掛面理化特性及蒸煮品質的研究

于雙雙,曹淑敏,成曉苑,馬成業

(山東理工大學 農業工程與食品科學學院，山東 淄博 255049)

面條是亞洲人民的主要糧食制品，有著悠久的生產和食用歷史[1-3].在東南亞的大部分國家，面條大約占到小麥產品總消費的30%～45%[4].掛面在中國各類面條的生產中產量最高，占到全部面條制品的90%左右[5].現在隨著人們生活水平的不斷提高，掛面的風味和質地已經成為人們關注的重點，因此，為了提高掛面產品的生產效益，滿足人們對掛面品質的要求，建立客觀嚴格的掛面品質的評價方法十分必要.

在中國，對于掛面品質的評價多數是使用感官評價的方法[6]，這種方法雖然簡單、易于操作，但是對于操作人員要求高且受外界因素影響很大，不易標準化[7].客觀評價主要是使用質構分析儀，它具有客觀性和靈敏性等優點，從而避免了人為因素的影響[8].目前，客觀評價與主觀評價相結合的方法是現在國內和國外普遍采用的評價方法[9].張芹等[5]用質構儀的TPA模式對掛面硬度、彈性等指標進行了測試，認為面條的硬度、彈性等指標可以反映面條的品質.張玉榮等[10]對掛面的理化特性及蒸煮品質進行了研究，認為彎曲強度、最佳蒸煮時間等指標可以反映面條的品質.雷激等[11]用色度儀和質構儀測定面條的品質特性，認為面條的表觀狀態和適口性等品質特性均可以用面條的軟硬度和膠著性來預測.Kovacs等[12]通過對面條進行熱穩定性測試，認為熱變性谷蛋白粘彈性指標的測試可以很好地預測面條的質量.Hatcher等[13]對面條的萃取率、顏色、外觀比等指標進行了研究，這些指標也可以反映面條的品質.這些研究都對面條的感官評價與客觀評價的評價體系提供理論支持，但都是從單一指標代表反映面條品質，并沒有建立相關性聯系.

本研究通過測定掛面的寬厚比、吸水率、最佳蒸煮時間、最大彎曲度和綜合剪切力來研究掛面的理化性質和蒸煮特性及其相互關系，為掛面品質系統的評價方法提供一些理論依據.

1 材料與方法

1.1 掛面樣品

掛面購買于淄博市張店區某大型超市.

1.2 主要儀器、設備

電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；外徑千分尺(0.001mm)，桂林量具刃具廠；質構儀TMS2000，美國FTC公司；可控功率電磁爐；杭州九陽生活電器有限公司.

1.3 試驗方法

1.3.1 掛面規格的測量

取10根面條，分別用精度為0.001mm的千分尺測量其厚度和寬度，用精度為 1.00mm 的直尺測量其長度，每種掛面做10次剪切力測試，取其平均值[10].

1.3.2 掛面最大彎曲度測定

取10根掛面，截成180mm長，取一張長300mm, 寬200mm的坐標紙，在坐標紙上分別標明橫縱坐標的刻度.取橫坐標為90mm，準備一塊長200mm，寬5mm，厚2mm的玻璃條，使其長邊與橫坐標對齊.把一根面條沿厚度方向貼在玻璃板邊上，固定住掛面一端，并使其與橫坐標的零刻度對齊.另一端沿著玻璃條長邊向中間移動，使面條在坐標紙平面內彎曲成圓弧形直至折斷.記下折斷時掛面的弧高(H)和弦長(L)的數值，然后計算其最大彎曲度(H/L)，用10次的平均值做為最終值[10].

1.3.3 掛面最佳烹煮時間的測定

取20根長18cm的掛面放入500 mL沸騰的自來水中并開始計時，直至掛面中間的白芯消失為止.記錄時間為最佳蒸煮時間[8].

1.3.4 掛面吸水率的測定

每種掛面分別取長為18cm的20根稱重，質量為m1，置于500mL的沸水中煮至最佳蒸煮時間，撈出掛面放在篩網上瀝干10min稱重，質量為m2，計算吸水率[14].

計算公式：吸水率=(m2-m1)/m1×100%

其中：m1為煮前掛面質量，g；m2為掛面煮后質量，g.

1.3.5 掛面剪切力的測定

采用TMS2000質構儀的CS-1綜合剪切探頭對生掛面的綜合剪切力進行測定，如圖1所示.將掛面在最佳蒸煮時間煮熟后，撈出放入冷水中20s，撈出瀝干后，用CS-1綜合剪切探頭對其綜合剪切力進行測定.每種掛面做10次剪切力測試，取平均值.切刀數量：10個；切刀厚度：3.2mm；樣品盒內部尺寸：66mm*66mm*64mm.

1.4 數據處理

使用origin8.0對實驗數據進行整理并繪制關系圖，采用SAS 9.1對實驗結果進行典型相關性分析.

2 結果與討論

掛面的結構尺寸、蒸煮特性和剪切特性見表2.

表1 干掛面和煮后掛面的結構尺寸、蒸煮特性和剪切特性
Tab.1 The structure size, cooking properties and shear properties of dried and boiled noodles

編號寬度/mm厚度/mm寬厚比最大彎曲度吸水率/%最佳蒸煮時間/min干掛面綜合剪切力/N煮后掛面綜合剪切力/N1#1．960±0．0140．900±0．0002．183±0．01213．20±0．061．241±0．0172．75±0．25302．45±74．986．72±0．742#2．116±0．0321．069±0．0051．979±0．02112．92±0．171．201±0．0232．23±0．14277．97±152．588．93±1．423#1．942±0．0530．827±0．0152．349±0．01612．87±0．151．542±0．0052．75±0．25275．36±109．255．94±0．844#1．880±0．0730．718±0．0272．619±0．00212．73±0．211．311±0．0122．21±0．24241．41±88．946．14±0．285#2．053±0．0290．916±0．0222．243±0．01412．93±0．151．261±0．0312．26±0．25230．60±81．237．29±0．196#2．060±0．0150．942±0．0092．186±0．00512．73±0．061．305±0．0102．83±0．14378．98±128．455．59±0．287#1．982±0．0100．822±0．0072．411±0．00412．50±0．101．331±0．0212．42±0．14243．72±101．195．94±0．398#1．902±0．0210．882±0．0162．156±0．01812．83±0．151．353±0．0322．55±0．23340．16±91．837．29±1．199#1．907±0．0480．729±0．0472．616±0．02412．73±0．061．294±0．0152．83±0．25216．56±66．225．67±0．7310#1．940±0．0290．740±0．0322．622±0．02112．50±0．101．312±0．2132．87±0．14285．88±84．066．42±0．3211#1．958±0．0230．798±0．0382．454±0．02512．75±0．381．304±0．0123．00±0．20266．56±96．236．54±0．5712#2．764±0．0170．738±0．0233．747±0．01912．43±0．151．451±0．0153．08±0．15363．72±114．217．77±0．7913#2．836±0．2490．813±0．0283．486±0．21312．57±0．151．314±0．0312．53±0．24383．14±143．038．07±0．3614#2．822±0．0230．980±0．0102．88±0．10212．73±0．061．352±0．0263．83±0．14345．11±230．778．95±2．7215#2．758±0．0120．738±0．0233．738±0．00412．70±0．171．304±0．0253．54±0．13390．29±109．347．49±0．6616#2．902±0．0290．860±0．0503．375±0．01212．57±0．211．384±0．0142．92±0．26416．77±142．459．98±2．0617#2．833±0．0260．793±0．0173．571±0．10112．57±0．211．361±0．0413．83±0．14480．94±200．199．87±0．9018#5．591±0．0280．871±0．0236．418±0．02911．73±0．322．344±0．0123．42±0．12672．59±223．9115．44±2．1819#4．807±0．1160．823±0．0545．841±0．02111．88±0．362．127±0．0344．45±0．01566．20±125．3215．02±0．0220#2．860±0．0280．723±0．0413．956±0．04312．36±0．621．565±0．0195．73±0．12405．90±143．5111．03±0．1821#2．827±0．0370．783±0．0503．610±0．02412．24±0．281．469±0．0703．97±0．02397．90±136．5010．02±0．3522#5．563±0．1510．793±0．0167．015±0．01211．16±0．312．510±0．0753．26±0．13670．10±265．5317．33±1．0223#5．553±0．3270．870±0．0506．383±0．03111．52±0．552．305±0．0393．37±0．26634．40±201．6116．23±0．0624#3．797±0．0900．753±0．0455．042±0．10311．74±0．241．907±0．0294．55±0．31526．40±206．6413．26±0．0125#5．670±0．1830．863±0．0726．570±0．53111．42±0．322．316±0．0644．05±0．05648．30±215．2416．51±0．1526#5．740±0．0650．787±0．0167．294±0．14011．24±0．302．556±0．0363．63±0．01660．40±139．9517．08±0．6427#3．837±0．0990．883±0．0614．345±0．14112．44±0．471．802±0．0334．51±0．06458．50±152．5911．92±0．5128#5．660±0．1570．900±0．0226．289±0．00511．66±0．292．301±0．0734．65±0．14633．20±200．5215．58±0．2729#2．740±0．1060．637±0．0264．301±0．01212．18±0．431．643±0．0323．45±0．25441．20±77．8912．23±0．0430#2．813±0．0300．800±0．0133．516±0．00112．34±0．351．461±0．0433．93±0．03484．70±153．0110．06±0．01

圖1 CS-1綜合剪切探頭結構簡圖Fig.1 CS-1 comprehensive shear probe structure diagram

2.1 掛面的結構尺寸

國際上主要采用測定掛面的彎曲斷條率的高低來評價掛面是否容易折斷，測定時最大彎曲角度不易被觀察，而使用測量掛面的最大彎曲度來確定掛面折斷難易程度的方法簡單準確.

圖2 掛面的寬厚比與最大彎曲度的關系Fig.2 The relationship between the width-to-thickness ratio and the maximum bending strength

由圖2的曲線可以看出，R2=0.959，說明掛面的寬厚比與最大彎曲度有較大的相關性，且掛面的寬厚比越大，其最大彎曲度越小.掛面中蛋白質和淀粉對掛面的品質影響很大.師俊玲等[15]研究發現，淀粉與蛋白質含量對面條品質指標間的相關性相反，只有兩者比例適當，才會使面條的品質達到最好.對于彎曲度較小的掛面樣品，可能是面粉含麩星和纖維素較多，使掛面的韌性品質下降，因此掛面容易折斷.

2.2 掛面的烹煮特性

由圖3可知，隨著掛面寬厚比的增加，掛面的吸水率呈增大的趨勢，且R2=0.964，說明掛面的寬厚比與吸水率有較好的相關性并且由表1的蒸煮特性數據可知，樣品面條的吸水率為1.201%～2.556%.謝守華[16]通過對掛面面湯濁度、面湯中直鏈淀粉含量和比表面積等指標的測定，認為掛面吸水率受蛋白質含量的影響很弱，但吸水率和掛面的比表面積之間的相關性較強.

圖3 掛面的寬厚比與吸水率的關系Fig.3 The relationship between the width-to-thicknessratio and the water absorption

圖4 掛面的寬厚比與最佳蒸煮時間的關系Fig.4 The relationship between the width-to-thickness ratio and the optimal cooking time

由圖4可知，隨著掛面寬厚比的增加，掛面的最佳蒸煮時間呈增大的趨勢且R2=0.951，說明掛面的寬厚比與最佳蒸煮時間有較好的相關性.張玉榮等[10]通過對掛面厚度與最佳蒸煮時間作圖，認為掛面厚度與最佳蒸煮時間呈正相關，這與本研究類似.最佳蒸煮時間除與掛面寬厚比有關外，還與蛋白質的含量、質量和加工條件等有關.Alviola等[17]認為干面筋的加入也可以提高面條的蒸煮時間.

2.3 掛面的剪切特性

由表1中的干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力的數據可以看到，不同掛面的綜合剪切力是不同的，這與掛面的添加物質和面粉的種類有關.Lu等[18]認為面粉的脂質會影響掛面的剪切力，而且煮前和煮后掛面的剪切力是不同的.Song等[19]認為麥麩對于掛面的剪切力也有影響.Ning等[20]認為不同的加工條件對于面粉的質量也有影響，從而也會使掛面的剪切力產生不同.煮后掛面要比干掛面的綜合剪切力小，這種現象是由于煮后掛面的柔韌性變好造成的.

圖5、圖6是1#掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力圖片.干面條斷裂時探頭移動的距離表明了樣品的柔韌性；下壓距離越大，其柔韌性越好[8].圖5表明沒有在干掛面最后斷裂前產生一段波動的力.對煮后掛面綜合剪切力進行測量時，面條斷裂處的距離表明掛面彈性的大小，其延伸距離越大，掛面的彈性越好.

圖5 干掛面綜合剪切圖片Fig.5 Comprehensive shear force diagram of dried noodles

圖6 煮后掛面綜合剪切力圖片 Fig.6 Comprehensive shear force diagram of boiled noodles

由圖7、圖8可知，隨著掛面寬厚比的增加，干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力逐漸增大.R2分別為0.948和0.960，說明掛面的寬厚比與掛面的剪切力具有較大的相關性.掛面寬厚比越大，干掛面與煮后掛面被切斷所需要的剪切力越大.

圖7 掛面的寬厚比與干掛面綜合剪切的關系Fig.7 The relationship between the width-to-thickness ratioand the comprehensive shear force of boiled noodles

圖8 掛面的寬厚比與煮后掛面綜合剪切力的關系Fig.8 The relationship between the width-to-thickness ratio and the comprehensive shear force of dried noodles

圖9 最佳蒸煮時間與干掛面綜合剪切力的關系Fig.9 The relationship between the optimal cookingtime and the comprehensive shear force of dried noodles

圖10 最佳蒸煮時間與煮后掛面綜合剪切力的關系Fig.10 The relationship between the optimal cooking time and the comprehensive shear force of boiled noodles

由圖9、圖10可知，隨著掛面最佳蒸煮時間的增加，干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力逐漸增大，說明掛面達到最佳蒸煮時間越長，干掛面與煮后掛面被切斷所需要的剪切力越大.但是R2值較小，說明干掛面與煮后掛面的綜合剪切力與最佳蒸煮時間相關性不是很強.由圖7和圖8可知，干掛面與煮后掛面的綜合剪切力與寬厚比的相關性較大，說明評價掛面的綜合剪切力既要考慮其寬厚比也要考慮最佳蒸煮時間.

2.4 掛面結構特性與蒸煮特性和剪切特性的典型相關分析

典型相關分析可以綜合反映兩組變量之間相關關系的本質，指出引起兩組性狀之間相關的主要因素[21].為了更清晰地分析掛面結構尺寸與蒸煮特性和剪切特性的關系，實施典型相關分析.

表2 掛面結構特性與蒸煮特性和剪切特性的相關性
Tab.2 The correlation of structure characteristics,cooking properties and shear properties

x最大彎曲強度y1吸水率y2最佳蒸煮時間y3干掛面綜合剪切力y4煮后掛面綜合剪切力y5長度x10．0717-0．0530-0．1890-0．0742-0．0767寬度x2-0．8723??0．9701??0．40370．9608??0．9676??厚度x30．3311??-0．0878-0．1875-0．0659-0．0461寬厚x4-0．9187??0．9736??0．41360．9622??0．9674??

注：“**”表示P<0.01.

研究表明，掛面結構特性與蒸煮特性和剪切力密切相關，寬度和寬厚比與最大彎曲強度呈負相關，厚度與彎曲度呈正相關.寬度、寬厚比與吸水率、最佳蒸煮時間、干掛面綜合剪切力和煮后掛面綜合剪切力呈顯著正相關.

表3 結構分析(相關系數)
Tab.3 Structure analysis (correlation coefficient)

測定指標v1v2v3v4w1w2w3w4長度-0．0673-0．33460．5841-0．7364-0．0668-0．24710．2655-0．0670寬度0．99110．0239-0．1021-0．08220．98350．0176-0．0464-0．0075厚度-0．05630．9361-0．0320-0．3458-0．05580．6913-0．0145-0．0315寬厚比0．9911-0．1256-0．03430．02690．9835-0．0928-0．01560．0025最大彎曲強度-0．89000．3038-0．03490．0130-0．89680．4114-0．07680．1432吸水率0．9769-0．0406-0．0180-0．01320．9844-0．0549-0．0397-0．1447最佳蒸煮時間0．3838-0．1686-0．31030．05210．3867-0．2284-0．68270．5724干掛面綜合剪切強力0．9690-0．0101-0．01230．00700．9765-0．0136-0．02700．0768煮后掛面綜合剪切力0．97780．01480．00710．01370．98530．02000．01560．1509

表4 解釋能力
Tab.4 Explanation ability

序號特征值差異比例累計百分比F值自由度P值164．460863．26110．97770．97770．005414．082021．19970．93930．01820．99590．35772．421230．26030．25200．00390．99990．78681．02640．00840．00011．00000．99170．102

因原始變量沒有采用相同單位測量，不宜直接比較，故采用標準化的典型系數，給出典型相關模型.第1特征值累計百分率為97.77%，且極顯著，第2特征值累計百分率為99.59%，顯著性檢驗結果為0.0122，因而可用第1和第2特征值表示相關性.

從以上分析可以看出，掛面的結構尺寸與蒸煮特性和剪切特性的相關性較強，它們的典型相關系數達到0.9959.通過典型變量之間的聯系得知，結構尺寸(寬度和寬厚比)越大，蒸煮特性(吸水率，最佳蒸煮時間)和剪切特性(干掛面和煮后掛面綜合剪切力)指標值越高.

3 結論

通過質構測定儀等儀器對30種掛面寬厚比、最大彎曲度、最佳蒸煮時間、吸水率以及綜合剪切力指標的測定，并進行相關分析，得出結論：隨著掛面寬厚比的增加，掛面的最大彎曲度呈下降趨勢，干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力呈上升趨勢；寬厚比越大，最佳蒸煮時間越長，吸水率越大.隨著掛面最佳蒸煮時間的增加，干掛面綜合剪切力與煮后掛面綜合剪切力逐漸增大.綜上，可以通過利用掛面的寬厚比、最大彎曲度、最佳蒸煮時間、吸水率、干掛面綜合力與煮后掛面綜合剪切力等指標評價掛面的品質，其中寬厚比與其余四個指標均具有較大的相關性.

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