紫菜粉對面條品質特性及微觀結構的影響

況玉玉，楊 莎，張念念，單長松，陳志剛

（南京農業大學食品科技學院，江蘇南京 210095）

面條是中國傳統飲食的主體，也是我國消費量最大的面制品之一，在我國居民膳食結構中的重要性不容忽視[1]。傳統面條在加工過程中去除了麥麩，損失了大量的營養元素，如：纖維素，維生素以及礦物質[2]，因此添加雜豆、薯類以及果蔬汁等的營養面條也應運而生，并其因口感獨特、營養豐富逐漸占據了面條的中高端市場[3-4]。紫菜（Porphyra），是一種經濟紅藻，也是餐桌上最受歡迎的海藻之一。紫菜的營養價值極高，富含不飽和脂肪酸、多種維生素和微量元素[5]，其中的紫菜多糖和多肽還具有抗血栓、抑制腫瘤和抗氧化活性等功能[6]。另外紫菜的Na/K的比率小于1.2，有助于降低高血壓的發病率[7]。目前市場上的紫菜制品種類較為單一，主要是通過簡單加工得到的干紫菜餅、海苔等，一般用作食品輔料[8]。

紫菜在面條中的應用已有研究，陳嘉興[9]、駱其君等[10]分別制備了紫菜干食面和微顆粒紫菜面條，陳什康等[11]以斷條率、蒸煮損失率和感官得分為指標，通過正交試驗探究了紫菜生面的最佳配方。面粉和面團分別是面條制備過程中最主要的原料和中間狀態,面粉的粉質特性、糊化特性以及面團的流變學特性對面條的品質和加工都有極大影響[12-13]。目前關于紫菜對面條品質影響的研究主要集中面條的感官、質構等最終產品方面，尚未有關于紫菜對面粉和面團品質影響的研究。

因此，本文研究了不同添加量的紫菜粉對小麥粉糊化特性、粉質特性以及面團流變學特性的影響，通過測定紫菜鮮濕面的質構品質、感官品質、色澤等指標，再結合面條的水分分布、微觀結構和蛋白質二級結構分布情況，全面探究紫菜粉對面條各種品質的影響，為紫菜粉在面制品中的應用提供理論依據和實踐基礎，為后續改良面條品質中各種添加劑和加工工藝的選擇提供準確可靠的支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金龍魚多用途麥芯粉（11.0%蛋白質、1.6%脂肪、73.4%碳水化合物、14.0%水分） 河北金沙河有限公司；條斑紫菜（43.2%蛋白質、4.39%脂肪、 30.3%碳水化合物、7.03%水分） 南通海達水產食品有限公司。

M5-L82面條機 九陽股份有限公司；布拉班德粉質儀 德國布拉班德公司；MCR301智能型高級流變儀 蘇州賽恩斯儀器有限公司；TMS-PRO質構儀 美國FTC；HPG-2132色差儀 上海漢譜光電科技有限公司；V8體式顯微鏡 德國卡爾蔡司股份公司；LZ-04快速粘度分析儀 瑞典波通儀器公司；TCS SP8 X激光共聚焦顯微鏡 德國徠卡公司；FTIR-150傅里葉變換紅外光譜儀 中世沃克（天津）科技發展股份有限公司；NM120低場核磁共振成像儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 面粉粉質特性的測定 將紫菜粉按質量分數0%、1%、2%、3%、4%的添加量加入面粉中，按GB/T 14614-2006的方法測定粉質參數。

1.2.2 面粉糊化特性的測定 測定鋁筒中加入3 g紫菜粉添加量為1%～4%的混合面粉（14.0%含水量），用蒸餾水25 mL混合攪拌8～10次后用快速粘度分析儀（RVA）進行測定。先以960 r/min 攪拌10 s 以形成均勻的面粉混合液，再以 l60 r/min 的速度旋轉至測定結束。初始溫度為50 ℃ 保持1 min，然后以 12 ℃/ min提高到95 ℃，保持2.5 min，再以12 ℃/min降至50 ℃保持2 min，每樣品測定時間為13 min[14]。

1.2.3 面團流變學特性的測定 把1.2.1中粉質儀測定的混合粉吸水率的60%作為加水量，制備0～4%紫菜添加量的面團待用，取3 g待測面團放置在直徑為40 mm的光滑平板上，設置探針和平板之間的間隙為1 mm，刮去多余面團，蓋上保護罩。為排除面團中殘余機械作用力對結果造成影響，開始測試前對面團進行10 min穩定平衡。在25 ℃、動態測量模式下用應力掃描確定線性粘彈區。在線性粘彈區內設置測試參數為：溫度25 ℃，恒定壓力為1 Pa，頻率變化范圍 0.1～25 Hz，研究彈性模量（G'）、粘性模量（G''）隨頻率的變化[15]。

1.2.4 紫菜鮮濕面的制備 參照《小麥品種品質分類》分別稱 100、99、98、97、96 g小麥粉，依次加入0、1、2、3、4 g 紫菜粉（打碎并過 100 目篩），混合均勻后倒入和面機中，加水量為粉質儀測定的混合粉吸水率的60%，用和面機將原料攪拌5 min，在25 ℃培養箱中醒發30 min后用面條機復合折疊壓延5～8次，至形成表面光滑無褶皺的15 mm×17 mm，厚2 mm的面片。壓延后切條，形成粗細2 mm、長22 cm左右的面條。對照組的面條用100%的小麥粉制作。

1.2.5 面條蒸煮特性的測定 最佳蒸煮時間確定：在300 mL沸水中放入5 g左右待測面條，計時器計時，從250 s開始，每隔10 s撈出一根面條，觀察面條，白芯剛剛消失的時間則為面條的最佳蒸煮時間。

吸水率和蒸煮損失率測定：取5 g的鮮濕面樣品，質量（m1），放入300 mL沸騰的蒸餾水中煮至最佳蒸煮時間。將紫菜鮮濕面撈出后瀝水5 min，稱質量（m2），按公式（1）計算紫菜鮮濕面的吸水率；將面湯放置燒杯中繼續加熱至20 mL稱取燒杯質量（m3），再將燒杯放105 ℃烘箱內烘干至恒重，稱質量（m4），按公式（2）計算蒸煮損失率。

1.2.6 面條質構特性的測定 將紫菜鮮濕面煮到最佳蒸煮時間后撈出冷卻到室溫，取中間段進行TPA（質地剖面分析）實驗測試，選用P/50探頭，測試參數設定為：樣品回升到樣品表面的高度為15 mm；形變百分量為75%；檢測速度為60 mm/min；起始力為0.1 N，間隔時間為2 s。每個試樣作6次平行實驗，去掉最大、最小值后求平均值。

1.2.7 面片色差的測定 用色差儀測定紫菜鮮濕面表面的色值，分別測量L、a、b。其中，L代表亮度，a代表紅綠度，b代表黃藍度。每個試驗樣品測量3次，取平均值。

1.2.8 面條感官評價 參考劉震遠等[16]的方法由5名受過訓練的小組成員按照表1對紫菜鮮濕面條的感官品質進行測定。評價項目包括氣味（10分）、外觀（10分）、口感（10分）、堅實度（10分），最終根據各項的平均分做出雷達圖并分析。

表1 紫菜面條的感官評價標準Table 1 Sensory score evaluation table for Porphyrar noodles

1.2.9 低場核磁共振實驗（LF-NMR） 稱取3.00 g紫菜鮮濕面（煮前），為防止測試過程中水分變化需用封口膜包裹好樣品后送進低場核磁共振測試腔體中進行試驗測試。測試程序為CPMG序列，參數設置：磁體頻率200 kHz，檢測樣品點數為40046，回波時間0.200 ms，采樣間隔時間3000 ms，重復次數NS=32，回波數量 NECH=1000，90°脈沖時間 P1=19 μs，180°脈沖時間P2=41 μs。每個樣品平行測定6次取平均值，利用儀器自帶的程序進行數據100萬倍擬合反演[17]。

1.2.10 傅里葉紅外光譜分析（FTIR） 將紫菜鮮濕面冷凍干燥、磨粉并過200目篩以備用。取適量上述樣品和KBr粉末分別在80 ℃烘箱中干燥4 h，以去除水分。樣品與溴化鉀粉末按照1:50的比例（樣品質量:溴化鉀質量）壓制成0.5 mm左右的沒有裂縫的薄片，放進傅里葉紅外光譜儀中進行掃描測試，設置掃描波數范圍為400～4000 cm-1，分辨率為4 cm-1，掃描次數為64次，用溴化鉀粉末壓片做空白扣除背景[18]。使用Omnic 8.2軟件對譜圖進行自動基線校正與傅里葉自去卷積處理，去卷積時使用半峰寬為42 cm-1，增強因子為3.1，得到去卷積后的圖譜，導出圖譜的數據，并進行峰值擬合處理，計算出各峰的峰值強度及峰面積。

1.2.11 體式顯微鏡觀察 將壓延至表面光滑的鮮濕面片放在體式顯微鏡下放大40倍觀察并拍照。

1.2.12 激光共聚焦觀察 利用激光共聚焦顯微鏡（CLSM）觀察鮮濕面的微觀結構，用冷凍切片機將面條其切成15 μm的切片，用異硫氰酸熒光素和羅丹明B的溶液對其染色1 min。用去離子水洗去多余染色液后，蓋上蓋玻片置于顯微鏡下觀察[19]。

1.3 數據處理

利用SPSS 20軟件對實驗結果進行分析，并利用Origin Pro 2021 SR0進行繪圖。使用單因素方差分析（ANOVA）檢查各處理之間的差異，然后使用Tukey檢驗評估平均值的差異，P＜0.05具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 紫菜粉對面粉粉質特性和糊化特性的影響

2.1.1 紫菜粉對面粉粉質特性的影響 粉質特性能夠反映面團在形成過程中的流變學特性[20]，并且紫菜粉的添加會改變混合面粉的吸水率，若固定某一加水量可能會造成加工困難、測量數據不準確，因此有必要根據粉質特性的吸水率確定不同紫菜粉添加量的面粉加水量。從表2中可以看出，隨著紫菜粉添加量的增加，混合粉的吸水率顯著增加（P＜0.05）。本研究中使用的紫菜粉和小麥面粉的含水量分別為7.03%和14.0%，紫菜粉的添加降低了混合粉的含水量，這可能是導致其吸水率增加的原因之一[21]；另外，紫菜中的戊聚糖和膳食纖維分別具有較強的凝膠特性和吸水性，也會提高混粉體系的吸水率。面團的形成時間是面粉中的面筋蛋白、淀粉等吸水后達到稠度不變的動態平衡所需的時間，紫菜粉的添加延長了面團的形成時間，可能是紫菜中的膳食纖維和硫酸多糖與面筋蛋白和淀粉顆粒競爭水的吸收，降低了其吸水速度，延長了稠度達到動態平衡的時間[22]。穩定時間反映了面團對剪切力的抵抗力大小，面團的筋力與穩定時間成正比，穩定時間越長，說明面團越耐攪拌。由表2可知，穩定時間隨著紫菜粉添加量的增加從6.33 min下降至3.23 min，說明紫菜粉降低了面團的耐揉性。推測有兩方面原因：紫菜粉的添加稀釋了混合粉中面筋蛋白的含量，降低了面筋網絡的強度；混粉面團不斷增加的吸水率會影響面筋網絡的穩定性。這些因素都降低了面團應對機械剪切時的抵抗力，降低了穩定時間[23]。弱化度反映面團對機械攪拌產生的剪切力的耐受程度。弱化度越大，面團越容易流變，加工時成品不易成型[24]。紫菜粉的添加將面團的弱化度由67.67降至32.90，說明添加紫菜粉利于面團的加工。總的來說，紫菜粉的添加增加延長了面團的吸水率和形成時間，縮短了穩定時間、降低了弱化度。紫菜添加量為0的面團筋力最大，紫菜添加量為4%的面團加工時最易成型。

表2 紫菜粉對面團粉質特性的影響Table 2 Effects of Porphyra on farinograph properties of dough

2.1.2 紫菜粉對面粉糊化特性的影響 淀粉的糊化能反映淀粉的膨脹能力和結合水的能力，其具體過程是淀粉顆粒受熱吸水、膨脹并失去晶體結構的過程[25]。紫菜粉和小麥淀粉在結晶度、精細結構和直鏈淀粉含量等方面存在顯著差異，這可能導致混合面粉的糊化參數產生較大變化。由表3可知，面粉的峰值黏度、谷黏度、最終粘度都隨著紫菜粉添加量的增加而降低，呈現濃度依賴性。面粉的回生值和崩解值也分別從449、721 cp降至208和443 cp，可能是紫菜粉降低了混合粉的淀粉含量，而面團黏度主要是由淀粉糊化產生[26]。此外，紫菜粉中的蛋白質和粗纖維可能與淀粉競爭淀粉-蛋白質基質中的有效水分，抑制淀粉顆粒的膨脹，降低體系黏度。

表3 紫菜粉對面粉糊化性質的影響Table 3 Effects of porphyra on pasting properties of flour

峰值黏度是淀粉顆粒膨脹達到極限、將要破裂時的黏度，直鏈淀粉和直鏈淀粉-脂質復合體會降低峰值黏度，紫菜粉中的脂質可能與面粉中的直鏈淀粉形成了直鏈淀粉-脂質復合體，通過抑制淀粉顆粒的膨脹，降低了體系的峰值黏度[27]。衰減值是峰值黏度與谷值黏度的差值，反映膨脹后的顆粒破裂的程度，衰減值越小表明在受熱過程中淀粉顆粒的結構越穩定。實驗結果顯示衰減值與紫菜添加量呈負相關，說明紫菜粉的添加能增加混合粉的熱穩定性。回生值是指冷卻過程中從破裂的淀粉顆粒中滲出的直鏈淀粉經結構重排、增強凝膠網絡結構后使體系黏度增加的值，能反映淀粉短期回生程度和成膠能力。隨紫菜粉質量分數的增加，混合粉回生值持續下降。表明有紫菜粉能抑制小麥粉的老化，延長面制品的保質期[28-29]。紫菜添加量為4%的樣品體系黏度最低，最不易老化。

2.2 紫菜粉對面團流變學特性的影響

彈性（儲能）模量（G'），黏性（損耗）模量（G"）分別反映材料的彈性和黏性特性。由圖1可知，在頻率范圍內，所有面團的G'與G"值均隨頻率的增加而增加，且在對應的頻率下的G'值始終大于G"值，表現為典型的弱凝膠動態流變學譜圖[30]。隨著紫菜粉質量分數的增加，G'和 G"顯著（P＜0.05）減小，說明紫菜粉降低了面團的黏彈性。一方面可能是由于紫菜粉干擾了蛋白質分子的交聯和面筋網絡對淀粉分子的包裹，影響了以蛋白質和淀粉為基質形成的黏彈體結構，導致面團內部結構不緊密，面團的黏彈性降低[31]。另一方面，混粉面團的吸水率隨著紫菜粉添加量的增加而增加，過多的水分子導致面團中面筋網絡結構發生水合，形成水化層，降低了面團黏性[31]。損耗角正切（tanδ=G"/G'），表示面團的綜合黏彈性的比值，當材料性質類似固體時，G'＞G"，tanδ＜1。由圖1 可知，面團的 tanδ均小于 1，且紫菜粉質量分數越高，tanδ越小，說明面團的黏性比例降低。這可能是因為紫菜粉作為固體粉末，降低了體系的流動性[32]。

圖1 紫菜粉對面團 G'（A）、G''（B）和 tanδ（C）影響Fig.1 Effects of Porphyra on G' (A), G'' (B) and tanδ (C) of dough samples

2.3 紫菜粉對面條品質特性的影響

2.3.1 紫菜粉對面條質構特性的影響 質構分析儀能對食品的質地特性做出客觀、靈敏的評價，有效避免主觀因素的影響[33]。高品質的面條應該具有適當的硬度，較高的咀嚼性和彈性以及較低的粘附性。由表4可以看出，隨著紫菜粉添加量的增加，面條的硬度從6.54 g增至13.75 g，紫菜粉中的部分膳食纖維吸水膨脹后能填充在面筋網絡中，增加面筋網絡內部的堅實度，體現為硬度增加[34]。另外，張櫸等[33]的研究中認為灰分增多會使得面條硬度增大。小麥粉和紫菜粉的灰分含量分別為1%～2%[35]和8%～9%[36]，紫菜粉提高了面團的灰分含量，這可能是導致面條硬度增加的原因之一。面條的粘附性（從1.51到0.29）、彈性（從1.18到0.97）和回復性（0.53到0.18）隨紫菜粉的添加顯著降低（P＜0.5），咀嚼性變化不顯著。研究表明面條的彈性與小麥粉的中蛋白質的含量呈正相關關系[37]，這是因為小麥蛋白中麥谷蛋白決定面團的彈性和強度，紫菜粉中蛋白質含量雖高卻無法產生聚合作用、形成網絡結構，另外紫菜中可溶性膳食纖維的表面會聚集陰離子，影響蛋白質和淀粉之間的相互作用，降低了面筋網絡的強度，造成面條的彈性降低[38]。彈性降低不利于面條的品質和口感，但低粘附性的面條更受消費者喜愛。紫菜粉的添加提高了面條的硬度，降低了面條的彈性和粘附性，其中添加量為4%的樣品硬度最高，粘附性最低。

表4 紫菜粉對面條質構特性的影響Table 4 Effects of Porphyra on textural properties of noodles

2.3.2 紫菜粉對面條蒸煮品質的影響 蒸煮品質是反映面條品質的重要指標，蒸煮損失率越大則面條營養流失越多、越容易糊湯；吸水率越大，面條出品率越高，但吸水率過高可能會使面條質地偏軟[39]。由圖2可知紫菜粉的添加會面條的蒸煮時間增加了98s。面條的最佳蒸煮時間受淀粉顆粒吸水后充分糊化的速度影響，與混合面團的形成時間被延長的原因一致，紫菜粉對面條最佳蒸煮時間的提高可能歸結于膳食纖維的強吸水性[40]。隨著紫菜粉的添加，面條的吸水率和蒸煮損失率分別增加了42.62%和6.74%。面條吸水率的增加，一方面是由于紫菜本身所含的大量膳食纖維，另一方面是紫菜中含有較高比例的灰分和不能形成面筋的蛋白質，這些物質不利于面筋網絡的形成，導致部分淀粉從網絡中泄露，并過度吸水膨脹，后者也是面條蒸煮損失率增加的原因。另外，以下兩個原因也有可能造成面條蒸煮損失率的增加，一是紫菜粉中大量膳食纖維、灰分以及可溶性物質在糊化過程中可能會和淀粉一起溶出[41]，吳娜娜等[42]在對糙米面條的研究中同樣認為外來添加物中水溶性物質的增多可能是導致糙米面條蒸煮損失較高的重要因素；二是隨著吸水率的不斷增加，面條在烹煮時膨脹過度，對面筋網絡結構造成機械破壞，導致部分面筋網絡裹挾著淀粉、膳食纖維融入面湯[43]。 由圖2可知，當紫菜粉添加量為0%～2%時，面條蒸煮損失率從6.64%增加至8.9%，紫菜粉添加量為3%～4%時，超過優質面條的最大蒸煮損失率（12%）[44]。因此紫菜粉添加量應為1%～2%為宜，否則會降低蒸煮品質。

圖2 紫菜粉對面條蒸煮品質的影響Fig.2 Effects of Porphyra on cooking quality of noodles

2.3.3 紫菜粉對面片色值的影響 色澤是消費者對面條的第一感官印象，在面條品質評價中具有重要意義，面粉的灰分、蛋白含量及多酚氧化酶的活性等都會對面片色澤產生一定的影響[45]。紫菜粉的顏色主要由葉綠素組成，與小麥粉相比，紫菜顏色偏綠、偏黃，因此添加到面粉中將一定程度地影響面團的色澤。由圖3可知，與對照組相比，隨紫菜粉添加量的增加，面片的L值逐漸由72.7降至48.09，一方面是紫菜粉的亮度和白度低于小麥粉，另一方面是面片中的酚類物質在多酚氧化酶及氧氣的共同作用下生成醌，醌與蛋白質的活性基團反應生成黑色、褐色物質[46]。隨著紫菜粉添加量的增加，面條制作中的加水比例增加，使得多酚氧化酶更易與空氣和水中的氧氣結合，因此加快了多酚氧化酶的褐變速率。隨紫菜粉的添加，紫菜粉的a值由-0.8降至-5.69，b值由17.07增至19.99。a值的增加主要原因是紫菜中的葉綠素。胡瑞波等[47]研究表明白鹽面條的b值與蛋白質含量、濕面筋含量、面粉顆粒度及類胡蘿卜素含量呈顯著正相關。紫菜和小麥粉的類胡蘿卜素含量分別為120 mg/100 g[48]和0.23 mg/100 g[49]，且紫菜粉的添加降低了面團中小麥蛋白的濃度，因此面條黃度顯著增加。另外，李翠翠等[50]的研究發現，隨混合粉中二硫鍵的減少，生面片L值降低，b值升高，紫菜中的膳食纖維、多糖等有很多巰基，可能會通過疏水作用等干擾蛋白質之間二硫鍵的形成，間接導致L值降低、b值增加。結合圖3和圖4可知，在添加量為2%時鮮濕面的顏色可接受性最高，添加量小于2%時，綠色不顯著，添加量大于2%時面片變為暗黃綠色。

圖3 紫菜粉對面片色值的影響Fig.3 Effects of Porphyra on color of patch samples

圖4 不同紫菜添加量的面片顏色Fig.4 Color of patch with different amount of Porphyra

2.3.4 紫菜粉對面條感官品質的影響 由圖5可知鮮濕面的氣味和堅實度得分在紫菜粉添加量為0%～2%時增加迅速，添加量超過2%時，得分變化較小。在氣味方面，紫菜粉添加量為1%時，紫菜的香味較淡、風味不明顯；添加量為2%和3%時紫菜的香氣較明顯，添加量為4%時，紫菜香氣幾乎沒有變化。在堅實度方面，隨著紫菜的添加，面條彈韌性性逐漸減低、硬度逐漸增加，這與質構中硬度和彈性的變化一致。鮮濕面的口感和外觀得分均隨紫菜粉添加量的增加先增加后降低。在口感方面，紫菜作為一種藻類，不僅具有獨特的清香口感，還帶有輕微的咸腥味，添加量為0～2%時，面條中紫菜的清香味逐漸增加、無咸腥味，添加量超過2%時咸腥味開始顯現，且品嘗后有后苦味，降低了口感的得分。在外觀得分方面，添加量小于2%時，鮮濕面的顏色主體為綠色，且表面有光澤、較為平整光滑；添加量超過2%時，褐色和黃色逐漸成為鮮濕面顏色的主體，面條表面逐漸變得粗糙。這可能是因為紫菜的添加導致面筋蛋白斷裂、溶出物增多，溶出物附著面條表面，降低了其光滑度。總的來說，紫菜添加量為2%的面條，在氣味、口感、外觀、堅實度方面得分分別為8.22、8.86、9.07、7.58，整體得分最高。

圖5 紫菜粉對面條感官得分的影響Fig.5 Effect of Porphyra on sensory scores of patch samples

2.3.5 紫菜粉對面條水分分布的影響 鮮濕面（煮前）中有3種狀態的水：結合水、不易流動水及自由水。結合水與蛋白質、淀粉等結合緊密，流動性差；不易流動水一般存在于有序結構中，如面筋蛋白等；自由水能自由移動，存在于淀粉及蛋白質外[51]。這次研究中，通過NMR技術檢測了紫菜鮮濕面中結合水（0.3～0.5 ms）、不易流動水（1.0～3.0 ms）和自由水（80～190 ms）的占比和流動性。A21、A22及 A23和T21、T22、T23分別記作三種狀態水的占比和弛豫時間，弛豫時間越大表示該種狀態的水分流動性越強。由表5可知，A22的占比超過70%，說明面條中的水分主要以不易流動水的形式存在。紫菜粉的添加導致面條的 T21、T22值顯著（P＜0.05）減小，A21顯著增加（P＜0.05），A23顯著降低（P＜0.05），說明紫菜粉顯著降低了面條的水分流動性。水分子與蛋白質等親水物質通過氫鍵相互作用的強弱是導致水分流動性增加或降低的主要原因。紫菜粉中的多糖和膳食纖維有較多的氫鍵結合位點，可通過氫鍵、疏水作用等與面團中的蛋白質、淀粉等組合成復雜的體系，共同截留水分子，增加水分子與淀粉、蛋白質的相互作用，導致與淀粉、蛋白質等緊密結合的結合水占比增加，水分流動性降低[20]。Liu等[51]認為，在面制品中添加膳食纖維會降低面團自由水的含量，增加結合水的含量，與本文結果一致。

表5 紫菜粉對面條水分分布的影響Table 5 Effects of Porphyra on water distribution of noodles

2.3.6 紫菜粉對面條紅外譜圖的影響 譜圖中吸收峰的位置和強度與分子中基團的狀態和多少有關。由圖6可知，紫菜粉的添加整體上降低了面條的譜圖強度，包括1650和1550 cm-1處酰胺Ⅱ帶的吸收峰[52]、3360 cm-1處氫鍵（-OH）的伸縮振動峰[53]。對反映蛋白質二級結構變化的酰胺Ⅰ帶（1600～1700 cm-1）進行自動基線校正和傅里葉紅外去卷積，用Omnic擬合后得到的蛋白二級結構結果分析可知（表6）：隨著紫菜粉的添加，蛋白質的無序結構（無規則卷曲）占比增大，通過氫鍵排列整齊的β1（β-折疊片層）占比逐漸降低，且差異顯著；分子間弱氫鍵的含量與紫菜添加量無正反比關系。

表6 紫菜粉對蛋白質二級結構的影響Table 6 Effects of Porphyra on on secondary structure of protein

圖6 紫菜粉對面條出峰位置的影響Fig.6 Effects of Porphyra on infrared spectrum intensity of noodles

氫鍵是面條中連接單肽鏈的重要次級作用力，有利于面條的物理性質；酰胺鍵是面筋蛋白酰基化反應所生成，與蛋白質之間的作用強弱有關。谷氨酸和脯氨酸在小麥粉中的占比遠高于紫菜粉，因此紫菜粉降低了形成酰胺鍵的可能性。另外推測氫鍵、酰胺鍵的減少以及β-折疊及α-螺旋的降低與面條的水分流動性降低有關。未添加紫菜粉時，蛋白質通過谷氨酰胺的殘基相互作用形成酰胺鍵，肽鏈之間通過有序的氫鍵連接，添加紫菜粉后，結合水的占比增加且水分流動性降低，促進了水與蛋白質、氨基酸、肽鏈等競爭分子內或分子間的羥基（-OH）、氨基（-NH2）、亞氨基（-NH）、羧基（-COOH）等活性位點的結合，減弱了谷氨酰胺的殘基以及肽鏈氫鍵之間的相互作用，導致肽鏈之間因分子間作用力減弱而伸直，使整個蛋白的無序結構增加，從而破壞了蛋白質結構[54]，產生了上述現象。α-螺旋、β-折疊等結構有利于面制品結構的穩定性，故紫菜粉的添加對面制品的結構穩定性有不利影響。

2.4 紫菜粉對面條表觀形貌和微觀結構的影響

2.4.1 紫菜粉對面條表觀形貌的影響 體式顯微鏡圖的明暗程度以及小峰的數量和參差程度可以在一定程度上反應出面片表面的明暗程度和光滑程度。從圖7可以看出，紫菜粉的添加明顯降低了鮮濕面表面的亮度同時增加了參差程度使得面片表面變得粗糙。添加量為1%時，面條表面的參差程度增加不顯著，添加量為2%、3%、4%時面片表面明顯變得粗糙。

圖7 紫菜粉對面條表觀形貌的影響Fig.7 Effect of Porphyra on apparent morphology of noodles

2.4.2 紫菜粉對面條微觀結構的影響 決定面條品質的主要結構是包裹淀粉的面筋網絡結構，網絡結構的強度與韌性決定了面條的硬度與彈性，網絡結構的完整性、緊實度決定了面條的吸水率、蒸煮損失率等品質。異硫氰酸熒光素和羅丹明B分別能與淀粉和蛋白質結合而呈現綠色和紅色，因此借助激光共聚焦可以清楚看到面筋蛋白和淀粉的交聯情況，有助于更直觀地解釋面條一些宏觀品質的變化。由圖8可知，對照組中淀粉和蛋白質之間緊密結合。紫菜添加量為1%～3%的圖中，明顯觀察到紅色區域面積增加且呈現集聚的現象，這可能與紫菜粉的分布不均有關，紫菜粉中蛋白質含量遠高于小麥粉，但其不能像小麥蛋白一樣通過二硫鍵構建穩定的三維結構、并與淀粉等物質緊密結合，故隨著紫菜粉含量的增加，面筋網絡不能夠很好的包裹淀粉。添加量為4%時，面團明顯出現了孔洞（圖中箭頭和圓圈所指處），面筋網絡幾乎不能包裹住淀粉顆粒。紫菜粉中的膳食纖維，在稀釋面筋蛋白的同時，會因較強的吸水性和持水性而吸水膨脹并形成空間障礙，阻礙了面筋網絡的形成和發育，弱化了面筋網絡的強度。面條中未被包裹的淀粉顆粒很容易析進湯里增大混湯率，這解釋了面條的蒸煮損失率與紫菜添加量成正比的結果。

圖8 紫菜粉對面條微觀結構的影響Fig.8 Effect of Porphyra on microstructure of noodles

3 結論

本文在小麥粉中添加了0%～4%的紫菜粉，探究紫菜粉對混合粉的粉質特性、糊化特性，面團的流變學特性以及面條的質構品質、蒸煮品質、感官品質、水分流動性、蛋白質二級結構和微觀結構的影響，得出以下結論：與原面粉相比，在粉質特性方面，紫菜粉的添加延長了面團的形成時間、降低了面團的耐揉性、有利于面團加工成型；在糊化特性方面，紫菜粉的添加能延緩面團的老化，降低體系粘度。面團中加入紫菜粉后G'和G"減小，與質構中面條的粘附性和彈性降低相對應。紫菜粉添加量超過1%時，面片表面的粗糙明顯加劇，添加量超過2%時，面條的面筋網絡遭到破壞，體現為蒸煮損失率增加。隨著紫菜粉添加量的增加，面條的水分流動性降低、結合水的占比增加，從而加劇了水與氨基酸競爭羥基等活性位點，干擾了肽鏈間的相互作用，增加了二級結構中無序結構的占比。在食用品質方面，紫菜粉賦予了面條獨特的風味和口感，但降低了面片的亮度，添加量超過2%時感官得分降低。

未來可以針對性的添加品質改良劑，或者對紫菜粉進一步加工和處理，在保留風味、特色和營養的同時降低紫菜粉對面條加工性能和蒸煮品質的負面影響，使得紫菜面條可以商品化、市場化。