顏晨陽,周文博,孫洪蕊,劉香英,張莉弘,康立寧*
1. 長春大學食品科學與工程學院(長春 130022);2. 吉林省農業科學院農產品加工研究所(長春 130033);3. 北華大學林學院(吉林 132013)
油莎豆(Tiger Nut),又名油莎草、鐵荸薺、地杏仁、地下板栗、地下核桃、人參果和人參豆,有的地方又叫油豆,英文名為黃色堅果、虎堅果或地球杏仁[1]。油莎豆原產于非洲地中海地區,富含油脂、淀粉、糖、蛋白質、各種維生素等,是一種優質、高產且綜合利用前景廣闊的經濟作物[2]。20世紀50年代,中國的油莎豆最早從前蘇聯引種并在北京植物園試種成功,60年代再次由保加利亞引入栽培,70年代全國掀起油莎豆種植高潮[3]。油莎豆含有一定的抗氧化物質,可有效清除體內的氧自由基,能夠阻止細胞的退化和衰老,增強毛細血管抵抗力,具有美容養顏、預防癌癥及降低血壓、血脂和膽固醇的功效[4]。
近年來,隨著中國經濟的飛速發展,人民對生活的品質要求不斷提升,飲食結構也發生變化,消費者更加關注食品的營養和健康。面條作為中國的三大主食之一,制作過程簡單,便于貯藏,受到廣泛歡迎。隨著飲食習慣的變化,單一的面條已不能滿足消費者多樣化的需求,營養豐富、風味多樣化成為面條發展的一個重要趨勢[5]。Gasparre等[6]研究瓜爾膠、黃原膠、菊粉、羧甲基纖維素等水膠體對油莎豆面條加工品質的影響。國內對油莎豆主食的研究還鮮見報道。試驗以全脂油莎豆粉、脫脂油莎豆粉、擠壓全脂油莎豆粉、擠壓脫脂油莎豆粉和小麥面粉為原料,研究油莎豆粉種類和添加量對復合粉面條加工品質的影響規律,以期為油莎豆主食化產品的開發提供理論依據和數據支持。
全脂去皮油莎豆、低溫脫脂油莎豆粕(定州市世和農業科技有限公司);小麥粉(五得利面粉集團);谷朊粉(河南蜜丹兒商貿有限公司);鹽(市售)。
高速多功能粉碎機(武義海納電器有限公司);和面機、試驗面條機、醒發箱(北京東孚久恒儀器技術有限公司);色差儀(宇宏光電科技);TA.XT Express物性分析儀(英國Stable Micro Systems公司);電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司);SLG30型雙螺桿實驗機(杭州譽球機械有限公司)。
1.3.1 制備油莎豆粉
全脂油莎豆粉:全脂去皮油莎豆→粉碎1 min→45℃烘干6 h→過0.300 mm(50目)孔徑篩。
脫脂油莎豆粉:低溫脫脂油莎豆粕→粉碎1 min→45 ℃烘干6 h→過0.600 mm(50目)孔徑篩。
擠壓膨化油莎豆粉:將全脂油莎豆粉和脫脂油莎豆粉分別放入SLG30型雙螺桿實驗機,設置實驗機條件:溫控1區60 ℃,溫控2區80 ℃,溫控3區100 ℃,溫控4區120 ℃,主軸頻率18 Hz,喂料頻率15 Hz,旋切頻率50 Hz。將擠壓膨化后的油莎豆粉粉碎30 s,過0.300 mm(50目)孔徑篩。
1.3.2 制作不同添加比例油莎豆粉的小麥面條
和面:分別加入7種不同比例(0,5%,10%,15%,20%,25%和30%)的油莎豆粉,加入2%鹽、3%谷朊粉,與小麥粉質量共計100 g,使之充分攪拌后加入33%的水,用和面機和面15 min至混合粉呈現出疏松的面絮狀。
壓片、熟化、切條:將面絮置于面條機上,設置初始壓軌間距1.4 mm壓延3次、1.2 mm壓延3次、1.0 mm壓延3次,將壓延好的面片放在真空袋中,設置醒發箱溫度35 ℃,餳面20 min,將餳好的厚度1.0 mm的面片用面條機切條裝入真空保鮮袋中,為后續試驗做準備。
1.3.3 色差測定
分別將4種油莎豆粉按小麥粉質量的0,5%,10%,15%,20%,25%和30%混合,加入2%鹽、3%谷朊粉,總質量為100 g,添加適量的水后采用針式和面機攪拌15 min,采用面條機1.4 mm壓片3次、1.2 mm壓延3次、1.0 mm壓延3次,35 ℃熟化20 min后測定,每個樣品取不同部位測3次,3個重復試驗。
1.3.4 拉伸強度測定
參照Colakoglu等[7]的試驗方法,稍加修改。將面條在沸水中煮制2 min,用漏勺撈出,用冷水沖洗2次。選取一根面條,將其纏繞在2個拉伸輪之間,向上拉伸直到拉斷為止。平行試驗重復5次。試驗測試參數為:探頭Codea/SPR;測試距離90 mm;測試前速度3 mm/s;測試速度2 mm/s;測試后速度10 mm/s;觸發功率5 g。
1.3.5 TPA測定
參照Colakoglu等[7]的試驗方法,稍加修改。水沸騰后,將面條放入沸水中煮2 min后撈出,用冷水沖洗2遍,選取長度一致的3根面條,平行放置于測定位置。探頭型號A/LKBF,參數設置:模式Compression;試驗前速度1 mm/s;試驗速度0.17 mm/s;試驗后速度5 mm/s;應變量90%;觸發力Auto-5 g。
1.3.6 面條斷條率的測定
參照范會平等[8]方法。選取20根長度均一的面條放于1 000 mL沸水中煮制10 min,撈出用冷水沖洗2次,按式(1)計算。
1.3.7 面條的膨脹率,吸水率,損失率
根據Krishnan等[9]、Aydin等[10]和Chilo等[11]的研究方法,稱取10.0 g面條(m1),將面條放在200 mL沸水煮制2 min后,取出稱其質量(m2)。將稱量好的面條在105 ℃烘干箱中干燥,干燥至恒重(m3)。用蒸餾水將面湯定容至250 mL,將25 mL面湯倒入鋁盒(m鋁盒),將鋁盒干燥至恒重(m4)。面條的膨脹率、吸水率、損失率分別按式(2)~(4)計算。
1.3.8 數據處理
各組試驗均做3次平行試驗,取平均值,采用Origin 8.5軟件進行數據分析及作圖。
斷條率是判定面條烹煮特性的一個重要指標。通過該指標,可以看出面條是否具有良好的耐煮性。斷條率越小,代表面條中形成的面筋越強,面條的耐嚼能力越強。油莎豆粉中的蛋白質含量低于小麥粉中的蛋白質含量,且不含面筋蛋白,所以油莎豆粉添加比例的增大對面條的斷條率有一定消極影響。由表1可知,添加脫脂油莎豆粉的面條對斷條率的影響最小,而添加了擠壓脫脂油莎豆粉的面條對斷條率的影響最大。
表1 不同油莎豆粉對面條斷條率的影響 單位:%
由表2可知,添加全脂油莎豆粉和擠壓全脂油莎豆粉對面條的吸水率有正影響。添加擠壓脫脂油莎豆粉的面條吸水率不斷下降,脫脂油莎豆粉使面條的吸水率先上升后下降,在添加量15%時吸水率最低。
表2 不同油莎豆粉對面條吸水率的影響 單位:%
面條膨脹率是指在經過蒸煮吸水之后的面條體積與在生面條的情況下的體積之比值,是反映面條感官特性的重要指標。由表3可知,隨著全脂油莎豆粉及擠壓全脂油莎豆粉添加量增加,面條膨脹率呈上升趨勢。添加脫脂油莎豆粉面條膨脹率呈下降趨勢,添加量5%~25%脫脂油莎豆粉時,膨脹率高于對照組,添加量30%時則低于對照組。在加入擠壓脫脂油莎豆粉比例逐漸增加的過程中,面條膨脹率在添加量0~20%時不斷升高,添加量25%~30%時不斷降低,但與對照相比較,差異均不顯著。
表3 不同油莎豆粉對面條膨脹率的影響 單位:%
由表4可知,向小麥粉中添加的全脂油莎豆粉、脫脂油莎豆粉、擠壓全脂油莎豆粉和擠壓脫脂油莎豆粉比例越大,面條的損失率越大,均對面條有明顯的不良影響,可能由于油莎豆中含有的面筋蛋白含量較小麥粉低,不能良好形成穩定的面筋網絡結構,使豆粉顆粒在烹煮過程中脫落,造成面條損失率增加的試驗現象。
表4 不同油莎豆粉對面條損失率的影響 單位:%
由圖1和圖2可知,隨著全脂油莎豆粉、脫脂油莎豆粉、擠壓全脂油莎豆粉和擠壓脫脂油莎豆粉添加量增加,面條的拉斷力呈不斷下降趨勢。對照組小麥面條的拉斷力為14.368 g,而加入4種豆粉的面條拉斷力均低于對照組,說明添加這4種豆粉對面條的影響呈負向影響,加入擠壓脫脂油莎豆粉對面條的拉斷力影響最高。面條的拉伸距離隨著全脂油莎豆粉、脫脂油莎豆粉、擠壓全脂油莎豆粉和擠壓脫脂油莎豆粉的比例增加而不斷減小,可能是由于油莎豆中蛋白與小麥面筋蛋白之間相互交聯太少,并且油莎豆粉的添加阻礙面筋蛋白與水的結合及水分向面條表面遷移,破壞面條的面筋網絡結構,使面條的質地變差[12]。
圖1 不同油莎豆粉和油莎豆粉添加量對面條拉斷力的影響
圖2 不同油莎豆粉和油莎豆粉添加量對面條拉伸距離的影響
由圖3可知,隨著全脂油莎豆粉、擠壓全脂油莎豆粉、擠壓脫脂油莎豆粉添加量增加,面條的延展性呈先上升后下降趨勢,其中全脂油莎豆粉添加量5%~15%時呈上升趨勢,延展性均高于對照組,添加量15%~30%時呈下降趨勢,添加量30%時延展性低于對照組,擠壓全脂油莎豆粉添加量≤10%時呈上升趨勢,添加量≥10%時呈下降趨勢,添加量≥15%后面條的延展性低于小麥面條,擠壓脫脂油莎豆粉添加量5%~20%時呈上升趨勢,延展性均高于對照組,添加量20%~30%時呈下降趨勢,均對小麥面條有正向影響,脫脂油莎豆粉的添加量越大,面條延展性越高,延展性增大是因為油莎豆中含油量較高,有研究表明,脂肪可以軟化面團[13],延展性降低可能由于脂肪氧化酶含量過多,稀釋了面筋網絡結構[14]。
圖3 不同油莎豆粉和油莎豆粉添加量對面條延展性的影響
由圖4可知,隨著全脂油莎豆粉比例不斷增加,面條的咀嚼性隨著全脂油莎豆粉添加量增多而降低,添加脫脂油莎豆粉、擠壓全脂油莎豆粉、擠壓脫脂油莎豆粉的面條咀嚼力則呈現先上升后下降趨勢,脫脂油莎豆粉和擠壓全脂油莎豆粉在添加量5%~15%時咀嚼性加強,擠壓脫脂油莎豆粉在添加量5%~10%時咀嚼性加強,除添加擠壓全脂油莎豆粉的面條外,均高于對照組面條,添加量15%~30%時咀嚼性減弱,均低于對照組面條。主要原因是油脂的黏附能力強,可以有效支撐面團的架構,增強面條的咀嚼性[15],但是隨著油脂含量的不斷增加,稀釋面筋蛋白含量,面筋網絡結構變得松散,對面條的咀嚼性有一定消極影響。其中,添加擠壓脫脂油莎豆粉面條的咀嚼性相對于添加其他3種油莎豆粉面條的咀嚼性更高。
圖4 不同油莎豆粉和油莎豆粉添加量對面條咀嚼性的影響
由圖5可得,全脂油莎豆粉、脫脂油莎豆粉、擠壓全脂油莎豆粉及擠壓脫脂油莎豆粉的添加量越大,面條硬度越低,其中添加全脂油莎豆粉和擠壓脫脂油莎豆粉的面條硬度在添加量5%~10%時,硬度高于對照組面條硬度,說明添加全脂油莎豆粉和擠壓脫脂油莎豆粉能明顯增加小麥面條硬度,對小麥面條硬度有積極影響。
圖5 不同油莎豆粉和油莎豆粉添加量對面條硬度的影響
由圖6~圖8可知,隨著全脂油莎豆粉、脫脂油莎豆粉、擠壓全脂油莎豆粉及擠壓脫脂油莎豆粉添加量不斷增加,面片的L*值不斷降低,這是由于油莎豆中含油量較高,豆粉呈淡黃色,面片的亮度逐漸降低,而擠壓膨化后的豆粉經歷高溫擠壓處理,油莎豆中的蛋白質發生美拉德反應,產生褐變現象,面片的亮度變得更低,a*值則呈現持續升高趨勢,b*值無明顯規律。在添加這4種不同處理方式的油莎豆粉的面片中,相對來說,添加全脂油莎豆粉的面片白度最高,與對照組小麥粉面片的色澤最接近。
圖6 不同油莎豆粉和油莎豆粉添加量對面條L*值的影響
圖7 不同油莎豆粉和油莎豆粉添加量對面條a*值的影響
圖8 不同油莎豆粉和油莎豆粉添加量對面條b*值的影響
由蒸煮特性結果可知,4種油莎豆粉均對面條的斷條率和損失率有消極影響,對面條的吸水率和膨脹率有積極影響。由拉伸性能和TPA結果可知,4種油莎豆粉對小麥面條的拉伸性能均有消極影響。全脂油莎豆粉和擠壓脫脂油莎豆粉添加量5%~10%時可以增加小麥面條硬度。脫脂油莎豆粉和擠壓脫脂油莎豆粉添加量5%~30%,全脂油莎豆粉添加量≤25%,擠壓全脂豆粉含量≤10%時可以增強面條的延展性。由色差分析結果可知,4種油莎豆粉均使面條L*值降低,a*值則呈現持續升高趨勢。綜合品質評價結果,未改性的脫脂油莎豆粉是加工油莎豆面條的較理想原料。