張 旭 陳安均 蔣 成 盧 霞

(四川農(nóng)業(yè)大學食品學院，四川 雅安 625014)

馬鈴薯是一種糧食蔬菜兼用作物，具有較高的經(jīng)濟價值、藥用價值和營養(yǎng)價值，且含有一般谷物糧食所缺乏的賴氨酸和色氨酸[1-2]。但新鮮馬鈴薯耐貯藏性能差。同時運輸困難、成本高，后續(xù)加工適應(yīng)性差。較鮮薯而言，馬鈴薯全粉可長時間安全儲存，方便集運，顯著降低儲運成本。食用方面它能更加方便地與其他主食混合搭配，實現(xiàn)食物原料間的營養(yǎng)互補[3]。面條作為全球第二大面制品[4]，同時也是中國傳統(tǒng)主食，研究馬鈴薯全粉在主食面條中的應(yīng)用，既符合中國的傳統(tǒng)消費習慣，又有利于促進馬鈴薯的主糧化發(fā)展，同時還能提高面條的營養(yǎng)品質(zhì)，增加雜糧面條的種類。

對面條的研究[5]表明，隨著全粉添加量的增加，面團中面筋被稀釋，面條成型難、韌性差、易斷條、易渾湯。同時，全粉—混合粉的吸水率顯著提高，食鹽、食用堿在面條中的添加量也受到影響。已有研究[6-9]表明全粉添加量在10%～20%時才能保持面條的良好感官品質(zhì)、蒸煮特性以及質(zhì)構(gòu)特性。但也有學者[10]認為在不添加任何輔料的條件下，消費者對馬鈴薯全粉添加量的接受度可達到40%。目前對高比例馬鈴薯全粉面條(全粉添加量>30%)的研究較少，主要是在加入谷朊粉、抗性淀粉、食用膠[11-12]等改良劑的基礎(chǔ)上進行的研究，試驗主要針對不同全粉比例，對面條的基礎(chǔ)配方進行優(yōu)化研究，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用性更廣。在曾著莉[13]、張笑笑等[14]的研究中其全粉的添加量超過40%，但研究對象為馬鈴薯濕全粉，其含水量遠高于馬鈴薯干全粉(<10%)，相對于干全粉的實際添加量低于30%，且濕全粉在貯藏運輸?shù)确矫嬗泻艽蟮南拗啤ｑR鈴薯主糧化要求盡可能地提高馬鈴薯全粉在面條中的添加量，因此試驗將馬鈴薯全粉的添加量設(shè)定為25%，30%，35%，40%，研究馬鈴薯全粉添加量對面條品質(zhì)的影響。面條的評定指標涵蓋較廣，包括面條的蒸煮特性、質(zhì)構(gòu)特性、感官特性、微觀結(jié)構(gòu)等，這些指標均能夠反映面條的品質(zhì)特性。但在關(guān)于馬鈴薯全粉面條的研究中，研究者[15-16]大多選擇一個或者幾個指標對面條的品質(zhì)進行單一的評價，缺乏綜合的分析，降低了試驗結(jié)果的可靠性和準確性。對面條的指標進行科學的處理，才能更加準確的反映面條的品質(zhì)特性，得出更為可靠的結(jié)論。本試驗擬利用熵權(quán)法計算出馬鈴薯面條各指標的權(quán)重，以各指標的綜合評分對面條的品質(zhì)進行評價，得出不同全粉比例下馬鈴薯全粉面條的最優(yōu)配方，以期為高比例馬鈴薯全粉面條的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

馬鈴薯：隴薯7號，甘肅一航薯業(yè)科技發(fā)展有限責任公司，選取外表完好，大小均勻，無任何機械損傷的馬鈴薯；

五得利五星特精髙筋小麥粉、食鹽：市售；

食用堿：成都市科龍化工試劑廠。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

物性分析儀：TA.XTPlus型，英國Stabie Micro System公司；

色差儀：NR10QC型，深圳市三恩時科技有限公司；

電熱鼓風干箱：DHG-9070A型，上海一恒科技有限公司；

全自動和面機：JYN-W22型，九陽股份有限公司；

家用壓面機：FKM180型，俊媳婦股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 馬鈴薯全粉制備 將新鮮馬鈴薯洗凈、去皮、切片、蒸熟、冷卻，置于-20 ℃的冰柜中冷凍24 h解凍，在2 300 r/min 離心7 min，平鋪于托盤中，75 ℃烘干后粉碎，過100目篩備用。

1.2.2 馬鈴薯全粉面條的制作 取100 mL自來水溶解一定比例食鹽和食用堿用于泡發(fā)馬鈴薯全粉，將泡發(fā)后將全粉與面粉混合、和面、壓片，最終得到厚度約為1.0 mm，寬度為3 mm的面條。在35 ℃干燥4 h備用。

1.2.3 馬鈴薯全粉面條基礎(chǔ)配方優(yōu)化 為確定不同比例全粉添加量下馬鈴薯面條的最優(yōu)基礎(chǔ)配方，在馬鈴薯全粉面條基礎(chǔ)配方優(yōu)化的單因素試驗基礎(chǔ)上，以食鹽添加量、食用堿添加量、和面時間、加水量4個因素為考察對象，進行四因素三水平正交試驗，通過對所得數(shù)據(jù)分析確定最優(yōu)配方。馬鈴薯全粉—面粉混合粉的總量為200 g，不同比例馬鈴薯全粉面條正交試驗因素水平表見表1～4。

1.2.4 馬鈴薯全粉面條品質(zhì)評價方法

(1) 面條色澤測定：將烘干后的面條在高速粉碎機中粉碎20 s，過80目篩，裝入透明的自封袋中，用色差儀進行測定。色澤采用CIE-L*a*b*色空間表示方法，得L*、a*和b*3個參數(shù)。

表1 全粉比例25%正交試驗因素水平表

表2 全粉比例30%正交試驗因素水平表

表3 全粉比例35%正交試驗因素水平表

表4 全粉比例40%正交試驗因素水平表

(2) 面條水分測定：參照1.2.4(1)的方法處理面條備用。取3 g試樣(精確至0.000 1 g)，做3次平行。其他參照GB 5009.3—2016中直接干燥法。

(3) 面條厚度測定：取完整面條，每根面條選取3個不同的位點，用螺旋測微器測量其厚度。每組選3根面條，做3次平行。

(4) 最佳蒸煮時間測定：取1 000 mL蒸餾水，用電磁爐加熱煮沸，設(shè)置溫度1 500 W，取長度為15 cm的面條15根煮制3 min后，每隔10 s撈1根，用載玻片擠壓面條，觀察面條中白芯是否消失，白芯剛好消失的時間為最佳蒸煮時間。

(5) 蒸煮損失率測定：參照徐芬[17]的方法略有改動，將樣品稱取量由約10 g改為約20 g，煮制面條由電爐更換為電磁爐，煮面溫度1 500 W。

(6) 面湯濁度測定：按測定蒸煮損失率的方法煮制面條，面湯過100目篩。利用紫外分光光度計在675 nm下測定面湯吸光值，即為面湯濁度。

(7) 面條質(zhì)構(gòu)特性測定：參照Jridi等[18]、Mudgil等[19]的方法略有改動。將面條煮至最佳蒸煮時間后立即撈出，放入0 ℃蒸餾水中浸泡30 s，瀝干表面水分。立即用物性測試儀進行測定，測定試驗在5 min內(nèi)完成，每個樣品進行12次重復試驗，去掉異常數(shù)據(jù)后，選取6組數(shù)據(jù)取平均值。

(8) 面條拉伸性能測定：探頭為A/SPR，測前速率1.0 mm/s，返回速率10 mm/s，測試速率3 mm/s。拉伸距離100 mm，數(shù)據(jù)采集率200 p/s。兩探頭起始間距15 mm，觸發(fā)值5 g。記錄面條被拉斷時的最大拉伸力和拉伸距離，分別除以面條厚度得到最終數(shù)據(jù)。

(9) 面條TPA模式測定：評價面條硬度、黏性、彈性、黏聚性、咀嚼性、回復性。把5根煮后面條無空隙并排放置于測定平臺上進行測定。探頭ALKB-F測前、測中、測后速率均2.0 mm/s。壓縮程度75%，兩次壓縮停留間隔10 s，數(shù)據(jù)采集速率200 p/s。觸發(fā)值10 g。

(10) 面條感官評定：由四川農(nóng)業(yè)大學食品學院10名具有專業(yè)知識并經(jīng)過感官培訓的人員，對面條進行感官評定。感官人員的培訓感官評分標準見表5。

1.3 分析方法——熵權(quán)法

(1) 數(shù)據(jù)標準化：假設(shè)給定了K個指標X1，X2，……，XK，其中Xi={x1x2xn}。假設(shè)對各指標數(shù)據(jù)標準化后的值為Y1，Y2，……，YK，那么Yij=(Xij-minXi)÷(maxXi-minXi)。

(3) 確定各指標權(quán)重Wi：Wi=(1-Ei)÷(k-∑Ei)(i=1,2,……,k)。

表5 馬鈴薯面條感官評定標準

1.4 數(shù)據(jù)處理

用軟件IBM SPSS Statistics 19 進行顯著性分析，用 Microsoft Excel 進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗

利用熵權(quán)法[20-21]對4組正交試驗所得的數(shù)據(jù)進行分析，得到馬鈴薯全粉面條各項指標權(quán)重，從而得出各指標的綜合評分，用以確定不同比例馬鈴薯全粉面條的最優(yōu)基礎(chǔ)配方。

由表7可知，在馬鈴薯全粉面條的評價指標中，黏度指標所占的權(quán)重最大，是權(quán)重占比最小的抗拉強度10倍左右，可能是在4組正交試驗中，全粉添加量的不同對面條的黏度產(chǎn)生的影響較大，導致面條黏度的相對變動范圍較大，所得權(quán)重大于其他指標。

不同試驗組所有指標的總分，用于正交試驗結(jié)果分析。全粉添加量為25%，30%，35%，40%時，正交試驗結(jié)果分析見表8。

由表8可知，在全粉添加量為25%時，對馬鈴薯全粉面條品質(zhì)產(chǎn)生影響的主次因素依次為食鹽添加量、加水量、和面時間、堿添加量。面條的最優(yōu)基礎(chǔ)配方為A2B2C3D3，即食鹽添加量0.6%，堿添加量0.4%，和面時間7 min，加水量55%。

在全粉添加量為30%時，對馬鈴薯全粉面條品質(zhì)產(chǎn)生影響的主次因素依次為食鹽添加量、堿添加量、和面時間、加水量。面條的最優(yōu)基礎(chǔ)配方為A3B2C1D1，即食鹽添加量1.2%，堿添加量0.4%，和面時間6 min，加水量60%。

在全粉添加量為35%時，對馬鈴薯全粉面條品質(zhì)產(chǎn)生影響的主要因素為食鹽添加量，其次是堿的添加量，其他因素對面條品質(zhì)的影響均較小。面條的最優(yōu)基礎(chǔ)配方為A2B3C3D1，即食鹽添加量0.8%，堿添加量0.6%，和面時間8 min，加水量65%。

表6 不同比例馬鈴薯全粉面條正交試驗結(jié)果

續(xù)表6

全粉比例試驗號硬度/g黏度/(g·s-1)咀嚼性回復性彈性凝聚性感官評分1870.58±8.33-10.27±1.27487.81±19.390.302±0.0060.927±0.0040.585±0.00878.90±4.852895.64±16.16-11.47±1.27496.69±9.600.318±0.0020.928±0.0040.600±0.00671.10±4.213922.49±16.42-9.59±1.30532.62±15.960.301±0.0080.928±0.0100.613±0.00775.04±2.644917.95±14.61-8.40±0.27526.38±16.970.337±0.0120.939±0.0100.620±0.00682.82±4.9525%5988.90±10.01-7.06±0.27594.96±10.720.337±0.0050.936±0.0070.623±0.00677.48±5.146929.82±43.47-9.10±1.28560.82±16.210.294±0.0040.922±0.0030.604±0.00570.02±6.947934.06±25.83-10.23±1.10491.51±12.510.296±0.0060.925±0.0030.580±0.00877.96±6.808910.54±23.02-7.02±0.79483.47±7.700.299±0.0100.929±0.0040.560±0.00679.84±6.019929.90±14.61-11.27±0.73474.17±10.650.265±0.0050.924±0.0050.568±0.00474.70±3.651823.10±6.97-10.45±0.44394.59±11.690.260±0.0020.933±0.0080.525±0.01078.04±5.122878.77±15.09-9.59±0.59430.51±7.810.275±0.0030.920±0.0040.531±0.00573.54±3.703928.77±21.83-10.36±0.52481.60±12.500.279±0.0030.930±0.0020.542±0.00572.28±4.754842.17±18.36-10.97±0.55423.78±11.560.273±0.0060.925±0.0020.544±0.00376.68±2.2930%5859.66±1.95-10.56±1.26458.86±9.000.288±0.0060.936±0.0100.567±0.00678.28±2.716944.32±16.21-10.04±1.15519.21±10.550.297±0.0080.932±0.0040.585±0.00774.58±3.917876.82±11.27-10.97±1.85439.48±19.120.282±0.0100.924±0.0040.554±0.01174.86±4.0481001.63±36.39-6.57±0.86580.53±21.540.351±0.0140.937±0.0170.624±0.00476.08±2.059999.90±16.82-9.15±0.59596.18±13.560.340±0.0040.945±0.0070.626±0.00274.66±4.541729.62±8.90-8.04±1.39377.23±12.860.268±0.0040.915±0.0020.536±0.00876.08±2.052941.19±27.93-10.32±0.49515.67±17.520.292±0.0030.924±0.0030.565±0.00472.10±3.873897.56±26.57-7.73±0.92485.57±27.960.327±0.0090.923±0.0060.583±0.00578.18±4.084841.11±17.38-10.89±0.90434.25±26.920.293±0.0080.912±0.0040.539±0.01385.10±5.8435%51049.27±45.45-6.32±0.92591.18±26.850.329±0.0030.928±0.0060.610±0.00377.06±6.606939.46±13.17-7.27±0.99513.39±10.820.301±0.0040.926±0.0060.596±0.00471.82±8.237836.76±13.01-10.98±0.64447.30±7.620.291±0.0120.931±0.0090.574±0.00474.84±4.888980.53±43.65-12.02±1.06607.47±23.170.321±0.0030.927±0.0020.584±0.00373.12±5.739874.67±31.62-9.97±1.40448.88±23.970.318±0.0060.922±0.0070.583±0.00573.20±5.791728.36±25.31-9.74±0.66398.84±15.870.298±0.0020.938±0.0060.591±0.00568.48±7.682771.30±22.01-7.81±0.70449.53±17.140.308±0.0090.945±0.0050.604±0.00675.62±4.223814.27±24.67-5.17±0.28475.30±14.040.307±0.0100.961±0.0180.596±0.01076.46±7.274727.06±13.49-8.84±1.04369.74±7.010.281±0.0040.930±0.0050.549±0.00876.34±6.0240%5914.98±26.07-7.50±0.80517.79±19.280.313±0.0070.944±0.0080.595±0.00569.58±4.396827.10±29.59-5.41±0.44484.59±19.120.331±0.0040.974±0.0210.618±0.00377.60±4.417731.91±25.23-7.21±0.60395.26±15.690.315±0.0040.935±0.0080.589±0.00774.50±4.018776.45±29.51-6.09±0.52467.28±19.300.344±0.0120.976±0.0190.619±0.00580.38±4.059762.65±8.97-6.78±0.73458.45±18.080.327±0.0080.975±0.0190.620±0.00473.46±7.77

表7 馬鈴薯全粉面條各指標權(quán)重

表8 不同比例馬鈴薯全粉面條正交試驗結(jié)果分析

在全粉添加量為40%時，對馬鈴薯全粉面條品質(zhì)產(chǎn)生影響的主次因素依次為堿添加量、食鹽添加量、加水量、和面時間，其中加水量和和面時間對面條品質(zhì)影響較小。面條的最優(yōu)基礎(chǔ)配方為A2B3C1D2，即食鹽添加量0.8%，堿添加量0.6%，和面時間5 min，加水量72.5%。

食鹽能夠收斂面筋組織，增強濕面筋的彈性和延伸性，防止面條在干燥過程中因失水過快而斷條彎曲，適量添加能夠顯著改善面條的品質(zhì)，但過高的添加量會降低面團的彈性和延伸性，一般在食鹽添加量>2%，面條就會偏咸，感官評分降低。在4種不同添加比例下，食鹽總添加范圍為0.6%～1.2%。堿雖然也具有收斂面筋的作用，但在提高面團延伸性方面的作用比食鹽差，對馬鈴薯面條色澤的改變有顯著性影響，過量的堿會使面條的色澤變灰變暗，堿味過重，所以堿的添加量較低其范圍在0.4%～0.6%。加水量的多少對面條的成型會產(chǎn)生直接影響，過低在壓延過程中面條會產(chǎn)生很大損失，甚至無法成型，過高面條會出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象。且與一般小麥面條不同，由于全粉含水量低、吸水率高，其添加對加水量影響顯著，試驗結(jié)果表明，在不同添加量下，全粉的添加量幾乎與加水量呈正比關(guān)系，并且明顯高于一般小麥面條30%～35%的加水量[22]，在40%添加量下達到72.5%。和面的作用是為了使面團充分吸水，形成面筋組織，但攪拌時間過長，會使面團弱化，影響面團的彈性和韌性。不同添加量下和面時間的范圍為5～8 min。

2.2 最優(yōu)基礎(chǔ)配方驗證實驗

對以上所得的不同比例馬鈴薯全粉面條的基礎(chǔ)配方進行驗證實驗，以面條的綜合評分和感官評分對面條品質(zhì)進行評價試驗，結(jié)果見表9。在不同比例下測得的面條的感官評分和綜合評分均高于試驗組，說明正交試驗的最優(yōu)組合正確，所得面條品質(zhì)高于試驗組。

表9 不同比例馬鈴薯全粉面條驗證實驗結(jié)果

3 結(jié)論

由不同比例馬鈴薯全粉面條的最優(yōu)配方可知，在不同的全粉添加量下，食鹽、堿添加量、和面時間和加水量均有差異，尤其是加水量差異顯著。因此針對不同的添加量進行基礎(chǔ)配方優(yōu)化是可行的、有必要的。此最優(yōu)配方下，面條品質(zhì)的總評分均高于試驗組，面條感官評分除40%全粉添加量外，均在80分以上，面條總體品質(zhì)達到最佳。與前人研究[10]結(jié)果——消費者對全粉添加量可接受度為40%相一致。但全粉添加比例為40%時，面條的綜合評分0.685 95略低于25%時的0.692 27，說明通過添加劑對面條品質(zhì)進行改良之后，全粉添加量預(yù)計可達45%及以上。根據(jù)驗證實驗全粉添加量在25%時，面條的整體品質(zhì)優(yōu)于其他3種添加比例，因此在實際生產(chǎn)中全粉添加比例為25%最適。全粉添加量在30%時，面條的感官品質(zhì)高于其他3種添加比例，可能是感官評價的主觀性導致其結(jié)果與綜合評分結(jié)果不一致，之后試驗可通過模糊數(shù)學等感官評價方法使感觀試驗數(shù)據(jù)更科學有效，試驗表明基于熵權(quán)法的正交試驗?zāi)軌蚋尤娴貙γ鏃l的整體品質(zhì)進行分析，得到較為可靠的結(jié)果。