響應(yīng)面-主成分分析法優(yōu)化復(fù)配凝膠劑小麥面條工藝

許玲玲，焦曉佳，陳艷紅,2,3，倪 輝,2,3,4，林景新，姜澤東,2,3，朱艷冰,2,3，鄭明靜,2,3,

（1.集美大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院，福建廈門 361021；2.福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建廈門 361021；3.海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，大連工業(yè)大學(xué)，遼寧大連 116034；4.廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建廈門 361100；5.廈門唯康食品科技有限公司，福建廈門 361100）

魔芋膠是魔芋屬（AmorphophallusBlume）植物球狀塊根中的主要成分，稱為魔芋葡甘露聚糖（Konjac glucomannan，KGM）。魔芋膠食品是健康且低熱量的。魔芋膠未降解時(shí)分子量大、黏度高等問(wèn)題，限制了其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，適度降低分子量可影響其溶脹能力、持水性，加強(qiáng)分子運(yùn)動(dòng)性，從而改善魔芋膠在食品中的應(yīng)用性質(zhì)[1]。目前降解魔芋膠的方法主要包括物理法、化學(xué)法和生物法，酶降解法屬生物方法，對(duì)環(huán)境污染小、無(wú)副反應(yīng)、反應(yīng)條件溫和，可控制降解產(chǎn)物的聚合度，是一種理想的降解方法[2]?？ɡz是角叉菜和麒麟菜等紅藻中提取的一種多糖，主要成分是半乳糖及半乳糖衍生物，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為κ-型、ι-型和λ-型等卡拉膠，其中κ-型（κ-Carrageenan，κ-CA）最常見(jiàn)?？ɡz以水為分散介質(zhì)可以形成水凝膠，任艷艷等[3]發(fā)現(xiàn)濕熱法對(duì)中國(guó)花魔芋提取的魔芋膠有限降解，能提升魔芋膠/κ-卡拉膠復(fù)配凝膠性能，基于前期研究得到KGM 分子量會(huì)影響KGM與κ-CA 復(fù)配凝膠的凝膠特性，適度酶解的KGM 會(huì)改善復(fù)配凝膠的部分質(zhì)構(gòu)性能（如硬度、咀嚼性、膠著性）和保水性，同時(shí)維持復(fù)配凝膠的彈性。

面條以谷物或豆類面粉為原料制備而成，是我國(guó)傳統(tǒng)的主食之一，已在世界范圍內(nèi)受到廣泛歡迎。目前，面條產(chǎn)品主要存在蒸煮損失高、易混湯、咀嚼性差、光滑度低等問(wèn)題[4]。面條改良劑是進(jìn)行面條品質(zhì)改良的重要方法之一[5]。傳統(tǒng)面條改良方法是添加食鹽提升面條品質(zhì)，但存在食鹽攝入量增高的風(fēng)險(xiǎn)。其他常見(jiàn)的面條改良劑還有食用堿、膠體類、蛋白質(zhì)類和酯類乳化劑等[6]。其中，膠體類面條改良劑主要以凝膠多糖通過(guò)親水基團(tuán)與蛋白質(zhì)、水的相互作用來(lái)提高面粉的吸水率和糊化度，進(jìn)而提升面團(tuán)強(qiáng)度，制得質(zhì)地光滑、咀嚼性好、復(fù)水性較佳的面條[7]。目前，魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑用于面條制品的研究不多，且低品質(zhì)的面條無(wú)法滿足人們對(duì)健康飲食的需求，因此，本文以蒸煮品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)、感官品質(zhì)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用單因素實(shí)驗(yàn)研究酶解魔芋膠和卡拉膠復(fù)配凝膠劑、食鹽、水分對(duì)小麥面條品質(zhì)的影響規(guī)律，結(jié)合響應(yīng)面法-主成分分析明確最佳的工藝配方，研制口感較佳、不容易混湯、綜合品質(zhì)較好的小麥面條。研究結(jié)果可為魔芋膠和卡拉膠復(fù)配凝膠劑的推廣與應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥面粉 食品級(jí)，蛇口南順面粉有限公司；魔芋精粉 食品級(jí)，福建省綠麒食品膠體有限公司；卡拉膠 西班牙Category 有限公司；β-甘露聚糖酶（98%，50000 U/g）、抗壞血酸 分析純，上海麥克林生化科技有限公司；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉 分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙醇（95%）綠茵科技有限公司；過(guò)氧化氫、K2S2O、水楊酸、FeSO4·7H2O 分析純，西隴化工股份有限公司。

BCD-186KB 冰箱 青島海爾股份有限公司；C20-SK2002 電磁爐 上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠；MJ-NS 1802Ap 面條機(jī) 美的集團(tuán)有限公司；TA-TOUCH質(zhì)構(gòu)儀 上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；BS233S 電子天平 德國(guó)賽多利科學(xué)儀器（北京）有限公司；SPS401F電子天平 奧豪斯國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司；PL-602S電子天平 梅特勒-托利多公司；Labostar 7 TWFUV超純水機(jī) 德國(guó)西門子股份公司；ZXRD-85110 電熱恒溫干燥箱 上海智誠(chéng)分析儀器制造有限公司；KQ5200DE 數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酶解魔芋膠的制備 參照郭金玲等[8]的方法，在pH 為5 的磷酸鹽緩沖液中加入10%的魔芋精粉（w魔芋精粉:v蒸餾水，g/mL），加酶量為50 U/g，60 ℃酶解5 min，再微波高火（600～700 W）滅酶5 min。冷凍后的酶解產(chǎn)物在真空冷凍干燥器中冷凍干燥，粉碎，過(guò)80 目篩并置于真空干燥器中保存，得到分子量約為32302 Da 的降解魔芋膠。

1.2.2 酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑的制備 參照林瑞君[9]的方法并稍作改動(dòng)，以100 mL 蒸餾水為100%計(jì)，將0.7%κ-卡拉膠、0.5%分子量的酶解魔芋膠、0.4%氯化鉀和0.1%硫酸鈣溶于蒸餾水中充分混勻。

1.2.3 面條的制備 小麥面粉、復(fù)配凝膠劑、食鹽、水分按配比混合倒入自動(dòng)面條機(jī)中，室溫下和面醒面（總時(shí)長(zhǎng)20 min，在密閉和面機(jī)中以3 min 為間隔，和面醒面交替進(jìn)行），連續(xù)擠壓后出面，面條成型，整理成品[10]。

1.2.4 單因素對(duì)面條品質(zhì)的影響 以面條的蒸煮品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)及感官品質(zhì)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑、食鹽、水分的添加量進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.4.1 復(fù)配凝膠劑添加量 以小麥面粉150 g 計(jì)，食鹽添加量為1.0%，水分添加量為40%，考察復(fù)配凝膠劑的不同添加量（1%、2%、3%、4%、5%）對(duì)面條的蒸煮、質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響。

1.2.4.2 食鹽添加量 以小麥面粉150 g 計(jì)，復(fù)配凝膠劑的添加量為3%，水的添加量為40%，考察食鹽的不同添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）對(duì)面條的蒸煮、質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響。

1.2.4.3 水分添加量 以小麥面粉150 g 計(jì)，復(fù)配凝膠劑添加量為3%，食鹽添加量為1.0%，考察水分的不同添加量（30%、35%、40%、45%、50%）對(duì)面條的蒸煮、質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響。

1.2.5 Box-Behnken 響應(yīng)面優(yōu)化 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)響應(yīng)面Box-Behnken 的試驗(yàn)原理，以酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配復(fù)配凝膠劑、食鹽、水分的添加量為自變量，以小麥面條的綜合評(píng)分為響應(yīng)值設(shè)計(jì)試驗(yàn)。試驗(yàn)因素及水平如表1。

表1 Box-Behnken 試驗(yàn)因素和水平表Table 1 The table of factors and levels of Box-Behnken test

1.2.6 面條品質(zhì)評(píng)價(jià)方法

1.2.6.1 面條的蒸煮品質(zhì)測(cè)定 稱取10 g 生面條，在300 mL 沸水中蒸煮5 min，冰水過(guò)涼30 s，置于紗布上瀝干，計(jì)算蒸煮得率；煮后的面湯用電磁爐蒸發(fā)掉絕大部分水，烘至恒重，計(jì)算蒸煮損失率，計(jì)算公式如下[11]：

式中：M1：煮前面條質(zhì)量，g；M2：煮后面條質(zhì)量，g；M3：烘干后燒杯和面湯的總質(zhì)量，g；M4：燒杯質(zhì)量，g；ω：煮前面條的水分含量，%。

1.2.6.2 面條的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)測(cè)定 參照文獻(xiàn)[12]的方法，略作改動(dòng)。將小麥面條置于沸水中煮5 min 后撈出過(guò)冷水30 s，用紗布瀝干至無(wú)水滴流出，取六根面條平行放置于質(zhì)構(gòu)儀載物臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)定面條的硬度、黏性、彈性、黏聚性、咀嚼性和回復(fù)性。測(cè)試參數(shù)設(shè)置如下：探頭P/36R（直徑為36 mm 的圓柱形探頭）、測(cè)試前速率5 mm/s、測(cè)中和測(cè)后速率0.8 mm/s、形變量70%、觸發(fā)力5 g。每組樣品平行測(cè)定6 次。

1.2.6.3 面條的感官品質(zhì)測(cè)定 采用小麥粉商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《LS/T 3202-1993》中的方法[13]，邀請(qǐng)10 名食品專業(yè)的感官評(píng)價(jià)成員評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)價(jià)表Table 2 Sensory evaluation table

1.2.7 分析方法

1.2.7.1 主成分分析 對(duì)小麥面條品質(zhì)各指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到原始數(shù)據(jù)的特征值、貢獻(xiàn)率及累積貢獻(xiàn)率，對(duì)特征值大于1 的因子，提取主成分。

1.2.7.2 小麥面條品質(zhì)的綜合評(píng)分 面條品質(zhì)的綜合評(píng)分按式（3）進(jìn)行計(jì)算面條各個(gè)實(shí)驗(yàn)組的綜合得分后按式（4）將得到的綜合評(píng)分F 進(jìn)行規(guī)范化處理，分別計(jì)算其綜合得分F 和規(guī)范化綜合評(píng)分Z。

式中：F 為綜合得分；F1、F2和F3分別為因子1、因子2、因子3 的得分；C1、C2、C3為主成分1、2、3 對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率。

式中：Z 為規(guī)范化綜合評(píng)分；F 為綜合評(píng)分；Fmax為綜合評(píng)分最大值；Fmin為綜合評(píng)分最小值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.0 軟件作圖，采用Design-Expert 8.0對(duì)響應(yīng)面模型進(jìn)行分析，SPSS 對(duì)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并采用方差分析與鄧肯多重范圍檢驗(yàn)計(jì)算均值差異的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。指標(biāo)測(cè)定均重復(fù)至少3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑添加量對(duì)小麥面條蒸煮、質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)的影響 由圖1 可知，添加1%～5%的酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑均能顯著提高小麥面條的蒸煮得率，降低其蒸煮損失率（P<0.05），1%～4%復(fù)配凝膠劑之間沒(méi)有顯著差異（P>0.05），但添加量達(dá)到5%時(shí)，蒸煮得率顯著增加（P<0.05），達(dá)到最高（65.80%）。結(jié)果表明，酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑能夠顯著改善面條的蒸煮品質(zhì)，可能是因?yàn)檫@兩者膠體均具有強(qiáng)水合能力[14]，添加量越大，吸水作用越強(qiáng)，使得面條的蒸煮得率越高。在蒸煮過(guò)程中，面條的品質(zhì)與淀粉的糊化和面筋網(wǎng)絡(luò)的膨脹密切相關(guān)[15]。Zhou 等[16]報(bào)道魔芋膠中的KGM 具有不規(guī)則的螺旋結(jié)構(gòu)和半柔性鏈，可以促進(jìn)淀粉顆粒膨脹，可能也是蒸煮得率變高的原因。此外，卡拉膠可以增強(qiáng)面筋筋力，它與蛋白質(zhì)結(jié)合形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使淀粉更均勻地散入蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中[17?18]。本研究中，適度酶解的魔芋膠可能加強(qiáng)了這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)作用，減少小麥面條在蒸煮過(guò)程中的蒸煮損失率。

圖1 酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑添加量對(duì)小麥面條蒸煮品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of enzymatic degraded konjac glucomannan and carrageenan compounding gels concentration on cooking quality of wheat noodles

表3 為復(fù)配凝膠劑的添加量對(duì)面條質(zhì)構(gòu)的影響。變異系數(shù)（CV）是標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值，常用在兩個(gè)總體均值的離散程度的比較上。CV 大小說(shuō)明復(fù)配凝膠劑的添加量對(duì)小麥面條黏性影響最大，對(duì)硬度、咀嚼性、回復(fù)性和黏聚性的影響次之，而對(duì)彈性影響最小。與對(duì)照組相比，加入1%～4%復(fù)配凝膠劑的面條硬度、黏聚性顯著提高（P<0.05）；含有3%、4%復(fù)配凝膠劑的面條黏性顯著降低、爽口性提高（P<0.05）；1%與3%的復(fù)配凝膠劑分別顯著提高了面條的回復(fù)性和咀嚼性（P<0.05）。這是因?yàn)槟в竽z和卡拉膠作為高分子多糖，具有強(qiáng)水合能力、凝膠性和增稠性[14]；適量的復(fù)配凝膠劑可以改善面團(tuán)的加工及流變學(xué)特性，對(duì)面條質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生積極影響。但當(dāng)復(fù)配凝膠劑的添加量為5%時(shí)，小麥面條的硬度、黏性、咀嚼性及回復(fù)性都顯著降低（P<0.05）。可能是過(guò)量復(fù)配凝膠劑中的魔芋膠形成假塑性流體，影響了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，從而導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)品質(zhì)下降[19]。此外，上述5%添加量時(shí)高蒸煮得率表明面條吸水量過(guò)多，這也解釋了面條偏軟、硬度低、咀嚼性差的現(xiàn)象。

表3 酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑添加量對(duì)小麥面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響Table 3 Effects of enzymatic degraded konjac glucomannan and carrageenan compounding gels concentration on texture quality of wheat noodles

感官評(píng)價(jià)是反映消費(fèi)者對(duì)面條可接受度的重要指標(biāo)[20]。研究表明，魔芋葡甘露聚糖與卡拉膠復(fù)配后可以發(fā)生很強(qiáng)的增效作用[21]。由表4 可知，1%～4%的酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑能夠改善小麥面條表觀形態(tài)、適口性、粘性和光滑性等感官品質(zhì)，其中添加了3%的復(fù)配凝膠劑的小麥面條的感官總分最高為79.6。結(jié)合蒸煮品質(zhì)與質(zhì)構(gòu)品質(zhì)結(jié)果，確定3%為酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑在小麥面條中的最佳添加量。

表4 酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑添加量對(duì)小麥面條感官品質(zhì)的影響Table 4 Effects of enzymatic degraded konjac glucomannan and carrageenan compounding gels concentration on sensory quality of wheat noodles

2.1.2 食鹽添加量對(duì)小麥面條蒸煮、質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)的影響 由圖2 可知，食鹽添加量為0.5%～2.5%時(shí)，當(dāng)添加量為1.0%時(shí)，小麥面條蒸煮得率最高（64%）、蒸煮損失率較低；這是因?yàn)檫m量的鹽可加強(qiáng)面筋蛋白對(duì)水的吸收[22]。并且因鈉離子和淀粉羥基之間的靜電相互作用使淀粉聚合物穩(wěn)定[23]，減少了固形物的溶出。與0.5%～1.0%相比，添加量為1.5%～2.5%時(shí)，其蒸煮得率顯著下降且蒸煮損失率增加（P<0.05）。這與Rombouts 等[24]的報(bào)道一致，過(guò)量的NaCl 改變了面筋網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致淀粉或部分蛋白暴露并溶解在水中，引起蒸煮損失和面湯渾濁[25?27]。綜上，當(dāng)食鹽添加量為1.0%時(shí)，小麥面條的蒸煮品質(zhì)最佳。

圖2 食鹽添加量對(duì)小麥面條蒸煮品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of salt concentration on cooking quality of wheat noodles

由表5 可知，CV 大小對(duì)比顯示食鹽添加量對(duì)小麥面條回復(fù)性影響較大，對(duì)黏性、硬度、咀嚼性、黏聚性的影響次之，對(duì)彈性影響最小。隨著食鹽添加量的增加，面條硬度先增加后下降并保持穩(wěn)定，在1.0%時(shí)達(dá)到最大值153.25 N，而且鹽含量為1.5%～2.5%面條的黏聚性及回復(fù)性顯著低于1.0%的面條（P<0.05）。綜合指標(biāo)說(shuō)明，最適食鹽添加量為1.0%。

表5 食鹽添加量對(duì)小麥面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響Table 5 Effects of salt concentration on texture quality of wheat noodles

研究表明，熟面條的生產(chǎn)過(guò)程中，食鹽的加入會(huì)影響淀粉、蛋白質(zhì)和脂類成分之間的相互作用進(jìn)而影響面條的品質(zhì)[28?29]。當(dāng)食鹽添加量低于1.0%時(shí)，面團(tuán)中水與蛋白質(zhì)的相互作用增強(qiáng)，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用減弱，所形成的面條網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為松散。當(dāng)食鹽添加量1.0%時(shí)，其質(zhì)構(gòu)特性最好，可能是因?yàn)樵撎砑恿渴雏}可以屏蔽蛋白質(zhì)上的電荷，促進(jìn)蛋白質(zhì)間的疏水性作用，加強(qiáng)面條中谷蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)鹽添加量超過(guò)1.0%時(shí)，引起過(guò)度的屏蔽效應(yīng)和排斥作用，抑制面筋結(jié)構(gòu)，形成弱網(wǎng)絡(luò)[30]。

由表6 可知，小麥面條的感官評(píng)分隨食鹽添加量的增加呈先增后降的趨勢(shì)。在食鹽添加量為1.0%和1.5%時(shí)，小麥面條有較好的感官品質(zhì)，主要表現(xiàn)在具有較好的適口性、韌性以及粘性，與上述對(duì)應(yīng)面條的硬度高、黏性低的質(zhì)構(gòu)結(jié)果一致。食鹽添加量為2.5%，小麥面條的感官評(píng)分最低，主要在于其表面粗糙、咸味偏重、口感欠佳且粘牙。因此，結(jié)合蒸煮、質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)，及低鹽化食品的健康趨勢(shì)，確定小麥面條的食鹽最佳添加量為1.0%。

表6 食鹽添加量對(duì)小麥面條感官品質(zhì)的影響Table 6 Effects of salt concentration on sensory quality of wheat noodles

2.1.3 水分添加量對(duì)小麥面條蒸煮、質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)的影響 由圖3 可知，小麥面條的蒸煮得率在水分添加量為30%～40%范圍內(nèi)差異不顯著（P>0.05），超過(guò)40%后，蒸煮得率逐漸降低。另外，隨著水分添加量的增加，面條的蒸煮損失率先降低后增加，在加水量為40%時(shí)，蒸煮損失率最低（4.5%）。當(dāng)水分添加量不足時(shí)，面條的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成不充分，淀粉等固形物容易溶出[31]。隨著水分添加量的增加，淀粉、蛋白質(zhì)、多糖相互交聯(lián)形成較好網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，蒸煮得率最高、蒸煮損失率最低，此時(shí)的加水量即為臨界濃度。水分添加量過(guò)多時(shí)，面團(tuán)過(guò)度水化變軟，筋力下降[32]，導(dǎo)致面條在蒸煮時(shí)面湯變濁，損失率增加。

圖3 水分添加量對(duì)小麥面條蒸煮品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of water concentration on cooking quality of wheat noodles

由表7 可知，CV 大小比較說(shuō)明水分添加量對(duì)小麥面條的咀嚼性、硬度、黏性影響較大，對(duì)回復(fù)性的影響次之，對(duì)彈性、黏聚性影響最小。小麥面團(tuán)成型過(guò)程中，水分添加量過(guò)低（30%），不利于面筋網(wǎng)絡(luò)的形成[33]，主要表現(xiàn)在面條偏軟、沒(méi)有嚼勁；而水分添加量過(guò)高（50%），過(guò)度水化作用[32]引起制備的面條偏軟，硬度、彈性、咀嚼性、黏聚性及回復(fù)性變差。因此，水分添加量為35%～45%制作時(shí)，小麥面條具有較佳的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。

表7 水分添加量對(duì)小麥面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響Table 7 Effects of water concentration on texture quality of wheat noodles

從表8 可以看出，隨著水分添加量的增多，面條的感官品質(zhì)呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，在添加量為45%時(shí)，感官總分最高88.6。這與汪麗平等[34]報(bào)道的結(jié)果一致。當(dāng)水分添加量為30%時(shí)，面團(tuán)不成團(tuán)，壓制出的面條表面粗糙，煮熟后表觀不光滑、顏色不均勻，口感較差；而添加40%～50%的水，小麥面粉水化完全，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)緊密[34]，可以改善面條的色澤、表觀形態(tài)、韌性、適口性和粘性。結(jié)合蒸煮品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)結(jié)果，確定40%為小麥面條中水分的最優(yōu)添加量。

表8 水分添加量對(duì)小麥面條感官品質(zhì)的影響Table 8 Effects of water concentration on sensory quality of wheat noodles

2.2 響應(yīng)面-主成分分析試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)優(yōu)化

2.2.1 面條品質(zhì)的主成分分析 根據(jù)表1 進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，研究復(fù)配凝膠劑、食鹽、水分添加量與小麥面條的質(zhì)構(gòu)特性和感官評(píng)分之間的關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 9 Box-Behnken experimental design and results

利用SPSS 對(duì)表9 中小麥面品質(zhì)的各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，通過(guò)KMO 和Bartlett 檢驗(yàn)可知，KMO=0.546>0.5，Bartlett 檢驗(yàn)顯著性為0.000079<0.05，適合作主成分分析，得到方差貢獻(xiàn)表（表10）。

表10 相關(guān)成分的特征值及貢獻(xiàn)率Table 10 Eigenvalues and contribution rates of related components

由表10 可知，當(dāng)提取3 個(gè)主成分時(shí)，方差貢獻(xiàn)率分別為38.338%、30.042%、17.351%，累積貢獻(xiàn)率可達(dá)85.730%，綜合了凝膠小麥面條特性的主要信息，且表10 顯示3 個(gè)主成分特征值分別為2.684、2.103、1.215 皆大于1，故提取的3 個(gè)主成分可以反映面條總體特征。

為了更加直觀地評(píng)價(jià)面條的綜合質(zhì)量，采用因子綜合得分對(duì)主成分得分的數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。根據(jù)指標(biāo)在主成分上的載荷量，計(jì)算出各指標(biāo)在不同主成分上的線性組合系數(shù)，并利用方差貢獻(xiàn)率權(quán)重得到綜合模型系數(shù)，歸一化處理得到面條質(zhì)量評(píng)價(jià)模型[35]：三個(gè)主成分表達(dá)式分別為F1、F2、F3，A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7分別代表面條的硬度、黏性、彈性、咀嚼性、黏聚性、回復(fù)性、感官評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)化值。

F1=0.272A1?0.042A2?0.087A3+0.341A4+0.203 A5+0.236A6+0.277A7

F2=0.25A1?0.089A2+0.337A3+0.122A4?0.332A5?0.337A6+0.229A7

F3=0.287A1+0.753A2?0.215A3+0.12A4?0.285A5+0.004A6?0.176A7

2.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果 根據(jù)主成分分析的結(jié)果，以規(guī)范化綜合得分Z 為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)n=15 的Box-Behnken 的試驗(yàn)（見(jiàn)表1 和表11），考察酶解魔芋膠和卡拉膠復(fù)配凝膠劑、食鹽和水分添加量這三個(gè)因素的交互作用和最佳水平。

表11 主成分得分及規(guī)范化綜合評(píng)分Table 11 Principal component scores and standardized comprehensive scores

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，如表12 所示，模型顯著（P<0.05），失擬項(xiàng)不顯著（P>0.05），模型的決定系數(shù)R2=0.9300，接近于1，說(shuō)明模型建立成功。在規(guī)范化綜合評(píng)分?jǐn)M合方程中，因素一次項(xiàng)（A、B、C）和二次項(xiàng)（A2、B2）的P<0.05，表明它們對(duì)結(jié)果的影響顯著，交互項(xiàng)均未表現(xiàn)出顯著性。響應(yīng)值與試驗(yàn)因素的回歸方程為：

表12 回歸模型方差分析Table 12 Analysis of variance of regression model

Z（規(guī)范化綜合評(píng)分）=0.96?0.17A+0.14B+0.13C+0.044AB+0.031AC?0.009698BC?0.28A2?0.21B2?0.11C2

2.2.3 各因素間交互作用響應(yīng)面分析 復(fù)配凝膠劑添加量（%）、食鹽添加量（%）和水分添加量（%）影響小麥面條綜合評(píng)分的等高線和響應(yīng)面圖如圖4 所示。響應(yīng)面圖形坡度的陡峭程度反應(yīng)因素對(duì)響應(yīng)值影響的程度：坡度陡，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)因素對(duì)面條歸一化綜合得分的影響大；坡度平緩則對(duì)得分影響小。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)因素之間的交互作用的強(qiáng)弱表現(xiàn)為橢圓或圓形的等高線圖[36?37]。由彎曲的響應(yīng)面圖可知，各因素之間對(duì)于面條歸一化綜合得分的影響不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。由圖4 可以得出凝膠劑-食鹽（AB）、凝膠劑-水分（AC）和食鹽-水分（BC）的交互作用均不顯著。

圖4 各因素間的交互作用圖Fig.4 Interaction diagram among various factors

2.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化與驗(yàn)證 以規(guī)范化綜合得分為響應(yīng)值，通過(guò)響應(yīng)面分析，優(yōu)化得到的面條工藝配方：酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑添加量2.75%、食鹽添加量1.15%、水分添加量42.54%，理論綜合評(píng)分達(dá)到1.03。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，確定凝膠劑添加量3%，食鹽添加量1%，水分添加量43%作為面條的工藝配方，其蒸煮得率為64%，蒸煮損失為4.5%，復(fù)配凝膠小麥面條硬度、黏性和咀嚼性分別為151.33 N、20.25 N.s和87.61 N，彈性、黏聚性和回復(fù)性分別為0.83、0.75 和0.61，感官評(píng)分為82.9 分，規(guī)范化綜合得分為0.95，與預(yù)測(cè)值誤差較小，說(shuō)明該響應(yīng)面回歸方程能準(zhǔn)確地反映酶解魔芋膠與卡拉膠凝膠劑、食鹽、水分添加量對(duì)小麥面條綜合品質(zhì)的影響。相比于傳統(tǒng)小麥面條，改良面條的蒸煮得率、硬度、咀嚼性分別提高了3.8%、18.6%和2.1%，蒸煮損失和黏度別下降了7.3%和2.9%，感官評(píng)分顯著提高，面條的綜合品質(zhì)得到了改善。同時(shí)，也說(shuō)明利用主成分分析與響應(yīng)面分析相結(jié)合的方法優(yōu)化小麥面條配方工藝的綜合評(píng)價(jià)方法是可行的。

3 結(jié)論

以酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑、食鹽、水分添加量為變量，以蒸煮品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和感官品質(zhì)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面-主成分結(jié)合分析確定最佳工藝配方為：復(fù)配凝膠劑添加量3%、食鹽添加量1%、水分添加量43%。在此條件下制作的改良面條綜合得分最高，蒸煮得率為64%，蒸煮損失為4.5%，感官評(píng)分為82.9 分，相比于不添加復(fù)配凝膠劑的小麥面條，改良面條的蒸煮得率、硬度、咀嚼性提高，蒸煮損失和黏性值下降，面條的綜合品質(zhì)得到了改善，表明酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑是能夠提高面條品質(zhì)的面條改良劑。后續(xù)可進(jìn)一步研究復(fù)配凝膠劑對(duì)面條消化吸收的影響，能夠豐富酶解魔芋膠與卡拉膠復(fù)配凝膠劑的應(yīng)用研究理論基礎(chǔ)，促進(jìn)魔芋膠、卡拉膠的精深加工。