燕麥黑豆粉雜糧面條的配方優化

曾靜靜,王昭君,王恒,高海燕

（河南科技學院食品學院,河南 新鄉 453003）

中國的傳統面條不僅能解決人們的飲食問題,還可以表達中華人民對美好生活的祝愿.但就目前來看,其發展現狀并不理想,日漸單一的新鮮濕面條很難滿足現代消費者,因此如何把多種谷物粉混合一起,開發出原料多樣、味道好、營養高的面條也成為當前眾多學者研究的重點內容[1].

燕麥主要產于西部地區,具有獨特的營養價值和藥用價值.燕麥中含有類黃酮類化合物,且具有止咳、降血脂、減輕胃腸道紅腫和慢性腹瀉的作用.還含有大量人體必需的營養物質,如維生素E、鐵、鋅、鈣、鎂等微量元素.國際食品和農藥組織認為燕麥粉是一種谷物糧食和藥物[2].由此燕麥也被稱為“抗炎食品”[3].黑豆粉中含有多種礦物質、粗纖維等營養成分,還含有酚類物質（阿魏酸,沒食子酸）、類黃酮（兒茶素）、甲基芳香酸等,其中賴氨酸含量最多.黑豆粉中蛋白質含量為17.9%～31.0%,甚至比肉、蛋、奶中蛋白質豐富[4].因此,在燕麥面中摻入黑豆粉,不僅可以提高蛋白質含量,而且還可以補充氨基酸,從而提高面粉制品的營養價值.

本文將燕麥粉與黑豆粉混合,并添加普通面粉,制作蕎面黑豆粉雜糧面條.將它們的營養成分混合搭配,并通過各項試驗,確定雜糧面條的各配方對雜糧面條的影響.制作出色澤好、口感好的雜糧面條,為雜糧面條的生產提供參考.

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

普通面粉、燕麥粉、黑豆粉、谷朊粉、家用食鹽,購于當地市場.

DHG-9140-A 電熱鼓風干燥箱,上海三發科學儀器有限公司;M6-L20S 九陽面條機,上海九陽廚房電器;H22-X3-E1 九陽電磁爐,上海九陽廚房電器;Quanta 200 掃描電子顯微鏡,美國FEI 公司;Q200 差示掃描量熱儀,美國TA Instrument 公司.

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程 混合面粉（水、食鹽、谷朊粉）→和面→醒發→碾壓→切條→無菌處理→裝袋→成品[5]

1.2.1.1 和面 生鮮濕面條制作的第一步驟是和面[6].和面的時間和加水量對面團品質影響很大,所以要在和面過程中將適量的水緩慢加入到面粉中,邊加邊攪拌,使面粉充分吸收水分,直到揉搓至雪花狀為止.和面時確保制作環境和使用器具的干凈,盡量避免與空氣接觸,攪拌時間約5～10 min[7].

1.2.1.2 醒發和成型 醒發是和面的第二過程,面團醒發能使面團中的水分均勻分布,有助面筋的形成和穩定.醒發時要求面團放置于陰暗處,并用保鮮膜包裹,防止水分蒸發和表面硬化結皮[8].醒發15～30 min.然后碾壓、切條.在壓面機上放上醒發好的面團,調節壓輥將面條碾壓6～8 道,將碾壓成型的面片切成寬0.2 cm、厚0.2 cm 的面條,裝袋密封保藏[9].

1.2.1.3 分離淀粉 取部分醒發后的面團,用馬丁法洗去面筋.每200 g 的面團大約用600 g 水,水中加入0.6 g NaOH,清洗,收集淀粉漿.然后用100 目篩網篩分淀粉懸浮液.4 ℃保存6 h,3500 r/min 離心20 min,去除上層色素層,用300 mL 蒸餾水洗滌沉淀后離心,重復兩次.將沉淀重新懸于400 mL 蒸餾水中,用HCl調節pH 值至7.0,離心3 次.經烘箱烘干并通過150 μm 篩網.所得樣品均放于PE 袋中備用.

1.2.2 單因素試驗 對燕麥粉、黑豆粉、水和谷朊粉這四個變量進行單因素試驗,設置燕麥粉質量分數為0%、5%、10%、15%、20%、25%5 個不同的梯度進行單因素試驗,得出燕麥粉用量對雜糧面條感官評分、損失率、斷條率、吸水率的影響,得到燕麥粉最佳用量.

在最佳燕麥粉用量的基礎上,設置黑豆粉質量分數為4%、6%、8%、10%、12%、14%6 個不同的梯度進行單因素試驗,得出黑豆粉用量對雜糧面條感官評分、損失率、斷條率的影響,得到黑豆粉最佳用量.

在最佳燕麥粉和黑豆粉用量的基礎上,設置水用量質量分數為27%、30%、33%、36%、39%、42%6 個不同的梯度進行單因素試驗,得出水用量對雜糧面條感官評分、損失率、斷條率、吸水率的影響,得到水最佳用量.

在最佳燕麥粉、黑豆粉和水用量的基礎上,設置谷朊粉質量分數為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30% 6 個不同的梯度進行單因素試驗,得出谷朊粉用量對雜糧面條感官評分、損失率、斷條率、吸水率的影響,得到谷朊粉最佳用量.通過對比其感官評分并在其中選擇較好的實驗參數進行正交試驗[10].

1.2.3 正交試驗優化 在單因素實驗的基礎上,設置合理的參數進行正交試驗,采用L9（34）正交試驗設計.分別選取燕麥粉、黑豆粉、水、谷朊粉用量4 個因素,對各個因素進行3 個水平的正交試驗.燕麥黑豆粉雜糧面條的最優水平主要由感官評分來決定.

1.3 感官評定

評分采用百分制進行評分,選取20 名成人（年齡在18～22 周歲）,男女各10 人,主要針對面條的表觀、光滑度、咀嚼性等指標進行評分,最后取其平均值[11].評分標準見表1.

表1 燕麥黑豆粉面條感官評定標準Tab.1 Sensory evaluation criteria for oat black bean noodle

1.4 分析指標

1.4.1 斷條率的測定 參考申麗媛等[12]方法取長度相同的燕麥黑豆粉面條30 根,放入沸水中進行煮制,2 min 后,輕輕的將面條撈出,記錄面條斷裂的數量,從而計算面條斷條率[10].面條斷條率按下式計算

1.4.2 吸水率的測定 準備25 g 雜糧面條,長短盡量一致,然后在500 mL 沸水中進行煮制,待面條內部無白心,然后撈出面條,瀝干水分,瀝水5 min,待表面水分吸干后再稱其質量,然后根據公式算出面條吸水率.5 次平行試驗,取平均值[11].干物質吸水率按下式計算

1.4.3 損失率的測定 稱取25 g 雜糧面條,放入500 mL 沸水中煮制到最佳時間后立即撈出,待面湯冷卻后,轉移到500 mL 容量瓶中定容.取出100 mL,蒸發除水,再放入烘箱中,烘烤至恒質量.多次試驗取平均值.干物質損失率按下式計算

1.4.4 SEM 測定 將分離得到的少量淀粉樣品置于粘有導電膠布的鋁制載物臺上,用離子濺射鍍膜儀對樣品進行噴炭鍍金90 s,然后利用掃描電子顯微鏡觀察分析.

1.4.5 DSC 測定 用差示掃描量熱儀測定淀粉的熱力學性質.精確稱取5 mg 淀粉、10 mg 水于不銹鋼坩堝中.以空坩堝作參比（消除儀器誤差）.設定參數如下：掃描溫度范圍為25 ℃～100 ℃,升溫速率為10 ℃/min.從DSC 曲線上分析得到糊化起始溫度（To）、峰值溫度（Tp）和終止溫度（Tc）及糊化過程中的吸熱焓值（ΔH）.

1.5 數據處理

采用Excel 2007 軟件處理分析試驗數據,每組試驗重復3 次,結果以平均值±標準偏差表示.

2 結果與分析

2.1 燕麥粉添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響

燕麥粉添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響如圖1 所示.

圖1 燕麥添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響Fig.1 Effect of oat addition on oat black bean flour multigrain noodles

由圖1 可知,隨著燕麥粉添加量的增加,面條的斷條率也在逐步增加,吸水率先增加至最大后逐漸減少,損失率在燕麥添加量質量分數為15%時最低,綜合感官評分最高.所以,過多使用燕麥粉,面條的吸水性增大,面條發干變硬,斷條率會升高[13],綜合感覺評價也有所下降.綜上所述,當燕麥添加量質量分數為15%時,綜合評分最高.可能是由于燕麥粉遇水混合不均勻,導致面條不平整,而燕麥添加量質量分數為15%時面條中淀粉顆粒均一且面條結構均勻,孔隙率小.

2.2 黑豆粉添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響

黑豆粉添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響如圖2 所示.

圖2 黑豆粉加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響Fig.2 Effect of black bean flour on oatmeal black bean flour multigrain noodles

由圖2 可知,隨著黑豆粉添加量的增多,面條的斷條率在黑豆粉添加量質量分數為12%時最低,可能是黑豆粉中含有脂肪氧化酶不能形成面筋,添加少量的黑豆粉能提高面團的筋力.反之,過量黑豆粉中黑豆蛋白與面筋中麥醇蛋白和麥谷蛋白分別以疏水和親水方式結合形成蛋白復合體從而降低面筋含量[14].吸水率在質量分數為12%時最高,后呈現降低趨勢,可能是因為黑豆中的蛋白質有很強吸水性,若混合粉末中的蛋白質的量增加,吸水性也逐漸升高,損失率先減后增加.綜上所述,當黑豆粉添加量質量分數為12%時綜合評分最好.

2.3 水添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響

水添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響如圖3 所示.

圖3 水加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響Fig.3 Effect of water addition on oat black bean flour multigrain noodles

水是面條制作中不可缺少的原料.因此,加水量決定了面條的最終質量.制作手工面條時,和面水分太少,面團很難形成良好的面筋網絡組織.壓出來的面條很干,容易斷,表面有裂縫.如果加水多,面團則又濕又軟,面條很容易黏在一起.壓榨時,壓榨輥對面團的壓力降低,面筋結構疏松,面條的品質受到影響.

由圖3 可知,隨著水分含量的增加,斷條率逐漸減少,吸水率不斷降低,損失率也不斷減少,可能是因為淀粉吸水,蛋白質吸水膨脹而形成面筋,增加了面條的延伸性和彈性[15].綜合分析得出,當加水量質量分數為36%時,感官評分最高[11].

2.4 谷朊粉添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響

谷朊粉添加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響如4 所示.

由圖4 可知,添加谷朊粉可以提高面條的蒸煮特性,可能是谷朊粉中含有麥醇溶蛋白和麥谷蛋白,分別具有彈性和延伸性,在面團攪拌時兩分子的二硫鍵變成了分子間的結合鍵形成網絡狀結構.添加谷朊粉增加了面條中的面筋蛋白含量,使面筋網絡間交聯性增強,面團形成致密的網絡結構,增強面條的筋力和穩定性,從而使面條的蒸煮品質發生改變.使用谷朊粉讓面條感官品質先增加后降低[16].綜合考慮,當添加量質量分數為0.20%時,感官品質最好,硬度適中,黏彈性較好,因此,本文選擇谷朊粉改善燕麥黑豆粉面條品質,添加量質量分數為0.20%[17].

圖4 谷朊粉加量對燕麥黑豆粉雜糧面條的影響Fig.4 Effect of wheat gluten on oatmeal black bean flour multigrain noodles

2.5 正交試驗結果

通過單因素試驗所確定的最佳配方,設計正交試驗,正交試驗因素水平表見表2.

表2 正交試驗因素水平表Tab.2 Factors and levels of orthogonal test %

采用L9（34）正交試驗設計結果見表3.

表3 L9（34）正交試驗結果Tab.3 L9（34）orthogonal test results

由表3 中各項平均值可知,燕麥黑豆面條工藝最佳組合為A2B2C3D2.燕麥粉、黑豆粉、水、谷朊粉這四種原料影響燕麥黑豆粉雜糧面條的順序為C>A>B>D.燕麥粉、黑豆粉、水、谷朊粉的最佳添加量分別為15%、12%、38%、0.20%.

2.6 驗證試驗

按照上述正交試驗最佳配方進行驗證,并和普通的鮮濕面條進行對比.普通鮮濕面條的各項指標要比雜糧面條好,可能普通面條是由單一的小麥面粉制成的,面粉中含有麥谷蛋白和麥醇溶蛋白,有很好的可塑性、黏合性,因此,鮮濕面條的斷條率、損失率均低.從外觀上看,燕麥黑豆面條整體外觀均勻,無裂縫,顏色呈淺灰色,不黏合,韌性好.

2.7 微觀結構

面團的掃描電鏡結果如圖5 所示.

圖5 面團的掃描電鏡圖Fig.5 Scanning electron microscope of the dough

正交試驗結果最佳組合A2B2C3D2和表3 中最高得分組合A2B2C3D1中淀粉樣品的微觀結構如圖5 所示,對照組面團樣品中的淀粉顆粒大小分布不一,大多數呈圓形、卵圓形,顆粒表面光滑,顆粒完整.與A2B2C3D2組相比,對照組A2B2C3D1顆粒表面結構粗糙,凹凸不平,且部分淀粉顆粒破損呈空心狀態,小顆粒多.因此,A2B2C3D2組中淀粉顆粒較完整.這可能是由于谷朊粉質量分數為0.20%時比谷朊粉質量分數為0.18%的面條內部面筋網絡與淀粉顆粒間的結合力更強.

2.8 熱力學性質分析

正交試驗結果最佳組合A2B2C3D2和表3 中最高得分組合A2B2C3D1中淀粉的熱力學性質分析見表4.

表4 DSC 結果分析Tab.4 Analysis of the results of DSC

由表4 可知,與A2B2C3D2組相比,對照組A2B2C3D1組T0與Tp無顯著差異,Tc和ΔH 顯著升高,表明淀粉的結晶結構較為不穩定,即淀粉的熱穩定性降低[18],ΔH 的增大表明淀粉的結構從有序轉變為無序結構所需要的能量增加.與淀粉的微觀結觀察結果相對應.因此A2B2C3D2組配方較優.

3 結論

本試驗研究了燕麥粉、黑豆粉、水和谷朊粉這四種物質的添加量對雜糧面條品質的影響,在單因素試驗的基礎上,以感官評價為主要指標,采用正交試驗以及電鏡圖和DSC 作為最終驗證指標,發現在雜糧面條中添加質量分數為15%燕麥粉可以使面條結構均勻,從而降低面條的損失率,添加質量分數為12%黑豆粉和質量分數為38%水可以提高面條的筋力而不降低面筋含量,從而有效降低面條的斷條率和損失率;添加質量分數為0.20%谷朊粉可以降低面條的斷條率和損失率,改善雜糧面條的品質.經過驗證試驗最終確定各添加量的最佳配方,即燕麥粉15%、黑豆粉12%、水38%、谷朊粉0.20%.此條件下制作出來的雜糧面條外表光滑、色澤均勻、吃起來爽口有彈性、咀嚼性好.該研究結果為燕麥黑豆粉雜糧面條的工業化生產提供了依據,豐富我國雜糧面條的種類.