乳酸菌發(fā)酵對油莎豆全粉面條品質的影響

吳隆坤, 胡文顥, 李 佩, 白 巖, 胡盛安

(沈陽師范大學 糧食學院, 沈陽 110034)

0 引 言

油莎豆(CyperusesculentusL.),別稱虎堅果,是一種重要的多用途經濟作物,原產非洲,在2016年農業(yè)部全國種植業(yè)結構調整規(guī)劃后,成為大力推廣的作物。其塊莖富含脂肪、蛋白、淀粉、膳食纖維等成分,通常用于食用油、豆乳、休閑食品等加工材料[1]。油莎豆粉不含麩質蛋白和谷膠蛋白,因此對麩質過敏的人可以取代麥類面粉食用。油莎豆低溫脫脂細化,可制成不易氧化和酸敗的優(yōu)質脫脂油莎豆粉,脫脂油莎豆面粉成分、口感與小麥類似,油莎豆蛋白的氨基酸比值系數為82.41%,是一種極具開發(fā)前景的的天然優(yōu)質蛋白。油莎豆所含的淀粉是一種天然存在的慢消化淀粉,能夠維持餐后的血糖穩(wěn)定,可預防糖尿病、肥胖等疾病[2]。將油莎豆粉做成主食,是油莎豆在中國推廣的重要途徑。大量研究表明,乳酸菌發(fā)酵可提高谷物類、豆類、根莖類淀粉產品的加工特性,發(fā)酵后食品的咀嚼性等品質得到顯著提高[3-6]。本研究是先利用乳酸菌發(fā)酵油莎豆粉,再將其與小麥粉混合制作面條,并從質構、蒸煮品質和感官評定等方面對面條的品質進行考察,為進一步利用油莎豆提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 主要實驗材料

高筋小麥粉:中糧利金(天津)糧油股份有限公司;油莎豆粉產自新疆;乳酸菌HH-P56(1010cfu·g-1):天益生物科技有限公司。

1.2 設備與儀器

紫外分光光度計721型:上海元析器有限公司生產;恒溫發(fā)酵箱:上海精宏實驗設備有限公司;CT3質構儀:上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司;pH酸度計:上海儀邁器科技有限公司;壓面機:上海市巧媳婦食品機械有限公司。

1.3 發(fā)酵油莎豆粉制作

將乳酸菌按照4%,6%,8%,10%,12%比例加入油莎豆粉中,放入發(fā)酵箱中設置37℃進行發(fā)酵,發(fā)酵時間分別為0,2,4,6,8,10,12,14,16,18和20 h,發(fā)酵完成后將油莎豆粉放入烘箱在40 ℃進行低溫烘干,測定發(fā)酵油莎豆粉的pH值和淀粉酶活性[6]。

1.3.1 發(fā)酵油莎豆粉pH值測定

取發(fā)酵后的油莎豆粉2.5 g加入22.5 mL去離子水中,用磁力攪拌器邊攪勻邊測定混合液中的pH值,平行3次測定求平均值[6]。

1.3.2 淀粉酶活性測定

采用碘量法進行淀粉酶活性測定。具體步驟為:取發(fā)酵后的油莎豆2.5 g,用2.0 g·L-1的CaCl2混合均勻后定容至25 mL,30 ℃水浴0.5 h后離心10 min(4 000 r·min-1),取上清液作為胞外淀粉酶提取液;將2.0 g·L-1淀粉溶液40 μL, 0.1 mol·L-1pH7的磷酸鹽緩沖液4 μL以及淀粉粗酶提取液36 μL混合,在40 ℃水浴鍋中水浴40 min,加入20 μL HCl(1 mol·L-1)于混合液中止水解;混合液中加入100 μL碘試劑反應2 min,取混合液150 μL加入96微孔板,置于酶標儀中,在580 nm波長讀其吸光值[6]。根據淀粉-碘顯色標準曲線計算淀粉降解量[7]。每分鐘能水解1 μg淀粉所需的酶量定為酶活力單位(U·g-1)。

酶活計算公式:

(1)

式中:V為反應中酶液體積,mL;ρ為樣品酶液的質量濃度,g·mL-1;t為酶反應時間,min。

1.4 乳酸菌發(fā)酵油莎豆粉面條的制作

乳酸菌含量為6%,與進行16 h發(fā)酵的油莎豆粉與小麥粉按照0,5%,10%,15%,20%,25%和30%進行混合,加入一定量水,利用手動壓面機壓制成長18 mm、寬2 mm、厚2 mm的面條,檢測備用。

1.5 蒸煮品質[8]

1.5.1 最佳蒸煮時間

分別取油莎豆粉與小麥粉不同混合比例制成的面條各20根,放在500 mL水中,一直保持微沸狀態(tài),2 min后每隔30 s撈出一根,觀察是否還有白芯存在,直到無白芯存在,停止計時,此時為最佳蒸煮時間。每個蒸煮時間測定3次,取平均值。

1.5.2 斷裂率的測定[9]

將油莎豆粉與小麥粉不同混合比例制成的面條各20根放在500 mL水中,煮至最佳蒸煮時間,撈出放入冷水中,數出斷條數n,計算斷裂率,每個蒸煮時間測定3次,取平均值。

1.5.3 渾濁度的測定[6]

將500 mL水中的20根面條煮至最佳蒸煮時間,撈出面條,把面湯倒入1 000 mL燒杯中,然后放置冷卻,之后加入蒸餾水定容至1 000 mL,攪勻,然后使用紫外分光光度計,在720 nm下測定其吸光度。各測定3次,取平均值。

1.5.4 損失率的測定[10]

取50 g面條,放在500 mL水中,煮至最佳蒸煮時間,撈出面條,把面湯倒入1 000 mL燒杯中,放置冷卻,然后加水定容至1 000 mL,混勻。之后量出50 mL面湯倒入小燒杯中(小燒杯質量記作(m1),然后在95 ℃烘箱中烘干至恒重m2。計算損失率:

1.5.5 面條質構測定[11]

在500 mL水中放50根面條,煮至最佳蒸煮時間觀察面條橫切面中白芯剛好消失的時間,撈出放入冷水1 min后將面條撈出,用紙擦干水分。啟用質構儀進行TPA質構分析,選用有機玻璃刀型探頭TA7,測定數據。測試參數∶壓縮比為70%,測前為2.0 mm·s-1,測試時間為1.0 mm·s-1,測后為2.0 mm·s-1,觸發(fā)力為0.5 N。每組面條進行3次測試,取平均值。

1.5.6 色差分析

參照吳飛虎等[12]的方法,用色差儀分別測定乳酸發(fā)酵油莎豆粉面條的色差值。

1.5.7 感官評定

選擇10人進行評定,按照我國行業(yè)標準《糧油檢驗 小麥粉面條加工品質評價》(GB/T 35875—2018)進行評定。感官評定見表1[13]。

表1 發(fā)酵面條感官評分標準Table 1 The sensory evaluation criteria for Cyperus vulgaris noodles

1.6 數據處理

實驗結果采用SPSS 26分析軟件進行數據統(tǒng)計分析,P<0.05表示有顯著差異;采用origin作圖軟件進行作圖。

2 結果與分析

2.1 接種量對油莎豆粉發(fā)酵的影響

淀粉-碘顯色反應標準曲線方程為y=145.55x+0.163 2,R2=0.999,通過A580計算淀粉酶降解的淀粉含量,進一步計算淀粉酶的酶活。

植物乳桿菌活性受到pH影響較大,通過淀粉酶活性變化來確定乳酸菌最佳的發(fā)酵時間。結果表明,隨著發(fā)酵時間的延長,油莎豆粉的pH值不斷降低,接種20h接種量12%的油莎豆粉pH值低于4.5。淀粉酶活性從發(fā)酵初期到14 h時,可以看到淀粉酶活性緩慢變化,淀粉酶16 h時不同接種量的油莎豆粉的淀粉酶活性有了較為明顯的提升,6% 接種量的酶活性在發(fā)酵16 h達到實驗所有添加量的峰值700 U·g-1,且與4%的差異顯著和8%的接種量差異顯著(p<0.05)。因此,選擇6%的乳酸菌添加量和發(fā)酵16 h作為發(fā)酵條件。

圖1 接種量對發(fā)酵的影響Fig.1 Effect of inoculum on fermentation

2.2 油莎豆發(fā)酵面條的蒸煮品質

乳酸菌發(fā)酵的油莎豆粉面條的最佳蒸煮時間比普通小麥粉都要短,其中30%添加量的最佳蒸煮時間為2.67 min,時間短于小麥粉全粉的最佳蒸煮時間5.30 min,推測其原因是發(fā)酵油莎豆粉中油莎豆蛋白含量5.78%,形成的面筋網絡比普通小麥粉較差,因此油莎豆粉面條的最佳蒸煮時間要短于普通小麥粉。隨著油莎豆粉添加量的增加,斷條率上升,同時整體蒸煮損失率和渾濁度均呈現(xiàn)上升趨勢。徐一涵等[6]對發(fā)酵馬鈴薯中淀粉的研究發(fā)現(xiàn),乳酸發(fā)酵時間較長會破壞馬鈴薯的蛋白質和脂肪結構,釋放出集合的淀粉,從而造成面條損失率上升。蒸煮損失率和面湯濁度是評價面條品質好壞的主要指標,品質好的面條在制面過程中能形成致密且穩(wěn)定面筋網絡結構,將淀粉顆粒包裹在內,減少面條在煮制中的斷條和淀粉溶出,因此蒸煮損失率和面湯濁度越低表明面條品質越好。

表2 不同比例發(fā)酵油莎豆粉面條烹煮特性的影響Table 2 Effect of addition of different fermented Cyperus vulgaris flour on cooking properties of fresh noodles

添加量不同的發(fā)酵油莎豆粉制成面條的質構見表3。結果表明,隨著添加量的增加,面條的硬度不斷增加,而且其內聚力和黏性都在不斷降低,形成面條的能力逐漸降低,預實驗添加量超過35%時,不能成條,主要與油莎豆粉中蛋白質組成有關。隨著油莎豆粉添加量增加,面條的咀嚼性不斷增加,黏性減小,幾種添加量不同的面條的彈性變化并不明顯。以往的研究表明,面條的口感與面條的硬度和咀嚼性成正相關,這樣的面條具有更好的筋道口感[14],與本實驗的感官評分一致,見表4。色度儀測量值的結果顯示,隨著油莎豆粉添加量的增加,亮度參數L*值逐漸降低,紅綠參數A*與黃藍參數B*都呈現(xiàn)上升趨勢,總體面條的顏色變暗。感官評分得出發(fā)酵油莎豆粉含量越高,口感越好,添加量為30%的油莎豆粉感官評分為89.21±1.13,因此在面條中加入發(fā)酵油莎豆粉能夠增加面條的風味。

表3 不同比例發(fā)酵油莎豆粉對面條質構的影響差值Table 3 Effects of different proportions of fermented Cyperus vulgaris powder on noodle texture

表4 不同比例發(fā)酵油莎豆粉面條色差值Table 4 Color difference values of fermented Cyperus vulgaris noodles with different proportions

3 結 語

本實驗將添加乳酸菌發(fā)酵的油莎豆粉和小麥粉作原料制成面條,面條的質構特性和口感均有改善。研究對象是加工后的濕面條,結果表明,溫度、濕度、干燥時間等加工條件對面條品質有影響。今后的研究要在加工工藝上進行優(yōu)化,并在油莎豆品種選擇、發(fā)酵油莎豆粉制品風味和營養(yǎng)組分變化及發(fā)酵菌種選擇優(yōu)化等方面做進一步研究。