青稞粉添加量對面條加工特性的影響

賈斌，姚亞靜，關文強，劉建福，Charles Stephen Brennan

（天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津市食品生物技術重點實驗室，天津300134）

面條在中國有著四千多年的歷史，作為一種接受性極高的主食，其種類也越來越多[1]。面條是重要的谷物主食之一，但是在加工過程中去除了麥麩，損失了大量的礦物質和纖維素，而剩下的主要成分為淀粉，進食后會迅速轉化成葡萄糖從而引起餐后血糖上升，誘發其它疾病[2]。由于人們對健康問題的重視，在面粉中加入其他雜糧谷物制成的面條大受歡迎，例如黑米、黑豆、蕎麥、燕麥或者紫薯等加入面條制作成的美味健康食物[3-5]。這些復合面條除了具有普通面條的優點之外，還富含纖維素、礦物質和一些對人體十分有益的生物活性物質[6]。

青稞（Hordeum vulgare L.var.nudumHook.f.）主要在我國藏區種植，耐極端環境條件，營養價值高，已有研究表明青稞中含有較高的β-葡聚糖，對人體十分有益[7]。富含的纖維素和較低的淀粉含量有利于抑制餐后血糖的上升，同時可以增加飽腹感[8]。目前，已有將青稞應用于食品領域的研究，包括青稞酒、青稞炒面、青稞面包、青稞餅干和青稞掛面等，充分利用青稞及其提取物制作成青稞食品逐漸成為發展趨勢[9-12]。但是青稞粉的蛋白質、淀粉等成分的組成、含量與小麥粉不同，其添加會導致面制品物理特性發生變化，目前關于青稞粉不同添加量對面條物理特性及其機理的影響研究不夠深入系統。因此本試驗對不同青稞粉添加量對面條的質構特性、水分分布狀態和淀粉凝膠化溫度做了研究，為提高青稞面條的物理特性及相關健康營養面條的研制提供理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

利達小麥粉：普通粉，天津華潤萬家超市；青稞粉：甘肅省定西市綠康農產品加工有限責任公司；JHMZ 200 和面機、JMTD 168/140 試驗面條機：北京東孚久恒儀器技術有限公司；CR-400 色彩色差計：日本-柯尼卡美能達集團；TA-XT Plus 型質構儀：英國SMS 公司；NMI20-025V-1 核磁共振成像分析儀：上海紐邁電子科技有限公司；Q20 差示掃描量熱儀：美國TA 儀器公司；EL204 電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；200/0.1 電子秤：天津市天平儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 面條的制備

分別稱45、60、75 g 青稞粉，依次加入55、40、25 g小麥粉，均加入35 mL 蒸餾水，制成青稞粉添加量分別為45%、60%、75%的青稞面團。對照組的面條用100%的小麥粉制作。和面機以1 420 r/min 攪拌2 min，將和好的面團轉移至面條機上，在1.2 mm 厚度條件下壓片6 次，1 mm 厚度條件下再壓片5 次，壓面刀的寬度為2.0 mm，將面條剪成20 cm 的長條置于托盤中并用保鮮膜封好，置于4 ℃冰箱備用，2 d 內用完。

1.2.2 顏色的測定[13]

測量時取面片的兩側和中心的3 個位置進行色差值的測定，用標準的黑板和白板進行校正，校正完成后對樣品進行測量，記錄L*、a*、b*值。

1.2.3 熟斷條率的測定[14]

取出40 根面條，放入裝有樣品質量50 倍的沸水中煮10 min。置于冷水中冷卻30 s，計數斷掉的面條。公式為：熟斷率/%=N/40×100，式中：N為斷掉的面條根數。

1.2.4 質構特性[15]

質構分析（texture profile analysis，TPA）測試：取10根面條，放入裝有樣品質量50 倍的沸水中烹煮10 min，取出面條后置于冷水中冷卻30s。選用P50 探頭，試驗參數設定為：測前速度是1.2 mm/s，測時速度是0.8 mm/s，測后速度是0.8 mm/s。壓縮程度為面條厚度的70%，兩次壓縮的時間間隔為1 s。

拉伸特性：選用的探頭為A/SPR 探頭及其附件，在程序列表中選用Noodle tensile strength-NOO1_SPR.PRG 測試程序，測試前先進行高度校正，設置返回高度為50 mm，觸發力為5.0 g，測試速度為3.0 mm/s，拉伸距離為80 mm。

1.2.5 水分狀態分布測試[16]

設定溫度為32.00 ℃，預熱3 h。校準采用Q-FID序列，相關的儀器參數設定：回波數（number of echoes，NECH）=12 000，掃描次數（number of scanning，NS）=4，等待時間（waiting time，TW）=2 500 ms，回波時間（echo time，TE）=0.2。

1.2.6 凝膠化溫度測試[17]

淀粉凝膠化溫度用差示掃描量熱儀（differential scanning calorimetry，DSC）進行測定，DSC 樣品制備：鮮面條用磨粉機在18 000 r/min、3 min 的條件下打磨成均勻的粉末，用分析天平稱出3.0 mg～4.0 mg 粉末置于坩堝中，加入10 μL 蒸餾水，壓蓋密封，室溫下靜置24 h后進行測定。儀器的運行溫度為10 ℃～110 ℃，升溫速度為10 ℃/min。

1.2.7 數據統計與處理

每次試驗進行3 次重復，結果以平均值±標準差表示。所有的試驗數據用Excel 2010 和SPSS 19.0 進行分析。

2 結果與分析

2.1 青稞粉的添加量對面條顏色的影響

面條的顏色是影響食品外觀特征的重要因素，青稞粉含量對面條色差的影響如表1所示。

與對照組相比，加了青稞粉的面條顏色整體變暗，L*值顯著降低，a*值顯著增大。隨著青稞粉添加量的增高面條的亮度降低。這主要是由青稞粉中的色素如葉綠素和類胡蘿卜素造成的。

表1 青稞粉含量對面片顏色的影響Table 1 Effects of hulless barley flour/wheat flour ratio on color of dough sheet

2.2 青稞粉的添加量對面條熟斷條率的影響

熟斷條率是評價面條的蒸煮性質重要指標之一，同時也能反映面條的韌性和彈性。青稞粉的添加量對面條熟斷條率的影響見表2。

表2 青稞粉含量對面條熟斷率的影響Table 2 Effects of hulless barley flour/wheat flour ratio on cooked broken strip rate of noodles

青稞粉添加量在45%時面條沒有出現斷條的情況，當添加量超過45%后隨著青稞粉含量的增加，面條的熟斷率逐漸增大。主要原因是青稞粉中通過二硫鍵結合的面筋蛋白含量很少，同時又含有不利于面筋網絡形成的β－葡聚糖，青稞粉添加量越多，所形成的面筋膠體網絡結構也越弱[18-19]。

2.3 青稞粉的添加量對面條質構特性的影響

質地剖面分析（texture profile analysis，TPA），又稱為兩次咀嚼測試，主要是通過模擬人口腔的咀嚼運動，對固體、半固體樣品進行兩次壓縮，是目前表示面條質構特性最常用的方法[20]。拉伸試驗中面條斷裂處的距離表明樣品彈性的大小，其延伸距離越大，樣品的彈性越好。青稞粉的添加量對面條質構的影響如表3。

表3 青稞粉的添加量對面條質構的影響Table 3 Effects of hulless barley flour/wheat flour ratio on texture properties of cooked noodles

如表3所示，隨著青稞粉含量的添加，面條的硬度、膠著度和黏聚性呈顯著下降趨勢，彈性在75%處顯著降低。這主要是因為面條中沒有形成完整的面筋蛋白網絡，二硫鍵（S-S）的含量決定了面筋蛋白網絡是否能夠形成，有研究表明青稞粉中的游離S-H 和S-S 含量分別10.12 μmol/g 和19.15 μmol/g，而這兩者在小麥粉中的含量分別為15.16 μmol/g 和43.75 μmol/g，加入青稞粉會減少面團中游離S-H 和S-S 的含量[21-22]。當青稞粉添加量為75%時會導致完整的面筋蛋白網絡無法形成，使得面團缺少黏彈性。

青稞粉的添加量對面條拉伸特性的影響見表4。

表4 青稞粉的添加量對面條拉伸特性的影響Table 4 Effects of hulless barley flour/wheat flour ratio on breaking strength and distance of cooked noodles

由表4可以看出，隨著青稞粉含量的增加，拉伸力呈顯著下降趨勢，同時面條的拉伸距離也呈現顯著下降的趨勢，當青稞粉添加量達到75%時，面條拉伸性幾乎完全失去，無法測出。這與表3的研究結果相一致。雖然青稞粉中的麥谷蛋白含量高于小麥粉，但是對面筋網絡的形成起關鍵作用的高分子質量谷蛋白的含量卻遠遠低于其在小麥粉中的含量[23]。小麥粉中的麥谷蛋白水合物具有一定的黏結性和彈性，主要提供面團的強度和彈性，小麥粉中的醇溶蛋白水合物則主要為面團提供黏性和延伸性[22]。所以青稞粉添加比例越大，小麥粉中的醇溶蛋白和麥谷蛋白發揮的作用就越小，制成的面條筋力越弱，彈性越差。

2.4 青稞粉的添加量對面條水分狀態分布的影響

低場核磁共振（low field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）技術利用磁場中氫質子的自旋-馳豫特性，來研究樣品在弛豫時間變化過程中的水分形態、遷移和分布[24]。弛豫時間T2越短，水與底物結合越緊密，水的自由度越小[25]。青稞粉的添加量對面條水分狀態分布的影響如表5所示。

T21主要是表示與淀粉或面筋蛋白緊密結合的水，對應的比例為P1；T22表示流動性介于深層結合水和自由水之間，此部分水結合于蛋白質、淀粉等大分子之間，對應的比例為P2；T23表示自由水，對應的比例為P3[24-26]。由表5可知，青稞粉的添加導致面條的T2值顯著減小，隨著添加量的增加，面條的T21逐漸減小，T22和T23小幅增加但沒有顯著性差異。T2值越小代表了面條中水分子與其他大分子物質如蛋白質和膳食纖維等結合越緊密[13，24]。與對照組相比，45%和60%的青稞面條中，P1和P2顯著增加，P3顯著降低；75%的青稞面條中P1和P3顯著減少，而P2顯著增加。因此，添加青稞粉可以改變面條中水分的分布狀態，導致水分子發生遷移并降低水分自由度。

表5 青稞粉的添加量對面條中水分分布狀態的影響Table 5 Effects of hulless barley flour/wheat flour ratio on water properties of cooked noodles

2.5 青稞粉的添加量對面條淀粉凝膠化溫度的影響

淀粉顆粒形態結構從有序到無序的不可逆過程被稱為淀粉凝膠化，其特征反應標志為顆粒溶脹、吸熱、分子形態和結晶度降低、黏度增加等。表6列出了不同青稞粉添加量的面條淀粉凝膠過程的峰起始溫度、淀粉凝膠化溫度、峰結束溫度以及焓變。

表6 青稞粉含量對面條凝膠化化溫度的影響Table 6 Effects of hulless barley flour/wheat flour ratio on starch gelatinization temperature of noodles

45%的青稞面條淀粉凝膠化溫度為67.22 ℃，與對照組的相比略有上升但不顯著，60%的青稞面條在峰起始溫度和淀粉凝膠化溫度上產生了顯著性差異，75%的青稞面條淀粉凝膠化溫度為70.68 ℃，與對照組的差異最大。3 組面條的淀粉凝膠化溫度隨著青稞粉的增多逐漸升高，這與面條中的淀粉顆粒大小有關。青稞和小麥的淀粉都屬于A 型，且前者的淀粉顆粒平均直徑大于小麥，有研究認為在A 型淀粉中，顆粒越大糊化溫度越高[27-29]。同時也有研究表明青稞淀粉中支鏈淀粉的含量高于其在小麥淀粉中的含量，并且青稞的淀粉凝膠化溫度范圍比小麥的范圍高[30]。

3 結論

隨著青稞粉含量的增加，面條的顏色逐漸加深，在添加量達到45%之后出現斷條現象。面條的硬度、膠著度和黏聚性顯著下降，彈性降低，青稞粉含量達到75%時，面條彈性極弱無法測量。與對照組相比，青稞面條的T2弛豫時間都顯著減小，淀粉凝膠化溫度上升。在面條中添加青稞粉對面條物理特性產生了較大的影響，其中在青稞含量為45%時面條的品質比較好，適于生產制作青稞面條。