曹莼，陸啟玉，*，劉紫鵬，李盤欣

（1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南鄭州450001；2.河南南街村（集團(tuán)）有限公司，河南漯河462000）

木薯淀粉相對小麥淀粉，可以提高面條的亮度和黃度，但同時導(dǎo)致面條干物質(zhì)損失增加[5]。添加木薯淀粉可引起面條易糊化變軟[6]。在冷凍解凍處理中，木薯淀粉凝膠具有很低的硬度和高凝聚力，但米粉與木薯淀粉混合后可以提高凝膠冷凍前后的質(zhì)構(gòu)特性[7]。谷朊粉作為小麥粉中重要成分，對面條品質(zhì)有重要作用。谷朊粉的添加可以降低面條的面團(tuán)吸水率，增加面團(tuán)加工厚度[8]。研究表明，面筋含量和面筋指數(shù)與質(zhì)地和感官得分有顯著相關(guān)性[9]。復(fù)合磷酸鹽作為一種食品添加劑，在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。磷酸鹽可以使面條質(zhì)地變軟，同時顯著提高小麥面粉的峰值黏度和最終黏度[10-11]。全麥面條中添加復(fù)合磷酸鹽，發(fā)現(xiàn)面條面筋網(wǎng)絡(luò)的連接致密和淀粉粒的包裹程度有較大程度的提高[12]。添加瓜爾膠可以提高淀粉的峰值黏度和最終黏度，增加面條蒸煮時間，降低了其蒸煮損失[13]。同時，瓜爾膠可以提高和冷凍面團(tuán)品質(zhì)，抑制冰凍對微觀結(jié)構(gòu)的破壞[14]。

本文通過探究添加木薯淀粉、谷朊粉、復(fù)合磷酸鹽和瓜爾膠對FCN品質(zhì)的影響，進(jìn)一步得出4種改良劑最優(yōu)配比。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金苑特一粉：河南鄭州金苑面業(yè)有限公司；氯化鈉：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；I級水：摩爾實(shí)驗(yàn)室超純水器；谷朊粉：河南旗諾食品配料有限公司；木薯淀粉：長春市大華淀粉有限公司；復(fù)合磷酸鹽：河南星源化工有限公司；瓜爾膠：河南中鑫化工有限公司；試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

JMTD168/140試驗(yàn)面條機(jī)：北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；CS-B5和面機(jī)：南昌市戴大銀機(jī)械設(shè)備有限公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System公司；TG1850-WS臺式高速離心機(jī)：上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；Brabender Farinograph粉質(zhì)儀：德國布拉班德（Brabender）公司；Quanta 250掃描電子顯微鏡：FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 FCN的制作

工藝流程：混合粉→和面→恒溫恒濕醒發(fā)→復(fù)合壓延→切絲→蒸面→控溫水煮→水洗（激冷）→-40℃冷凍→-18℃凍藏[15-16]

青春期的女孩子應(yīng)注重養(yǎng)肝疏肝，規(guī)律生活，避免緊張勞累和情緒激動，否則容易出現(xiàn)甲狀腺功能亢進(jìn)癥；中年男性工作繁忙，應(yīng)酬多而運(yùn)動少，應(yīng)該控制飲食，加強(qiáng)運(yùn)動，注意健脾養(yǎng)腎，否則易出現(xiàn)糖尿病和痛風(fēng)等?。恢欣夏昱源萍に厮较陆?，易出現(xiàn)烘熱、自汗盜汗、抑郁易怒，應(yīng)注重滋補(bǔ)肝腎、養(yǎng)陰清熱。

1.3.2 改良劑添加量設(shè)計(jì)

分別將木薯淀粉、谷朊粉復(fù)合磷酸鹽和瓜爾膠單獨(dú)添加到特一粉中，其中木薯淀粉添加量分別為混合粉總質(zhì)量的5%、10%、15%、20%和25%，谷朊粉添加量分別為混合粉總質(zhì)量的1%、2%、3%、4%和5%，復(fù)合磷酸鹽添加量分別為混合粉總質(zhì)量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%，瓜爾膠添加量分別為混合粉總質(zhì)量的0.3%、0.6%、0.9%、1.2%和1.5%；不同面條按照添加量由低到高分別記為編號1、2、3、4和5。

1.3.3 面條質(zhì)構(gòu)特性

取兩根面條置于全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）測試臺上，選用探頭 HDP/PFS進(jìn)行測定[17]；測定參數(shù)為設(shè)置為：測前速率2.0 mm/s，測試速率0.8 mm/s，測后速度0.8 mm/s，應(yīng)變量70%，間隔1秒，觸發(fā)力5 g。每個樣品至少進(jìn)行5次重復(fù)性試驗(yàn)，以減小誤差，提高試驗(yàn)準(zhǔn)確性。

1.3.4 粉質(zhì)特性測定

稱量300 g混合粉（濕基14%為基準(zhǔn)），倒入布拉班德粉質(zhì)儀攪拌缽中，按照儀器標(biāo)準(zhǔn)操作，開始攪拌1分鐘內(nèi)加入稱量好的蒸餾水，邊和面邊加水，水溫恒定30℃，經(jīng)機(jī)械攪拌揉制成面團(tuán)，并且記錄機(jī)械臂受到的阻力（Fu），從而得到吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間、衰減值（弱化度）和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)[18-19]。

1.3.5 凍融穩(wěn)定性測定

取3 g面粉與60 g去離子水混合，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的懸濁液，在100℃的水浴震蕩器中振蕩加熱30 min，使其充分糊化，形成凝膠狀；分別取出m0g黏膠置于100 mL離心管中冷卻至室溫后，稱量其質(zhì)量m1g；置于-20℃冰箱中冷凍保藏22 h，取出置于30℃恒溫水浴鍋中解凍2 h；在8 000×g離心力作用下離心15 min，傾倒去除上清液，稱量面粉糊+離心管的質(zhì)量m2g，計(jì)算其析水率[20-21]，公式如下：

1.3.6 微觀結(jié)構(gòu)測定

冷凍面條使用戊二醛浸泡固定4 h，凍干后濺射噴金，置于掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）下放大1 000倍，選擇清晰部位進(jìn)行拍照觀察[22]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 17.0和office2010進(jìn)行處理，試驗(yàn)結(jié)果表達(dá)為平值±標(biāo)準(zhǔn)差；圖表用Origin 9.0繪圖軟件進(jìn)行繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 改良劑對FCN質(zhì)構(gòu)特性的影響

添加木薯淀粉對面條質(zhì)構(gòu)的影響見表1。

表1 添加木薯淀粉對面條TPA的影響Table 1 Effect of cassava starch on the TPA of noodles

由表1可知，隨著木薯淀粉添加量的增加，冷凍后面條的硬度、咀嚼性和回復(fù)性逐漸變差，黏性有所升高。由于添加木薯淀粉使得面筋含量降低，弱化了面條的面筋網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致其變軟，回復(fù)能力變差。同時FCN水分含量較高，冷凍過程中水分以冰晶的形式存在，冰晶的生長對面條內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞，導(dǎo)致冷凍后面條品質(zhì)下降，面筋網(wǎng)絡(luò)隨之破壞，故冷凍后面條變得更軟，更易變形，彈性變差沒有嚼勁。隨著木薯淀粉添加量的增加，面條含水量也隨之增加，冰晶顆粒體積也會隨之增加而面筋強(qiáng)度隨之減小，故冷凍前后面條品質(zhì)相差更大。

添加谷朊粉對面條TPA的影響見表2。

由表2可知，隨著谷朊粉添加量的增加，冷凍后面條的硬度、咀嚼性和回復(fù)性逐漸變大，黏性趨于穩(wěn)定變化很小。由于添加谷朊粉使得面筋含量升高，強(qiáng)化了面條的面筋網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)面條結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，耐咀嚼，回復(fù)能力變好。冰晶的生長對面條內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞，但隨著谷朊粉添加量的增加，面筋網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度提升，結(jié)構(gòu)更為牢固，冰晶生長受到抑制，可以削弱冷凍對面條帶來的負(fù)面影響，抑制面條品質(zhì)繼續(xù)變差。

添加復(fù)合磷酸鹽對面條TPA的影響見表3。

由表3可知，隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增加，冷凍后面條的內(nèi)聚性和回復(fù)性變大，黏性先增大后減小，硬度先增大后減小。由于添加復(fù)合磷酸鹽使得面筋網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度增強(qiáng)，強(qiáng)化了面條內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高面條的口感，回復(fù)能力變好。冰晶的生長會對面條內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞，但隨著復(fù)合磷酸鹽的添加，可以促進(jìn)淀粉吸水膨脹，且與面筋網(wǎng)絡(luò)緊密連接，提升面筋網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度，使面條內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為牢固，從而抑制冰晶生長，削弱冷凍對面條帶來的負(fù)面影響，抑制面條品質(zhì)繼續(xù)變差。同時強(qiáng)化的面筋網(wǎng)絡(luò)有效地抑制淀粉溶出，使得面條變得爽滑，粘度降低。

添加瓜爾膠對面條TPA的影響見表4。

由表4可知，隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增加，冷凍后面條的內(nèi)聚性和回復(fù)性都有所下降，硬度先增大后減小。隨著瓜爾膠形成親水凝膠，可以抑制冰晶的生長，降低冰晶的體積，減小冰晶對面條帶來的負(fù)面影響。同時冷凍前后面條的內(nèi)聚性都表現(xiàn)較差，故其可能對面條內(nèi)部物質(zhì)結(jié)合方式有所改變，形成弱凝膠結(jié)構(gòu)，降低了其內(nèi)聚性。

表4 添加瓜爾膠對面條TPA的影響Table 4 Effect of amount of guar gum on the TPA of noodles

2.3 改良劑對粉質(zhì)特性的影響

通過研究改良劑對混合粉粉質(zhì)特性影響，進(jìn)一步說明其對冷凍熟面的影響。添加面粉改良劑對粉質(zhì)特性的影響見表5。

表5 添加改良劑混合粉的粉質(zhì)特性的影響Table 5 Effect of adding improvers on the farinograph properties

續(xù)表5 添加改良劑混合粉的粉質(zhì)特性的影響Continue table 5 Effect of adding improvers on the farinograph properties

由表5可知，隨著木薯淀粉添加量的增加，混合粉的粉質(zhì)特性逐漸下降，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)從67下降到16，吸水率、形成時間和穩(wěn)定時間隨之下降，弱化度升高，甚至到達(dá)145 FU。添加木薯淀粉，降低了其混合粉的濕面筋含量，面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)較弱，面團(tuán)韌性變差，不易成形，加工性能變差。雖然木薯淀粉自身吸水率較高，但是隨著木薯淀粉添加量的增加，面團(tuán)更加容易剪切稀化，故通過降低其面團(tuán)加水量以保持面團(tuán)的機(jī)械臂受到的阻力在500 FU附近。木薯淀粉相對小麥淀粉吸水性更高，吸水速率較快，同時隨著面團(tuán)中面筋含量降低，面筋網(wǎng)絡(luò)弱化，其形成時間變短；面團(tuán)彈性和韌性下降表示混合粉面筋弱化，面團(tuán)更易流變且不耐攪拌，穩(wěn)定時間隨之變短，且隨著攪拌面團(tuán)變稀不易成形，容易流失，導(dǎo)致其弱化度升高。隨著谷朊粉添加量的增加，混合粉的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)逐漸上升從67上升到109，吸水率、形成時間和穩(wěn)定時間隨之升高，弱化度下降，表明面團(tuán)彈性和韌性都在升高，面筋強(qiáng)度升高，面團(tuán)穩(wěn)定不易流失。谷朊粉的添加增加了混合粉中濕面筋含量，強(qiáng)化了面團(tuán)中的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，淀粉鑲嵌或被包裹在面筋網(wǎng)絡(luò)中，形成穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，抵抗外力能力較強(qiáng)，耐攪拌，為了保持粉質(zhì)機(jī)械臂受到的阻力在500 FU附近，需要提高面粉的加水量，讓面團(tuán)變軟從而提高面團(tuán)的吸水率。由于面筋的強(qiáng)化，面團(tuán)彈性和韌性變優(yōu)，不易流變，加工性能較優(yōu)，故其形成時間和穩(wěn)定時間增加，弱化度下降，粉質(zhì)品質(zhì)上升。隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增加，混合粉的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)逐漸上升。混合粉的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)逐漸上升，從67上升到100左右，吸水率逐漸下降，形成時間和穩(wěn)定時間隨之升高，弱化度下降，表明隨著復(fù)合磷酸鹽的添加，混合粉的粉質(zhì)特性變優(yōu)，面團(tuán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，面筋筋力增加，加工性能變好。復(fù)合磷酸鹽溶于水中，以負(fù)離子和金屬離子存在，金屬離子的存在提高了淀粉的吸水性，使得混合粉中淀粉更容易吸水膨脹，故需降低加水量保持粉質(zhì)機(jī)械臂的阻力穩(wěn)定在500 FU附近；同時復(fù)合磷酸鹽促進(jìn)了混合粉中淀粉和蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合，提高分子間的相互作用，從而提升面團(tuán)的韌性和彈性，故其形成時間和穩(wěn)定時間變長，同時面條耐攪拌，不易流變，弱化度降低。其粉質(zhì)結(jié)果和添加谷朊粉試驗(yàn)結(jié)果相似，添加谷朊粉是增加濕面筋含量，而添加復(fù)合磷酸鹽是改變淀粉性質(zhì)，強(qiáng)化面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)，從而改善面團(tuán)的內(nèi)聚性，提升面團(tuán)的品質(zhì)。隨著瓜爾膠添加量的增加，混合粉的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)逐漸上升，當(dāng)添加量達(dá)到1.5%時，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)從88猛增至115，混合粉的吸水率、形成時間和穩(wěn)定時間逐漸增加，弱化度有所下降，表明瓜爾膠的添加使得面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，面團(tuán)中的組成在其作用下結(jié)構(gòu)緊密，面團(tuán)品質(zhì)良好。瓜爾膠作為親水增稠劑，其添加會與面粉中的其他物質(zhì)競爭水分，抑制其他組分和水分結(jié)構(gòu)，從而提高了面團(tuán)的加水量和面團(tuán)的形成時間；同時瓜爾膠作為一種大分子的多糖，可以與淀粉、蛋白相互纏繞，形成致密的結(jié)構(gòu)，延長面團(tuán)穩(wěn)定時間，提高其耐攪拌性，從而降低其弱化度，進(jìn)而提高粉質(zhì)品質(zhì)。

2.4 改良劑對凍融穩(wěn)定性的影響

速凍作為冷凍熟面生產(chǎn)加工的重要環(huán)節(jié)，研究面粉改良劑對凍融穩(wěn)定性的影響具有重要意義，析水率如圖1所示。

圖1 改良劑對面粉析水率的影響Fig.1 Effect of flour improver on syneresis rate

由圖1可知，隨著木薯淀粉添加量的增加，面粉的析水率先下降后升高，且變化幅度較大，添加量為15%是一個明顯的拐點(diǎn)，面粉的析水率低至0.37；隨著谷朊粉和瓜爾膠添加量的增加，面粉的析水率逐漸上升，但添加谷朊粉，析水率上升幅度略小于面粉添加瓜爾膠的析水率；隨著復(fù)合磷酸鹽添加量增加，面粉的析水率有所下降。木薯淀粉吸水率較高，當(dāng)添加木薯淀粉，木薯淀粉吸收大量的水分發(fā)生溶脹，且持水性較好，難以析出，故其析水率先下降；當(dāng)添加量大于20%時，面筋網(wǎng)絡(luò)不能完全包裹淀粉，導(dǎo)致淀粉在離心作用下隨著分離出來的水析出，從而導(dǎo)致面粉的析水率再次升高，且增幅顯著。谷朊粉添加，提高混合粉中面筋蛋白含量，但面筋吸水性較小，在離心作用下水分更容易脫離，故其析水率有所升高但增幅較小。瓜爾膠的添加，作為親水性增稠劑，其會結(jié)合大量水與面粉中的淀粉、面筋蛋白形成弱凝膠結(jié)構(gòu)；當(dāng)受到離心作用，結(jié)構(gòu)被破壞，水分從面粉凝膠中析出，導(dǎo)致析水率升高。復(fù)合磷酸鹽的添加會提高面粉中淀粉的吸水率，同時強(qiáng)化凝膠中的面筋網(wǎng)絡(luò)，抵制離心作用，抑制淀粉溢出，從而有效地降低了面粉的析水率。

2.5 改良劑對FCN內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響

掃描電鏡作為一種新型的電子光學(xué)儀器，具有制樣簡單、放大倍數(shù)可調(diào)范圍寬、圖像的分辨率高、景深大等特點(diǎn)，其可以清楚地拍攝到FCN的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以此來分析改良劑對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，添加不同改良劑的面條的SEM見圖2。

圖2 添加不同改良劑的面條的SEMFig.2 SEM of noodles mixed with different flour improver

FCN在經(jīng)過冷凍的過程中，面條中的水分會凍結(jié)成冰晶，且以冰的形式保貯存。冰晶會影響面條的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，冰晶較大會破壞面條中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生裂縫，甚至斷裂。冰晶經(jīng)過凍干后會形成空洞，使用掃面電鏡可對其進(jìn)行觀察。圖2A與圖2B相比較，圖2B中的孔洞明顯大于圖2A中的孔洞，而且圖2B中還出現(xiàn)了明顯裂痕。在冷凍過程中，木薯淀粉吸水率較高，隨著木薯淀粉添加量增加，面條中含水量也較高，形成冰晶較大。隨著冰晶生長變大，對面條的結(jié)構(gòu)造成破壞，產(chǎn)生裂痕。圖2C和圖2D相比較，圖2D的孔洞較小結(jié)構(gòu)更加致密，幾乎無裂痕。谷朊粉的添加提高了面條中濕面筋含量，使得面筋網(wǎng)絡(luò)更加厚實(shí)，對于穩(wěn)定面條結(jié)構(gòu)有積極的影響。由于面筋網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化，阻礙冰晶生長，故面條中冰晶體積較小，對面條結(jié)構(gòu)破壞較小，更好地保護(hù)原有結(jié)構(gòu)。圖2E和圖2F相比較，圖2F的孔洞小而均勻，結(jié)構(gòu)致密，幾乎無裂痕；但是圖2E結(jié)構(gòu)雜亂，孔洞大小不一。添加復(fù)合磷酸鹽強(qiáng)化面條結(jié)構(gòu)，提高其內(nèi)聚性。冷凍過程中，水分穩(wěn)定，冰晶生長受到抑制，故其體積較小，面條結(jié)構(gòu)不易受到破壞，整體形態(tài)保護(hù)良好。圖2G和圖2H相比，孔洞都較為均勻，都有大面積斷層。瓜爾膠可以與水結(jié)合，在冷凍過程中水分流動受到抑制，冰晶體積較為均勻。但是瓜爾膠降低面條抗外力能力，易受到外界影響發(fā)生斷層，從而降低面條品質(zhì)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以木薯淀粉、谷朊粉、復(fù)合磷酸鹽和瓜爾膠4種改良劑為例，探究其對FCN的作用效果和影響。木薯淀粉降低硬度使面條變黏，谷朊粉提高面條的硬度和回復(fù)性，復(fù)合磷酸鹽提高了面條的內(nèi)聚性和回復(fù)性，瓜爾膠對硬度和回復(fù)性影響先升高后降低。谷朊粉和復(fù)合磷酸鹽強(qiáng)化面筋網(wǎng)絡(luò)，提高面粉加工性能，瓜爾膠抑制冰晶生長，保護(hù)面條品質(zhì)。