基于模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)研制涼皮專用小麥粉

王靜怡, 王 晗, 李永洲, 朱文艷, 姚亞亞, 李慧靜

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院1,保定 071000)(石家莊高新區(qū)市場(chǎng)監(jiān)督管理局2,石家莊 051430)

涼皮是一種典型的淀粉凝膠食品,根據(jù)原料和工藝的不同,涼皮類產(chǎn)品包括面皮、搟面皮和米皮[1]。林致通等[2]以6種淀粉為原料制作鮮涼皮,篩選出小麥淀粉做鮮涼皮是最佳的。傳統(tǒng)的涼皮制作過(guò)程通常需要對(duì)小麥粉進(jìn)行洗面筋處理,洗出的淀粉漿進(jìn)行沉淀以去除一些可溶性成分和懸浮物[3, 4]。涼皮的生產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,淀粉漿液沉降處理是一個(gè)關(guān)鍵步驟,其所需時(shí)間較長(zhǎng),導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。成本是工業(yè)化生產(chǎn)考慮的一個(gè)重要因素,因此涼皮的工業(yè)化生產(chǎn)要求淀粉漿液的沉降速度要快[5]。

面筋作為涼皮生產(chǎn)的副產(chǎn)物,無(wú)論從其自身食用和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,還是作為涼皮成品不可或缺的一部分,都是具有研究?jī)r(jià)值的。小麥面筋有相對(duì)完整的氨基酸組成,是植物性蛋白質(zhì)的優(yōu)良來(lái)源,此外,小麥面筋還可以形成具有黏彈性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[6, 7]。在涼皮的工業(yè)化生產(chǎn)中,面筋的品質(zhì)也很重要,在洗面過(guò)程中,面筋的耐機(jī)械攪拌程度和洗脫難易程度都影響著生產(chǎn)成本及涼皮和面筋的品質(zhì),且在面筋的工業(yè)化生產(chǎn)中,通常采用較高的溫度及較大的剪切力,這對(duì)面筋的質(zhì)量要求很高[8, 9]。

涼皮在傳統(tǒng)風(fēng)味小吃中占據(jù)一定的銷售市場(chǎng),但目前傳統(tǒng)涼皮的加工方式仍以手工生產(chǎn)為主,工業(yè)化程度較低[10]。涼皮生產(chǎn)過(guò)程中的洗面和沉漿環(huán)節(jié)對(duì)小麥粉提出了較高的要求,使得開(kāi)發(fā)適用于工業(yè)化生產(chǎn)的涼皮專用粉成為必要。近年來(lái),專用粉需求增長(zhǎng)較快,市場(chǎng)上已有幾十種專用小麥粉,對(duì)于傳統(tǒng)面制品專用粉的研究較少[11,12]。目前對(duì)涼皮的研究主要集中在原料的篩選、配方及工藝的優(yōu)化和品質(zhì)的改良[13-15]。對(duì)涼皮的品質(zhì)評(píng)價(jià)并無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)因評(píng)價(jià)主體間的主觀因素干擾,帶有很大的主觀誤差。近些年,模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)方法在食品中應(yīng)用廣泛,模糊數(shù)學(xué)通過(guò)精確的數(shù)學(xué)算法構(gòu)建影響食品感官品質(zhì)的多種因素與評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)學(xué)關(guān)系來(lái)表征影響規(guī)律并建立便于判斷的定量的評(píng)價(jià)模型,從而實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)字化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)食品感官品質(zhì)的綜合評(píng)定,可減少評(píng)價(jià)員的主觀評(píng)定誤差,具有很好的客觀性[16-18]。林致通[10]采用模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法和主成分分析法,分析了以淀粉為原料所制涼皮樣品的感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和理化參數(shù),建立了鮮涼皮的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)方法,證明模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法在涼皮應(yīng)用中具有一定的可靠性,但還沒(méi)有模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)在面筋中的應(yīng)用。且當(dāng)前對(duì)于涼皮加工原料的加工適宜性缺乏研究,但在實(shí)際生產(chǎn)中原料以特等優(yōu)質(zhì)小麥粉為佳[4]。但強(qiáng)筋小麥粉的成本較高。因此,本研究選用河北省培育的3種強(qiáng)筋小麥分別與中筋小麥按照不同的比例進(jìn)行配麥,比較淀粉沉降速度,傳統(tǒng)洗面法制作涼皮和面筋進(jìn)行質(zhì)構(gòu)與模糊感官評(píng)價(jià)分析,并對(duì)所篩選的最佳配比小麥粉進(jìn)行濕面筋含量、面筋指數(shù)、糊化特性及流變學(xué)特性進(jìn)行分析,為研究適合工業(yè)化生產(chǎn)的涼皮專用小麥粉提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

河北省邢臺(tái)實(shí)驗(yàn)站種植的4個(gè)小麥品種(石優(yōu)17、藁優(yōu)2018、師欒02-1、冀麥323),市售涼皮專用粉。

1.2 儀器與設(shè)備

ALMB實(shí)驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī),MDJBZJ密度計(jì),TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

將石優(yōu)17分別與藁優(yōu)2018、師欒02-1、冀麥323按0%、10%、20%、30%、40%的比例進(jìn)行配麥,使用ALMB實(shí)驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)進(jìn)行磨粉,室溫條件下潤(rùn)麥24 h,加水量按式(1)計(jì)算:

所需潤(rùn)麥加水量(g)=小麥質(zhì)量×(潤(rùn)麥水分-實(shí)際水分)/(100%-實(shí)際水分)

(1)

涼皮粉、石優(yōu)17、質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%藁優(yōu)2018、20%藁優(yōu)2018、30%藁優(yōu)2018、40%藁優(yōu)2018、10%師欒02-1、20%師欒02-1、30%師欒02-1、40%師欒02-1、10%冀麥323、20%冀麥323、30%冀麥323、40%冀麥323分別記作樣品1～14。

1.3.2 涼皮制作

選取1.3.1制得的小麥粉以及市售涼皮專用粉進(jìn)行涼皮制作。制作方法:小麥粉50 g,水30 mL進(jìn)行和面,面團(tuán)于室溫下靜置1 h,500 mL水分3次進(jìn)行洗面,將得到的淀粉漿液于室溫下靜置沉淀4 h,棄上層清水后得到的淀粉漿混合均勻,使用密度計(jì)測(cè)量淀粉漿濃度,調(diào)整濃度介于16～17波美度之間。涼皮鑼底部刷少量食用油,倒入適量的淀粉漿使其均勻分散,放入沸水中,加蓋大火蒸制2 min,取出后放置在冷水中冷卻,使用刮板將涼皮揭下,即涼皮制作完成[19]。

1.3.3 面筋制作

選取1.3.2洗出的濕面筋,加入適0.2 g酵母,置于25 ℃發(fā)酵箱中醒發(fā)1 h,將醒發(fā)好的面筋于蒸鍋中大火蒸制15 min,即完成面筋的制作。

1.3.4 涼皮質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

參照黃峻榕等[20]的方法,使用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀,P/36圓柱形探頭,選擇二次壓縮(TPA)模式進(jìn)行測(cè)定。參數(shù)設(shè)置:檢測(cè)速度60 mm/min,起始力0.5N,形變量70%。

1.3.5 面筋質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

參照Peng等[21]的方法,并進(jìn)行了一些修改,將冷卻后的面筋切成2 cm厚的塊狀,采用P/36圓柱形探頭,TPA模式,檢測(cè)速度60 mm/min,起始力5N,形變量50%。

1.3.6 涼皮及面筋感官評(píng)價(jià)

涼皮感官評(píng)價(jià)參照林致通等[2]的模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià),評(píng)定人員由10位經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)室人員組成,對(duì)涼皮的色澤、組織狀態(tài)、黏性、彈性、味道和口感進(jìn)行單獨(dú)評(píng)分,并請(qǐng)10位評(píng)價(jià)員采用0～4分法確定各指標(biāo)權(quán)重。

面筋感官評(píng)價(jià)參照GB 2711-2014略有改動(dòng),增加了對(duì)面筋彈性指標(biāo)的評(píng)價(jià)。對(duì)面筋的色澤、組織狀態(tài)、彈性、味道和口感進(jìn)行單獨(dú)評(píng)分,0～4分法確定指標(biāo)權(quán)重,進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)。

1.3.7 涼皮及面筋出品率

選取1.3.2和1.3.3制作完成的涼皮和面筋,待自然冷卻后,稱取涼皮和面筋的質(zhì)量。根據(jù)式(2)計(jì)算涼皮和面筋的出品率[22]。

出品率=m1/m2×100%

(2)

式中:m1為涼皮或面筋的質(zhì)量/g;m2為小麥粉質(zhì)量/g。

1.3.8 沉降速度測(cè)定

參照薛慧等[5]的方法,稱取小麥粉100 g,水50 mL和面,面團(tuán)于室溫下靜置1 h,用500 mL的水分次洗面,將得到的淀粉漿液注于1 000 mL量筒中,并將溶液體積調(diào)整到600 mL,室溫下沉降,分別記錄沉降1、2、3、4、5、6 h的沉淀體積。

1.3.9 小麥粉品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

水分含量測(cè)定參照GB/T 24898—2010;濕面筋含量測(cè)定參照GB/T 5506.2—2008;面筋指數(shù)測(cè)定參照LS/T 6102—1995;粉質(zhì)特性測(cè)定參照GB/T 14614—2019;拉伸特性測(cè)定參照GB/T 14615—2019;糊化特性測(cè)定參照GB/T 14490—2008。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每組實(shí)驗(yàn)均設(shè)置至少2個(gè)平行,質(zhì)構(gòu)測(cè)定設(shè)置5個(gè)平行,采用IBM SPSS26.0軟件中的Duncan’s檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析,采用Origin2021軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量復(fù)配小麥粉對(duì)涼皮質(zhì)構(gòu)的影響

張波波等[3]的研究表明涼皮的整體評(píng)價(jià)與涼皮彈性、咀嚼性等數(shù)據(jù)具有一致的變化趨勢(shì)。由表1可知,與石優(yōu)17相比,添加不同品種強(qiáng)筋麥后,隨著添加量的增加,涼皮樣品的硬度和咀嚼性均呈現(xiàn)“高-低-高”的變化趨勢(shì)。添加藁優(yōu)2018后,隨著添加量的增加,涼皮彈性呈“低-高-低”的變化趨勢(shì),在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)彈性達(dá)最大;隨著師欒02-1和冀麥323的添加量增加,涼皮彈性呈“高-低-高-低”的變化趨勢(shì),在質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為30%和10%時(shí)彈性最大。其中為20%藁優(yōu)2018及為30%師欒02-1涼皮彈性最大,表明質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)的相對(duì)大小與感官評(píng)分基本相符。

2.2 不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量復(fù)配小麥粉對(duì)面筋質(zhì)構(gòu)的影響

不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量復(fù)配小麥粉面筋的質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定結(jié)果如表2,彈性越大對(duì)應(yīng)于面筋的韌性品質(zhì)更好[23]。隨著藁優(yōu)2018和冀麥323添加量的增加,面筋硬度和咀嚼性呈“低-高-低”的變化趨勢(shì);隨著師欒02-1添加量的增加,面筋硬度顯著增大,咀嚼性無(wú)明顯差異,但均高于市售涼皮粉面筋。與石優(yōu)17相比,不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量的加入使面筋的彈性均有不同程度地增加,可能是由于強(qiáng)筋小麥面筋蛋白的α-螺旋結(jié)構(gòu)比例較高[24]。α-螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)于面筋蛋白的硬度和彈性具有重要影響[25]。

表2 不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量復(fù)配小麥粉對(duì)面筋質(zhì)構(gòu)的影響

2.3 涼皮感官評(píng)價(jià)

根據(jù)10位評(píng)價(jià)員的評(píng)分結(jié)果,進(jìn)行計(jì)算和歸一化之后,得到各指標(biāo)所占的權(quán)重比例為:色澤0.16,組織狀態(tài)0.13,黏性0.15,彈性0.20,味道0.18,口感0.18。得到權(quán)重集A:

A=(0.16,0.13,0.15,0.20,0.18,0.18)

14種涼皮感官得分結(jié)果如表3所示。

表3 不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量復(fù)配小麥粉涼皮感官評(píng)分表

以涼皮粉制作的涼皮樣品為例:根據(jù)感官得分,得到矩陣R1:

將其歸一化得到R1′:

依據(jù)模糊變換原理[2]:B=A·R,對(duì)涼皮粉樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為:B1=A·R1

賦值數(shù)據(jù):好=100分;較好=90分;一般=80分;較差=70分;差=60分。

最終分?jǐn)?shù)T=B·[賦值]T,即得T1=94.29分。

其余樣品計(jì)算同上,得到分?jǐn)?shù)分別為T(mén)2=85.72;T3=85.08;T4=88.37;T5=87.15;T6=88.65;T7=84.89;T8=88.32;T9=88.65;T10=87.22;T11=85.31;T12=87.92;T13=86.64;T14=87.57;由此可見(jiàn),涼皮粉涼皮得分最高,其中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%師欒02-1、40%藁優(yōu)2018、20%藁優(yōu)2018、20%師欒02-1得分較高,10%師欒02-1得分較低。涼皮感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重結(jié)果表明彈性是涼皮評(píng)價(jià)中最重要的指標(biāo),涼皮質(zhì)構(gòu)彈性結(jié)果表明30%師欒02-1涼皮具有較好的彈性,感官評(píng)分僅次于市售涼皮粉。

2.4 面筋感官評(píng)價(jià)

根據(jù)10位評(píng)價(jià)員評(píng)分結(jié)果,得到面筋各指標(biāo)所占權(quán)重比例:色澤0.14,組織狀態(tài)0.21,彈性0.21,味道0.21,口感0.23。得到權(quán)重集A:

A=(0.14,0.21,0.21,0.21,0.23)

14種面筋感官得分結(jié)果如表4所示。

表4 不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量復(fù)配小麥粉面筋感官評(píng)分表

結(jié)果計(jì)算同涼皮,得到面筋樣品分?jǐn)?shù)分別為T(mén)2=82.51;T3=84.19;T4=83.77;T5=83.81;T6=88.41;T7=82.86;T8=83.11;T9=85.98;T10=91.63;T11=82.33;T12=81.69;T13=83.53;T14=85.95。由此可見(jiàn),質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%師欒02-1得分最高,其次添加40%藁優(yōu)2018、30%師欒02-1、40%冀麥323以及涼皮粉的評(píng)分較高,而20%冀麥323評(píng)分較低。對(duì)應(yīng)面筋質(zhì)構(gòu)中的咀嚼性結(jié)果,40%師欒02-1和30%師欒02-1面筋具有較好的咀嚼性,口感較好,感官評(píng)分較高。

2.5 涼皮及面筋出品率

由表5可知,石優(yōu)17涼皮出品率最高,較市售涼皮粉提高了8.8%,添加不同品種和添加量強(qiáng)筋麥后,涼皮出品率均有所降低,但面筋出品率除40%藁優(yōu)2018之外,均有所提高。綜合涼皮和面筋出品率分析,質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%冀麥323后兩種出品率均較高,其次為質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%師欒02-1和10%藁優(yōu)2018,且出品率均高于市售涼皮粉。出品率的提高,增加了涼皮工業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

表5 不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量復(fù)配小麥粉涼皮和面筋出品率

2.6 沉降速度

不同強(qiáng)筋小麥品種和添加量復(fù)配小麥淀粉在6個(gè)小時(shí)的沉降結(jié)果如圖1所示,涼皮粉的沉降速度最慢,質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%師欒02-1在各個(gè)小時(shí)的沉降速度均最快,其次是質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%冀麥323、30%冀麥323、40%師欒02-1在2 h之后沉降速度較快。配麥后淀粉沉降速度較市售涼皮粉均有所提高,可能與不同的小麥粉粒徑不同有關(guān),小麥粉粒徑與其基因型,栽培條件,研磨條件等多種因素有關(guān)[5, 26]。在實(shí)際生產(chǎn)中可降低生產(chǎn)成本,為涼皮專用粉的生產(chǎn)提供借鑒。

注:圖中不同組中的不同小寫(xiě)字母表示數(shù)據(jù)之間存在顯著性差異(P<0.05)。

2.7 小麥粉品質(zhì)指標(biāo)

所篩選出來(lái)的最佳配比小麥粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%師欒02-1與石優(yōu)17、市售涼皮粉的品質(zhì)指標(biāo)結(jié)果如表6所示,與石優(yōu)17和市售涼皮粉相比,質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%師欒02-1的面筋指數(shù)、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、拉伸曲線面積、最大拉伸阻力、最大拉伸比例顯著提高,糊化溫度變化不顯著,這與陳舒唱等[27]的研究結(jié)果基本一致,表明面團(tuán)強(qiáng)度較大,耐攪拌,加工性能較好,在涼皮生產(chǎn)過(guò)程中淀粉與面筋的分離時(shí)可操作性較好。吸水率、弱化度、崩解值較石優(yōu)17顯著降低,吸水率越低,小麥粉弱化度越小,與陳舒唱[27]和郭曉丹[28]的研究結(jié)果一致,可能由于淀粉顆粒越來(lái)越大,吸水能力減弱,面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與韌性較大,從而使其弱化度減小。崩解值反映淀粉顆粒的抗剪切性和耐熱穩(wěn)定性,其值越小,抗剪切能力越強(qiáng),抗剪切能力增強(qiáng)在一定程度上保護(hù)了淀粉不受破壞,使淀粉顆粒更加穩(wěn)定[29]。齊文等[30]指出崩解值越大,發(fā)酵米粉的食味越好。夏銳等[4]的研究也表明釀皮的整體可接受性與崩解值呈正相關(guān)。質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%師欒02-1的崩解值顯著低于石優(yōu)17,但高于市售涼皮粉,表明添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%師欒02-1增強(qiáng)了淀粉的抗剪切能力,同時(shí)其涼皮的綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)高于市售涼皮粉。質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%師欒02-1復(fù)配小麥粉具有較好的流變學(xué)特性和糊化特性,為涼皮專用粉生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

3 結(jié)論

將中筋小麥?zhǔn)瘍?yōu)17分別與3種強(qiáng)筋小麥(藁優(yōu)2018、師欒02-1和冀麥323)按不同比例配麥,所得小麥粉采用傳統(tǒng)洗面方法蒸制鮮涼皮和面筋,利用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)方法進(jìn)行感官品質(zhì)分析,測(cè)定質(zhì)構(gòu)特性及出品率,并測(cè)定淀粉沉降速度。由結(jié)果可以看出,配麥后淀粉沉降速度與市售涼皮粉相比均有所提高,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%師欒02-1淀粉沉降速度最快,且30%師欒02-1復(fù)配小麥粉涼皮的感官評(píng)分也僅次于市售涼皮粉,面筋感官評(píng)分也較好,質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示其涼皮和面筋彈性均最大,表明質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)與感官品質(zhì)評(píng)分基本相符。涼皮和面筋的出品率均高于市售涼皮粉。綜合分析,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%師欒02-1復(fù)配小麥粉最適合用作涼皮專用小麥粉,其在節(jié)約成本,提高效益的同時(shí)保持涼皮和面筋較好的感官品質(zhì)。同時(shí)進(jìn)一步進(jìn)行其糊化特性和流變學(xué)特性分析,強(qiáng)筋小麥的添加增強(qiáng)了面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高了面團(tuán)筋力,使面團(tuán)可塑性增強(qiáng),加工性能得到優(yōu)化。