陰離子對面條品質(zhì)的影響

桂俊，陸啟玉

河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院（鄭州 450001）

面條是我國幾千年的傳統(tǒng)主食之一，深受人們喜愛[1]。如何通過添加鹽改善面條風(fēng)味、色澤、口感等品質(zhì)是面條品質(zhì)改良的研究方向之一。以往的研究多集中于鹽的種類、添加比例對面條品質(zhì)的影響，對于鹽中各種離子對面條品質(zhì)影響研究較少。面條中主要組分是淀粉和蛋白質(zhì)。淀粉是影響面團(tuán)加工性能和面條品質(zhì)的主要因素[2]，而蛋白質(zhì)尤其是面筋蛋白的含量、質(zhì)量、組成以及亞基結(jié)構(gòu)直接影響面條品質(zhì)[3]。周虹先等[4]發(fā)現(xiàn)鹽離子會改變淀粉粒度分布狀態(tài)，使淀粉顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時會改變淀粉糊化特性以及降解性、膨脹性等；Tuhumury等[5]發(fā)現(xiàn)陰離子鹽通過直接與特定氨基酸殘基相互作用影響面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)形成，導(dǎo)致面筋復(fù)合物的變化。McCann等[6]認(rèn)為氯化鈉的存在可以對蛋白質(zhì)表面一些帶電氨基酸產(chǎn)生靜電屏蔽，從而削弱蛋白質(zhì)的水合作用。研究陰離子對淀粉和蛋白質(zhì)等組分的影響直接決定離子對面條品質(zhì)的影響。利用粉質(zhì)儀、自動色差儀、質(zhì)構(gòu)儀等研究了4種陰離子對面粉特性、面片色度以及面條特性的影響，為探究陰離子對面條品質(zhì)影響機(jī)理奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金苑特一粉，河南金苑糧油有限公司；氯化鈉，天津市天力化學(xué)試劑有限公司；碳酸鈉、碳酸氫鈉，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；磷酸二氫鈉，洛陽昊華化學(xué)試劑有限公司。所用試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Mciro Systems公司；Brabendr粉質(zhì)儀，德國Brabendr公司；JHMN 200和面機(jī)，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；JMTD168/140壓面機(jī)，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；WSC-S測色色差計，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；DHG-9076A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；BS210S精密電子分析天平，北京賽多利斯天平有限公司。

1.3 方法

1.3.1 面條制作

參照GB/T 35875—2018，略有改動。稱取100 g小麥面粉，分別取10，15，20，25和30 mmol NaCl、NaHCO3、NaH2PO4，溶解到34 mL的去離子水中，取Na2CO3濃度為其他離子濃度的1/2（在相同陽離子濃度下，比較不同陰離子），將溶解完全的溶液和面粉加入和面機(jī)混合15 min，室溫放置熟化30 min，采用面條機(jī)3.00 mm壓輥間距壓延1次，對折復(fù)合壓延2次；2.50 mm壓延2次，2.00 mm壓延2次，1.25 mm壓延2次，1.00 mm壓延2次，切成2.00 mm寬面條，備用。

1.3.2 面粉粉質(zhì)特性的測定

參照GB/T 14614—2006粉質(zhì)儀法。

1.3.3 面片色澤測定

面片的制備按照方法1.3.1取切條前最后1次壓延的面片進(jìn)行測定。用CIE-L*，a*，b*色空間表示的方法，用自動色差儀進(jìn)行測定，以L*（白度），a*（紅綠值）和b*（黃藍(lán)值）表征面片色澤。

1.3.4 面條蒸煮損失率測定

參照LS/T 3212—2014，略有改動。取出1個500 mL烘干至恒質(zhì)量的燒杯，稱其質(zhì)量，記為X1。取15 g1.3.1小節(jié)中制作的面條，放入500 mL沸水中，煮制最佳蒸煮時間立刻撈出，面湯轉(zhuǎn)入烘干恒質(zhì)量的500 mL燒杯中，放在可調(diào)式的電爐上，蒸發(fā)掉大部分水分后，將燒杯放入105 ℃的烘箱中烘干至恒質(zhì)量，記錄燒杯質(zhì)量為X2，干物質(zhì)為X2與X1的差值記為M3。蒸煮損失率按式（1）計算。

式中：M1為生面條質(zhì)量，g；M3為面湯中干物質(zhì)質(zhì)量，g；W為面條含水量，%。

1.3.5 面條質(zhì)構(gòu)拉伸特性測定

依照Zhang等[7]的方法，略有改動。采用質(zhì)構(gòu)分析儀對面條的質(zhì)構(gòu)和拉伸特性進(jìn)行測定。

質(zhì)構(gòu)（TPA）參數(shù)：測前和測后速度2.0 mm/s；測試速度0.8 mm/s；壓縮比例70%；起點感應(yīng)力5.0g；壓縮時間間隔5 s，用刀片式探頭Auto-0.5 g進(jìn)行測試。

拉伸參數(shù)：測前和測試速度2.0 mm/s；測后速度10.0 mm/s；測試距離120 mm；返回距離30 mm；觸發(fā)力5.0 g。測試指標(biāo)包括拉斷力和拉伸距離，測試探頭A/SPR。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行顯著性分析，并采用Origin 9.1進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加4種不同離子對面粉粉質(zhì)特性的影響

由圖1（a）可知，與空白相比，CO32-的加入使得面粉吸水率呈上升趨勢，Cl-、HCO3-、H2PO4-的加入使得面粉的吸水率呈下降趨勢；4種離子在同一濃度下對面粉吸水率的貢獻(xiàn)為CO32-＞HCO3-＞Cl-＞H2PO4-。王冠岳等[8]認(rèn)為氯化鈉中的Na+和Cl-在溶液中解離后，Cl-會與氨基酸的極性殘基結(jié)合，對穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)面筋強(qiáng)度和延展性有一定作用，并且解離的陰離子和陽離子會影響面筋蛋白均勻吸水和形成完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這可能是陰離子能夠改變面粉吸水率的重要因素之一。由圖1（b）可知，在相同濃度條件下，H2PO4-的添加使面粉形成時間最短，HCO3-的添加使面粉形成時間最長，Cl-、CO32-的添加對面粉形成時間整體影響不大。圖1（c）和（d）分別是4種離子對面粉粉質(zhì)穩(wěn)定時間和弱化度的影響，結(jié)果表明，加入CO32-的面粉穩(wěn)定時間相對較短，加入H2PO4-的面粉穩(wěn)定時間最長，弱化度降低相對適中，HCO3-、CO32-的添加使面團(tuán)弱化度相對較大，面團(tuán)較黏。綜上，Cl-對面粉的吸水率、形成時間影響適中，使面粉的穩(wěn)定時間較長，弱化度較低，粉質(zhì)品質(zhì)相對較好；H2PO4-的添加使面粉吸水率較低，形成時間較短，弱化度適中，對粉質(zhì)品質(zhì)影響次之，HCO3-、CO32-的添加使面團(tuán)弱化度相對較大，粉質(zhì)品質(zhì)較差。

圖1 4種離子對面粉粉質(zhì)特性的影響

2.2 添加4種不同離子對面片色澤的影響

通過對面片L*、a*、b*值的測定能夠反映陰離子對面片色澤的影響[9]。由圖2可知，與空白相比，4種離子的加入顯著提高了面片的L*值，改變了面片色澤，使面片變白，這可能是離子的加入優(yōu)化了面筋蛋白結(jié)構(gòu)導(dǎo)致[8]。并且在同一濃度下，HCO3-、H2PO4-、CO32-對面片L*值的影響明顯高于Cl-。小麥面條色澤受面粉中游離態(tài)酚類物質(zhì)含量的影響[10]，有研究認(rèn)為當(dāng)pH上升至7～11時，面粉中的α-淀粉酶、多酚氧化酶的活性會受到抑制，從而抑制酶促褐變，使面條不易變暗[11]。HCO3-、CO32-的加入，所營造的堿性環(huán)境很可能抑制了酶活性從而延緩酶促褐變，使面片變白。從a*、b*值不難發(fā)現(xiàn)，在相同濃度條件下，HCO3-、CO32-的加入對b*值的影響顯著高于Cl-、H2PO4-的影響；Cl-、H2PO4-使a*值先升高再降低，HCO3-、CO32-使a*值先降低再升高。胡瑞波等[12]研究發(fā)現(xiàn)面條b*值與面粉中麥黃酮含量呈顯著或極顯著正相關(guān)。Morris等[13]認(rèn)為面粉中存在的黃酮類化合物使堿性面條變黃，這些化合物在酸性或中性pH下無色，在堿性pH下變?yōu)辄S色；這很可能是HCO3-、CO32-的加入導(dǎo)致面片變黃的原因。

圖2 4種離子對面片色澤的影響

2.3 添加4種不同離子對面條蒸煮損失的影響

由圖3可以看出，與空白相比，Cl-、HCO3-、H2PO4-、CO32-的加入均增加了面條的蒸煮損失，且隨著離子濃度的增加，面條的蒸煮損失不斷增加。有研究認(rèn)為氯化鈉增加面條蒸煮損失的關(guān)鍵在于鹽與淀粉的溶出[14]。在相同濃度條件下，HCO3-、CO32-對蒸煮損失的影響要大于Cl-、H2PO4-對蒸煮損失的影響。鹽的加入很有可能在面團(tuán)內(nèi)部形成滲透壓，促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)吸水，形成和改變面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面筋蛋白包裹淀粉的緊密程度改變[8,15]。Lzydorczyk等[16]認(rèn)為蒸煮損失的增加通常是由于蛋白質(zhì)-淀粉基質(zhì)的弱化或破壞引起的；所以HCO3-、CO32-的加入可能使得面筋蛋白包裹淀粉緊密程度變差，使淀粉更易脫落，從而增加了蒸煮損失。研究表明，蒸煮損失越少，面條的品質(zhì)越好[17-18]。從蒸煮損失可知，4種離子中Cl-對面條蒸煮損失影響最小，蒸煮損失最少，面條的品質(zhì)最好。

圖3 4種離子對面條蒸煮損失的影響

2.4 添加4種不同離子對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表1可知，4種離子的添加對面條的硬度、黏附性、咀嚼性均產(chǎn)生顯著性影響，對面條的彈性影響不顯著。Rombouts等[19]和Chen等[20]研究發(fā)現(xiàn)鹽對面條質(zhì)構(gòu)尤其是面條硬度影響顯著。研究發(fā)現(xiàn)Cl-對面條硬度的影響呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在20 mmol/100 g粉時硬度最大，H2PO4-、CO32-使面條硬度和咀嚼性先升高再降低，在15 mmol/100 g粉左右時硬度最大。HCO3-對面條硬度、黏附性和咀嚼性的影響趨勢與Cl-相反。王冠岳等[8]認(rèn)為面條硬度的升高很可能是因為麥谷蛋白形成較為完善的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并包裹醇溶蛋白和淀粉所導(dǎo)致的。在添加一定濃度的鹽離子之后，由于面筋水化不足，強(qiáng)韌的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)無法形成，造成了TPA指標(biāo)的下降，這可能是TPA變化的主要原因之一。

表1 4種離子對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

接表1

2.5 添加4種不同離子對面條拉伸特性的影響

由圖4可知，相較于空白，4種離子的添加均顯著提高了面條的拉斷力（p＜0.05），但拉伸距離的改變略有不同。隨著Cl-、H2PO4-濃度的增加，面條的拉斷力、拉斷距離呈現(xiàn)上升趨勢，說明Cl-、H2PO4-的添加使得面條的延展性顯著增強(qiáng)，這可能是由于離子的加入改善了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密，從而增強(qiáng)面條延展性。與空白相比，CO32-、HCO3-的添加提高了面條拉斷力，但隨著CO32-、HCO3-濃度不斷提高，拉斷力和拉伸距離開始逐漸降低，拉斷力在10 mmol/100 g粉時最大，拉斷力和拉伸距離的降低可能是因為CO32-、HCO3-量的不斷積累改變滲透壓環(huán)境，使面筋網(wǎng)絡(luò)松散，延展性減弱。拉斷力和拉伸距離之間存在不完全相同的變化規(guī)律。

圖4 4種離子對面條拉伸特性的影響

3 結(jié)論

通過研究4種離子對面粉特性、面片色度以及面條特性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相同濃度下，Cl-對面粉的吸水率、形成時間影響適中，使面粉的穩(wěn)定時間較長，面粉粉質(zhì)品質(zhì)相對較好；H2PO4-的添加使面粉吸水率較低，形成時間較短，弱化度適中，對面粉粉質(zhì)品質(zhì)影響次之，HCO3-、CO32-的添加使面團(tuán)弱化度相對較大，粉質(zhì)品質(zhì)較差；隨著陰離子濃度的提高，面片的L*值、面條的蒸煮損失顯著增加；HCO3-、CO32-的加入使b*值顯著增加；4種離子的添加對面條的硬度、黏附性、咀嚼性均產(chǎn)生顯著性影響，對面條的彈性影響不顯著；隨著Cl-、H2PO4-濃度不斷提高，面條的拉斷力、拉斷距離呈現(xiàn)上升趨勢，而隨著HCO3-、CO32-濃度不斷提高，拉斷力和拉伸距離呈現(xiàn)先上升再下降趨勢。試驗表明陰離子的添加在一定程度上能夠改善面條品質(zhì)。此次試驗為面條品質(zhì)影響研究提供了方向，為接下來研究陰離子對面條中蛋白質(zhì)和淀粉影響機(jī)理提供思路。