX 與糊化的淀粉發(fā)生相互作用，提高了淀粉分子間的相互交聯(lián)和鏈的有序排列[8]，改善了面條的結(jié)構(gòu)，因此使面條硬度和咀嚼性增加。 Buksa等[12]也發(fā)現(xiàn)，阿拉伯木聚糖交聯(lián)會增加面團(tuán)的硬度。 面條黏合性隨WBAX 添加量的增加而減小，這與面筋蛋白的流變學(xué)結(jié)果一致，添加WBAX 阻礙了蛋白質(zhì)間的交聯(lián)，降低了面條的黏合性。 內(nèi)聚性主要表明組分間如何相互作用結(jié)合在一起，添加WBAX 對面條內(nèi)聚性影響不大， 說明添加WBAX 不影響面條結(jié)構(gòu)的完整性。

表2 WBAX 對面條質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of WBAX on TPA textural properties of noodles

2.5 WBAX 對面條色差的影響

面條色澤會給人對面條的第一感官印象，從而影響人們對面條品質(zhì)的評價， 它是面條感官特性的重要指標(biāo)[31]。 使用色差儀測定生熟面條的色差，L*值表示白度，數(shù)值越大，表明試樣越白，越明亮；a*表示紅綠值， 數(shù)值越大試樣越發(fā)紅；b*表示黃藍(lán)值，數(shù)值越大試樣越發(fā)黃[32]。 從表3 和表4 可看出，添加WBAX 使生、熟面條白度降低，逐漸變黃，這與WBAX 自身顏色有關(guān)。

表3 WBAX 對生面條色差的影響Table 3 Effect of WBAX on chromatic aberration of raw noodles

表4 WBAX 對熟面條色差的影響Table 4 Effect of WBAX on chromatic aberration of cooked noodles

2.6 WBAX 對面條微觀結(jié)構(gòu)的影響

如圖4 所示，生面條微觀結(jié)構(gòu)表明，在面筋蛋白中聚集了許多淀粉顆粒， 主要是因?yàn)樗瞎鹊鞍缀偷矸壑g的相互黏附。同時，沒有淀粉顆粒溶脹的跡象， 表明淀粉在生面條的制備過程中不傾向于凝膠化[5]。 整個體系中，WBAX 被整合在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。 含有1%和2% WBAX 取代的生面條樣品與對照組類似。 在3%和4% WBAX 取代的樣品中， 觀測到淀粉變形的現(xiàn)象， 說明淀粉在糊化前， 隨添加量增大，WBAX 與其它組分競爭水分。Ren 等[33]同樣發(fā)現(xiàn)添加纖維素（非淀粉多糖）會與淀粉競爭水分。與之相比，可以觀察到熟面條的微觀結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)狀，且有大量不規(guī)則的孔洞，這是由于面條煮制過程中淀粉糊化，趨于凝膠化，會形成致密的結(jié)構(gòu)[34]，進(jìn)而導(dǎo)致孔洞的出現(xiàn)。 另外，水在加熱條件下的流動也會造成孔洞[5]。 在3%和4%WBAX 取代的樣品中，可觀察到WBAX 附著在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表面， 與面筋蛋白相互作用， 限制淀粉膨脹，減少其破裂，這與面粉RVA 崩解值測定結(jié)果相符。

圖4 含有WBAX 面條的微觀結(jié)構(gòu)Fig.4 Microstructure of noodles with WBAX

3 結(jié)論

從面筋蛋白流變特性，淀粉的糊化特性，面條的蒸煮及質(zhì)構(gòu)特性等方面分析添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的WBAX 對鮮濕面條品質(zhì)的影響， 結(jié)果表明，添加WBAX 對面筋蛋白形成產(chǎn)生弱化作用。 隨著WBAX 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加， 面粉的糊化特性逐漸改善。 從蒸煮及質(zhì)構(gòu)特性看，WBAX 添加量越大，面條的吸水率越高，干物質(zhì)損失越少，且硬度和咀嚼性都隨之增加。通過改善淀粉的糊化特性，高添加量的WBAX 會限制淀粉膨脹，減少其破裂。 綜合以上結(jié)果，添加WBAX 對鮮濕面條的品質(zhì)有明顯的改善作用， 其中，4% WBAX 的改善效果最好。本研究為后續(xù)研究WBAX 改善鮮濕面條品質(zhì)提供理論依據(jù)， 也為其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。