大豆粉-平菇粉-麥粉為基料的面條配方優(yōu)化

呂 婷，李秀花，孔維鳳，梁 進，李雪玲

(安徽農(nóng)業(yè)大學茶與食品科技學院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工工程實驗室，安徽合肥 230036)

面條是以小麥粉為主要原料的世界第二大方便主食，隨著人們對均衡膳食的追求，開發(fā)特色營養(yǎng)面條成為研究重點。屈小燕[1]將大豆原料以全脂豆粉、脫脂豆粉、大豆分離蛋白粉、豆?jié){四種形式，加入面粉中制作面條，四種大豆原料的添加破壞了面筋蛋白網(wǎng)絡結構，但大豆面條的必需氨基酸含量均有效提高。尹顯婷等[2]研究了添加大豆蛋白改善小麥粉品質，發(fā)現(xiàn)脫脂豆粉和全脂豆粉可使面筋網(wǎng)絡結構更加連續(xù)均勻，且添加了大豆蛋白的面條其升糖指數(shù)降低。李波等[3]研究了平菇粉對面條品質的影響，發(fā)現(xiàn)添加3%平菇粉時，所制面條品質較好。但同時添加大豆粉和平菇粉制作面條，文獻報道很少。

平菇是我國常見食用菌之一，其具有抗腫瘤、抗菌、提高機體免疫力等功能[4-5]。脫脂大豆粉是大豆經(jīng)過提取油脂后的餅粕加工成的一種粉狀產(chǎn)品，含有較高的賴氨酸和大豆膳食纖維[6]。在面條中添加平菇和脫脂大豆粉，可以提高面條營養(yǎng)價值，豐富面條種類。平菇粉和脫脂大豆粉的添加提高了混合粉營養(yǎng)價值，但這些添加物會稀釋面筋蛋白且含有更多的吸水成分(多糖、膳食纖維等)，從而影響到混合粉的加工性能及面團的熱機械特性。

為了改善混合粉的加工品質及面團的熱機械特性，常添加一些面粉改良劑，其中食品膠由于其安全性較好，應用較多。平菇粉及脫脂大豆粉的替代比例以及食用膠的添加品種可以采用Mixolab來確定，同時，Mixolab還可以分析各添加物對面團熱機械特性的影響。Jia等[7]利用Mixolab混合實驗儀評估了加州杏仁皮面粉和木聚糖酶對面團流變學和餅干質地的影響以及感官評價。Cristina等[8]使用Mixolab評估水膠體對小麥熱機械性能的影響。Schmiele等[9]用大豆蛋白水解物和低聚果糖代替小麥粉，通過Mixolab參數(shù)評估預混料的流變特性，用來制作面包。

因此，本實驗主要利用Mixolab混合實驗儀探究平菇粉和大豆粉部分取代小麥粉后，對面團的流變學特性影響，以及確定平菇粉、大豆粉取代小麥粉的合適比例，并對添加后的面團品質進行預判和改良，為加工高品質的平菇豆面提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

平菇粉 河南菇太郎食品有限公司；大豆粉 合肥市禪仁食品有限公司；特一粉 想念食品股份有限公司；魔芋膠(食品級)、黃原膠(食品級)、瓜爾豆膠(食品級)、食鹽 安徽省鹽業(yè)總公司。

Mixolab混合實驗儀 法國肖邦公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 大豆粉-平菇粉面條的配方優(yōu)化 采用Mixolab混合實驗儀測定大豆粉、平菇粉、黃原膠與魔芋膠(7∶3)和氯化鈉對面團流變特性的影響。Mixolab可以測定在機械剪切應力和溫度雙重作用下，通過不同的添加量對面團中蛋白質和淀粉特性的主要影響。利用各類粉對面團熱力學、機械學特性的影響，確定上述粉的添加量。

1.2.1.1 大豆粉添加量的確定 以小麥粉為基礎粉，本實驗設定大豆粉添加量為：0、2%、6%、8%、10%，經(jīng)Mixolab混合實驗儀確定合適的添加量。

1.2.1.2 平菇粉添加量的確定 以小麥粉為基礎粉，在已確定大豆粉的基礎上添加平菇粉，本實驗設定平菇粉添加量為：0、5%、10%、15%、20%、25%，經(jīng)Mixolab混合實驗儀確定平菇粉合適的添加量。

1.2.1.3 食用膠添加量的確定 本實驗中食用膠選用黃原膠、魔芋膠和瓜爾豆膠來改良面團品質，根據(jù)GB2760-2014，本實驗設定黃原膠的最大添加量為1%，既考察了單獨使用黃原膠的效果，也考察了黃原膠與魔芋膠和瓜爾豆膠的復配效果。經(jīng)查閱文獻[10-11]，黃原膠與瓜爾豆膠、魔芋膠具有協(xié)同增效作用，且復配的最佳比例分別為：黃原膠與瓜爾豆膠的復配較優(yōu)比例為3∶7，黃原膠與魔芋膠的復配較優(yōu)比例為7∶3。所以，食用膠的添加量設計為：a.黃原膠添加量：0.1%、0.4%、1%。b.黃原膠與瓜爾豆膠(3∶7)復配添加量：0.1%、0.4%、1%。c.黃原膠與魔芋膠(7∶3)復配添加量：0.1%、0.4%、1%。在確定大豆粉和平菇粉的基礎上，按上述添加百分比添加食用膠量。

1.2.1.4 食鹽添加量的確定 經(jīng)1.2.1.1、1.2.1.2、1.2.1.3已確定的大豆粉、平菇粉及食用膠的配比為基礎，本實驗設定食鹽添加量為：0、1%、2%、3%、4%、5%，經(jīng)Mixolab混合實驗儀確定合適的添加量。

1.2.2 平菇豆面配方的驗證—混合實驗儀剖面圖模式 Mixolab混合實驗儀內置有目標專用粉的面團指標范圍，當實驗面團各個指標在特定產(chǎn)品的目標范圍內，可認為該面團適合加工成該產(chǎn)品[12-13]。樣品經(jīng)Chopin+標準協(xié)議測定完畢后，Mixolab軟件可將Chopin+測試協(xié)議標準曲線轉化為6項質量指數(shù)，結果與目標專用粉的指數(shù)剖面圖(圖1)區(qū)間進行比較。被測樣品的指標在專用粉目標區(qū)間內的個數(shù)越多，越能滿足要求。

圖1 面條專用粉的目標剖面圖區(qū)間Fig.1 Target profile section of noodle special flour

將內置的目標剖面圖指數(shù)(圖1)分別與對照組(純面粉)、實驗組1(大豆粉與面粉)、實驗組2(大豆粉與平菇粉及面粉)及改良組(大豆粉與平菇粉及面粉、食用膠、食鹽)的剖面圖指數(shù)比較，以此判斷優(yōu)化后混合粉的面條加工適性，進一步確認優(yōu)化后的混合粉配方是否適合加工成面條。

1.2.3 面條的蒸煮特性測定 優(yōu)化后混合粉(平菇-大豆-麥粉-改良劑)經(jīng)Mixolab混合實驗儀自帶的專用面條粉參數(shù)驗證后，再根據(jù)制備的面條其蒸煮特性的測定，進一步驗證優(yōu)化后混合粉的面條加工適性。

1.2.3.1 面條的制備 按配方準確稱取各原料粉，充分混合均勻，加水35%，放于不銹鋼盆中，充分攪拌揉成面團，和面5 min，室溫條件下醒發(fā)8 min，用壓面機壓至光滑，制得厚度為1 mm，寬度4 mm的面條，切成25 cm，在室溫下進行晾干。純面粉制作的面條為對照組、大豆粉與面粉制作的面條為實驗組1、大豆粉與平菇粉及面粉制作的面條為實驗組2、大豆粉與平菇粉及面粉、食用膠、食鹽制備的面條為改良組。

1.2.3.2 面條的蒸煮特性測定 面條蒸煮損失率的測定：將面條煮后的面湯冷至室溫，定容至250 mL，振蕩均勻，取100 mL倒入恒重過的燒杯中，在電爐上加熱，待水分大部分蒸發(fā)后，將燒杯放入105 ℃烘箱中，烘至恒重，燒杯質量的增加量即為面湯中的干物質質量，進行3次平行實驗。按照公式進行計算。

面條蒸煮損失率：P(%)=W/M (1-G) 100

式中：P：烹調損失率，以質量分數(shù)計，%；W：面湯中干物質的質量，g；M：煮前平菇豆面的質量，g；G：煮前平菇豆面的水分含量，%。

面條斷條率的測定：取30根長25 cm的面條稱重，然后放入沸水中煮，達到最佳蒸煮時間撈出，放置于濾紙上瀝干，按照公式進行計算，進而得出面條的斷條率。

斷條率(%)=(煮前面條根數(shù)-煮后完整的面條根數(shù))/煮前面條根數(shù)×100

1.2.4 面條的基本成分分析 蛋白質含量測定方法參照GB 5009.5-2016凱氏定氮法；脂肪含量測定方法參照GB/T 5009.6-2016索氏抽提法；灰分的測定方法參照GB 5009.4-2016；總膳食纖維含量測定方法參照GB 5009.88-2014 。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理采用Microsoft Excel 2019、Origin 9軟件，數(shù)據(jù)之間的差異顯著性(P<0.05)采用SPSS 23.0處理。

2 結果與分析

2.1 大豆粉-平菇粉面條的配方優(yōu)化

2.1.1 大豆粉添加量的確定 面團吸水率、面團形成時間和穩(wěn)定時間參數(shù)用于評價面團面筋網(wǎng)絡的形成以及在恒定機械剪切作用力下的面團穩(wěn)定性[12-13]。從表1可知，與對照組相比，添加大豆粉后會使面團的吸水率增加，增幅為2.6%，并且，大豆粉添加量為2%～10%，2%的添加量對吸水率影響不顯著(P>0.05)，當添加量為4%～10%，對吸水率的影響逐漸增大，可能是由于大豆粉添加量增加使面團中蛋白含量提高，且大豆蛋白吸水能力比面筋蛋白強。在工業(yè)生產(chǎn)上，吸水率的增大可以增加面團的產(chǎn)量。加入大豆粉后對面團形成時間的影響如表1，在添加2%～10%的大豆粉后，比對照組總體趨勢是降低了面團的形成時間，但當豆粉添加量為6%時，與其他組相比面團形成時間延長了0.29 min，面團形成時間越長，面筋網(wǎng)絡結構越好，面團的加工性能就越好。大豆粉的添加對面團穩(wěn)定時間的影響，明顯增大，最大增幅為1.27 min，當添加量從2%增到8%，面團穩(wěn)定時間從8.49 min延長到9.31 min，而10%的添加量面團穩(wěn)定時間有所降低，但其穩(wěn)定時間仍然大于對照組的穩(wěn)定時間。說明加入大豆粉以后，面團的耐揉性增加，可能是大豆蛋白在加熱和攪拌雙重作用下，大豆蛋白分子之間的二硫鍵破壞，然后再與面筋蛋白組成二硫鍵，穩(wěn)定了面團的網(wǎng)絡結構[14-15]。

C3、C3-C2、β分別表示面團的峰值扭矩和淀粉糊化的最大黏度指數(shù)及淀粉糊化速率，根據(jù)這些參數(shù)可了解淀粉在加熱和攪拌雙重作用下的糊化特性，進而判斷面團的蒸煮特性。面團在加熱和攪拌下，蛋白變性，面筋結構弱化隨之扭矩降到C2后，接著，又隨著淀粉的糊化，直鏈淀粉瀝濾出來膠凝，再次使得扭矩增大到峰值C3。從表1可以看出，隨大豆粉添加量的增加(2%～10%)，C3值呈現(xiàn)下降趨勢(與對照組比較，降幅為0.15 Nm)。這可能一方面由于大豆粉的加入使淀粉含量減少，瀝濾出的直鏈淀粉變少。另一方面原因是添加的大豆粉影響了淀粉的水合作用，故淀粉的糊化受到了一定的抑制，使面團黏度降低。由表1看出，添加大豆粉使面團最大黏度指數(shù)及糊化速率略有下降，影響不顯著。綜上所述，選擇大豆粉添加量為6%，面團品質預判結果較好。

表1 大豆粉對小麥面團熱機械學特性的影響Table 1 Effect of soybean flour on thermomechanical properties of wheat dough

2.1.2 平菇粉添加量的確定 利用Mixolab測定平菇粉對面團熱機械特性的影響，結果如表2。

由表2可知，以大豆粉和面粉作為基礎粉，平菇粉添加量在5%～25%時，隨著平菇粉添加量的增加，混合粉的吸水率提高(62.8%～69.9%)，增幅為7.1%。這可能是平菇粉中的蛋白質和多糖極易吸水引起的。在5%～10%的添加范圍內，面團形成時間顯著延長(P<0.05)，但添加量15%～25%內面團形成時間明顯縮短。原因可能是在加熱和攪拌雙重作用下，由于平菇粉含有親水性較強的物質如平菇多糖[16]，其與面筋蛋白競爭水分，從而使得面筋網(wǎng)絡的形成延遲；當添加量大于15%時會縮短形成時間，這可能是由于平菇粉大量添加，會物理阻礙面筋蛋白的交聯(lián)，表現(xiàn)為形成時間縮短。平菇粉添加量為5%～25%，隨著添加量的增大，面團穩(wěn)定時間變化不大，但與對照組相比，時間明顯縮短，降幅為5.32 min，表明面團的耐揉性降低。這可能是由于平菇粉吸水后黏度增大，表現(xiàn)為形成時間縮短，但面筋蛋白由于水合作用受影響及平菇粉的物理阻隔作用，形成的網(wǎng)絡結構卻薄弱；而這種結構在機械力與溫度的雙重作用下不穩(wěn)定，從而使得面團表現(xiàn)出穩(wěn)定時間顯著(P<0.05)下降。

表2 平菇粉對小麥面團熱機械學特性的影響Table 2 Effect of Pleurotus ostreatus powder on thermomechanical properties of wheat dough

添加平菇粉(5%～25%)后，與對照組相比，面團的峰值扭矩明顯降低，這可能是因為平菇粉中易溶于水的物質如平菇多糖、蛋白質等競爭水分，影響了淀粉的糊化所致。但各實驗組之間峰值扭矩差異不顯著。添加平菇粉對最大粘度指數(shù)的影響規(guī)律與峰值扭矩相同。在平菇粉添加量在5%～25%之內時，與對照組相比，糊化速率明顯下降。綜上所述，平菇粉添加量10%時，面團品質較好。

2.1.3 食用膠添加量的確定 添加大豆粉和平菇粉，使加工粉的營養(yǎng)功能提高，但加工特性受到了影響，選用黃原膠及其復配膠設計實驗，其中黃原膠∶瓜爾豆膠是3∶7，黃原膠∶魔芋膠是7∶3。添加量及測定結果如表3。

表3 食用膠對小麥面團熱機械學特性的影響Table 3 Effects of edible gum on thermomechanical properties of wheat dough

單獨添加黃原膠(0.1%～1.0%)和添加黃原膠和瓜爾豆膠復配物對吸水率的影響趨勢相同，均能提高吸水率但增幅不大。但添加黃原膠和魔芋膠的復合物能明顯提高吸水率，增幅高達13.9%。黃原膠是一種黏度高、用途廣的食品膠，且在某些較為苛刻的條件下，黃原膠顯示出比明膠、羧甲基纖維素鈉、果膠、海藻膠等更加穩(wěn)定的特性[17-18]，并具有極高的安全性。萬金虎等[19]研究發(fā)現(xiàn)，親水膠體中的陰離子基團與面筋蛋白中的氨基基團，通過靜電相互作用，形成膠體復合物，改變了面筋蛋白的疏水性，提高了面團的持水能力。另外，復合物黃原膠和魔芋膠對面團形成時間和穩(wěn)定時間的改善也較好?？赡茉蚴怯捎诙嗵欠肿硬粌H分子間交聯(lián)形成網(wǎng)絡，還與面筋蛋白間相互作用[20]，形成復雜體系，改善了面筋的網(wǎng)絡結構，提高了面團的形成時間和穩(wěn)定時間。黃原膠和魔芋膠復配使用對淀粉糊化特性的影響要大于單獨使用黃原膠和其與瓜爾豆膠的使用效果，從表3可以看出，其C3值和最大黏度指數(shù)都較大，同時，糊化速率也較大。這可能是膠體與直連淀粉、支鏈淀粉在水相中相互作用，形成膠體-淀粉復合物[21]，改變了淀粉的糊化特性。綜合考慮以上因素，0.4%添加量的黃原膠與魔芋膠復配膠，得到的面團品質好。

2.1.4 食鹽添加量的確定 食鹽作為一種最普通的食品添加劑，添加到面團中，可使面筋網(wǎng)絡結構緊縮，達到強化面筋網(wǎng)絡結構、增強其黏彈性、強度和韌性的效果，從而減少面制品加工過程中的斷條率[22]，添加食鹽主要目的改善添加大豆粉和平菇粉后，面筋網(wǎng)絡變差的現(xiàn)象。根據(jù)表4，與空白相比，添加食鹽(1%～5%)后，隨著食鹽添加量的增加面團吸水率及面團形成時間都呈下降趨勢，降幅分別為7.6%、3.18 min，而面團穩(wěn)定時間變化不明顯。這可能是由于添加食鹽后蛋白的結構更有序，對淀粉顆粒及其他物質的包裹更緊密，這可能就會影響他們與水分的結合，表現(xiàn)為吸水率下降。而面團形成時間的縮短是由于食鹽能促進蛋白之間二硫鍵的形成，使面筋網(wǎng)絡結構提前形成。

表4中峰值扭矩C3值和最大黏度指數(shù)(C3-C2)變化規(guī)律相同，都是與空白組相比，添加量在1%～4%時，二者變化不明顯，但當添加5%食鹽時，二者都下降明顯。可能是當食鹽濃度較高時，由于自身的親水性，反而弱化了面筋網(wǎng)絡結構及抑制淀粉的糊化。添加食鹽后，在1%～3%的添加范圍內，淀粉的糊化速率明顯增加；但超過3%后，糊化速率下降，當添加量為5%時，糊化速率只有對照的18.2%。綜上所述，食鹽添加量為3%時，面團性質較好。

表4 食鹽添加量對小麥面團熱機械學特性的影響Table 4 Effects of added salt on thermomechanical properties of wheat dough

根據(jù)上述單因素實驗結果，以小麥粉含量為100%，其他粉按照替換小麥粉的比例計算，最終確定平菇豆面的配方為：平菇粉10%、大豆粉5.4%、食鹽3%、黃原膠0.28%、魔芋膠0.12%、小麥粉81.2%。

2.2 平菇豆面配方的驗證-混合實驗儀剖面圖

純小麥粉面團和三種混合粉面團的剖面圖指數(shù)結果，如圖2所示。將圖2與圖1進行比較，預測混合粉作為面條加工原料的可行性。從6個指標綜合分析，對照組有2個點處于面條的目標區(qū)域內，實驗組1有2個點處于面條的目標區(qū)域內，實驗組2有1個點處于面條的目標區(qū)域內，改良組有4個點處于面條的目標區(qū)域內。

圖2 四種面團的剖面圖指數(shù)結果Fig.2 Profile index results of four doughs

由上述結果可知，實驗組1和實驗組2由于大豆粉和平菇粉難以形成緊密的面筋網(wǎng)絡結構，對面團品質造成破壞，它們的6個指標分別只有2個和1個在目標區(qū)域內。而改良組在添加魔芋膠、黃原膠和食鹽改良之后，使面團在目標區(qū)域增加到4個點。因此，經(jīng)2.1優(yōu)化后的改良組面團適合平菇豆面的生產(chǎn)加工。

2.3 面條蒸煮特性的測定

四種面條的蒸煮損失率和斷條率如表5所示，加入大豆粉和平菇粉后面條的蒸煮損失率明顯高于對照組面條(表5)，這可能是由于大豆粉、平菇粉弱化了面筋網(wǎng)絡的形成，減弱了面筋網(wǎng)絡對淀粉顆粒的包裹能力，進而導致蒸煮損失率逐漸增加。從表5也可以看出，實驗組2蒸煮損失率最大為13.04%，但添加食用膠及食鹽進行改良后，面條的蒸煮損失率降為9.39%，蒸煮損失率下降27.99%。表5顯示對照組和改良組面條的斷條率均為零，而添加了大豆粉和平菇粉的實驗組1和實驗組2斷條率分別為8.33%和20.84%，數(shù)據(jù)表明大豆粉和平菇粉的添加弱化了面筋網(wǎng)絡，降低了加工適性，但經(jīng)添加食用膠及食鹽后可改善面筋網(wǎng)絡結構、增強復配粉的加工適性。這一實驗現(xiàn)象也佐證了Mixolab的剖面圖模式是可靠的。

表5 面條的蒸煮特性(%)Table 5 Cooking characteristics of noodles (%)

2.4 面條營養(yǎng)成分分析

從表6中數(shù)據(jù)可以看出，改良組面條的蛋白質、灰分、總膳食纖維和賴氨酸含量均高于純小麥面條。由于大豆中蛋白質含量高，添加大豆粉后，蛋白質含量從12.27 g/100 g增加到15.17 g/100 g，增加了2.9 g/100 g。大豆粉和平菇粉中脂肪含量少，改良后的面條脂肪含量變化小?；曳趾孔兎鶠?.85 g/100 g，其中改良組灰分含量最高，為4.47 g/100 g。這可能是因為在面條中添加了食鹽，同時大豆粉和平菇粉含有的礦物質也使得灰分含量增加。

表6 四種面條的營養(yǎng)成分含量Table 6 Nutrient composition analysis of three raw material powders

總膳食纖維從8.60 g/100 g增加到9.01 g/100 g，增加了0.41 g/100 g，這是由于大豆粉和平菇粉中含有較多的膳食纖維[23-24]，增加了面條的總膳食纖維含量。賴氨酸為第一限制性氨基酸，在人體新陳代謝中發(fā)揮重要作用。從表6中可知，面條的賴氨酸含量從4.78 mg/g增加到6.58 mg/g，增加了1.8 mg/g，賴氨酸含量明顯增加，增加了面條的營養(yǎng)價值。

3 結論

由上述實驗結果可知，面粉由大豆粉、平菇粉部分替代后，面團的熱機械特性受到影響，但通過改良劑(食用膠和食鹽)的添加，對面團造成的不良影響得到改善，Mixolab可很好地評價預混粉的加工特性。因此，為了豐富面條的營養(yǎng)，可以用雜糧粉和一些功能性植物粉部分替代小麥粉，并借助Mixolab優(yōu)化預混粉的配比。本實驗確定平菇豆面的配方為：平菇粉10%、大豆粉5.4%、食鹽3%、黃原膠0.28%、魔芋膠0.12%、小麥粉81.2%，優(yōu)化后的面條整體品質有所提高。本實驗結果為開發(fā)功能型面條提供了依據(jù)。