蕎麥面條復合預制粉組配參數(shù)優(yōu)化及其應用

趙 敏 楊保衛(wèi) 胡 艦 王榮蘭

(1. 江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學院酒店學院，江蘇 淮安 223003；2. 揚州大學旅游烹飪學院，江蘇 揚州 225127)

預制粉，即先按一定比例將面粉與配料混合制成的混合物，也稱預拌粉、預混粉等[1]。用預制粉生產(chǎn)面制品時僅需添加水、油等基礎輔料即制作產(chǎn)出高品質(zhì)的產(chǎn)品，使用便捷且能滿足不同消費者個性化的需求，現(xiàn)已成為面制品行業(yè)常用的加工型原料粉。目前關于預制粉的研究多集中于面包[2]、餅干[3]、發(fā)糕[4]、饅頭[5]等，較少有關于面條的研究[6-7]，有關雜糧面條的研究更是少見，任元元等[8]提出了高纖雜糧面條預拌粉的概念，并通過在面粉中復配苦蕎、青稞和燕麥3種雜糧粉研制出了一款復合高纖雜糧面條預拌粉。

蕎麥(FagopyrumesculentumMoench.)，又稱三角麥、烏麥等，為蓼科蕎麥屬一年生草本植物，原產(chǎn)于中國，目前中國蕎麥年產(chǎn)量超75萬t/年，其主要成分為淀粉，富含礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維、多種氨基酸，此外還含有黃酮類以及糖醇類化合物等植物化學物活性成分，具有促消化、降“三高”、抗腫瘤、防治心腦血管疾病等諸多生理功能[9-11]。目前關于蕎麥雜糧面條的研究主要集中在工藝改良上[12-14]，也有關于蕎麥面條營養(yǎng)成分細致測定的[15]。但目前鮮有關于蕎麥面條混合預拌粉配方的優(yōu)化研究，而且現(xiàn)有相關研究的評價指標單一，劉玲玲等[16]以感官評分為指標優(yōu)化馬鈴薯苦蕎麥粉面條的加工工藝。

研究擬以小麥粉、蕎麥粉為主料，再輔以外源性變性淀粉、復合磷酸鹽和谷朊粉作為品質(zhì)改良劑加以復配，綜合考慮多種評價指標，以期開發(fā)一種蕎麥面條復合預制粉，供蕎麥雜糧掛面、半干面、新型非油炸雜糧面餅等多種業(yè)態(tài)面條的原料粉使用。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

蕎麥粉：興化峰禾食品有限公司；

高筋小麥粉：安徽皖雪食品有限公司；

木薯變性淀粉(羥丙基二淀粉磷酸酯)、谷朊粉、復合磷酸鹽(除磷酸鹽外，還復配有食鹽、膠類、淀粉等)：深圳拓建生物科技有限公司；

食用堿、食鹽：揚州市揚子津綜合農(nóng)貿(mào)市場。

1.2 儀器與設備

全自動壓面機：SM-YMZD500型，上海登捷機械設備有限公司；

多功能料理機：ZGH-708型，德瑪仕(德國)有限公司；

食品物性測定儀：TMS-Pro型，南京銘奧儀器設備有限公司；

粉質(zhì)儀：JC-FZ350型，青島聚創(chuàng)環(huán)保集團有限公司；

電磁爐：WK2101T型，美的集團有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 濕面筋含量測定 按GB/T 5506.01—2008執(zhí)行。

1.3.2 穩(wěn)定時間測定 按GB/T 14614—2019執(zhí)行。

1.3.3 拉伸特性測定 根據(jù)文獻[17]并修改如下：物性儀選用TA/KIE拉伸探頭，全質(zhì)構(gòu)(TPA)操作模式，各階段速度設置為，測前2.0 mm/s，測時3.0 mm/s，測后8.5 mm/s。

1.3.4 感官評價 以不同復合預制粉配方制成蕎麥面條，入沸水中煮制無白芯即撈出，邀請10名有感官品鑒經(jīng)驗的學生組成感官評價小組，依據(jù)表1對蕎麥面條進行評價，計算結(jié)果取平均值。

表1 蕎麥面條感官評定標準Table 1 Sensory quality index table of buckwheat noodles

1.3.5 多指標綜合評價 對面團濕面筋含量、拉伸面積、穩(wěn)定時間及面條產(chǎn)品感官評價4個不同的評價指標進行加權(quán)，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)求得不同指標的隸屬度，再根據(jù)隸屬度得到不同試驗組的綜合評分。計算公式：

(1)

P=Na×0.3+Nb×0.3+Nc×0.2+Nd×0.2，

(2)

式中：

N——指標隸屬度；

Xi——該指標的實際測量值；

Xmax——該指標的實際測量所得最大值；

Xmin——該指標實際測量所得最小值；

P——綜合評分；

Na——面團拉伸面積隸屬度；

Nb——穩(wěn)定時間隸屬度；

Nc——濕面筋含量隸屬度；

Nd——感官評價隸屬度。

1.3.6 單因素試驗 采用多指標綜合評價的方式進行單因素試驗，對面團濕面筋含量、拉伸面積、穩(wěn)定時間以及面條產(chǎn)品感官評價得分等指標進行加權(quán)綜合計算，通過控制變量法分別探究蕎麥粉、變性淀粉、復合磷酸鹽以及谷朊粉添加量對蕎麥面條復合預制粉制成面團的品質(zhì)影響。各個因素添加量的變化梯度設置為蕎麥粉(30%，35%，40%，45%，50%)，變性淀粉(4%，6%，8%，10%，12%)，復合磷酸鹽(0.6%，0.8%，1.0%，1.2%，1.4%)，谷朊粉(1.0%，2.0%，3.0%，4.0%，5.0%)。

各因素固定參數(shù)為：蕎麥粉添加量40%、變性淀粉添加量8%、復合磷酸鹽添加量0.8%、谷朊粉添加量2%。

1.3.7 正交試驗 通過單因素試驗優(yōu)選出各因素最佳添加范圍，并利用L9(34)正交試驗設計進一步優(yōu)化蕎麥面條復合預制粉組配參數(shù)。

1.3.8 復合預制粉的應用試驗 采用熱風—壓差膨化聯(lián)用技術(shù)生產(chǎn)非油炸蕎麥方便面[18]，對比探究優(yōu)化前后的蕎麥復合預制粉在非油炸方便面中的應用效果，優(yōu)化前的粉料配方按單因素試驗固定參數(shù)執(zhí)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用正交設計助手V3.1、IBM SPSS Statistics 21.0以及Origin 7.5等軟件進行正交試驗設計、統(tǒng)計學分析以及制圖。所有試驗結(jié)果均為3次平行試驗后的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 蕎麥粉添加量 由圖1可知，當蕎麥粉添加量為30%時面團拉伸面積、穩(wěn)定時間及濕面筋含量3個指標均處于最大值，分別為2 673.8 g·mm、6.8 min、23.6%，隨著蕎麥粉在混合粉中比例的增加，復合預制粉面團的拉伸面積、穩(wěn)定時間以及濕面筋含量等指標均呈逐漸下降的趨勢，且在蕎麥粉添加量為45%時明顯下降；蕎麥面條產(chǎn)品的感官評分則呈先上升后下降的變化規(guī)律。各指標出現(xiàn)以上變化的原因可能是蕎麥粉的主要成分是淀粉、膳食纖維及維生素等，且蕎麥淀粉較一般谷物淀粉而言更易被人體消化吸收，而其面筋蛋白含量遠低于小麥粉中的，所以蕎麥粉在復合粉中所占比重越高，面團內(nèi)面筋蛋白被稀釋的程度就越大，導致面團結(jié)構(gòu)變得松散，最終弱化了面團在機械作用力下的拉伸強度與穩(wěn)定性[19]。因此少量的蕎麥粉不僅豐富了面團中的營養(yǎng)組分，最主要的是能賦予復合蕎麥面條應有的淺灰色澤和獨特香氣，增加了產(chǎn)品的賣點和附加值，但若添加量超過范圍，則會影響復合粉面團的拉伸特性和成品的蒸煮特性。綜合分析，確定選取蕎麥粉添加量40%～50%作為正交試驗范圍。

圖1 蕎麥粉添加量對復合粉團品質(zhì)的影響Figure 1 Effect of buckwheat flour addition on the quality of composite dough

2.1.2 變性淀粉添加量 由圖2可知，當變性淀粉添加量為4%～12%時，蕎麥面復合粉團的拉伸面積呈較為緩慢的下降趨勢，且在8%～12%時，拉伸面積的下降速率明顯加快，濕面筋含量的變化趨勢與之類似；而穩(wěn)定時間與感官評分這兩項指標的變化趨勢類似，均在添加量為8%時達到最大值。有研究證實，添加少量羥丙基變性淀粉制成的面條蒸煮損失率明顯降低，回生程度變緩，長時間冷藏的濕面仍有較柔軟的口感[20]；此外，羥丙基還會產(chǎn)生空間位阻效應，阻止淀粉鏈相互聚集和結(jié)晶，從而提高混粉糊的透明度和凍融穩(wěn)定性，有效防止淀粉糊老化，因此也適用于冷凍面條制品[21]。但變性淀粉添加量超過一定范圍也會對面團產(chǎn)生不利影響，所以才會出現(xiàn)如圖2所示的變化，當變性淀粉添加量>8%時，復合粉團原有的面筋蛋白含量相對降低，這樣的面筋網(wǎng)絡的包裹能力有一定限度，多余的淀粉會暴露在面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)之外，最終對復合面團的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不利影響[22]。綜合分析，確定變性淀粉最適添加量為8%。

圖2 變性淀粉添加量對復合粉團品質(zhì)的影響Figure 2 Effect of modified starch addition on the quality of composite dough

2.1.3 復合磷酸鹽添加量 由圖3可知，當復合磷酸鹽添加量為0.6%～1.4%時，復合粉團的拉伸面積、穩(wěn)定時間、濕面筋含量、感官評分4個指標的變化趨勢均為隨復合磷酸鹽添加量的增加呈先上升后下降的狀態(tài)，且拉伸面積、穩(wěn)定時間、感官評分3個指標的拐點(最大值)均出現(xiàn)在復合磷酸鹽添加量為1.0%時，此時復合面團的拉伸面積為3 242.6 g·mm，穩(wěn)定時間為9.1 min，感官評分為76.1分。而面團濕面筋含量的拐點出現(xiàn)在復合磷酸鹽添加量為1.2%時，為24.1%。復合磷酸鹽通過與面團復合體系中的蛋白質(zhì)、膠質(zhì)、金屬陽離子等形成物理絡合，增強面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而增強了復合面團整體的拉伸特性、穩(wěn)定性，同時也使其加工攪拌的可塑性更大。因此，在初始階段(0.6%～1.0%)面團的各個指標均上升，與王立等[23]的研究一致。但因為溶液滲透壓與復合磷酸鹽的添加量呈正比關系，添加量越高則滲透壓越大，淀粉分子越難吸收水分，直接弱化了復合粉團中面筋蛋白的吸水能力，也會影響到面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，也有研究[24]表明，人體內(nèi)過量的磷酸鹽會與腸道內(nèi)的Ca2+產(chǎn)生化學反應，生成的產(chǎn)物是難溶于水的正磷酸鈣，影響了機體對鈣元素的正常吸收。綜合考慮，確定選取復合磷酸鹽添加量0.8%～1.2%進行正交試驗。

圖3 復合磷酸鹽添加量對復合粉團品質(zhì)的影響Figure 3 Effect of compound phosphate addition on the quality of composite dough

2.1.4 谷朊粉添加量 由圖4可知，在谷朊粉添加量由1%增加至5%的過程中，復合粉團的拉伸面積呈平緩增加的趨勢，面團穩(wěn)定時間呈先平緩上升后急劇上升的趨勢，其中添加量為1%～3%時上升較為平緩，添加量超過3%以后上升較為急劇，濕面筋含量的變化趨勢與之類似，而產(chǎn)品感官評分最高為78.3分，出現(xiàn)在添加量為2%時。復合預制粉料的面筋含量隨谷朊粉添加量的增加而得到提升，增強了面團的面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，同時面團拉伸特性、穩(wěn)定時間均得到一定程度的提升，此時的蕎麥面條產(chǎn)品硬度、咀嚼性和韌性得到顯著增強。但試驗發(fā)現(xiàn)，當谷朊粉添加量超過適宜范圍后，蕎麥面條產(chǎn)品的硬度會異常增大，而黏附性、彈性會顯著下降，當添加量超過2%時蕎麥面條產(chǎn)品的感官品質(zhì)顯著下滑，可能是因為谷朊粉添加量越大，其與淀粉之間形成的平衡被打破，會導致面團硬度變大而彈性減小，整體感官降低[25-26]。綜合考慮，確定選取谷朊粉添加量1%～3%進行正交試驗。

圖4 谷朊粉添加量對復合粉團品質(zhì)的影響Figure 4 Effect of gluten flour addition on the quality of composite dough

2.2 正交試驗

試驗因素水平見表2，試驗設計及結(jié)果見表3。

表2 正交試驗因素水平Table 2 The orthogonal test factor level

由表3可知，對蕎麥面條復合預制粉品質(zhì)影響的程度大小依次為蕎麥粉添加量>谷朊粉添加量>復合磷酸鹽添加量>變性淀粉添加量；優(yōu)選出蕎麥面條復合預制粉原料組配為蕎麥粉添加量45%、變性淀粉添加量8%、復合磷酸鹽添加量1.2%、谷朊粉添加量3%。

表3 復合預制最佳組配參數(shù)正交試驗設計及結(jié)果Table 3 Orthogonal experimental design and results of mixed powder formula

在此條件下對復合預制粉料各項指標的測定結(jié)果為拉伸面積3 378.6 g·mm、穩(wěn)定時間7.23 min、濕面筋含量23.71%、感官評分89.2，多指標綜合得分0.926 5。與正交試驗中得分最高的第3組(A1B3C3D3)各項指標相比，優(yōu)化后的復合預制粉品質(zhì)更好，品質(zhì)有顯著提升(P<0.05)。故復合預制粉的最佳組配為蕎麥粉添加量45%、變性淀粉添加量8%、復合磷酸鹽添加量1.2%、谷朊粉添加量3%。

2.3 復合預制粉在非油炸方便面中的應用效果

由表4可知，將優(yōu)化后的蕎麥面條復合預制粉應用至非油炸方便面中制得的非油炸蕎麥方便面產(chǎn)品品質(zhì)有了明顯提升，表現(xiàn)為面餅復水時間縮短，復水后的面條質(zhì)構(gòu)特性(包括硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性等)以及感官品質(zhì)均顯著提升(P<0.05)。

表4 復合預制粉優(yōu)化前后在非油炸方便面中的應用效果對比Table 4 Comparison of the application effect of composite preformed powder before and after optimization in non-fried instant noodles

3 結(jié)論

研究以小麥粉、蕎麥為主要原料，復配變性淀粉、復合磷酸鹽、谷朊粉等品質(zhì)改良劑，以期研制一款新型蕎麥雜糧面條預制粉，通過正交試驗優(yōu)選出蕎麥面條復合預制粉的最佳組配為復合蕎麥粉添加量45%、變性淀粉添加量8%、復合磷酸鹽添加量1.2%、谷朊粉添加量3%。經(jīng)優(yōu)化后的復合粉品質(zhì)有了顯著提高，運用到實際生產(chǎn)中效果較好，豐富了面制品市場上游產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品門類，相關應用產(chǎn)品的(如蕎麥雜糧掛面、半干面、新型非油炸雜糧面餅等)制作工藝摸索以及貨架期的延長將是后續(xù)研究的重點。