復(fù)合添加劑對馬鈴薯方便面品質(zhì)影響的研究

李彩霞 魏潤霞 韓 雪 劉玉環(huán)

（1.河西學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院；2.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院，甘肅 張掖 734000）

馬鈴薯含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其制備的馬鈴薯全粉，最大程度地保留了鮮馬鈴薯的營養(yǎng)成分、口感及風(fēng)味，是一種優(yōu)質(zhì)的主食原料［1］.方便面便于攜帶、易于使用、保存期長，是居民必不可少的日常用品，但其維生素和礦物質(zhì)的含量較少，長期使用會導(dǎo)致營養(yǎng)缺乏癥，從而影響人體健康［2］.采用馬鈴薯全粉及小麥粉混合制作方便面，不僅可以提高方便面的營養(yǎng)價(jià)值，更是實(shí)現(xiàn)馬鈴薯主食化的重要途徑.但由于馬鈴薯全粉中不含有面筋蛋白，致使加工性能較差，所以，馬鈴薯方便面在生產(chǎn)過程中存在損失率高、復(fù)水性不好、口感不細(xì)膩等問題［3］.

添加變性淀粉后的面條口感爽滑、色澤鮮亮、復(fù)水性強(qiáng)并且減短了蒸煮的時(shí)間.常用于面制品的變性淀粉有醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉等.其中醋酸酯淀粉適合于方便面、鮮濕面制品中使用.在方便面生產(chǎn)中加入磷酸酯淀粉可以使得面條更光滑，口感更加得爽滑［4］；辛烯基琥珀酸淀粉酯在面制品中的使用，使得在面筋蛋白和淀粉顆粒間產(chǎn)生結(jié)構(gòu)緊密的面團(tuán)，從而改善面條的品質(zhì)［5］.面條中常用的品質(zhì)改良劑有谷朊粉、復(fù)合磷酸鹽及大豆分離蛋白等.適量添加谷朊粉既能有效降低面條的蒸煮損失率與面條吸水率，又能保持良好的質(zhì)構(gòu)［6］167.添加大豆蛋白可能會增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面條在煮制過程中蛋白質(zhì)和淀粉顆粒的損失率下降［7］60.復(fù)合磷酸鹽的使用能夠減少淀粉溶出，增強(qiáng)面筋筋力，使面條筋道爽口［8］.本文在最佳醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉及辛烯基琥珀酸淀粉酯添加比例的基礎(chǔ)上，研究了谷朊粉、大豆分離蛋白和復(fù)合磷酸鹽與變性淀粉復(fù)配對馬鈴薯方便面品質(zhì)的影響，運(yùn)用主成分分析法進(jìn)行分析，最終篩選出復(fù)配試驗(yàn)中對馬鈴薯方便面品質(zhì)改善效果最佳的方案，以期為馬鈴薯方便面的生產(chǎn)提供一定的理論支持.

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

高筋小麥粉（后面簡稱“小麥粉”），益海嘉里食品工業(yè)有限公司；馬鈴薯全粉（大西洋），山丹縣芋興粉業(yè)責(zé)任有限公司；醋酸酯淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯（甘肅圣大方舟馬鈴薯變性淀粉有限公司），磷酸酯淀粉（山東優(yōu)素化工科技有限公司），復(fù)合磷酸鹽、大豆分離蛋白、谷朊粉（河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司），食用堿、食鹽，市售.

FKM-240 型壓面機(jī)，永康市富康電器有限公司；JHFD7 醒發(fā)箱，北京東孚久恒技術(shù)有限公司；CH2122F 電磁爐，中山市格蘭仕生活電器制造有限公司；BSA224S 電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；DS-1高速組織搗碎機(jī)，江蘇金壇市康華電子儀器制造廠；TGL-16C離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；DHG-9246A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海璽袁科學(xué)儀器有限公司；SCIENTZ-100F 冷凍干燥機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司；ZPH-211B恒溫培養(yǎng)搖床，太倉市華美生化儀器廠；UV-1300PC紫外分光光度計(jì)，上海美析儀器有限公司.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 馬鈴薯方便面的制作工藝

（1）和面：稱馬鈴薯全粉35%、小麥粉65%（共200g），食用鹽1.2g，食用堿0.3g，按一定比例加入變性淀粉與品質(zhì)改良劑，混合均勻，以水量41%、水溫為35 ℃和面到均勻，無大塊，無干面粉，并呈松散的顆粒狀面絮［9］.

（2）醒發(fā)：將和好的面團(tuán)放到鋁盆中，鋪一層保鮮膜，放入醒發(fā)箱中，在35℃下醒發(fā)40min.

（3）壓面與切條：面團(tuán)醒發(fā)好后，放入壓面機(jī)中壓面，在壓面的過程中要控制面片向同一個(gè)方向壓制，3.5mm雙層軋三遍，2.5mm雙層軋三遍，1.5mm雙層軋三遍，面片壓好后進(jìn)行切條.切好的面條寬度為2.5mm，厚度為1.5mm.

（4）蒸煮：以30根長度一致的面條為一塊面餅，涂刷一層棕櫚油，面條盤圈，在普通蒸鍋中蒸煮15min.

（5）干燥：將蒸煮好的面餅放入熱風(fēng)干燥箱中進(jìn)行干燥，90℃干燥50min，得到方便面成品.

1.2.2 變性淀粉與改良劑復(fù)配試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過預(yù)試驗(yàn)篩選出的三種變性淀粉：醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯，其添加比例分別為2%時(shí)對馬鈴薯方便面品質(zhì)改善較好.篩選出三種品質(zhì)改良劑：谷朊粉、大豆分離蛋白和復(fù)合磷酸鹽.研究變性淀粉與改良劑復(fù)配（后文中都稱為復(fù)配試驗(yàn)）對馬鈴薯方便面品質(zhì)的影響.

在復(fù)配試驗(yàn)中，醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯的添加根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果確定，均為2%.查文獻(xiàn)可知，谷朊粉與大豆分離蛋白的添加范圍在2%～5%之間、復(fù)合磷酸鹽在0.1%～0.3%之間可對面制品的感官品質(zhì)與蒸煮特性有改善［10］. 故谷朊粉、大豆分離蛋白的添加比例設(shè)為2%、3%、4%，復(fù)合磷酸鹽的添加比例設(shè)為0.1%、0.2%、0.3%.復(fù)配試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如表1所示.

表1 復(fù)配試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Test design of composite additives

1.3 馬鈴薯方便面感官特性的評定

參照GB/T25005-2010方便面感官評價(jià)的方法對馬鈴薯方便面進(jìn)行感官評分.

1.4 馬鈴薯方便面蒸煮特性的測定

1.4.1 含水量的測定

準(zhǔn)確稱取方便面面餅一塊（M1，g），放入105℃烘箱中烘干至恒重（M2，g），計(jì)算其含水量［11］.

式中：M1—烘干前方便面面餅的質(zhì)量，g；

M2—烘干后方便面面餅的質(zhì)量，g.

1.4.2 復(fù)水時(shí)間的測定

取方便面面餅一塊于容器中，加500mL沸水后立即加蓋，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí).用玻璃片每隔10s夾軟化面條，當(dāng)面條的硬心消失后，記錄所用的時(shí)間，即為復(fù)水時(shí)間［12］48.

1.4.3 吸水率的測定

稱取方便面面餅一塊（M1，g），放入盛有500mL沸水的帶蓋容器，并立即加蓋.在第3min時(shí)攪拌面塊（要求充分浸泡），使之松散，每次攪拌時(shí)間約5s.泡至最佳的復(fù)水時(shí)間后，立馬用漏勺撈出，再用蒸餾水沖30s，室溫下把面條瀝干5min，準(zhǔn)確稱量（M2，g）［12］48，按下式計(jì)算：

式中：M1—煮前方便面面餅的質(zhì)量，g；

M2—煮后方便面面餅的質(zhì)量，g.

1.4.4 斷條率的測定

取一塊面餅（30根）于500mL沸水的帶蓋容器中，立馬加蓋，泡至最佳的復(fù)水時(shí)間，挑出并清數(shù)斷條的根數(shù)（N），計(jì)算面條的斷條率［12］48，按下式計(jì)算：

式中：N—斷條的根數(shù).

1.4.5 蒸煮損失率的測定

稱取方便面面餅一塊（M1，g），放入盛有500mL沸水的帶蓋容器中，立馬加蓋.在第3min時(shí)攪拌面塊（要求充分浸泡），使之松散，每次攪拌的時(shí)間約5s.泡至復(fù)水時(shí)間，撈出置于漏網(wǎng)上，用蒸餾水淋洗30s，煮面水與沖淋的水一起轉(zhuǎn)入燒杯（M2，g），放入105℃烘箱，烘干至燒杯恒重（M3，g），計(jì)算蒸煮損失率［12］48.按下式計(jì)算：

式中：M1—煮前方便面面餅的質(zhì)量，g；

M2—燒杯的質(zhì)量，g；

M3—干物質(zhì)與燒杯的質(zhì)量，g.

1.5 數(shù)據(jù)分析

1.5.1 主成分分析

采用SPSS24.0軟件對復(fù)配試驗(yàn)各指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，進(jìn)而篩選出主影響因素，即主成分.

1.5.2 馬鈴薯方便面的綜合評分

結(jié)合主成分分析得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對馬鈴薯方便面的綜合得分進(jìn)行規(guī)范處理，得到各項(xiàng)指標(biāo)的規(guī)范化綜合得分，并用Origin 8.0進(jìn)行繪圖，進(jìn)行結(jié)果分析［13］.計(jì)算公式如下：

式中：F-綜合評分；

F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3為主成分1，2，3的得分；

Y1，Y2，Y3為主成分的特征值；

Z為規(guī)范化綜合得分；

Fmax—為綜合評分最大值；

Fmin—為綜合評分最小值.

2 結(jié)果分析

2.1 復(fù)配試驗(yàn)結(jié)果主成分分析

對復(fù)配試驗(yàn)的馬鈴薯方便面的感官品質(zhì)與蒸煮特性進(jìn)行測定，結(jié)果如表2所示.

表2 復(fù)配試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of composite additives test

將表2測得的27組復(fù)配試驗(yàn)結(jié)果的6個(gè)指標(biāo)使用SPSS 24.0進(jìn)行主成分分析.在Bartlett`s球形檢驗(yàn)和KMO 檢驗(yàn)中，其中P值=0.000（＜0.05），KMO 統(tǒng)計(jì)值為0.587（＞0.5），表明各變量間具有一定的相關(guān)性，可以進(jìn)行主成分分析［14］.

對評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行主成分提取，共提取到3個(gè)主成分.由表3可知，主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85.524%，可以解釋絕大部分原始信息.因此，這3個(gè)主成分可以代替6個(gè)指標(biāo)說明馬鈴薯方便面的品質(zhì)變化［15］.

表3 復(fù)合添加劑評價(jià)指標(biāo)的主成分方差貢獻(xiàn)率Table 3 Contribution rate of principal component variance of composite additives evaluation

主成分的成分矩陣如表4所示.第一主成分中吸水率為較大的正值，而斷條率為較大的負(fù)值，說明隨著吸水率的增大，馬鈴薯方便面的斷條率減少.第二主成分中蒸煮損失率正值最大，感官評分為較大的負(fù)值，說明隨著蒸煮損失率的增大，馬鈴薯方便面的感官評分降低.第三主成分中的感官評分為較大的正值，而斷條率為較大的負(fù)值，說明隨著感官評分的增加，馬鈴薯方便面的斷條率降低［16］.所以，篩選出吸水率、蒸煮損失率、感官評分為主影響因素.

表4 改良劑評價(jià)指標(biāo)主成分的成分矩陣Table 4 Composition matrix of main components of composite additives evaluation Index

2.2 復(fù)配試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果綜合評分結(jié)果分析

將主成分分析得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合得分計(jì)算，并對綜合得分進(jìn)行規(guī)范化處理，得到規(guī)范化綜合得分，用Origin8.0對規(guī)范化綜合得分作圖，如圖1所示.

從圖1-A中可得出，隨著谷朊粉添加量的增加，醋酸酯淀粉與磷酸酯淀粉的規(guī)范化綜合得分呈現(xiàn)先增后減的趨勢，添加量為3%時(shí)規(guī)范化綜合得分最大；辛烯基琥珀酸淀粉酯的規(guī)范化綜合得分呈下降趨勢，添加量為2%時(shí)規(guī)范化得分最大.因?yàn)楣入梅鄣募尤胧沟妹鎴F(tuán)中的面筋蛋白含量增加，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，面團(tuán)的綜合得分提高.當(dāng)谷朊粉的加入超過一定范圍時(shí)，面團(tuán)的蛋白質(zhì)含量增多，面團(tuán)處于高度水合狀態(tài)形成小面筋球，阻礙了面團(tuán)形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，故面條的品質(zhì)降低［17］.在與谷朊粉的復(fù)配中，磷酸酯淀粉的規(guī)范化綜合得分高于醋酸酯淀粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯，在谷朊粉添加量3%時(shí)達(dá)到最大值1，說明磷酸酯淀粉與谷朊粉復(fù)配對馬鈴薯方便面品質(zhì)的改善最好.所以，當(dāng)谷朊粉作為改良劑時(shí)，磷酸酯淀粉+谷朊粉復(fù)配的最佳比例為2%+3%.

從圖1-B中可以看出隨著大豆分離蛋白添加量的增加，規(guī)范化綜合得分呈現(xiàn)先增后減的趨勢.大豆分離蛋白的添加可顯著提高面粉的蛋白含量和濕面筋含量，充分吸水產(chǎn)生一定的粘度和膠體狀，使得面條致密光亮［18］.當(dāng)添加量超過一定范圍時(shí)，大豆分離蛋白對面筋結(jié)構(gòu)的稀釋作用不利于面筋形成，導(dǎo)致面條中的淀粉和蛋白質(zhì)損失率上升［7］60.當(dāng)大豆分離蛋白的添加量在3%時(shí)，復(fù)配三種變性淀粉的規(guī)范化綜合得分最大，其中醋酸酯淀粉的規(guī)范化綜合得分明顯高于其余兩種變性淀粉，達(dá)到0.8751，說明醋酸酯淀粉與大豆分離蛋白復(fù)配對馬鈴薯方便面品質(zhì)的改善作用最好.所以，當(dāng)大豆分離蛋白作為改良劑時(shí)，醋酸酯淀粉+大豆分離蛋白復(fù)配的最佳比例為2%+3%.

從圖1-C 中可得出隨著復(fù)合磷酸鹽的添加，磷酸酯淀粉與辛烯基琥珀酸淀粉酯規(guī)范化得分呈先增后減的趨勢，醋酸酯淀粉規(guī)范化得分呈下降趨勢.復(fù)合磷酸鹽能在面筋蛋白和淀粉之間進(jìn)行酯化反應(yīng)及架橋結(jié)合，形成更穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)，減少淀粉溶出，增強(qiáng)面筋筋力，當(dāng)添加量超過一定范圍時(shí)，復(fù)合磷酸鹽會影響面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，故面條品質(zhì)降低［19］196.復(fù)合磷酸鹽與改良劑復(fù)配時(shí)馬鈴薯方便面的綜合得分在0.5以下，添加量為0.3%時(shí)，醋酸酯淀粉的規(guī)范化綜合得分達(dá)到最小值0，說明復(fù)合磷酸鹽與改良劑的復(fù)配對馬鈴薯方便面品質(zhì)的改善作用很小.

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

谷朊粉吸水后會形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的濕面筋，使面團(tuán)具有良好的延展性和粘彈性，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可將淀粉顆粒很好地包裹在其中，使面條結(jié)構(gòu)更加緊實(shí)，從而提高了面條的硬度、咀嚼性、彈性等.同時(shí)谷朊粉固有的增筋性能可以增強(qiáng)面粉的筋力和強(qiáng)度，提高面條結(jié)構(gòu)的致密性，從而降低了面條的蒸煮損失率.但添加過量的谷朊粉會破壞面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使蒸煮損失率增加.谷朊粉可有效降低面條的吸水率，原因是雖然谷朊粉中含有大量的蛋白質(zhì)具有較高的持水力，但在煮制過程中谷朊粉中蛋白變性，疏水基暴露，吸水能力和持水能力下降，導(dǎo)致面條的吸水率降低［6］167.

大豆蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源，其8種必需氨基酸最接近人體所需，同時(shí)富含面粉等谷類蛋白較為缺乏的賴氨酸，因此將大豆蛋白添加于小麥粉中混合，不僅能夠提高蛋白質(zhì)的含量，還能進(jìn)行氨基酸的互補(bǔ)，從而提高面制品的營養(yǎng)價(jià)值.在面條中添加大豆蛋白，隨著其含量的不斷增加，面條的吸水率逐漸上升，吸水率主要是淀粉糊化吸水，少量添加大豆蛋白可能會增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在煮制過程中蛋白質(zhì)和淀粉顆粒的損失率下降，這是由于大豆蛋白具有良好的保水性能，能改善面團(tuán)的耐機(jī)械性能，提高面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間.但隨著大豆蛋白含量繼續(xù)增加，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到破壞，面條中的淀粉和蛋白質(zhì)損失率上升，大豆蛋白對面筋結(jié)構(gòu)的稀釋作用不利于面筋形成［7］60.

磷酸鹽在面條加工中的主要作用是螯合金屬離子、穩(wěn)定pH 值、促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成及持水作用.在制面過程中，它一方面螯合水中的金屬離子，降低水的硬度，顯著提高和面效果；另一方面，它強(qiáng)化面筋蛋白與淀粉間的相互作用，增強(qiáng)面團(tuán)的彈性和韌性，同時(shí)降低面條烹煮時(shí)的淀粉溶出，使面條品質(zhì)得以改善［19］196.

3.2 結(jié)論

通過預(yù)試驗(yàn)確定三種變性淀粉：醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉及辛烯基琥珀酸淀粉酯，添加量均為2%，篩選出三種品質(zhì)改良劑：谷朊粉、復(fù)合磷酸鹽和大豆分離蛋白.在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行變性淀粉和改良劑復(fù)配試驗(yàn)，變性淀粉與谷朊粉復(fù)配對馬鈴薯方便面改善作用最顯著，與大豆分離蛋白復(fù)配次之，與復(fù)合磷酸鹽復(fù)配最差.當(dāng)谷朊粉作為改良劑時(shí)，磷酸酯淀粉+谷朊粉復(fù)配比例為2%+3%時(shí)規(guī)范化綜合得分為1，明顯高于其它配方的規(guī)范化綜合得分，此種復(fù)配方式對馬鈴薯方便面的品質(zhì)改善作用最好；當(dāng)大豆分離蛋白作為改良劑時(shí)，醋酸酯淀粉+大豆分離蛋白復(fù)配比例為2%+3%時(shí)規(guī)范化綜合得分為0.8751，對馬鈴薯方便面的品質(zhì)改善作用較好.此次復(fù)配試驗(yàn)結(jié)果說明復(fù)合添加劑對馬鈴薯方便面的品質(zhì)有明顯的改善作用.