堿性鹽對(duì)面團(tuán)流變特性及面條品質(zhì)的影響

范會(huì)平，陳月華，卞科，鄭學(xué)玲，艾志錄*

1(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州，450002) 2(農(nóng)業(yè)部大綜糧食加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州，450002) 3(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州，450001)

面條是中國(guó)、日本和韓國(guó)等亞洲國(guó)家的主食之一。隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提高，人們不僅對(duì)面條的外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有了較高要求，而且對(duì)面條的內(nèi)在品質(zhì)如彈性和韌性等性能的要求也越來越高。“堿”作為一種很重要的添加劑，對(duì)面條的品質(zhì)可起到顯著的改良作用，適量的堿可以使面粉在受熱時(shí)吸收水分達(dá)到良好的黏彈性。堿水不僅能與面粉中的黃酮類化合物反應(yīng)使面條呈現(xiàn)特有的黃色、產(chǎn)生獨(dú)特的風(fēng)味，還有防腐、中和酸等功能[1-2]。通常添加的“堿”包括Na2CO3、K2CO3，甚至是NaOH，或者是上述某幾種化合物的混合物。醫(yī)學(xué)認(rèn)為，人體食用過多的鈉鹽是導(dǎo)致高血壓和心血管疾病的原因之一，減少鈉離子的攝入無疑能降低這種風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，K2CO3溶解度高、堿性強(qiáng)，因此使用K2CO3代替Na2CO3作為制作面條的堿水劑是很有價(jià)值的[3-4]。然而，國(guó)外關(guān)于面條方面的研究多集中于加工工藝的改進(jìn)，蛋白質(zhì)含量對(duì)面條品質(zhì)改良劑的研制以及面條品質(zhì)評(píng)價(jià)方面的完善與改進(jìn)等多個(gè)方面，國(guó)內(nèi)以往的主要研究也多是集中在生產(chǎn)工藝的改良和后期輔助添加劑的研究，對(duì)于其他方面的研究才剛剛開始，有關(guān)制作條件對(duì)其品質(zhì)效果的影響研究則更為少見[5]。本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定添加不同比例、不同添加量的堿性鹽(Na2CO3+K2CO3)的面團(tuán)流變特性和面條品質(zhì)的相關(guān)指標(biāo)，考察堿性鹽對(duì)面團(tuán)流變特性和面條品質(zhì)的影響，以期為面條的現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)選用益海嘉里(鄭州)食品工業(yè)有限公司提供的西農(nóng)979小麥，按AACC26-21A方法制粉，出粉率約為66%。依據(jù)GB 5009.3—2010測(cè)得其水分含量為13.9%；依據(jù)GB/T 24872—2010測(cè)得其灰分含量為0.54%；依據(jù)GB 5009.5—2010測(cè)得其粗蛋白含量為13.4%(以干基計(jì))。

1.2 主要儀器與試劑

布勒磨粉機(jī)；Brabender粉質(zhì)儀、Brabender拉伸儀，德國(guó)Brabender有限公司；JNMZ.200型和面機(jī)、JMTD-168/140型面條機(jī)，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀， Stable Micro System Ltd.UK；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀，Stable Micro System Ltd；HWS恒溫恒濕箱，寧波東南儀器有限公司；1100L型電子天平,常熟市金羊砝碼儀器有限公司；快速冷凍機(jī)，鄭州格美制冷設(shè)備有限公司；6 L真空冷凍干燥機(jī)，美國(guó)LABCONCO公司；3D快速粘度儀(RVA)，波通瑞科儀器(北京)有限公司。Na2CO3、K2CO3均為分析純，洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 面團(tuán)的流變性質(zhì)及糊化特性測(cè)定

(1)面團(tuán)粉質(zhì)特性測(cè)定

參照GB/T 14614—2006[6]的方法，取面粉300g(以14%濕基為基準(zhǔn))分別添加相當(dāng)于小麥粉0.4%的堿性鹽(Na2CO3與K2CO3質(zhì)量比以下簡(jiǎn)稱為N/K分別為1∶0、0.8∶0.2、0.6∶0.4、0.4∶0.6、0.2∶0.8、0∶1)和相當(dāng)于小麥粉0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的堿性鹽(N/K為0.8∶0.2)，測(cè)定各種面團(tuán)的形成時(shí)間、吸水率、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)，同時(shí)做試劑空白實(shí)驗(yàn)。

(2)面團(tuán)拉伸特性測(cè)定

參照GB/T 14615—2006[7]的方法，添加1.3.1(1)所述比例和添加量的堿性鹽，在1.3.1(1)測(cè)定的形成時(shí)間附近停止，測(cè)定醒發(fā)45、90、135 min時(shí)面團(tuán)的拉伸阻力、延伸度、拉伸曲線面積，同時(shí)做試劑空白實(shí)驗(yàn)。

(3)面條粉糊化特性測(cè)定

參照GB/T 24853—2010[8]的方法，將分別添加1.3.1(1)所述比例和添加量堿性鹽的小麥粉制成面條，用經(jīng)冷凍干燥粉碎后的面條粉按標(biāo)準(zhǔn)程序1進(jìn)行糊化特性測(cè)定，繪制出RVA變化的黏度曲線，測(cè)出各種面糊的峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、峰值時(shí)間、糊化溫度，同時(shí)做試劑空白實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 面條品質(zhì)分析

(1)面條制作

小麥粉+堿性鹽+水→和面→面絮→熟化→壓片→面片→熟化→壓片→切條

準(zhǔn)確稱取小麥粉100 g(以14%濕基為基準(zhǔn))，量取35 mL水及所需添加量的堿性鹽經(jīng)7 min和面、15 min 25 ℃熟化后于壓輥間距2.0 mm處壓片，面片經(jīng)4次復(fù)合壓延后再于25 ℃下熟化30 min，依次在軋距3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0 mm處各壓延1次，最后將面片切成2 mm寬，1 mm厚的長(zhǎng)面條。

(2)面條蒸煮特性的測(cè)定

面條蒸煮特性的測(cè)定參照朱科學(xué)[9]和師俊玲[10]等人的方法進(jìn)行。準(zhǔn)確稱取25.00 g面條于盛有500 mL煮沸蒸餾水的鍋中，保持水的微沸狀態(tài)，煮至最佳時(shí)間(從2 min開始每隔10 s取一根面條于兩個(gè)玻璃板間擠壓，觀察面條內(nèi)部中心白點(diǎn)消失的時(shí)間，即為最佳時(shí)間)。將煮至最佳時(shí)間的面條樣品撈出，在盛有300 mL蒸餾水的不銹鋼盆中浸水冷卻30 s后撈出，置于漏水容器中自然晾置5 min，稱重；收集面湯冷卻至室溫后定容至500 mL，量取50 mL于已恒重的100 mL小燒杯中，在105 ℃的烘箱中烘干至恒重，同時(shí)做平行實(shí)驗(yàn)。按照公式(1)、(2)計(jì)算：

(1)

式中：M1，煮后面條質(zhì)量，g；M0，煮前面條質(zhì)量，g。

(2)

式中：m，50 mL面湯干物質(zhì)質(zhì)量，g；M，煮前面條質(zhì)量，g；w，濕面條水分含量，%。

(3)面條的質(zhì)構(gòu)測(cè)定

面條質(zhì)構(gòu)分析參照胡坤[11]和單珊[12]方法進(jìn)行。準(zhǔn)確稱取25.00 g面條置于盛有500 mL煮沸蒸餾水的鍋中，保持水的微沸狀態(tài)，煮至最佳時(shí)間撈出，浸入盛有300 mL涼水的不銹鋼盆中冷卻30 s后撈出、瀝干，室溫下靜置2 min后用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定分析。測(cè)試時(shí)每次選3根外觀平整、表面光滑的面條置于載物臺(tái)，同時(shí)每個(gè)樣做6個(gè)平行，取平均值。

測(cè)定模式：測(cè)定受壓力；測(cè)定選項(xiàng)：回復(fù)到開始； 測(cè)定前速度：2.0 mm/s；測(cè)前速度：2.0 mm/s；測(cè)定后速度：2.0 mm/s；應(yīng)變位移：75%；引發(fā)類型：自動(dòng)；引發(fā)力: 5.0 g；獲取數(shù)據(jù)速率：200 pps；探頭類型: HDP/PFS。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)全部采用 Microsoft Excel 2013 和SPSS 23.0進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 堿性鹽對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

不同N/K比例、不同添加量的堿性鹽對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響如表1所示。

由表1可知，與對(duì)照組相比，堿性鹽能顯著(p<0.05)提高面團(tuán)的形成時(shí)間、吸水率、穩(wěn)定時(shí)間及粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)。隨著堿性鹽中K2CO3比重的增加，面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)整體均顯著(p<0.05)下降。原因可能是：(1)添加堿性鹽使得面團(tuán)的pH值遠(yuǎn)離蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)使蛋白質(zhì)的溶解度升高、空間充分伸展；(2)鈉離子和鉀離子的鹽溶作用強(qiáng)化了面筋網(wǎng)絡(luò)，使面團(tuán)彈性增加、加工耐力得到改善，表現(xiàn)在穩(wěn)定時(shí)間增加。但是，由于鈉離子和鉀離子對(duì)面團(tuán)的作用不同，隨著K2CO3比重的增加面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間有所縮短，這與楚炎沛的研究結(jié)果相一致[5]。面團(tuán)的弱化度隨K2CO3比重的增加而增加，且在K2CO3比重不低于60%時(shí)能顯著(p<0.05)提高面團(tuán)的弱化度，相同添加量的Na2CO3和K2CO3，Na2CO3較K2CO3改良效果好。

表1 堿性鹽對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響Table 1 The effect of alkaline salt on farinograph properties of dough

注：同列中各小節(jié)不同字母表示差異性顯著(p<0.05)，表2、3、4同。

隨著堿性鹽添加量的不斷增大，面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間整體都呈現(xiàn)在添加量范圍為0～0.4%顯著(p<0.05)增加，0.4%～0.6%顯著(p<0.05)減小，0.6%～1.2%基本平穩(wěn)的趨勢(shì)且在0.4%時(shí)達(dá)到最大值。原因可能是堿性鹽添加量在0～0.4%范圍內(nèi)麥谷蛋白的二硫鍵加強(qiáng)，更耐攪拌、韌性變好，但過度加堿反而導(dǎo)致麥谷蛋白中的二硫鍵斷裂，半胱氨酸被破壞[14]；面團(tuán)吸水率在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)顯著(p<0.05)增加，原因可能是堿性鹽溶于水后產(chǎn)生的堿性作用影響了淀粉的溶解性、增加了淀粉的吸水率[13]。

綜上可知，一定添加量范圍內(nèi)的堿性鹽可提高面團(tuán)吸水率、降低面筋的筋度、改善面團(tuán)加工性能，但過度添加反而破壞面團(tuán)的組織結(jié)構(gòu)、減弱面團(tuán)的加工性能。原因可能是堿性鹽通過改變面團(tuán)pH值和鹽溶作用影響蛋白質(zhì)的物化性質(zhì)進(jìn)而影響面團(tuán)特性。

2.2 堿性鹽對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

不同N/K、不同添加量的堿性鹽對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響如圖1所示。

圖1 不同N/K對(duì)拉伸面積的影響
Fig.1 The effect of alkaline salt with different N/K ratio on energy

圖2 堿性鹽添加量對(duì)拉伸面積的影響
Fig.2 The effect of alkaline salt addition on energy

圖3 堿性鹽不同N/K對(duì)拉伸阻力的影響
Fig.3 The effect of alkaline salt with different N/K ratio on resistance to extension

圖4 堿性鹽添加量對(duì)拉伸阻力的影響
Fig.4 The effect of alkaline salt addition on resistance to extension

圖5 堿性鹽不同N/K對(duì)延伸度的影響
Fig.5 The effect of alkaline salt with different N/K ratio on extensibility

圖6 堿性鹽添加量對(duì)延伸度的影響
Fig.6 The effect of alkaline salt addition on extensibility

由圖1～圖6可知，與對(duì)照組相比，堿性鹽使得同一面團(tuán)隨著醒發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，面團(tuán)的拉伸面積、拉伸阻力先增大后減小且在90 min達(dá)到最大值，而延伸度則隨著醒發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)而降低。堿性鹽N/K比例不同在面團(tuán)醒發(fā)過程中對(duì)拉伸面積總體上無顯著影響差異(90 min K2CO3為堿性鹽比重的20%及80%除外)；面團(tuán)醒發(fā)時(shí)間為90 min和135 min時(shí)，面團(tuán)拉伸阻力隨著K2CO3比重增加而升高，但在醒發(fā)時(shí)間為45 min時(shí)，面團(tuán)拉伸阻力先隨著K2CO3增加而增大，隨著K2CO3的進(jìn)一步增大，面團(tuán)拉伸阻力反而下降； 面團(tuán)醒發(fā)時(shí)間為45、90和135 min時(shí)整體上都能顯著(p<0.05)降低面團(tuán)延伸度(在面團(tuán)醒發(fā)90 min K2CO3為堿性鹽比重的60%、80%及100%時(shí)除外)。

隨著堿性鹽添加量的不斷增大，45、90和135 min時(shí)面團(tuán)的拉伸面積整體呈現(xiàn)先上升后下降，且在1.0%出現(xiàn)拐點(diǎn)。45 min時(shí)的延伸度由原小麥粉的133.5 mm先上升到添加量0.1%時(shí)的143.0 mm，后驟降0.6%處的94 mm后再上升；135 min時(shí)的延伸度由原小麥粉時(shí)的143 mm先上升到添加量0.1%時(shí)的149 mm后驟降到0.2%處的64 mm后趨于平穩(wěn)。說明少量的堿性鹽增加麥醇溶蛋白的流動(dòng)性、易變性及黏結(jié)力使面團(tuán)具有流動(dòng)性，但堿性鹽過量加入反而破壞面團(tuán)的流動(dòng)性。原因可能是添加0.6%的堿性鹽使面團(tuán)pH處于麥谷蛋白等電點(diǎn)附近蛋白質(zhì)形成球狀界面，同時(shí)此pH已超過麥醇溶蛋白等電點(diǎn)使蛋白質(zhì)溶解度增加、空間充分伸展有利于面團(tuán)的流動(dòng)性、延伸性增強(qiáng)[14]；堿性鹽過量或面團(tuán)醒發(fā)時(shí)間過長(zhǎng)，破壞了面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

由上述可知，堿性鹽提高面團(tuán)的拉伸面積及拉伸阻力，而降低面團(tuán)的延伸度；同一面團(tuán)隨著醒發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，面團(tuán)的拉伸阻力面積、拉伸阻力先增大后減小且在90 min達(dá)到最大值，而延伸度則隨著醒發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)而降低。

2.3 堿性鹽對(duì)面粉淀粉糊化特性的影響

不同N/K比例、不同添加量的堿性鹽對(duì)面粉淀粉糊化特性的影響如表2所示。

由表2可知，與對(duì)照組相比，堿性鹽能顯著(p<0.05)增加淀粉的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、回生值和峰值時(shí)間，使得小麥粉的糊化溫度升高、衰減值減少。小麥粉的峰值黏度、衰減值、最終黏度和峰值時(shí)間在K2CO3比重0～40%之間增加、60%～100%之間先減少再增加且在80%出現(xiàn)拐點(diǎn)。

在試驗(yàn)添加量范圍內(nèi)，峰值黏度、最低黏度、最終黏度、峰值時(shí)間和回生值隨添加量的增加都分別在添加量0.2%和0.4%時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，且在堿性鹽添加量為0.8%時(shí)達(dá)到最低。原因可能是在堿性鹽存在的情況下，隨著溫度的不斷提高，小麥粉中直鏈淀粉和由支鏈淀粉降解釋放出來的直鏈淀粉不斷聚合，隨著堿性鹽添加量不斷在增大其聚合黏度也在逐漸變大。此后由于溫度在95 ℃保持，淀粉分子間的距離逐漸拉大，溶液由凝膠態(tài)變成溶膠態(tài)導(dǎo)致黏度急劇下降。當(dāng)堿性鹽添加量在低于0.4%的情況下加劇了其黏度下降過程，衰減值在低于0.4%條件下逐漸上升，但由于其加速下降的幅度沒有峰值黏度增大幅度快，所以最低黏度仍舊呈上升趨勢(shì)。但當(dāng)堿性鹽添加量大于0.4%時(shí)，堿性鹽又阻礙淀粉稀釋過程使衰減值逐漸降低。當(dāng)快速黏度儀的溫度重新保持50 ℃時(shí)，淀粉分子重新聚合溶液又從液態(tài)向凝膠態(tài)轉(zhuǎn)變。此時(shí)，當(dāng)堿性鹽添加量低于0.4%的情況下，堿性鹽加劇了這種回生過程，所以淀粉最終黏度逐漸增大；但當(dāng)添加量大于0.4%時(shí)堿性鹽加劇的速度放慢，此時(shí)盡管淀粉最終黏度增大，但回生值卻呈逐漸降低趨勢(shì)[15-16]。

表2 堿性鹽對(duì)面條粉糊化特性的影響Table 2 The effect of alkaline salt on the pasting properties of noodle power

綜上可知，堿性鹽的添加對(duì)小麥粉峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、峰值時(shí)間及糊化溫度都有影響，使小麥粉峰值時(shí)間延長(zhǎng)；糊化溫度隨著堿性鹽添加比例和添加量的變化而變化，但是方差分析表明堿性鹽對(duì)淀粉的糊化溫度的影響差異不顯著，這表明糊化溫度在堿性條件下相對(duì)穩(wěn)定。

2.4 堿性鹽對(duì)面條蒸煮特性的影響

不同N/K、不同添加量的堿性鹽對(duì)面條蒸煮特性的影響如表3所示。

由表3可知，與對(duì)照組相比，堿性鹽能顯著(p<0.05)增加面條蒸煮損失率。隨著K2CO3在堿性鹽中比重的增加，面條的吸水率整體呈增加趨勢(shì)，但面條的蒸煮損失率整體無顯著變化；隨著堿性鹽添加量的不斷增大，面條的蒸煮吸水率整體呈先顯著(p<0.05)上升后顯著(p<0.05)下降趨勢(shì)，在添加量為0.2%時(shí)達(dá)到最大值，蒸煮損失率整體呈顯著(p<0.05)上升趨勢(shì)。

表3 堿性鹽對(duì)面條蒸煮特性的影響Table 3 The effect of alkaline salt on the cookingproperties of noodles

原因可能是隨著堿性鹽添加量的增加，煮面水的pH值增大、淀粉的流失量增大；而淀粉含量與蛋白質(zhì)失落率呈顯著正相關(guān)(r=0.717 8)，蛋白質(zhì)的失落率增大則可能是由于蛋白質(zhì)含量的相對(duì)減小弱化了面筋網(wǎng)絡(luò)，使得面條在煮制過程中有一部分網(wǎng)絡(luò)碎片被帶進(jìn)面湯中[10,17]。

綜上可知，堿性鹽能顯著增加面條的蒸煮損失率。隨著K2CO3在堿性鹽中比重的增加，面條的吸水率整體呈增加趨勢(shì)，但面條的蒸煮損失率整體無顯著變化；隨著堿性鹽添加量的不斷增加，面條的吸水率呈先顯著(p<0.05)上升后顯著(p<0.05)下降趨勢(shì)且在添加量為0.2%處達(dá)到最大值，而蒸煮損失率整體呈顯著(p<0.05)上升趨勢(shì)。

2.5 堿性鹽對(duì)面條質(zhì)構(gòu)特性影響

不同N/K、不同添加量的堿性鹽對(duì)面條質(zhì)構(gòu)特性的影響如表4所示。

表4 堿性鹽對(duì)面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 The effect of alkaline salt on the texture properties of noodles

由表4可知，與對(duì)照組相比，堿性鹽總體上能增加面條的硬度、回復(fù)性、黏聚性、膠著性和咀嚼性；隨著堿性鹽添加量的增加面條硬度呈波浪形且在添加量為0.8%處達(dá)到最大值，原因可能是當(dāng)堿性鹽的添加量在0.8%以下時(shí)堿性鹽與面筋蛋白爭(zhēng)奪自由水分使得面團(tuán)顯得較為干燥，因此硬度有所回升。然而，過度干燥的面團(tuán)組織會(huì)變得更加松散導(dǎo)致硬度下降。

綜上可知，堿性鹽對(duì)面條的硬度、黏著性、回復(fù)性、黏聚性、彈性、膠著性和咀嚼性的整體影響差異都不顯著。

3 結(jié)論

(1)堿性鹽可提高面團(tuán)的吸水率、拉伸面積、拉伸阻力，降低面團(tuán)的延伸度。同一面團(tuán)隨著醒發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，面團(tuán)的拉伸面積、拉伸阻力先增大后減小且在90 min達(dá)到最大值，而延伸度則隨著醒發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)而降低。

(2)堿性鹽對(duì)小麥粉峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、峰值時(shí)間及糊化溫度都有影響，使小麥粉峰值時(shí)間延長(zhǎng)、糊化溫度隨著堿性鹽添加比例和添加量的變化而變化，但對(duì)糊化溫度的影響差異不顯著，這表明糊化溫度在堿性條件下相對(duì)穩(wěn)定。

(3)堿性鹽能顯著(p<0.05)增加面條的蒸煮損失率，增加面條的硬度、膠著性、回復(fù)性、黏聚性和咀嚼性。隨著K2CO3在堿性鹽比重的增加，面條的吸水率整體呈增加趨勢(shì)，但面條的蒸煮損失率整體無顯著變化；隨著堿性鹽添加量的不斷增加，面條的吸水率呈先顯著(p<0.05)上升后顯著(p<0.05)下降的趨勢(shì)且在添加量為0.2%處達(dá)到最大值，而蒸煮損失率反而整體顯著(p<0.05)上升。