王家勝，劉 翀，王 婷，鄭學玲

（河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南 鄭州 450001）

掛面是我國的傳統(tǒng)主食之一，是將面粉、水和鹽經過和面、熟化（或稱為醒發(fā)）、壓延、干燥等工序制作而成的面制食品，因其耐儲藏、易煮、食用方式多樣而受到人們的喜愛。普通掛面，無論是采用面絮還是面帶醒發(fā)，其醒發(fā)時間一般<2 h，面粉自帶的微生物無法大量繁殖，屬于非發(fā)酵類面制食品。空心掛面本名手工銀絲油面，外表光滑圓潤，內有銀絲般的細孔，屬于我國的非物質文化遺產，它營養(yǎng)豐富、清湯耐煮、柔軟可口，是老幼皆宜的方便食品。空心掛面的橫截面具有肉眼可見的獨特多孔結構，這是在其制作過程中由于面粉自帶的微生物自然發(fā)酵產而氣形成的[1?3]，屬于發(fā)酵類面制食品。手工空心掛面的制作需要經過多次手工拉伸、長時間的自然發(fā)酵（長達20 h）等十多道的工序才能制作完成，工藝相當繁瑣，導致其產品質量不穩(wěn)定且產量小，僅局限于手工作坊生產[4?6]。

近年來，市場上出現(xiàn)了利用外加酵母發(fā)酵產氣，采用現(xiàn)代壓延工藝生產的工業(yè)化發(fā)酵空心掛面，其多孔結構主要是通過切條懸掛后、干燥前的發(fā)酵過程形成的[7]。由于其制作工藝簡單，產量大，質量穩(wěn)定，口感獨特，且兼具手工空心掛面的營養(yǎng)美味，受到消費者的青睞[8?12]。但目前市售發(fā)酵掛面尚存在爽滑性差、粘彈性差、蒸煮時間長等問題。

為了解決發(fā)酵掛面生產中存在的問題，有學者針對發(fā)酵掛面的加工工藝[4?8]、發(fā)酵劑[9?12]進行了研究，此外，Wang等[13]通過添加堿性鹽改善發(fā)酵掛面的品質。淀粉是一種面粉品質改良劑[14]，適量的添加可以提升掛面的品質[15?17]，例如，添加馬鈴薯淀粉、木薯淀粉等可以提升掛面的色澤、彈性、硬度和耐煮性，降低其黏性和蒸煮損失率，所制作的掛面產品不渾湯，更加光亮、Q彈、勁道和爽滑[18?20]。然而，目前為止，相關研究主要是針對普通掛面進行的，對添加淀粉來改善發(fā)酵掛面品質的研究還有待深入研究。

因此，本文擬研究不同類型（薯類和谷物）和添加量的天然淀粉對發(fā)酵掛面品質的影響，確定能顯著改善發(fā)酵掛面品質的天然淀粉類型及添加量，為發(fā)酵掛面的品質提升提供支持，對于發(fā)酵掛面的工業(yè)化生產具有重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香雪麥純富強粉 中糧面業(yè)（德州）有限公司；谷朊粉 山東渠風食品科技有限公司；酵母粉 廣西丹寶利酵母有限公司；食鹽 河南省鹽業(yè)總公司；馬鈴薯淀粉 固原雪冠淀粉有限責任公司；木薯淀粉河南恒瑞淀粉科技股份有限公司；玉米淀粉 成武大地玉米開發(fā)有限公司。

JHMZ-200型針式和面機、JMTD-168/140型試驗面條機 北京東孚久恒儀器技術有限公司；SP-18S型醒發(fā)箱 江蘇三麥食品機械有限公司；MJP-250培養(yǎng)箱 上海精宏實驗設備有限公司；SPX-250型恒溫干燥箱 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；DT-1002A型電子天平 常熟市佳衡天平儀器有限公司；ME104/02型分析天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；C22-IH91型電磁爐 浙江蘇泊爾股份有限公司；LG-01型高速粉碎機 浙江瑞安市百信制藥機械有限公司；FXB101-2型電熱鼓風干燥箱 上海樹立儀器儀表有限公司；TA.XT PlusC物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 發(fā)酵掛面的制作工藝 取200.00 g小麥粉，加入1%谷阮粉（以面粉質量為基準，全文同）、1%酵母粉、不同淀粉（0、5%、10%、15%），用針式和面機攪拌30 s，加入食鹽水（食鹽5%，水33%）和成面絮，將面絮用保鮮膜包裹在30 ℃培養(yǎng)箱中醒發(fā)30 min后復合壓延四次，將復合壓延的面帶逐道壓延成1 mm厚的面帶，切成2 mm寬、1 mm厚的面條。將面條置于35 ℃、濕度85%的醒發(fā)箱中醒發(fā)2 h，在35 ℃、濕度65%的醒發(fā)箱中醒發(fā)10 h，在25 ℃的培養(yǎng)箱中干燥4 h后制得實驗用發(fā)酵掛面。

1.2.2 蒸煮特性測定 參照LS/T 3212-2014《掛面》[21]稍作改動，取10 g掛面于500 g沸水中煮制，將電磁爐火力調整為1400 W保持水為微沸狀態(tài)，用計數(shù)器計時。從2 min時開始用筷子夾取面條，用玻璃板壓扁，觀察面條是否存在白心，每隔30 s夾取一根，當測得面條白心恰好消失時停止計時，該時間則為掛面的最佳蒸煮時間。將煮至上述測得的最佳蒸煮時間后的面條夾出，在冷水中浸拌30 s，用濾紙包裹面條，靜置5 min，取下濾紙稱重，記錄掛面煮后重量mc。按公式（1）計算掛面的煮后吸水率（CAR）。

式中：mt為實驗時所稱取的掛面重量（g）；W為干掛面水分含量（%），參照GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》[22]中的直接干燥法測得；md為掛面的干重（g）；mc為掛面的煮后重量（g）。

將煮面后鍋中的面湯倒入500 mL容量瓶中定容，待面湯冷卻后，用移液槍吸取20 mL面湯于干燥至恒重的鋁盒中，將加樣后的鋁盒放置于105 ℃的烘箱中烘干4 h，待鋁盒恒重后稱量重量，按公式（3）計算蒸煮損失率（CLR），按公式（4）和公式（5）分別計算蒸煮損失率降低率和最佳蒸煮時間縮短率。

式中：m4為加樣前烘干至恒重的空鋁盒重量（g）；m5為加樣后烘干至恒重的鋁盒重量（g）；mt為實驗所稱取的掛面重量（g）；W為干掛面的含水量（%）。

1.2.3 質構特性測定 參照李陽等[23]的實驗方法，稍作改動，取15根掛面于盛有500 g沸水的鍋中，調整電磁爐火力為1400 W，保持鍋中水為微沸狀態(tài)，煮至所測定樣品的最佳蒸煮時間時用筷子夾出，在冷水中涮浸30 s，將熟面條擺放于放有濕紗布的托盤中，用濕紗布覆蓋，保持掛面水潤，用TA.XT Plus質構儀進行質構測定。

質構曲線分析（TPA）實驗探頭型號選擇HDP/PFS；測前、測試、測后速度均設定為0.8 mm/s；壓縮程度75%，負載類型Auto-5 g；兩次壓縮之間的時間間隔設置為2 s。拉伸探頭型號選擇A/SPR，選擇Extension模式，測試參數(shù)為：測前速度2.0 mm/s；測試速度：2.0 mm/s；測后速度：10 mm/s；測試距離：100 mm；觸發(fā)力5.0 g。每組樣品質構指標測定7次，舍去最大最小值，取平均值。

1.2.4 感官評價 5名感官評價人員對發(fā)酵掛面進行感官評價，感官評價打分原則根據(jù)LS/T 3212-2014《掛面》[21]稍作改動，具體評分細則參照表1，將五人的打分結果取平均數(shù)作為樣品的最終得分。

表1 發(fā)酵掛面感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria of fermented dried noodles

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 25.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，采用Duncan、t檢驗方法對方差齊和非齊的數(shù)據(jù)進行多重比較，各組數(shù)據(jù)間P<0.05即存在顯著性差異。利用GraphPad Prism 8軟件作圖。實驗測試指標均為3次平行。

2 結果與分析

2.1 不同淀粉對發(fā)酵掛面蒸煮特性的影響

最佳蒸煮時間是面條蒸煮過程中白心消失的時間，反映面條的易煮性[24?25]，對于面條而言，最佳蒸煮時間越短，其方便性越強。圖1A為發(fā)酵掛面的最佳蒸煮時間，同對照組相比，9個實驗組的最佳蒸煮時間均顯著縮短（P<0.05），其中馬鈴薯淀粉實驗組（10%、15%）最佳蒸煮時間均低于其他實驗組，添加10%馬鈴薯淀粉時最佳蒸煮時間最短（236 s），最佳蒸煮時間縮短比率為31.66%。在實驗的添加范圍內，添加馬鈴薯淀粉組的最佳蒸煮時間隨添加量的升高逐漸降低，木薯淀粉和玉米淀粉組則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，但同種淀粉不同添加量下差異不明顯。結果表明，馬鈴薯淀粉對于縮短發(fā)酵掛面蒸煮時間的作用最明顯。這是因為馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉含量少，糊化溫度低造成的[26]，張豫輝[17]研究馬鈴薯淀粉添加對普通掛面的蒸煮時間影響，發(fā)現(xiàn)類似結果。

圖1 不同淀粉對發(fā)酵掛面蒸煮特性的影響Fig.1 Effects of different starches on cooking characteristics of fermented dried noodles

掛面的煮后吸水率為單位干物質吸水量，是掛面耐煮性的重要指標之一，主要與淀粉糊化和面筋網絡的膨脹有關，吸水率過大，表明掛面吸水膨脹變形嚴重[27]。圖1B為發(fā)酵掛面的煮后吸水率，實驗結果表明，添加淀粉后發(fā)酵掛面的煮后吸水率均顯著低于未添加淀粉時的煮后吸水率（P<0.05），其中添加5%玉米淀粉時吸水率最低（189.28%）。在5%～15%添加量下，同種淀粉在不同添加量時的煮后吸水率均無顯著性差異（P>0.05）。吸水率的變化可能是因為淀粉的添加改變了面粉中原有的蛋白與淀粉的比例，蛋白質與淀粉相比有更強的吸水性，因此面條的煮后吸水率會因添加淀粉而降低[17]。

掛面的蒸煮損失反映蒸煮過程中溶解和脫落到煮面水中的固形物的質量分數(shù)[28]，蒸煮損失率過高會導致面湯混濁和面條表面發(fā)粘，導致面條品質差。圖1C為發(fā)酵掛面的蒸煮損失率，添加淀粉后發(fā)酵掛面的蒸煮損失率明顯下降，除了5%的木薯淀粉組，10%和15%的馬鈴薯淀粉組的蒸煮損失率與對照組無顯著差異外（P>0.05），其它樣品蒸煮損失率均顯著低于空白對照組（P<0.05），9個實驗組中，添加10%玉米淀粉的實驗組蒸煮損失率最低（4.95%），蒸煮損失降低了35.95%。在5%～15%的添加量下，馬鈴薯淀粉組隨添加量的增加，蒸煮損失率從5.50%升高到6.98%再降低到6.34%，玉米淀粉組的蒸煮損失率隨添加量的升高先下降后上升，但無顯著性差異（P>0.05）。木薯淀粉組隨添加量的升高蒸煮損失率降低，但不存在顯著性差異（P>0.05）。通常，蒸煮過程中，面條中的面筋蛋白通過三維網絡結構束縛淀粉顆粒，抑制淀粉顆粒溶脹及直鏈淀粉的泄露溶出，添加淀粉降低掛面的蒸煮損失，可能是由于面條表面淀粉顆粒糊化后產生粘性并且與面條中的面筋蛋白結合，促使形成更加緊密的凝膠網絡結構包埋內部淀粉顆粒，從而降低掛面的蒸煮損失[29?30]。

通過蒸煮實驗可以看出，玉米淀粉在添加量為10%時蒸煮損失降低率達到35.95%，最佳蒸煮時間縮短率為24.71%，對蒸煮特性的改善效果最佳；馬鈴薯淀粉在添加量5%時蒸煮損失降低率為28.91%，最佳蒸煮時間縮短率為27.17%，對蒸煮特性的改善效果次之；木薯淀粉在添加量為10%時蒸煮損失降低率為30.18%，最佳蒸煮時間縮短率為18.73%，對蒸煮特性也起到了改善作用。因此還要進一步結合質構和感官實驗的數(shù)據(jù)討論對發(fā)酵掛面品質改善效果最佳的淀粉種類及添加量。

2.2 不同淀粉對發(fā)酵掛面質構特性的影響

2.2.1 不同淀粉對TPA特性的影響 TPA實驗是模擬口腔咬斷、咀嚼和吞咽食物的過程，可對食品的質構特征進行定量，且因其準確和可重復性，被廣泛用于評價面條食用品質[31]。TPA測定通常可獲得硬度、粘附性、彈性、回復性、內聚性和咀嚼性等指標，與感官評價有密切關系。例如，硬度與咬斷面條所需的力有關；咀嚼性是將面條咀嚼到可以吞咽的狀態(tài)所需能量的量度；內聚性與食物在破碎前變形的程度有關；粘附性反映面條表面黏性或者爽滑性；彈性和回復性反映面條被咬后回彈的力[32?33]。

圖2為不同淀粉對發(fā)酵掛面TPA特性的影響。如圖2A所示，添加天然淀粉后掛面的煮后硬度均有所增加，且硬度均隨添加量增加而先增加后下降，當木薯淀粉和馬鈴薯淀粉添加量為10%、玉米淀粉添加量5%時硬度分別達到最高，其中三種添加量下的玉米淀粉、10%馬鈴薯淀粉及10%和15%的木薯淀粉與對照組差異具有顯著性（P<0.05），添加10%木薯淀粉硬度最大（5484.91 g）。有研究表明，添加淀粉會稀釋面筋網絡，使面條的硬度降低[34]，而本研究中淀粉增強了面條的煮后硬度，這可能與和面時添加的谷朊粉有關，劉紫鵬等[35]的研究表明同時添加木薯淀粉和谷朊粉可以提高面條的煮后硬度。

圖2 不同淀粉對發(fā)酵掛面TPA特性的影響Fig.2 Effects of different starches on TPA quality properties of fermented dried noodles

如圖2B所示，添加淀粉后熟面條的粘附性有降低趨勢，對于馬鈴薯淀粉和木薯淀粉，面條的粘附性隨添加量的增加而逐漸降低，相反，對于玉米淀粉，其粘附性隨淀粉添加量增加而增加。同一添加量條件下，在低添加量時，玉米淀粉降低粘附性更明顯，而在高添加量時，馬鈴薯淀粉效果更明顯。陸啟玉等[36]對非發(fā)酵面條的研究表明，淀粉含量的增加會導致面條粘附性降低，本實驗結果與其基本一致。

如圖2C所示，除了添加5%木薯淀粉和15%玉米淀粉會降低面條彈性外，其它淀粉添加組與對照的彈性差異不明顯。Wang等[13]的研究表明糊化程度大的淀粉可以提高空心面的彈性，本研究中所用的馬鈴薯淀粉和木薯淀粉都易發(fā)生糊化，而面條彈性的變化并不顯著，因此還需分析回復性從而確定淀粉對彈性的影響。如圖2D所示，添加3種淀粉后發(fā)酵掛面的回復性均顯著提高（P<0.05），木薯和玉米淀粉的添加量對回復性影響不顯著（P>0.05），而馬鈴薯淀粉，添加10%濃度的回復性顯著低于5%和15%（P<0.05）?；貜托院蛷椥跃潜碚髅鏃l彈性的重要指標，結果表明，相比于彈性，回復性更利于區(qū)分淀粉添加對發(fā)酵面條彈性特征的影響，5%的馬鈴薯淀粉對面條彈性改善效果最佳。有研究表明面筋蛋白在水溫超過70 ℃時會發(fā)生 SH/SS 的交換反應，提高熟面條的彈性，能對質構品質起到提升作用[37]。

如圖2E所示，淀粉對面條內聚性的影響依賴于淀粉種類和添加量，馬鈴薯淀粉添加量在5%和15%、玉米淀粉添加量為5%時顯著提高了面條內聚性（P<0.05），而木薯淀粉在3種添加量下對面條內聚性的影響均不顯著（P>0.05）。

如圖2F所示，添加3種淀粉均增強了發(fā)酵掛面的咀嚼性，但各淀粉添加量的影響不一樣，添加馬鈴薯淀粉后咀嚼性先升后降，在10%最大（P<0.05），添加木薯淀粉后咀嚼性逐漸增加，濃度10%和15%時均顯著高于對照（P<0.05），添加5%玉米淀粉的面條咀嚼性顯著高于對照（P<0.05），但隨著玉米淀粉添加量進一步增加，咀嚼性逐漸下降。馬鈴薯淀粉添加量高于5%、玉米淀粉添加量高于10%時，掛面的質構特性開始變差，這與程紅霞[38]對于普通掛面的研究結果一致。

2.2.2 不同淀粉對拉伸特性的影響 面條的拉伸斷裂力通常以面條被拉斷時的最大拉伸阻力表示。面條的拉伸斷裂力越大，表明面條的筋力越強，抗拉伸性能越好，面條彈性越好[39]。拉斷距離代表面條的延展性，拉伸斷裂距離越大面條的延伸性越好[40]。如圖3所示，添加天然淀粉后，發(fā)酵掛面的拉伸斷裂力和斷裂距離均發(fā)生不同程度的改變。

圖3 不同淀粉對發(fā)酵掛面拉伸特性的影響Fig.3 Effect of different starches on tensile properties of fermented dried noodles

如圖3A所示，馬鈴薯淀粉對發(fā)酵掛面拉伸斷裂力的改變同木薯淀粉和玉米淀粉相比更為明顯，在實驗設置的添加量水平下，馬鈴薯淀粉實驗組的拉伸斷裂力均顯著低于對照組（P<0.05），并表現(xiàn)出隨添加量的升高，拉伸斷裂力逐漸降低的趨勢；木薯淀粉與玉米淀粉也表現(xiàn)出同樣的趨勢，但木薯淀粉在實驗設置的添加量下與對照組相比無顯著性差異（P>0.05），玉米淀粉僅在15%添加量時拉伸斷裂力顯著低于對照組（P<0.05）。

如圖3B所示，添加天然淀粉后發(fā)酵掛面的拉伸斷裂距離發(fā)生不同程度的增加，但對于所有淀粉，隨著添加量增加，拉斷距離均有降低的趨勢，在3種淀粉中，木薯淀粉的影響最明顯。添加淀粉后面條的拉伸斷裂力減小，這是因為淀粉的添加稀釋了面粉中蛋白的比例，弱化了面條中面筋網絡結構，對于拉斷距離，低濃度的淀粉增加可以提高面條延伸性，但高濃度淀粉添加反而會降低其延伸性，這可能是相對高的淀粉含量會破壞面筋網絡的連續(xù)結構所致[41]。

2.3 不同淀粉對發(fā)酵掛面感官評價的影響

表2為不同淀粉對發(fā)酵掛面感官評價的影響。由于感官評價的總分是對面條各項指標得分的加和，因此感官評價是對熟掛面的整體特征進行了評價，是掛面品質評價的重要指標，感官評價也是最接近消費者的評價指標[42]。

許牡丹等[43]的研究表明，發(fā)酵面條質構特性中的彈性、咀嚼性分別與感官評價中的粘彈性、軟硬度顯著相關，本實驗中也存在同樣的相關性趨勢。由表2數(shù)據(jù)可以看出，在粘彈性上各實驗組同對照組相比無顯著性差異分（P>0.05），這與TPA實驗中彈性的結果一致。木薯淀粉10%、15%以及玉米淀粉5%這三個實驗組在粘彈性得分上都高于對照組，雖然差異并不顯著，但與TPA實驗結果中咀嚼性的趨勢相同，這一結果表明木薯淀粉對發(fā)酵掛面的質構特性起到了改善作用。

如表2所示，除添加10%馬鈴薯淀粉和添加10%玉米淀粉的兩個實驗組外，其余各實驗組與未添加淀粉的對照組相比感官得分均不同程度提高，其中添加10%木薯淀粉的實驗組得分最高為87.2分，粘彈性得分顯著高于對照組（P<0.05），爽滑性、軟硬度上的得分高于其他組別，與周占富[44]對普通掛面的研究結果一致。這說明添加10%木薯淀粉可以對發(fā)酵掛面的品質起到優(yōu)化作用，這一結果與質構實驗的結果相吻合，證明添加10%木薯淀粉可以改善發(fā)酵掛面的質構品質。

表2 不同淀粉對發(fā)酵掛面感官評價的影響（分）Table 2 Effects of different starches on sensory evaluation of fermented dried noodles (score)

3 結論

本研究中的3種淀粉的添加均可改善發(fā)酵掛面的蒸煮品質，其中玉米淀粉在添加量為10%時蒸煮損失率最低（4.95%），蒸煮損失降低率達到35.95%，最佳蒸煮時間縮短率為24.71%，對蒸煮特性的改善效果最佳；對于質構的影響，依賴于淀粉種類和數(shù)量，木薯淀粉和馬鈴薯淀粉均可改善質構品質，其中木薯淀粉添加量在10%時能顯著提高發(fā)酵掛面的煮后硬度、咀嚼性、粘彈性、回復性及拉伸斷裂距離；添加不同淀粉對感官得分產生影響，其中添加10%木薯淀粉后發(fā)酵掛面的感官評價得分提高到87.2分。綜合蒸煮特性、質構特性和感官評價的實驗結果，10%玉米淀粉和5%馬鈴薯淀粉相比于10%木薯淀粉雖能更好的提升發(fā)酵掛面的蒸煮品質，但對于硬度、粘附性和咀嚼性的改善效果并不理想，感官得分也低于添加10%木薯淀粉組，因此木薯淀粉在10%濃度時對發(fā)酵掛面的品質提升作用最佳。本文通過研究不同天然淀粉對發(fā)酵掛面品質的影響，確定了改善發(fā)酵掛面品質的淀粉種類及添加量，為發(fā)酵掛面的生產提供了技術支持，但對于淀粉如何改變低水分面團發(fā)酵及壓延特性，從而改變面條結構和品質的機制尚需進一步研究，以實現(xiàn)對于發(fā)酵掛面結構和品質的調控。