冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條制備工藝的優(yōu)化

李潔，劉玫*，李波輪，孫樂，黨文謙，馬豪，鄭學玲*，李利民，劉翀，梁贏

（1.河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南 鄭州 450001；2.河南工業(yè)大學國家工程實驗室/省重點實驗室，河南 鄭州 450001；3.河南工業(yè)大學生物工程學院，河南 鄭州 450001）

冷凍熟面是將新鮮面條煮制后經快速凍結和凍藏，通過低溫貯藏有效保持面條的口感、質地和營養(yǎng)價值，后經短暫復熱便可食用的新型面制品。因其具有存儲時間長、制備方便等優(yōu)點，近年來受到廣泛重視并得到快速發(fā)展[1-2]，其滿足了當下消費者對方便性食品的需求。目前主要研究以精制小麥粉為主要原料的冷凍熟面，其種類單一且淀粉含量高，缺乏必需的礦物質和膳食纖維成分。此外，冷凍熟面經過凍藏期間冰晶的破壞及后續(xù)復煮過程中淀粉的再糊化，導致其消化程度明顯高于鮮濕面，容易造成血糖較大的波動。因此，為了解決營養(yǎng)失衡的問題，可以通過添加適當雜糧來提高面條的營養(yǎng)性和抗消化性，開發(fā)出新型冷凍熟制雜糧面條。

鷹嘴豆屬于豆科植物，其籽粒富含蛋白質、碳水化合物、膳食纖維、不飽和脂質、礦物質和具有抗氧化活性的生物活性物質，有助于控制膽固醇水平和維持血糖平衡，預防心血管疾病和Ⅱ型糖尿病的發(fā)生[3]。除此之外，鷹嘴豆中具有較高含量的抗性淀粉，占比可達其淀粉總含量的35%[4]，而小麥中抗性淀粉僅占9.2%。研究顯示，以抗性淀粉和膳食纖維為主要原料制作食物可以明顯降低食物的消化速度和餐后血糖指數(shù)，還可以增強飽腹感[5]。由于鷹嘴豆具有良好的營養(yǎng)和健康特性，很多研究已嘗試將其應用于面包、餅干和面條中[6-7]，但目前關于鷹嘴豆面條的研究中，鷹嘴豆粉的添加量較低，難以消除以谷物為基礎飲食中的營養(yǎng)不足[8]。

因鷹嘴豆的蛋白質組成中缺乏形成面筋網絡所必需的麥谷蛋白和醇溶蛋白[7]，因此過量添加鷹嘴豆粉會導致面筋網絡結構受損，面條品質劣變。目前針對雜糧面條品質的改善主要集中于雜糧粉粒度、加水量、外源添加劑、和面方式和溫度等[9-10]。雜糧粉粒度主要通過影響其吸水率、破損淀粉含量以及感官品質，改變面團的吸水性和流變學特性，進而影響面條的色澤、彈性和表面光滑度[11]。面團中的水分含量和狀態(tài)也是影響面條制備過程和最終產品質量的重要因素，水分過多會使面團過于黏稠，面條的抗拉伸能力降低，不適合后續(xù)加工；水分過少會導致面筋網絡結構形成不完全，難以包裹全部淀粉顆粒，煮制過程中的蒸煮損失增大[12]。和面溫度主要通過影響淀粉顆粒和蛋白質分子與水分子的結合程度進而影響面條的品質，水溫升高促進面筋網絡的形成，面條的彈性增強，但當水溫過高時，蛋白質發(fā)生變性，面筋網絡逐漸凝固、硬化，與淀粉的相互作用減弱，面條品質下降[13]。

因此，本文選用鷹嘴豆粉作為添加對象，將鷹嘴豆粉與小麥粉以質量比4∶6進行復配，以粒度、加水量與和面溫度3個因素建立正交試驗，通過蒸煮損失率、質構特性、拉伸特性、色度和感官評分評價凍融循環(huán)10次后的面條品質，以期獲得色澤、口感兼顧的高品質冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條，進一步拓寬鷹嘴豆在冷凍熟制面制品加工行業(yè)中的應用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鷹嘴豆：烏魯木齊新邊界貿易有限公司；小麥粉：河北金沙河面業(yè)集團有限責任公司；食用鹽：市售。

JHMZ-200型和面機、JMTD-168/140試驗面條機：北京東孚久恒儀器技術有限公司；JHY-H80L低溫試驗箱：鄭州格美制冷設備有限公司；TX.XT plus物性分析儀：英國Stable Microsystem公司；SMY-2000色彩色差儀：北京盛明揚科技發(fā)展有限公司；FR-1210精密烘箱：上海發(fā)瑞儀器科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的制備

參照Liang等[2]的方法，稱取總質量為100 g的混合粉（干基），其中鷹嘴豆粉（鷹嘴豆經粉碎后過40、60、80、100、120目篩得到鷹嘴豆粉樣品）和小麥粉的質量比為4∶6（鷹嘴豆粉和小麥粉的含水量分別為9.05%和14.30%），食鹽添加量為混合粉質量（干基）的1%。

1.2.2 凍融循環(huán)處理

將冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條樣品在-18℃冰箱中凍藏22 h，然后置于25℃保持2 h，以此為1個循環(huán)，依次累加并記錄數(shù)據(jù)。

1.2.3 正交試驗

為了優(yōu)化冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的制作工藝，分別選取粒度、加水量與和面溫度3個因素作為考察因素，設計L25（53）正交試驗，具體方案如表1所示。以凍融循環(huán)10次后面條的質構特性、拉伸特性、蒸煮損失率、色度和感官評分作為試驗評價指標。

表1 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條正交因素水平Table 1 Levels and orthogonal factors for frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

1.2.4 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條蒸煮損失率的測定

稱取一定質量樣品（W0），精確至0.01 g。按照1.2.1的方法制作冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條，收集面條復煮過程中的面湯，冷卻至25℃后轉入500 mL容量瓶中定容，用移液管取50mL面湯移入干燥鋁盒（W1）中，放入 105℃烘箱中烘至恒重（W2），按照公式（1）計算蒸煮損失率。

式中：W0為生面條的質量，g；W1為恒重鋁盒的質量，g；W2為恒重的含有干物質的鋁盒質量，g。

1.2.5 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條質構特性的測定

參照Liang等[2]的方法，使用HDP/PFS探頭在壓縮模式下進行質構特性測定。

1.2.6 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條拉伸特性的測定

參照Liang等[2]的方法，使用A/SPR探頭在拉伸模式下進行拉伸測試。

1.2.7 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條色度的測定

參照Hong等[14]的方法，將冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條凍干后磨粉，并通過80目篩網。通過測定ΔL*（亮度）、Δa*（紅-綠）、Δb*（黃-藍），按照公式（2）計算面條的色度（ΔE）。

式中：ΔL*、Δa*、Δb*為面條樣品與標準值（L*、a*、b*）之間的差值，其中 L*=100、a*=0、b*=0。

1.2.8 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條感官評價

感官評價由10名經過食品感官評價培訓和經驗豐富的評價員組成，要求從色澤、表觀狀態(tài)、硬度、黏度、爽滑度和風味6個方面對樣品進行評分，具體評分標準如表2所示。

表2 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standard of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

1.3 數(shù)據(jù)處理

運用Excel軟件進行數(shù)據(jù)分析處理，所有樣品均設置3個重復試驗，最終結果以平均值±標準差表示。

2 結果與討論

2.1 基于正交法分析冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條蒸煮損失率

蒸煮損失率反映面湯中干物質的總含量，與煮制時面條中的直鏈淀粉和可溶性蛋白融入到水中而使面湯變得渾濁而黏稠有關[14]。凍融循環(huán)過程中冰晶的生長和重結晶會對面筋網絡結構造成機械損傷，導致蛋白質解聚，小分子蛋白增多[15]，并且凍融循環(huán)過程加快了淀粉的老化速度，導致在復煮過程中面條表面溶出物增多，復煮蒸煮損失率增大。因此，為了降低蒸煮損失率，對冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的制備工藝進行優(yōu)化。冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的蒸煮損失率結果見表3。

表3 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的蒸煮損失率結果Table 3 Results of cooking loss of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

續(xù)表3 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的蒸煮損失率結果Continue table 3 Results of cooking loss of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

由表3可知，影響凍融10次后冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條蒸煮損失率的因素順序為C＞B＞A，即和面溫度＞加水量＞粒度。制備冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的最優(yōu)工藝為A4B3C3，即粒度100目～120目、加水量32 g、和面溫度40℃。

2.2 基于正交法分析冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條質構特性

質構特性是決定面條食用品質的主要質地屬性，也是影響消費者對產品接受度的關鍵因素。其中硬度被認為是表征質構特性的主要指標，其與面條內部的面筋網絡結構密切相關[16]。在凍融循環(huán)過程中，冷凍熟面中冰晶的形成和再結晶均會使面筋網絡結構和淀粉顆粒遭到嚴重破壞，而破損的淀粉顆粒更易吸水膨脹，加劇對面筋網絡結構的擠壓，使其變得疏松、不連貫，冷凍熟面的硬度隨之下降[2]。因此，為改善凍藏過程中冷凍熟面的面筋網絡結構，即獲得較高硬度的冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條，對其制備工藝進行優(yōu)化。冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的質構特性結果見表4。

表4 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的質構特性結果Table 4 Results of texture properties of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

續(xù)表4 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的質構特性結果Continue table 4 Results of texture properties of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表4可知，影響凍融10次后冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條硬度的因素順序為A＞C＞B，即粒度＞和面溫度＞加水量。制備冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的最優(yōu)工藝為A5B4C3，即粒度120目～140目、加水量34 g、和面溫度40℃。

2.3 基于正交法分析冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條拉伸斷裂強度

拉伸斷裂強度可以反映面條的抗拉伸能力和筋力強度，與冷凍熟面中面筋蛋白網絡結構的強弱有關[17]。通常認為面條的拉伸斷裂強度越大，面條的筋道感越好，相應的面條品質越好。冷凍熟面在凍藏過程中由于溫度的波動會經歷反復的凍融循環(huán)，導致面筋網絡結構遭受破壞，拉伸斷裂強度不斷下降[2]。因此，為獲得拉伸斷裂強度較大的冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條，對其制備工藝進行優(yōu)化。冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的拉伸斷裂強度結果見表5。

表5 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的拉伸斷裂強度結果Table 5 Results of maximum tensile strength of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表5可知，影響凍融10次后冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條拉伸斷裂強度的因素順序為A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面溫度。粒度的大小與面筋網絡的水結合能力密切相關，從而影響面條的拉伸斷裂強度。較大的顆粒的在和面過程中與水的接觸面積較小，吸收的水分難以形成均勻的面筋網絡結構，面條易斷裂[18]。制備冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的最優(yōu)工藝為A4B4C4，即粒度100目～120目、加水量34 g、和面溫度50℃。

2.4 基于正交法分析冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條拉伸斷裂距離

拉伸斷裂距離主要反映面條是否容易斷裂，與冷凍熟面中的面筋蛋白網絡結構的強度呈正相關[17]，與拉伸斷裂強度結合共同反映面條的拉伸性能，兩者的變化趨勢一致。拉伸斷裂距離越大表明面條強度和筋力越好。冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的拉伸斷裂距離結果見表6。

表6 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的拉伸斷裂距離結果Table 6 Results of tensile fracture distance of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

續(xù)表6 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的拉伸斷裂距離結果Continue table 6 Results of tensile fracture distance of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表6可知，影響凍融10次后冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條拉伸斷裂距離的主次因素為A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面溫度。制備冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的最優(yōu)工藝為A4B3C4，即粒度100目～120目，加水量32 g，和面溫度50℃。

2.5 基于正交法分析冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條色度

面條的顏色是評價面條品質的一個重要質量參數(shù)，對感官品質起著重要的作用，明亮和白色因其具有暢銷性通常被認為是積極的屬性[14]。Hong等[14]發(fā)現(xiàn)隨著凍藏時間延長，面筋網絡坍塌程度進一步加深，水分流失造成的冷凍熟面表面結構疏松，使得冷凍熟面表面的光線反射增加，導致顏色變亮。一般認為ΔE越小，面團的顏色越好[19]，對于經歷凍融循環(huán)后的冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條，ΔE越小表明其與標準色差的差異越小，面條的顏色更加明亮，更符合目前市場的消費趨向。表7為冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的色度結果。

表7 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的色度結果Table 7 Results of color properties of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

續(xù)表7 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的色度結果Continue table 7 Results of color properties of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表7可知，影響凍融10次后冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條色度的因素順序為A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面溫度。粒度對雜糧面條的影響主要歸因于不同粒度的鷹嘴豆粉表面積不同，通常認為粒度越小，顆粒的表面積越大，引起面條對光的反射強度增大，色澤更加明亮。制備冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的最優(yōu)工藝為A4B1C1，即粒度100目～120目、加水量28 g、和面溫度20℃。

2.6 基于正交法分析冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條感官評價

感官評價是食品質量評價的另一種重要方法，可以直接反映出消費者對產品的喜愛度和接受度[17]。不同工藝對冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的影響主要從色澤、表觀狀態(tài)、硬度、黏度、爽滑度和風味6個方面進行感官評價，能夠直接反映冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的品質。表8為冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的感官評價結果。

表8 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的感官評價結果Table 8 Results of sensory evaluation of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

由表8可知，影響凍融10次后冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條感官評價的因素順序為A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面溫度，說明粒度對冷凍熟制雜糧面條的感官評價影響最大，加水量次之，和面溫度最小。這可能是因為粒度較大的鷹嘴豆粉與小麥粉復配制備出的面條其顆粒感、粗糙感更明顯，而粒度較小的鷹嘴豆粉與小麥粉復配制備出的面條內部構造更為細膩致密均勻，食用口感較好[20]。制備冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的最優(yōu)工藝為A4B2C3，即粒度100目～120目、加水量30 g、和面溫度40℃。

2.7 正交試驗綜合結果與分析

表9為冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條正交試驗綜合結果。

表9 冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條正交試驗綜合結果Table 9 Comprehensive results of orthogonal experiments on frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表9可知，在本研究的多指標正交試驗中，最優(yōu)試驗方案之間存在一定的矛盾，需兼顧6項指標進行綜合比較[21]。因此，以出現(xiàn)頻次為依據(jù)，尋求盡可能優(yōu)化每個指標的試驗方案[22]。將影響冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條6個指標的主次順序認定為A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面溫度。以6個評價指標得出的最優(yōu)水平中不同工藝的出現(xiàn)頻次，可得出制備冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的適宜水平為A4B3C3或A4B4C3，但當加水量較多時，面條的制備過程容易出現(xiàn)黏輥現(xiàn)象，綜合考慮面條制備時的表觀形態(tài)等因素，最終選取制備工藝條件為A4B3C3，即粒度100目～120目、加水量32 g、和面溫度40℃。

3 結論

本文通過選取鷹嘴豆粉粒度、加水量和和面溫度3個因素進行L25（53）正交試驗，并對凍融10次后的冷凍熟制鷹嘴豆雜糧面條的蒸煮損失率、質構特性、拉伸斷裂強度、拉伸斷裂距離、色度和感官評價進行分析，最終確定制備冷凍熟制高含量鷹嘴豆雜糧面條的最佳工藝為鷹嘴豆粉粒度100目～120目、加水量32 g、和面溫度為40℃。