馬鈴薯濕面條品質(zhì)改良的研究

于 洋,徐艷文,祁巖龍,張憶潔,張 俊,宋芳芳

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗場,新疆 烏魯木齊 830012)

馬鈴薯為茄科茄屬[1],全球第四大糧食作物,也是我國重要的農(nóng)產(chǎn)品之一。因其營養(yǎng)齊全、富含人體必需的7類營養(yǎng)物質(zhì),在各類食品加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,如馬鈴薯饅頭[2-4]、馬鈴薯面條[5-9]、馬鈴薯面包[10-12]等。而這類食品中的馬鈴薯原料來源多以粉或泥的形式加入,以馬鈴薯薯漿為原料的并不多見。本研究將馬鈴薯洗凈去皮護(hù)色后打制成漿,再添加小麥粉等原料,加工成濕面條,對豐富馬鈴薯主食產(chǎn)品具有重要意義[8]。但是,在馬鈴薯濕面條加工環(huán)節(jié)中,由于馬鈴薯中面筋蛋白的缺失,加工性能較差,會出現(xiàn)制品成型難、易糊湯、咬勁差等情況[13]。

任立煥等[14]研究發(fā)現(xiàn),海藻酸鈉、谷朊粉、木薯抗性淀粉及硬脂酰乳酸鈉(SSL)對混合粉的粉質(zhì)特性及面條品質(zhì)有一定的改良效果。李升等[15]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)復(fù)配添加魔芋膠0.7%、谷朊粉3.8%、SSL 0.06%時,可顯著改善高含量紫薯掛面的品質(zhì)。丁捷等[16]研究證實,食用堿、食鹽、復(fù)合磷酸鹽、CMC 4種改良劑分別可對速凍青稞魚面品質(zhì)特性產(chǎn)生極顯著影響,復(fù)配改良劑配方對速凍青稞魚面的品質(zhì)有極佳的改良效果。本研究先采用單因素試驗研究了木薯抗性淀粉、復(fù)合磷酸鹽、谷朊粉和SSL對馬鈴薯濕面條的質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮特性的影響,再通過正交試驗經(jīng)主成分分析確定復(fù)配改良劑的最優(yōu)組合,以期獲得品質(zhì)更好的馬鈴薯濕面條,為馬鈴薯濕面條產(chǎn)品的加工提供一定的理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1材料來源

費烏瑞它馬鈴薯,新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗場自產(chǎn);小麥中筋粉,新疆天山面粉(集團(tuán))有限責(zé)任公司。

1.1.2主要試劑

木薯抗性淀粉,臨沂市富興變性淀粉廠;復(fù)合磷酸鹽,徐州添安食品添加劑有限公司;谷朊粉,河南萬邦實業(yè)有限公司;SSL,河南中泰食品添加劑有限公司,均為食品級。

1.2 主要儀器

TH-UP-10超純水設(shè)備,成都浩康科技有限公司;TD電子天平,余姚市金諾天平儀器有限公司;JYL-Y16破壁機,九陽股份有限公司;HMJ-A35A1和面機,廣東小熊電器有限公司;DZM-160電動壓面機,永康市海鷗電器有限公司;DSH-50-1電子水分測定儀,上海越平科學(xué)儀器有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海精宏實驗設(shè)備有限公司;電子萬用爐,北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司;TMS-Pilot食品物性分析儀,美國FTC公司。

1.3 試驗方法

1.3.1馬鈴薯濕面條的制作

按比例(馬鈴薯原漿占比37%)稱取護(hù)色后的馬鈴薯原漿[17]及小麥粉,添加不同改良劑,經(jīng)和面機和面形成不含生粉的松散顆粒狀后,醒面20 min,然后用電動壓面機先在3 mm軋距處壓片成型,后調(diào)小軋距反復(fù)壓延,使面片表面光滑平整,最后壓片經(jīng)切面刀切條,面條厚度1 mm、寬度2 mm、長度20 mm,備用。

1.3.2蒸煮損失率的測定

蒸煮損失率(干物質(zhì)損失率):稱取約10 g樣品,精確至0.1 g,在500 mL沸水中煮制,達(dá)到最佳蒸煮時間后撈出面條,待面湯冷卻至常溫后,用500 mL容量瓶定容、混勻,取100 mL面湯倒入已恒重的燒杯中,在電子萬用爐上蒸發(fā)至近干,于105℃烘至恒重,計算蒸煮損失率,進(jìn)行3次重復(fù),取平均值。

式中:P為干物質(zhì)損失率,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計,%;M為100 mL面湯中干物質(zhì)質(zhì)量,g;W為面條水分含量,%;G為樣品質(zhì)量,g。

1.3.3吸水率的測定

取20根面條在500 mL沸水中煮制,2.5 min后撈出置于涼水中冷卻1 min,用濾紙將表面水分吸干后稱重并計算吸水率,進(jìn)行3次重復(fù),取平均值。計算公式如下:

X=(M2-M1)/M1×100

式中:X表示吸水率,%;M1表示面條總質(zhì)量,g;M2表示煮后面條吸干表面水分后總質(zhì)量,g。

1.3.4馬鈴薯濕面條感官評定

稱取20根面條于200 mL沸水中按最佳蒸煮時間進(jìn)行煮制。感官評價參照任立煥等[14]的方法進(jìn)行。

1.3.5質(zhì)構(gòu)特性測定

取20根馬鈴薯面條在沸水中達(dá)到最佳蒸煮時間時立刻撈出,用涼水沖淋冷卻,進(jìn)行TPA測試。測試速度:30 mm/min,壓縮比例:50%,兩次壓縮間隔:1 s,觸發(fā)力:0.03 N。每個樣品設(shè)置5次平行測定。

1.3.6改良劑單因素試驗

本試驗選用木薯抗性淀粉、復(fù)合磷酸鹽、谷朊粉和SSL 4種改良劑,5個不同添加量梯度來進(jìn)行單因素試驗,以選擇改良效果較優(yōu)的3個添加量進(jìn)行正交試驗,各改良劑添加量見表1。

表1 改良劑的單因素試驗添加量

1.3.7改良劑正交試驗

根據(jù)1.3.6單因素試驗結(jié)果,選取各因素的較優(yōu)水平,進(jìn)行4因素3水平正交試驗。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、方差分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1木薯抗性淀粉不同添加量對面條質(zhì)構(gòu)特性及蒸煮特性的影響

由于木薯抗性淀粉親水性高于小麥淀粉,易吸水膨潤,在和面筋蛋白、小麥淀粉的相互作用下形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使面團(tuán)光滑耐揉,保水能力提高,耐煮性能亦提高。添加不同量木薯抗性淀粉對馬鈴薯面條品質(zhì)的影響見表2。

表2 添加不同量木薯抗性淀粉對馬鈴薯面條品質(zhì)的影響1)

由表2可得,隨著木薯抗性淀粉添加量的增加,濕面條硬度、內(nèi)聚性、膠黏性和咀嚼性逐漸增大,當(dāng)添加量為4%時硬度、內(nèi)聚性、膠黏性和咀嚼性均為最大,較對照組依次提高了13.54%、26.53%、46.82%和50.18%。而黏附性在添加量為5%時最大,彈性沒有顯著性差異。

添加不同量木薯抗性淀粉對馬鈴薯面條蒸煮特性的影響見圖1。

圖1 添加不同量木薯抗性淀粉對馬鈴薯面條蒸煮特性的影響

由圖1可得,添加木薯抗性淀粉后濕面條的干物質(zhì)損失率呈先下降后上升趨勢且均小于對照組,當(dāng)添加量為3%時,干物質(zhì)損失率最小,為5.24%,較對照組下降了30.32%。吸水率為先下降后上升再下降,當(dāng)添加量為4%時,吸水率達(dá)到較小值,為96.05%,較對照組下降了5.55%。面條加熱后,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步強化緊實,使熟面條富有彈性,且小麥粉中淀粉顆粒溶于水亦受到阻礙,降低了蒸煮損失。毛汝婧和劉玉環(huán)等[18-19]的研究都證實了這一結(jié)論。但過多添加,面團(tuán)會吸收較多的水分,阻礙面筋形成高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),降低了面團(tuán)的可塑性[20]。綜合以上指標(biāo),添加4%木薯抗性淀粉,能獲得較好品質(zhì)的馬鈴薯濕面條,因此選取3%～5%水平進(jìn)行正交試驗,這與任立煥等[14]的研究結(jié)果一致。

2.1.2復(fù)合磷酸鹽不同添加量對面條質(zhì)構(gòu)特性及蒸煮特性的影響

添加不同量復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯面條品質(zhì)的影響見表3。

表3 添加不同量復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯面條品質(zhì)的影響

由表3可得,當(dāng)添加量為0.1%時,硬度、黏附性和咀嚼性均為最大,較對照組依次提高了5.29%、68.42%和6.68%,內(nèi)聚性、彈性和回復(fù)性與對照組相近。當(dāng)添加量為0.2%時,除彈性外,其余指標(biāo)較對照組均有提高。

復(fù)合磷酸鹽對面條蒸煮特性的影響見圖2。

圖2 復(fù)合磷酸鹽對馬鈴薯面條蒸煮特性的影響

由圖2可得,添加復(fù)合磷酸鹽后濕面條的干物質(zhì)損失率呈先下降后上升再下降趨勢,當(dāng)添加量為0.2%時,干物質(zhì)損失率最小,為6.64%,較對照組下降了11.70%。而吸水率的變化趨勢與干物質(zhì)損失率變化趨勢相反,即呈先上升后下降再上升趨勢,當(dāng)添加量為0.2%時,吸水率達(dá)到較小值為95.68%,較對照組下降了5.91%。因為復(fù)合磷酸鹽與可溶性淀粉作用,提高淀粉的吸水能力,促進(jìn)形成面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò),提高面團(tuán)的持水性、韌性和彈性。但添加過量時,水分進(jìn)入顆粒受到阻礙,造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散,面條品質(zhì)下降。

綜合以上指標(biāo),添加0.2%復(fù)合磷酸鹽,能較好改善馬鈴薯濕面條的品質(zhì),因此選取0.1%～0.3%水平進(jìn)行正交試驗,這與丁捷等[16]的研究結(jié)果相似。

2.1.3谷朊粉不同添加量對面條質(zhì)構(gòu)特性及蒸煮特性的影響

添加不同量谷朊粉對馬鈴薯面條品質(zhì)的影響見表4。

表4 添加不同量谷朊粉對馬鈴薯面條品質(zhì)的影響

由表4可得,當(dāng)添加量為3%時,7個質(zhì)構(gòu)指標(biāo)較對照組均有所升高。當(dāng)添加量為4%時,內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性和回復(fù)性最高,較對照組依次提高了28.57%、41.41%、75.09%和56%。這是由于面筋含量隨著谷朊粉的添加而升高,強化了面條的面筋網(wǎng)絡(luò),增強了面條結(jié)構(gòu)強度,耐咀嚼,回復(fù)能力變好[21]。

谷朊粉對馬鈴薯面條蒸煮特性的影響見圖3。

圖3 谷朊粉對馬鈴薯面條蒸煮特性的影響

由圖3可得,添加谷朊粉后,濕面條的干物質(zhì)損失率均小于對照組。當(dāng)添加量為4%時,干物質(zhì)損失率較小,為4.62%,較對照組下降了38.56%。吸水率也達(dá)到較小值,為91.18%,較對照組下降了10.34%。谷朊粉能給予面團(tuán)良好的延伸性、黏彈性和耐揉性等。在適當(dāng)范圍內(nèi),添加谷朊粉可使面條的成型性得到改善,筋力和強度增強,面條的蒸煮損失率降低,提高面條的吸水率。但過量添加,會使面團(tuán)中的硫基和二硫鍵減少,易形成“面筋球”,加工特性降低[22,23]。蒸煮過程中產(chǎn)生蛋白質(zhì)變性,疏水基暴露,吸水能力下降,降低了面條吸水率,面條的硬度反而增加,口感變差[24]。綜合以上指標(biāo),添加4%谷朊粉,能有效改善馬鈴薯濕面條的品質(zhì),因此選取3%～5%水平進(jìn)行正交試驗,此結(jié)果與毛汝婧等[18]的研究結(jié)果一致。

2.1.4SSL不同添加量對面條質(zhì)構(gòu)特性及蒸煮特性的影響

SSL作為一種乳化劑是面制品中常用的添加劑,在溶于水后極易分散形成高黏度膠體,能與面筋蛋白分子作用由較小的分子變?yōu)榇蠓肿訌?fù)合物,使蛋白質(zhì)聚集形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),提高面制品的韌性、彈性。同時,SSL與小麥粉中淀粉分子作用可降低淀粉的吸水率,繼而形成緊密的面筋網(wǎng)絡(luò),且在高溫下,SSL有利于加大淀粉顆粒的膨脹,改善面制品的品質(zhì)。但過量添加,會對面筋蛋白有破壞作用,反而造成吸水率上升,影響面條品質(zhì)[25]。

添加不同量SSL對面條品質(zhì)的影響見表5。

表5 添加不同量SSL對馬鈴薯面條品質(zhì)的影響

由表5可得,當(dāng)添加量為0.08%時,7個質(zhì)構(gòu)指標(biāo)較對照組除內(nèi)聚性和彈性外均為最大,其中硬度較對照組提高了11.94%,黏附性提高至2倍,咀嚼性提高了35.95%。而添加量為0.12%～0.20%時,隨著添加量的增加,7個質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與添加量為0.08%時的指標(biāo)相比除彈性外均有所減小。

SSL對馬鈴薯面條蒸煮特性的影響見圖4。由圖4可得,添加SSL后,濕面條的干物質(zhì)損失率也均小于對照組。當(dāng)添加量為0.08%時,干物質(zhì)損失率最小,為5.90%,較對照組下降了21.54%。吸水率呈先下降后上升趨勢,當(dāng)添加量為0.08%時,吸水率達(dá)到較小值為95.63%,較對照組下降了5.96%。

圖4 SSL對馬鈴薯面條蒸煮特性的影響

綜上所述,添加0.08%SSL,能提高馬鈴薯濕面條的品質(zhì),因此選0.04%～0.12%水平正交試驗。

2.2 正交試驗結(jié)果與分析

根據(jù)上述單因素試驗結(jié)果,以質(zhì)構(gòu)特性、蒸煮特性和感官評分為評價指標(biāo),進(jìn)行4因素3水平正交試驗,試驗方案見表6,復(fù)配改良劑對馬鈴薯濕面條質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮特性的影響試驗結(jié)果見表7。

表6 正交試驗設(shè)計方案

表7 正交試驗結(jié)果

由表7可得,各試驗組間的彈性指標(biāo)無顯著差異。試驗組4的內(nèi)聚性、彈性、膠黏性、咀嚼性和回復(fù)性均為最高,吸水率最低,為90.41%。試驗組5的硬度和感官評分最高,干物質(zhì)損失率較低為6.18%。將表7得到的9組改良劑復(fù)配試驗的8個(剔除內(nèi)聚性和彈性指標(biāo))指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析。在Bartlett′s球形檢驗和KMO檢驗中,P=0.000(<0.05),KMO統(tǒng)計量為0.692(>0.5),表明原有各變量間具有一定的相關(guān)性,適合進(jìn)行主成分分析[26],分析結(jié)果見表8～表10。

表8 改良劑復(fù)配評價指標(biāo)的主成分方差貢獻(xiàn)率

由表8可得,2個主成分的累計貢獻(xiàn)率為87.626%,說明其能代表原來8個品質(zhì)評價指標(biāo)信息的87.626%,即能有效地評價馬鈴薯濕面條的品質(zhì)。由表9可得,第1主成分主要以咀嚼性、硬度、膠黏性、回復(fù)性和感官評分的影響為主,第2主成分以干物質(zhì)損失率和黏附性的影響為主。根據(jù)此成分矩陣計算特征向量矩陣,得到主成分Y1、Y2的線性關(guān)系式,各關(guān)系式如下:

表9 改良劑復(fù)配評價指標(biāo)主成分的成分矩陣

Y1=0.412X1+0.091X2+0.410X3+

0.413X4+0.393X5-0.105X6-

0.405X7+0.392X8

Y2=0.162X1+0.638X2+0.149X3+

0.094X4-0.122X5+0.695X6+

0.092X7-0.169X8

以主成分Y1、Y2所對應(yīng)的特征值占所提取主成分總特征值之和的比例作為權(quán)重,計算主成分綜合模型,得關(guān)系式:Z=0.783Y1+0.217Y2。

根據(jù)該關(guān)系式得到綜合品質(zhì)評分,見表10。

表10 馬鈴薯濕面條綜合品質(zhì)評價得分結(jié)果

由表10可得,9個試驗組中,試驗組4和5的綜合品質(zhì)評價得分均大于2,遠(yuǎn)高于其他7組,說明這2組復(fù)配改良劑對馬鈴薯濕面條的品質(zhì)改善作用均優(yōu)于其他7組。試驗組4的綜合品質(zhì)評價得分最高,為2.22,即最優(yōu)組合為:木薯抗性淀粉4%、復(fù)合磷酸鹽0.1%、谷朊粉4%、SSL0.12%。

3 結(jié)論

以馬鈴薯為原料制作面條會使面條品質(zhì)下降,而添加適量的改良劑可增強面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),改善面條品質(zhì)。在單因素試驗中,通過對面條質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮特性指標(biāo)的評價,得到分別添加4%木薯抗性淀粉、0.2%復(fù)合磷酸鹽、4%谷朊粉、0.08%SSL時,馬鈴薯濕面條的品質(zhì)改善效果較好。在正交試驗中,通過對面條質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮特性指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,得到復(fù)配改良劑的最優(yōu)組合:木薯抗性淀粉4%、復(fù)合磷酸鹽0.1%、谷朊粉4%、SSL0.12%,綜合品質(zhì)評價得分最高,為2.22,改善效果最好。