添加紅薯葉對復合面條性能的影響

張迎敏，任廣躍，2*，段 續(xù)，2，李琳琳，2，樊小靜，王兆凱

（1 河南科技大學食品與生物工程學院 河南洛陽 471023 2 糧食儲藏安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心 鄭州 450001）

紅薯葉是紅薯藤蔓葉子，又叫地瓜葉、甘薯葉，是天然的綠色食品，在中國的西部乃至世界被譽為“蔬菜皇后”“抗癌蔬菜”[1]。紅薯葉中富含膳食纖維，其在人體消化系統(tǒng)中的作用突出，可促進腸胃蠕動；紅薯葉中還富含多酚、植固醇、黃酮類化合物等，多酚類物質(zhì)可以抵御細胞癌變的發(fā)生，黃酮類物質(zhì)對乳汁的分泌有促進作用。除此之外，紅薯葉中還有其它蔬菜沒有的保健功能，如增強免疫力，增強凝血功能，降低血糖等。紅薯葉中的有機物質(zhì)不僅可以保持皮膚細膩，還可以延緩衰老[2-4]。Drapal 等[5]比較了6 個品種的紅薯葉片和葉柄的抗氧化活性成分的含量及其抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)紅薯葉片比葉柄具有更高的抗氧化能力。黃盛藍等[3]介紹了紅薯葉中多種營養(yǎng)成分的含量，分析了紅薯葉中的主要活性成分，并概述目前紅薯葉的綜合開發(fā)利用現(xiàn)狀。因儲存和運輸條件所限，紅薯葉相關(guān)產(chǎn)品的加工容易造成原料損失和營養(yǎng)物質(zhì)的惡化[6]，再加上目前紅薯葉利用率較低，大部分都被遺棄在農(nóng)田，造成資源的嚴重浪費，有效開發(fā)利用紅薯葉已成為亟待解決的問題[7]。

本研究將紅薯葉干燥制粉，添加到復合面條中，探究紅薯葉粉對其復合面條干燥特性、煮制特性、質(zhì)構(gòu)特性、感官特性、色澤、微觀結(jié)構(gòu)的影響，確定面條的最佳配比，為紅薯副產(chǎn)品加工提供理論和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮脫毒紅薯葉，洛陽市紅薯產(chǎn)業(yè)協(xié)會；精制碘鹽、陳克明小麥粉，洛陽大張超市；谷朊粉（100目），封丘縣華豐粉業(yè)有限公司；ZnAc2（分析純級），天津市科密歐化學試劑有限公司；EDTA-2Na（分析純級），天津市德恩化學試劑有限公司。

1.2 材料與儀器

GHRH-20 熱泵干燥機，廣東省農(nóng)業(yè)機械研究所；101 電熱鼓風干燥箱、220V-AC 萬用電爐，北京科偉永興儀器有限公司；SMS TA.XT Epress 食品物性分析儀，Stable Micro Systems Ltd；color 15色差儀，美國愛色麗公司；TM 3030 Plus 掃描電鏡，日本日立高新技公司；FKM-20 壓面條機，永康市炫林工貿(mào)有限公司；YP10002 電子天平，上海衡際科學儀器有限公司；HC-200 高速多功能粉碎機，浙江省永康市金穗機械制造廠；GB/T 6003.1-2012 標準檢驗篩，紹興市上虞華豐五金儀器有限

公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 紅薯葉復合面條制作工藝

1.3.1.1 紅薯葉粉制備 挑選葉片顏色均勻一致、無蟲眼、新鮮的紅薯葉，根據(jù)實驗室前期對紅薯葉預處理和干燥工藝的探究可知，把紅薯葉放到90 ℃護色液中護色90 s，護色液中ZnAc2與EDTA-2Na 的質(zhì)量比為1 ∶1 （護色劑總量3 g/kg水），護色后冷卻瀝水以待干燥[8]；將瀝干的紅薯葉放于52 ℃的熱泵中進行干燥直至水分含量為58%迅速轉(zhuǎn)到73 ℃熱風中進行后期干燥，待其水分降至安全水分（紅薯葉粉含水量均低于8%，符合粉體貯藏安全水分要求），粉碎后過100 目篩備用[9]。

1.3.1.2 和面 用電子天平稱取混合粉200 g，其中紅薯葉粉添加量分別為5%，10%，15%，20%，25%，谷朊粉20 g，其余為小麥粉。將2 g 食鹽充分溶解在100 mL 蒸餾水中，將溶解的食鹽水倒入混合粉中攪拌成面絮狀，糅合5 min，使面絮干濕得當，表面沒有大量干粉且用手緊握時恰好不松散，手松時又能零散成絮。

1.3.1.3 熟化 為了形成更完整的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，把糅和好的面團放入保鮮袋中置于室溫20 min。

1.3.1.4 切面 將熟化后的面團放到壓面機中進行反復軋延，直到面帶表面光滑，調(diào)小面輥的間隙，再復輥2～3 次，直到面片的色澤均勻一致，然后安裝切面刀，根據(jù)需要調(diào)節(jié)切刀的寬度進行出面，最后的生鮮面條長200 mm，寬3 mm，厚1 mm。

1.3.1.5 干燥 將上述的生鮮面條放入熱泵干燥機內(nèi)進行干燥，其中風速1.5 m/s，溫度40 ℃，使面條的濕基含水率降到13%以下（安全水分含量），備用。

1.3.2 干燥特性的測定 干基含水率可按公式（1）計算[10]：

式中，Mt——任意干燥時間t 時面條的質(zhì)量，g；M1——任意干燥時間t 時鮮濕面條的初始質(zhì)量，g；X——任意干燥時間t 時面條的干基含水率，g/g；ω1為初始濕基含水率，g/g。

干燥過程中的干燥速率按公式（2）計算[11]：

式中，U——干燥速率，g/（g·h）；Xt——干燥時間t 時面條的干基含水率，g/g；Xt+Δt——干燥時間t+Δt時面條的干基含水率，g/g；Δt——干燥間隔時間，h。

1.3.3 最佳煮制時間的測定 使用可調(diào)式電爐加熱1 000 mL 水，待水微沸時投放40 根面條，煮制2 min 后開始取樣，接著每隔30 s 取一根，用剪刀剪斷并細觀紅薯復合面條斷截面的白硬心線，白線消沒的煮制時間即為最佳煮制時間[12]。

1.3.4 煮制斷條率的測定 使用可調(diào)式電爐加熱1 000 mL 水，等水微沸時放入40 根面條，達到最佳煮制時間后，停止加熱，把面條輕輕挑出放到?jīng)鏊羞^濾，按公式（3）計算煮制斷條率（S）[13]：

1.3.5 煮制損失率測定 稱取10.0 g 樣品，精確至0.1 g，放入盛有500 mL 沸水的燒杯中，用電爐加熱，保持水的微沸狀態(tài)，煮至最佳煮制時間，用筷子挑出掛面，把面湯放至常溫后，轉(zhuǎn)入500 mL容量瓶中定容后搖勻，向恒重250 mL 的燒杯倒入50 mL 面湯，放在可調(diào)式電爐上蒸發(fā)大部分水分后，再吸入面湯50 mL，繼續(xù)蒸發(fā)至近干，放入105℃烘箱內(nèi)烘至恒重，質(zhì)量記為M，計算煮制損失率[14]。

式中，P——面條煮制損失率，%；M——100 mL 面湯干燥至恒重的質(zhì)量，g；W——面條初始含水量，g/g；G——初始面條質(zhì)量，g。

1.3.6 質(zhì)構(gòu)特性的測定 質(zhì)構(gòu)特性分別進行質(zhì)地剖面分析（Texture profile analysis，TPA）試驗和剪切特性測試，得到硬度、膠黏性、彈性及凝聚力等值[15]。

TPA 測試參數(shù)：探頭規(guī)格：P/75，測前速率（Pre-test rate）：1.0 mm/s，測中速率（Testing rate）：0.8 mm/s，測后速率（Post-test rate）：5.0 mm/s，壓縮程度（Degree of compression）：70%，停留時間（Stay time）：5 s，觸發(fā)力（Trigger force）：5 g，每組試驗做6 個水平取平均值[10，16]。煮制30 根復合面條，待其達到最佳煮制時間，迅速取出過水1 min，然后取5 根并截取長為8 cm 復合面條平行擺放在測試臺上進行測定。

1.3.7 感官特性標準 紅薯葉面條的感官評價小組由5 名有一定學術(shù)見解的專業(yè)人員組成，對熟制之后的復合面條的色澤、風味等進行綜合評估。評分標準參考LS/T 3202-1993 《面條用小麥粉》，部分進行參考修改，具體參考執(zhí)行標準如表1所示[17]。

表1 紅薯葉復合面條感官評價指標Table 1 Sensory evaluation index of sweet potato leaf compound noodles

1.3.8 面條色澤測定 取面條25 根，放入1 000 mL 沸水中煮至最佳煮制時間，撈出后淋水1 min，將5 根長為5 cm 的面條緊密平行放在平板上，用色差計測定Lab 值，每組做5 次平行試驗并求均值[18]。

1.3.9 微觀結(jié)構(gòu) 干制面條放于掃描電鏡下，觀察紅薯葉面條橫面和切面微觀結(jié)構(gòu)。

1.3.10 數(shù)據(jù)處理 采用Origin 8.5 和SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅薯葉粉添加量對其復合面條干燥特性的影響

不同紅薯葉粉添加量復合面條的干燥曲線和干燥速率如圖1所示。設(shè)定紅薯葉復合面條的干燥終點時間為110 min，其中添加量為5%，10%，15%，20%，25%的初始干基含水率分別為0.455，0.4945，0.4585，0.5026，0.5214 g/g，干燥終點時其干基含水率依次為0.1439，0.1248，0.1649，0.1552，0.1467 g/g，不同含量紅薯葉粉的生鮮復合面條的含水率不同。紅薯葉粉含量為25%的初始干基含水率最大，干燥速率最快，其原因在于當紅薯葉粉含量較高時，其木質(zhì)纖維含量隨之增加，面筋蛋白含量則相對較低，因而形成的面筋網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定且孔隙較大，致使自由水占比提升，水分蒸發(fā)速率較快。適量紅薯葉粉能提高面條面筋結(jié)構(gòu)的孔隙率，加快水分擴散進而提高干燥速率；過多的紅薯葉粉則容易使面筋結(jié)構(gòu)被破壞從而降低面條的品質(zhì)。由圖1可知，在相同干燥時間內(nèi)，紅薯葉粉添加量為10%的面條在干燥終點時干基含水率最低，干燥速率相對較高。干燥至相同干基含水率時，紅薯葉粉添加量為10%的面條所需要的時間最短，干燥能耗最低。在干燥初期，添加量為25%的面條干燥速率小于添加量為10%的干燥速率，從中期開始大于10%的干燥速率，這說明紅薯葉添加過量影響紅薯葉復合面條干燥后期的干燥速率。

圖1 不同紅薯葉粉添加量復合面條的干燥特性曲線圖Fig.1 Drying characteristic curve diagram of compound noodles with different additions of sweet potato leaf powder

2.2 紅薯葉粉添加對其復合面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.2.1 紅薯葉復合面條的質(zhì)構(gòu)特性 通過食品物性分析儀測定了不同添加量紅薯葉復合面條的TPA 特性和剪切特性，測定結(jié)果如表2和表3所示。

表2 紅薯葉復合面條TPA 特性測定結(jié)果Table 2 Test results of TPA characteristics of sweet potato leaf compound noodles

表3 紅薯葉復合面條剪切特性測定結(jié)果Table 3 Test results of shear characteristics of sweet potato leaf compound noodles

2.2.2 紅薯葉復合面條質(zhì)構(gòu)指標的主成分分析 由于紅薯葉復合面條的各個質(zhì)構(gòu)特性指標都存在一定相關(guān)性，容易造成評價信息的重復，因此采用主成分分析法對11 個質(zhì)構(gòu)指標進行降維分析得到具有代表性的評價指標，消除變量之間的相關(guān)性，減輕評價負擔得到綜合評分[11，19]。圖2是分析碎石圖，表4是相關(guān)主成分的特征值和累計貢獻率，由圖2和表4可知，前2 個主成分的方差貢獻率分別為52.073%和39.175%，累積貢獻率為91.248%，對應(yīng)的主成分特征值也均大于1，說明前2 個主成分包含了大部分原始信息，能更全面地反映紅薯葉復合面條的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)特性，故可選取前2 個主成分進行分析。

表4 主成分數(shù)的特征值及貢獻率Table 4 Eigen value and contribution rate of principal component number

圖2 主成分分析碎石圖Fig.2 Principal component analysis gravel diagram

表5是主成分載荷矩陣，反映了各項質(zhì)構(gòu)指標對主成分貢獻率的大小，從表中可知，第1 主成分起重要作用的是硬度（X1）、膠黏性（X2）、膠著性（X5）、咀嚼性（X6）、延展性（X8）、剪切硬度（X9）；第2 主成分起主要作用的是彈性（X3）、凝聚力（X4）、回復性（X7）、剪切咀嚼性（X10）、剪切黏性（X11）。根據(jù)各自主成分載荷向量除以各自主成分特征值的算術(shù)平方根得到成分得分系數(shù)，是即各主要成分解析表達式中的標準化變量的系數(shù)向量，故各主要成分解析表達式如下F1和F2所示。

表5 主成分載荷向量表Table 5 Principal component loading matrix

F1=-0.293X1+ 0.411X2-0.089X3-0.031X4-0.334X5-0.398X6-0.267X7+0.407X8+0.397X9+0.266X10+0.032X11

F2=0.335X1-0.040X2-0.459X3-0.445X4+0.285X5-0.136X6+0.366X7+0.091X8+0.136X9+0.369X10+0.283X11

通過SPSS 20.0 把各指標的原始數(shù)據(jù)進行標準化帶入個主成分解析表達式中，分別計算出2個主成分得分F1和F2。以不同主成分的方差貢獻率與主成分累積貢獻率之比βi（i=1，2，3，‥‥‥，k） 為加權(quán)系數(shù)，建立評價模型F=β1F1+β2F2+β3F3‥‥‥βkFk[10]，得到紅薯葉復合面條質(zhì)構(gòu)特性的評價模型為：F=0.571F1+0.429F2，將主成分得分帶入模型，得到不同添加量紅薯葉復合面條的質(zhì)構(gòu)特性的綜合評分，結(jié)果如表6所示。

表6 不同添加量紅薯葉復合面條質(zhì)構(gòu)特性綜合評分表Table 6 Comprehensive texture score table of sweet potato leaf compound noodles

通過主成分綜合分析得到紅薯葉復合面條質(zhì)構(gòu)特性的主成分因子主要是膠黏性因子和剪切咀嚼性因子，膠黏性隨紅薯葉粉添加量的增加先減小后增大，說明紅薯葉粉在一定程度上能降低面條的膠黏性，在添加量為10%達到最低值。紅薯葉粉的添加相對減少了淀粉含量，膠著性會因此降低；剪切咀嚼性隨紅薯葉粉添加量的增加而減小，紅薯葉中膳食纖維豐富，膳食纖維吸水能力很強，能增大面團的體積，影響面條面筋結(jié)構(gòu)的形成，致使面筋蛋白質(zhì)含量下降，剪切咀嚼性因此降低。表6是不同紅薯葉粉添加量復合面條的質(zhì)構(gòu)特性的綜合評分，隨著紅薯葉粉添加量的增加，復合面條的綜合評分是呈下降趨勢，添加量為5%時，綜合評價最高，質(zhì)構(gòu)品質(zhì)最高，這是因為隨著紅薯葉粉的添加，膳食纖維含量也不斷增加，弱化了面筋蛋白的形成，對復合面條的質(zhì)構(gòu)特性產(chǎn)生一定負影響，這與張美霞等[20]和汪禮洋等[21]對金銀花面條及掛面質(zhì)構(gòu)特性研究結(jié)果一致。

2.3 紅薯葉復合面條的煮制特性

由圖3可知，隨著紅薯葉粉添加量的增加，紅薯葉復合面條的煮制損失率和煮制斷條率均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。煮制損失的主要是復合面條在煮制過程中面湯中所有的固形物，煮制損失率越低則表明復合面條的質(zhì)量越優(yōu)，適量的紅薯葉粉能重構(gòu)復合面條的面筋結(jié)構(gòu)，紅薯葉粉中膳食纖維的多聚糖能和面條中的面筋蛋白發(fā)生交聯(lián)作用，在一定程度上改變了面筋的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，膳食纖維吸水膨脹增大了面條的體積，增加了淀粉顆粒被面筋蛋白包裹的面積，在一定程度上減少了淀粉的析出，降低煮制損失率；過量的紅薯葉粉會稀釋混合粉中面筋蛋白的含量，膳食纖維吸水膨脹過大，會弱化面筋蛋白的結(jié)構(gòu)，淀粉顆粒包裹的不穩(wěn)定，在煮制過程中面筋結(jié)構(gòu)很容易被破壞，因此面湯中的淀粉和紅薯葉粉顆粒隨紅薯葉粉添加量的增加而增多。煮制斷條率可以用來表明紅薯葉復合面條的韌性和耐煮性，添加一定量的紅薯葉粉在一定程度有利于降低紅薯葉復合面條的煮制斷條率，膳食纖維越多，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定，韌性減弱，煮制過程中面條越易斷裂，紅薯葉復合面條的煮制斷條率在添加量為10%時最低。

圖3 不同添加量紅薯葉復合面條煮制特性Fig.3 Cooking characteristics of sweet potato leaf compound noodles with different addition amount

2.4 添加紅薯葉粉對其復合面條感官特性的影響

表7是煮熟后紅薯葉復合面條的感官評分，不同添加量紅薯葉復合面條的感官評分結(jié)果為5%>10%>15%>20%>25%，當紅薯葉粉的添加量為5%，感官評分結(jié)果達到最大值93.57 分；當紅薯葉粉添加量為25%時，感官評分為55.20，紅薯葉復合面條的感官品質(zhì)最差，這與質(zhì)構(gòu)特性主成分綜合分析結(jié)果一致。當紅薯葉粉的添加量為5%時，紅薯葉復合面條的感官品質(zhì)最佳，煮制后面條表面最光滑，面條的橫截面緊密有致，顏色鮮綠，咀嚼時韌性最高，適口性最佳，有淡淡的紅薯葉清香。紅薯葉粉的添加量越高，面條的亮度越來越暗淡，顏色慢慢變成了黑綠，咀嚼時軟糯甚至有點黏牙，韌性和硬度都越來越小，紅薯葉粉的青澀味越來越濃，適口性變得越來越差。

表7 紅薯葉復合面條感官評分表Table 7 Sensory score table of sweet potato leaf compound noodles

2.5 紅薯葉粉添加量對其復合面條色澤的影響

面條顏色是人們選擇的重要影響因素，只有色香味俱全的面條才是消費者的最愛。由圖4可知，隨著紅薯葉粉的添加，面條的亮度L*值和黃藍值b*逐漸下降，紅綠值a*逐漸上升。不溶性谷蛋白含量與復合面條色澤亮度呈顯著正相關(guān)，紅薯葉粉增多，相應(yīng)混合粉中面粉含量減少，不溶性谷蛋白含量就會減少，亮度也會降低。紅薯葉粉含量過高，葉綠素也會增多，色素沉積，導致亮度進一步降低，紅度值a*逐漸增大，藍度值b*逐漸降低。紅薯葉復合面條在制作過程會因一些酶類反應(yīng)發(fā)生變色現(xiàn)象。例如，紅薯葉粉中抗壞血酸氧化酶能催化抗壞血酸的氧化，生成的脫氫抗壞血酸經(jīng)脫羧反應(yīng)再聚合可形成黑色素；紅薯葉粉中酚類物質(zhì)經(jīng)過氧化氫酶類的催化可引起變色，其含有酪胺酸酶在面團熟化和面條輾軋過程中隨著放置時間的增長而逐漸發(fā)生褐變。紅薯葉粉中的類胡蘿卜素分子結(jié)構(gòu)中含有大量不飽和共軛雙鍵體系，共軛雙鍵是一個吸收光譜的發(fā)色團，能呈現(xiàn)由黃到紅的顏色，故紅薯葉粉含量越高，顏色越濃重，導致復合面條的色澤下降[22]，其中紅薯葉粉的添加量為5%時，紅薯葉復合面條的色澤品質(zhì)最佳。

圖4 不同添加量紅薯葉復合面條的色澤Fig.4 The color of compound noodles with sweet potato leaves with different addition amount

2.6 紅薯葉粉添加量對其復合面條微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖5是不同添加量紅薯葉復合面條的掃描電鏡圖。紅薯葉復合面條的微觀結(jié)構(gòu)決定了其宏觀特性，內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，蛋白質(zhì)基質(zhì)彼此黏連，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將淀粉顆粒包裹，形成面筋網(wǎng)絡(luò)，面筋網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和數(shù)量直接影響面條的品質(zhì)[23]。由圖5a 和5f 可以看出，紅薯葉粉添加量為5%復合面條的蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密連續(xù)，縱切面截面光滑，淀粉顆粒多，故復合面條的韌性和適口性最佳；由圖5b 和5g 可以看出，紅薯葉粉含量為10%復合面條的面筋網(wǎng)絡(luò)明顯改善，橫截面更平滑，縱截面的孔隙增多，孔徑增大，淀粉顆粒被包裹更全面，加固了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，致使添加量10%為復合面條的斷條率最低、延展性最高、剪切硬度最高；由圖5c 和5h 可以看出，紅薯葉粉含量為15%復合面條的表面開始變得粗糙，這是因為紅薯葉粉中膳食纖維使面筋網(wǎng)絡(luò)孔隙增大，部分淀粉顆粒裸露在外，故煮熟的復合面條咀嚼性黏性略高；由圖5d 和5i、圖5e和5j 可看出，隨著紅薯葉粉繼續(xù)增加，蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)開始斷裂，大顆粒的淀粉完全被暴露，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙明顯，在干燥時復合面條中水分散失的最快，導致復合面條均一性變差，煮制損失率和煮制斷條率增大，適口性變差，與喬菊園等[24]的試驗結(jié)果描述一致。

圖5 不同添加量紅薯葉復合面條的微觀結(jié)構(gòu)Fig.5 Microstructure of compound noodles with sweet potato leaves with different addition amount

3 結(jié)論

通過考察不同紅薯葉粉添加量對復合面條品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著紅薯葉粉添加量的增多，面筋網(wǎng)絡(luò)孔隙變大，孔徑變大，自由水比例增大，水分擴散加快，干燥速率大致呈上升趨勢；通過主成分分析其質(zhì)構(gòu)特性，結(jié)果表明各個指標存在一定的相關(guān)性，紅薯葉中膳食纖維影響面筋結(jié)構(gòu)的形成，紅薯葉粉添加量為5%時質(zhì)構(gòu)特性的綜合評分最高；紅薯葉對復合面條的煮制特性也有著顯著影響，紅薯葉添加過量會增加復合面條的煮制斷條率和煮制損失率，導致復合面條的色澤暗淡，紅薯葉氣味過于濃郁。綜上，紅薯葉粉在添加量5%時，面條的色澤最鮮亮，適口性最佳，感官評價最高，故選擇紅薯葉粉最佳添加量為5%。