王麗,李淑榮,句榮輝,賈紅亮,劉小飛,田文靜
(北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院,北京102442)
馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)富含碳水化合物、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)素,其蛋白質(zhì)為完全蛋白質(zhì),氨基酸種類齊全,脂肪含量低,食用后有很好的飽腹感,是滿足人體健康需求的佳品[1-3]。據(jù)FAO數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2014年我國馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量均占世界的1/4左右,是世界馬鈴薯生產(chǎn)和消費(fèi)第一的大國[4]。目前,我國馬鈴薯主要以鮮食為主,僅有10%左右用于加工,主要產(chǎn)品有淀粉、全粉等10余種[5];而歐美各國生產(chǎn)的馬鈴薯約有80%用于加工,產(chǎn)品種類2000余種之多,如風(fēng)味土豆泥、油炸薯?xiàng)l、速凍炸薯?xiàng)l、各式風(fēng)味薯片、焙烤食品的輔料等,并將馬鈴薯全粉作為戰(zhàn)略儲備物資[6-7]。
為了加快我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,豐富人們餐桌的營養(yǎng)食品,促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)品種類的開發(fā)進(jìn)程,2015年我國提出了馬鈴薯主糧化的戰(zhàn)略思想,呼吁將馬鈴薯加工成面條、饅頭、餃子等餐桌上常見的主糧產(chǎn)品。而目前關(guān)于馬鈴薯產(chǎn)品的加工過程中受到了原料組成、加工工藝等因素的影響而限制了馬鈴薯主糧化的進(jìn)程。馬鈴薯全粉中因不含有面筋蛋白而使得面條加工過程中成型難、易斷條、易渾湯等問題,目前大多通過添加小麥粉、大豆蛋白等方式改善原料對面條品質(zhì)降低的影響[8]。陳金發(fā)[9]研究了不同工藝對馬鈴薯顆粒全粉營養(yǎng)成分的研究表明,110℃烘干條件下經(jīng)過漂燙處理得到的馬鈴薯全粉營養(yǎng)成分最佳。沈存寬[10]研究了馬鈴薯全粉的糊化度對面條品質(zhì)特性的影響,結(jié)果顯示糊化度越低,面條品質(zhì)特性越好。目前關(guān)于馬鈴薯全粉的制備工藝進(jìn)行了初步的研究,發(fā)現(xiàn)不同制備條件對全粉的營養(yǎng)特性、氨基酸組成及物化特性等有顯著影響[11]。馬鈴薯全粉制備工藝是面條生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,其質(zhì)量好壞之間影響面條的口感、質(zhì)量和生產(chǎn)效益。不合理的全粉制備工藝將導(dǎo)致面條蒸煮損失率高、口感差、色澤不美觀、黏牙等,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致面條無法成型,是馬鈴薯全粉面條生產(chǎn)的主要技術(shù)瓶頸之一。而馬鈴薯全粉的制備工藝與面條品質(zhì)特性之間關(guān)系的研究鮮有報(bào)道,因此,本研究以不同條件下制備的馬鈴薯全粉為研究對象,分析各樣品品質(zhì)特性的差異情況,分析全粉制備工藝與面條品質(zhì)特性的關(guān)系,該研究對于確定合理的馬鈴薯全粉制備參數(shù),穩(wěn)定和提升馬鈴薯全粉面條的品質(zhì)和產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本等均具有重要的意義。
荷蘭馬鈴薯:北京某蔬菜基地;隴薯8號:甘薯省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;小麥粉:金沙河面粉。
電子天平(d=0.01 g):常熟市恒佳儀器有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海試驗(yàn)儀器有限公司;FW100高速萬能粉碎機(jī):天津市泰斯特儀器有限公司;WSC-S色差計(jì):上海精科儀器設(shè)備有限公司;CT3質(zhì)構(gòu)儀:美國博勒飛。
馬鈴薯清洗→去皮→切片(3mm~5mm)→熟化→干燥→磨粉→備用
在前期優(yōu)化基礎(chǔ)條件下,本文對馬鈴薯熟化溫度和干燥溫度進(jìn)一步優(yōu)化:
1)馬鈴薯40℃烘至恒重(處理1);
2)馬鈴薯熟化條件為100℃水浴10min,干燥溫度為40℃(處理2);
3)馬鈴薯熟化條件為40℃水?。ê?%NaCl和0.2%Na2SO3)10min,干燥溫度為 40 ℃(處理 3);
4)馬鈴薯熟化條件為55℃水浴(含1%NaCl和0.2%Na2SO3)10min,干燥溫度為 40 ℃(處理 4);
5)馬鈴薯55℃烘至恒重(處理5);
6)馬鈴薯熟化條件為100℃水浴10min,干燥溫度為55℃(處理6);
7)馬鈴薯熟化條件為40℃水?。ê?%NaCl和0.2%Na2SO3)10min,干燥溫度為 55 ℃(處理 7);
8)馬鈴薯熟化條件為55℃水浴(含1%NaCl和0.2%Na2SO3)10min,干燥溫度為 55 ℃(處理 8)。
以上8個(gè)處理?xiàng)l件下的樣品烘干至恒重后,粉碎過80目篩后備用。
參考GB 5009.9-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中淀粉的測定》[12]。
參考GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》[13]。
參照Li[14]、Naresh[15]的方法稍作改動。取馬鈴薯全粉放入WSC-S測色色差計(jì)樣品杯中,并填滿樣品杯,測定各樣品的L*、a*、b*值。其中L*值越大,說明亮度越大,+a*方向越向圓心,顏色越接近純紅色;-a*方向越向外,顏色越接近純綠色。+b*方向是黃色增加,-b*方向藍(lán)色增加。勻色空間L*、a*、b*表色系上亮點(diǎn)間的距離兩個(gè)顏色之間的總色差,每個(gè)樣品測定3組平行。
稱量(馬鈴薯全粉∶小麥粉=2∶1,質(zhì)量比)→和面→醒發(fā)→壓面→煮面
1.2.7.1 最佳蒸煮時(shí)間的確定
取長度為18mm的面條20根,放入500mL沸水中,同時(shí)開始計(jì)時(shí)。保持水處于98℃~100℃微沸狀態(tài)下煮制,從1min開始,每隔30 s取出一根面條,用透明玻璃片壓開觀察面條中間白芯的有無,白芯剛消失時(shí)的時(shí)間即為面條的最佳煮制時(shí)間。設(shè)兩次重復(fù)。
1.2.7.2 面條蒸煮損失率的測定
取10 g生面條放入盛有250mL沸水的小鍋中煮至最佳時(shí)間,撈出面條,用蒸餾水沖淋面條10 s,將面條涼4min后對其進(jìn)行烘干至恒重,然后稱重,同時(shí)對10 g生面條也烘干至恒重,重復(fù)試驗(yàn)2次(參考曾著莉[16],方法略有改動)。
1.2.7.3 膨脹率的測定
取10 g生面條放入盛有250mL沸水中煮至最佳時(shí)間,撈出面條,控水10min后,稱其質(zhì)量(參考沈耀衡[17)]。
1.2.7.4 斷條率的測定
取40根面條,放入1 000mL沸水中蒸煮,達(dá)到最佳蒸煮時(shí)間后,撈出面條,數(shù)出完整面條的根數(shù)(參考沈耀衡[17])。
參照J(rèn)ridi[18]、Mudgil[19]等方法稍作改動,面條在最佳蒸煮時(shí)間條件煮好后,用流動的自來水沖淋30 s,放在質(zhì)構(gòu)儀載物臺上,選用TA41探頭,選取質(zhì)構(gòu)儀(textureprofileanalysis,TPA)模式進(jìn)行試驗(yàn)。質(zhì)構(gòu)儀設(shè)定參數(shù)為:測試速度8mm/s,觸發(fā)力4.5 g,壓縮時(shí)間1 s,壓縮距離 1.5mm。測定指標(biāo)為:Hardness(硬度)、Adhesiveness(黏著性)、Springiness(彈性)、Chewiness(咀嚼性)。每個(gè)樣品重復(fù)6次平行試驗(yàn)。
10名感官評價(jià)員對不同條件下制備的馬鈴薯全粉及全粉面條進(jìn)行感官評價(jià),以小麥粉面條為參照對比,針對面條的色澤、表觀狀態(tài)、適口性、韌性、黏性、光滑性、食味值進(jìn)行評價(jià)[20]。
采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性分析,選擇Duncan檢驗(yàn)在p<0.05水平下對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。
將荷蘭馬鈴薯和隴薯8號兩個(gè)品種分別進(jìn)行8個(gè)熟化和干燥溫度的處理,結(jié)果如表1所示。
表1 馬鈴薯基本特性Table1 Thebasic quality of potato
荷蘭馬鈴薯和隴薯8號的淀粉含量分別為11.18%和20.08%,淀粉含量差異顯著,是兩個(gè)典型的馬鈴薯品種。本文以這兩個(gè)品種為代表,分析馬鈴薯全粉制備工藝及面條品質(zhì)特性。
從表1中可以看出,兩個(gè)品種的馬鈴薯分別進(jìn)行8種處理,得到的出粉率差異顯著。荷蘭馬鈴薯出粉率最高的為處理 8(19.53%);其次為處理 2(19.07%);出粉率最低的為處理6(13.97%)。隴薯8號出粉率最高的為處理 1(46.83%),其次為處理 2(39.38%),出粉率最低的為處理6(29.39%)。兩個(gè)品種在處理6的出粉率均為最低,說明熟化溫度為100℃,干燥溫度55℃不適合馬鈴薯全粉的提取。對于出粉率而言,不同品種的馬鈴薯差異顯著,可能是由于樣品中纖維結(jié)構(gòu)等特性而導(dǎo)致。
從制備全粉的水分含量來看,兩個(gè)馬鈴薯品種各個(gè)樣品水分含量差異顯著,當(dāng)干燥溫度為55℃時(shí)樣品的水分含量顯著低于干燥溫度為40℃的樣品,說明干燥溫度為55℃時(shí)制備得到的全粉更易于保存。通過研究結(jié)果可以看出,馬鈴薯樣品的制備,除了荷蘭馬鈴薯的處理1和處理2以外,其他樣品的水分含量均在10%以下,達(dá)到了我國小麥粉的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[21-22]中要求小麥粉的水分含量分別為≤14.5%和≤14%)。沈存寬[10]測定了馬鈴薯生全粉、馬鈴薯雪花全粉和馬鈴薯顆粒全粉的水分含量分別為8.06%、6.65%、7.91%,與本研究結(jié)果相一致。該研究結(jié)果與Kim[6]、鞠棟[11]研究結(jié)果相一致。
色澤是面條品質(zhì)評價(jià)的重要指標(biāo),直接影響人們對面條品質(zhì)優(yōu)劣的判斷。馬鈴薯全粉加工過程中由于酶促褐變和非酶促褐變而使得全粉呈現(xiàn)灰暗色和黃褐色的變化[23]。當(dāng)通過護(hù)色劑處理后,馬鈴薯中的多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)得到抑制,當(dāng)抑制率越高,全粉的越大,色澤越白[24]。本試驗(yàn)在全粉制備過程中采用1%NaCl和0.2%Na2SO3作為護(hù)色劑處理馬鈴薯樣品。表1結(jié)果顯示,荷蘭馬鈴薯最大的為處理 7(74.33),其次為處理 2(72.99),值最小的為處理 1(57.31);隴薯 8 號值最大的為處理 2(72.73),其次為處理 6(66.37),值最小的為處理 1(57.10)。兩個(gè)品種在馬鈴薯熟化溫度為100℃,干燥溫度為40℃時(shí),得到樣品的色澤均較好,而馬鈴薯熟化溫度和干燥溫度均為40℃時(shí)得到樣品的色澤最差。本研究采用1%NaCl和0.2%Na2SO3作為護(hù)色劑處理馬鈴薯樣品(處理3,4,7,8),從表 1 中可以看出,這 2 個(gè)品種的 4 個(gè)處理的色澤沒有比未經(jīng)護(hù)色劑處理有明顯的規(guī)律性差異,與Wang[25]研究發(fā)現(xiàn)0.25%Na2SO3可以顯著抑制多酚氧化酶的活性有一定的差異。沈存寬[10]通過正交試驗(yàn)優(yōu)化護(hù)色條件為亞硫酸0.018%,檸檬酸0.4%,抗壞血酸0.05%時(shí),制備得到的馬鈴薯生全粉的亮度L*為92.59。為了更好的保護(hù)馬鈴薯的色澤,下一步擬對不同護(hù)色劑進(jìn)行優(yōu)化,以獲得最優(yōu)的護(hù)色劑組合。
面條的最佳蒸煮時(shí)間是面條的主要品質(zhì)特性之一,其時(shí)間長短與原料及制品品質(zhì)密切相關(guān)。蒸煮時(shí)間長,可能是因?yàn)樵媳旧淼纳馁|(zhì)量特性,使得蒸煮時(shí)間長,而蒸煮時(shí)間短的,可能是因?yàn)樵项w粒較散,淀粉呈分散狀態(tài),而有助于水分滲透進(jìn)入面條內(nèi)部,加速熟化過程,且本身熟化度高,使得面條易于煮熟[26]。表2可以看出,荷蘭馬鈴薯和隴薯8號經(jīng)過處理6制備的面條最佳蒸煮時(shí)間最短,分別為1 min和2min,處理2的最佳蒸煮時(shí)間次之,分別為2min和2.5min,其余樣品最佳蒸煮時(shí)間相對較長,說明當(dāng)經(jīng)過100℃的熟化后,馬鈴薯全粉熟化程度高,可以明顯的縮短后期的最佳蒸煮時(shí)間。該研究結(jié)果與沈存寬[10]結(jié)果相一致。
斷條率是評價(jià)面條蒸煮特性的重要指標(biāo),可以較為直觀地表征面條的耐蒸煮特性,斷條率越小,說明面條越耐煮,勁道強(qiáng),有嚼頭[27]。從表2中可以看出,對于兩個(gè)品種來說,處理6的斷條率最高,其次為處理3,處理5和處理8斷條率相對較低。說明在55℃條件下進(jìn)行熟化和干燥對于全粉面條的品質(zhì)影響最好。
表2 不同面條蒸煮特性Table2 The cooking characteristicsof differentnoodle
蒸煮損失率是評價(jià)面條蒸煮特性的一個(gè)重要指標(biāo),蒸煮損失率越大,面湯越渾濁,面條的蒸煮品質(zhì)越差[28]。從表2可以看出,兩個(gè)品種面條蒸煮損失率最高的均為處理6,分別為20.16%和30.80%;荷蘭馬鈴薯和隴薯8號蒸煮損失率最低的均為8號處理樣品,分別為7.04%和6.57%。國家面條生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中最大的蒸煮損失率為10%。Tudiruca等[29]研究表明,當(dāng)面條中添加纖維素等物質(zhì)時(shí),由于其自身的水化作用,會破壞水分在蛋白與淀粉之間的分配,增大蒸煮損失率。本研究處理6在100℃水浴10min,在55℃條件下進(jìn)行干燥,可能導(dǎo)致樣品中的淀粉特性發(fā)生了變化,進(jìn)而增大了其蒸煮損失率。
膨脹率是面條吸收水分的多少,可以表征面條中淀粉和蛋白質(zhì)水合程度。傳統(tǒng)制作面條的膨脹率與淀粉糊化和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)[19]。從表2可以看出,荷蘭馬鈴薯面條膨脹率最高的為6號處理,膨脹率為187.50%,其次為處理7,膨脹率為173.00%;膨脹率最低的為處理1(150%);隴薯8號膨脹率最高的為處理 7(180.40%),其次為處理 8(177.38%),膨脹率最低的為處理3(151.91%)。綜合以上說明,馬鈴薯經(jīng)過40℃干燥樣品的膨脹率小于55℃干燥的樣品,可能是55℃更接近馬鈴薯淀粉的糊化溫度,該條件下淀粉與蛋白質(zhì)的結(jié)合能力更強(qiáng),更有利于面條的加工。
質(zhì)構(gòu)分析是目前評價(jià)面條品質(zhì)的較好方法,研究表明,質(zhì)構(gòu)測試的硬度、彈性、內(nèi)聚力、咀嚼性等指標(biāo)與感官評價(jià)結(jié)果之間存在顯著性關(guān)系[30]。硬度是一個(gè)衡量面條堅(jiān)固性的指標(biāo)。面條的硬度是谷蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)力貢獻(xiàn)的。黏性是測定面條膠黏度指標(biāo),它與面條的品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)。凝聚力是測定內(nèi)在強(qiáng)度的,尤其是谷蛋白和與之相關(guān)的消費(fèi)者可接受性。咀嚼性是破碎面條達(dá)到吞咽水平所需要的能量?;謴?fù)力是描述面條橡膠態(tài)水平,是一個(gè)被壓縮后可恢復(fù)的能量[31]。
表3為不同樣品的質(zhì)構(gòu)特性結(jié)果。
表3 不同面條質(zhì)構(gòu)特性Table3 The TPA characteristic ofdifferentnood le
荷蘭馬鈴薯不同處理的硬度特性差異顯著,其中硬度最大的為處理7,為479.10 g,其次為處理6,處理2,5,8這3個(gè)樣品處于中等水平。咀嚼性最大的為處理 3,7,8;彈性較好的為處理 3,7,8。隴薯 8 號,硬度最大的為處理1,處理 2,3,4,5處于中等水平。侯丹[32]研究表明,適當(dāng)降低面條的硬度和咀嚼性,增大其彈性、內(nèi)聚力和回復(fù)性有利于面條品質(zhì)的改善。
當(dāng)原料中淀粉的糊化度高,使得成形能力差,再次進(jìn)行蒸煮時(shí)容易分散,降低其面條的硬度[10],研究表明,馬鈴薯淀粉的糊化特性為55℃~70℃[33]。而處理2和處理6分別在100℃條件下處理10min,淀粉在該條件下已經(jīng)發(fā)生糊化,當(dāng)面條再次熟化后具有較大的硬度。
經(jīng)過10名感官評價(jià)員對不同條件下制備面條進(jìn)行感官評價(jià),面條的色澤、表觀狀態(tài)、適口性、韌性、黏性、光滑性、食味值等得出面條感官評價(jià)最好的為處理8,其次為處理5,感官評價(jià)最差的為處理6。
馬鈴薯熟化條件為55℃水?。ê?%NaCl和0.2%Na2SO3)10min,干燥溫度為 55 ℃(處理 8)制備得到的全粉面條品質(zhì)最好,其次是熟化溫度和烘干溫度均為55℃(處理5)。在處理8條件下,馬鈴薯面條的感官特性最好,質(zhì)構(gòu)特性的硬度和咀嚼性適中,彈性最大。當(dāng)熟化溫度為100℃,干燥溫度為55℃(處理6),面條的蒸煮損失率、斷條率和質(zhì)構(gòu)特性最差。由此可見,馬鈴薯全粉在熟化溫度和干燥溫度為55℃時(shí),制備的面條質(zhì)量最好。
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