麥麩膳食纖維對發酵掛面品質的影響

寧 恒，馬 森，李 力

（河南工業大學糧油食品學院，河南鄭州 450001）

發酵掛面又名空心掛面，其擁有悠久的歷史，外觀平滑無凹陷，內部有諸多細孔、味皆可入面，老少皆宜，營養價值極其豐富，在我國具有巨大的市場潛力[1]。目前，市場上采用酵母發酵工藝來制作發酵掛面，酵母在發酵過程中會產生諸多氣體，從而使面條內部呈現多孔的結構，同時，通過發酵可以降低面條中植酸的含量，提高人體中礦物質的利用率[2-3]。在發酵掛面中添加適量的麥麩膳食纖維可以促進機體新陳代謝，增強胃腸道免疫能力，減少各種慢性代謝疾病的患病風險，改善我國居民面臨的過精細化飲食和營養失衡的現狀[4-5]，但是，麥麩中的不溶性膳食纖維會大量破壞發酵面制品的網絡結構[6]，從而影響其品質特性。

研究表明添加膳食纖維對面條的品質產生了不同的影響。孫小凡等[7]研究了不同添加量的豆渣膳食纖維對面條品質的影響，發現添加適量的豆渣膳食纖維可以降低面條的蒸煮損失率，提高面條的吸水率，改善面條的品質。張燦等[8]研究了不同粒徑的刺梨果渣膳食纖維對面條品質的影響，發現添加一定粒徑的果渣膳食纖維可以提高面條的吸水率、硬度、彈性、咀嚼性。蔡為榮等[9]研究了不同添加量麥麩膳食纖維對面條吸水率、抗拉斷應力和蠕變性的影響，發現添加量為3%～5%時，麥麩膳食纖維對面條吸水率、抗拉斷應力、蠕變和蠕變恢復影響最小，麥麩膳食纖維面條品質最佳。Aravind 等[10]研究了不同添加量的不溶性膳食纖維對意大利面的影響，發現膳食纖維添加量為10%時，對意大利面的品質影響最小且抗氧化值提高。以上研究主要集中于膳食纖維對傳統面條和掛面品質特性的作用，而對于發酵掛面品質影響，相關研究較少。

本文通過研究不同添加量的麥麩膳食纖維對發酵掛面蒸煮特性、質構特性以及孔隙率的影響，并對麥麩發酵掛面不同的品質特性進行相關性分析，為膳食纖維強化發酵掛面品質的相關研究提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

五得利普通粉 五得利集團新鄉面粉有限公司；小麥麩皮 益海嘉里（鄭州）食品有限公司；加碘精純鹽 河南省鹽業總公司；酵母粉 安琪酵母股份有限公司；食品級自封袋 河南新豐化驗器材有限公司；耐高溫α-淀粉酶（40 kU/g）、堿性蛋白酶（50 kU/g） 北京索萊寶科技有限公司；HCl、NaOH

開封市芳晶化學試劑有限公司；I2、KI 天津市致遠化學試劑有限公司；所有試劑均為分析純；實驗用水均為蒸餾水。

JHMZ-200 型針式和面機 北京東方孚德技術有限公司；SP-18S 醒發箱 江蘇三麥食品機械有限公司；JMTD-168/140 實驗壓片機 北京東孚久恒儀器技術有限公司；SYT-030 智能掛面干燥實驗臺中國包裝和食品機械有限公司；LG-02 高速超細粉碎機 浙江瑞安市百信制藥機械有限公司；TA.XT 2i物性測試儀 英國Stable Micro Systems 公司；JMF50 立式膠體磨 溫州麥特隆機械有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 麥麩膳食纖維的制備 參考雷夢續[11]的方法并稍作修改，采用酶-化學法提取麥麩膳食纖維，取預處理后的粗麥麩，在膠體磨中將麥麩以1:10（m:v）加蒸餾水混合粉碎20 min，過150 目篩，去除雜質，干燥粉碎。將粉碎后的麥麩與蒸餾水以1:10（m:v）比例混合，在95 ℃加熱30 min，用HCl 溶液，調節pH 至5.6，加入1.5%（w:w）耐高溫-淀粉酶，攪拌30 min，用碘液檢測淀粉是否完全酶解。用NaOH溶液調節pH 至蛋白酶酶解最適pH9.0，加入3%（w:w）堿性蛋白酶，攪拌120 min，用清水緩洗過150 目篩至洗滌液不渾濁，將篩上物烘干，完全粉碎過100 目篩即得麥麩膳食纖維，密封保存。

1.2.2 發酵掛面的制備 參考王婷等[12]的方法并稍作修改，按面粉質量計，添加0.83%的酵母、0.64%的食鹽、33.67%的蒸餾水。將200 g 小麥粉和一定量的酵母以及麥麩膳食纖維（以0%、2%、4%、6%、8%的添加量替代部分面粉）制成混合粉，倒進針式和面機攪拌2 min，再加入鹽水攪拌7 min 制成面絮。將面絮倒入自封袋在30 ℃培養箱中醒發30 min，經3.0 mm 輥距進行4 次復合壓延，經過從2.0 mm遞減0.2 mm 的軋距，將面片壓成厚度為1.0 mm 的面片，切成寬3.0 mm、厚1.0 mm 的面條。置于智能掛面干燥實驗臺進行干燥，共分四個階段：第一階段：溫度：35 ℃，相對濕度：85%；干燥1.75 h。第二階段：溫度：40 ℃，相對濕度：75%；干燥2.75 h。第三階段：溫度：40 ℃，濕度：68%；干燥1.25 h。第四階段：溫度：32 ℃，濕度：65%；干燥1.25 h。

1.2.3 力學特性的測定 參照劉書航等[13]的方法并稍作修改，隨機選取平直均勻的掛面于TA.XT 2i質構儀上，用A/SFR 探頭進行干面條的力學特性測定實驗，可以得到掛面的抗彎折強度和柔韌性。力學特性測試參數為：測前速度：1.0 mm/s；測試速度：1.0 mm/s；測后速度：5.0 mm/s；應變位移：50.0 mm；引發類型：自動；引發力：5.0 g。每個樣品做5 次平行實驗，舍去最大值和最小值，求算術平均值。

1.2.4 蒸煮特性的測定 參照王家勝等[14]并稍作改動，取約為10 g 的掛面，放入500 mL 沸水，電磁爐調至1400 W，使水始終保持微沸，用計時器計時。從2 min 起每間隔20 s，撈取一根面條，用玻璃板擠壓后，觀察面條，直至面條白芯剛好消失，此時間即為掛面的最佳蒸煮時間。將煮至最佳蒸煮時間的面條夾出，放入300 mL 蒸餾水中冷卻30 s，用濾紙吸去面條表面水分，包裹面條靜置5 min，去除濾紙稱重，記為 m1。發酵掛面的吸水率（CAR）經公式（1）計算得出。

式中：m1為掛面煮后的重量（g）；m2為掛面的干重（g）；m 為實驗中稱取的掛面質量（g）；w 為干掛面的水分含量（%），參照GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》，直接干燥測得。

將鍋中的面湯移入500 mL 容量瓶定容至500 mL，室溫冷卻，鋁盒干燥至恒重，稱取記錄鋁盒重量，記m3。取20 mL 的面湯移至小鋁盒中，將加樣后的鋁盒放進干燥箱，105 ℃溫度下烘干4 h，鋁盒等待冷卻恒重后稱重，記m4。根據公式（3）計算出蒸煮損失率（CLR）。

式中：m3為加樣前干燥至恒重鋁盒重量（g）；m4為加樣后干燥至恒重鋁盒重量（g）；m 為實驗中稱取的掛面質量（g）；W 為干掛面的水分含量（%）。

1.2.5 孔隙率的計算 參考李娟等[15]的方法并稍作改動，從所制得不同麥麩膳食纖維含量的發酵掛面中每組隨機選擇50 根，用光學方法取代核磁成像設備拍攝橫截面照片，用于孔隙率的計算，求算術平均值。

1.2.6 質構特性的測定 參考李陽等[16]的實驗方法，取20 根掛面置于盛有500 g 沸水的鍋中，煮至最佳蒸煮時間時，撈出面條轉移入盛有蒸餾水的燒杯中，冷卻30 s，用筷子夾出面條放入淺盤中，濕紗布覆蓋保持水分。

質構曲線分析（TPA）實驗選擇HDP/PFS 探頭型號；測試前、中、后速度均設置為0.8 mm/s；壓縮程度為75%，負載類型設為Auto-5 g；兩次壓縮間的間隔時間設置為2 s。

拉伸測試選擇A/SPR 探頭型號，測試模式為Extension 模式，實驗參數為：測前速度：3.0 mm/s；測試速度：3.0 mm/s；測后速度：11 mm/s；測試距離為100 mm；觸發力為5.0 g。每組樣品7 次平行實驗后，舍去其中最大值和最小值，取平均值。

1.2.7 感官評價 由5 名感官評價人員對發酵掛面進行感官評價，評價方法參考GB/T 35875-2018 并稍作改動，具體評定標準見表1，評分結果取平均值。

表1 發酵掛面感官評定標準Table 1 Sensory evaluation criteria of fermented dried noodles

1.3 數據處理

采用SPSS 26.0 軟件對實驗數據進行單因素方差分析（ANOVA）和顯著性差異檢驗（Duncan，P＜0.05），所有的圖像分析均采用Origin 8.5 進行處理。

2 結果與分析

2.1 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面力學特性的影響

抗彎折強度表示掛面在彎曲時所能承受的最大力，抗彎折強度越大，表示干掛面越不易斷裂。如圖1 所示，發酵掛面的抗彎折強度隨麥麩膳食纖維添加量的增加而降低，主要原因是麥麩膳食纖維的加入會稀釋面筋蛋白，弱化面筋網絡的強度[17]，發酵掛面的抗彎能力下降，斷裂應力降低。另一方面可能與干掛面的內部結構有關，加入麥麩膳食纖維影響面條發酵過程，面條的孔隙和面體厚度不均勻，橫截面積變小，同壓力作用下受到的壓強增大，使干掛面斷裂應力明顯減小。

圖1 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面抗彎折強度的影響Fig.1 Effect of addition of wheat bran dietary fiber on the flexural strength of fermented dried noodles

柔韌性表示掛面在承受最大斷裂力時彎曲的距離。如圖2 所示，發酵掛面的柔韌性隨麥麩膳食纖維添加量的增加而增加，是由于麥麩膳食纖維的高持水性，親水基團大量與水結合，增加面筋基質的連續性[18]，在干掛面斷裂時增加其柔韌性。

圖2 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面柔韌性的影響Fig.2 Effect of addition of wheat bran dietary fiber on the flexibility of fermented dried noodles

2.2 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面蒸煮特性的影響

最佳蒸煮時間是指面條蒸煮過程中面條白芯完全消失的時間，反映了面條易煮性[19-20]。如圖3 所示，隨著麥麩膳食纖維添加量的增加，發酵掛面的最佳蒸煮時間降低，這與發酵掛面中的淀粉含量有關，麥麩膳食纖維的添加稀釋了發酵掛面體系中的淀粉含量，而淀粉含量的減少使得糊化溫度不斷降低[21]，從而最佳蒸煮時間變短。

圖3 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面最佳蒸煮時間的影響Fig.3 Effect of addition of wheat bran dietary fiber on the optimal steaming time of fermented dried noodles

掛面的蒸煮損失率是指蒸煮過程中溶解和脫落到煮面水中的固形物的質量分數[22]，是衡量面條蒸煮特性的另一重要指標。圖4 所示，發酵掛面的蒸煮損失率隨麥麩膳食纖維的添加量增加，整體呈現增大的趨勢。隨著添加量的不斷增加，麥麩膳食纖維與淀粉顆粒競爭水分，干擾原本穩定的面筋網絡結構，面團中存在大量的淀粉顆粒沒有被均勻包裹進面筋網絡，導致蒸煮過程中網絡結構中的淀粉不斷脫落溶于面湯，面條的蒸煮損失率不斷增加[23]。

圖4 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面蒸煮損失率的影響Fig.4 Effect of addition of wheat bran dietary fiber on cooking loss rate of fermented dried noodles

掛面的吸水率是指單位干物質的吸水量，是表征面條蒸煮特性的重要參數之一，掛面吸水率大，掛面品質相對更好，出品率越高[24]。如圖5 所示，隨著麥麩膳食纖維添加量的增加，發酵掛面的吸水率整體呈下降趨勢，是因為發酵掛面最佳蒸煮時間逐漸變短，導致淀粉糊化過程中吸水逐漸變少；另一方面，盡管麥麩膳食纖維吸水能力較強，但在發酵掛面蒸煮過程中，麥麩膳食纖維和淀粉會脫落溶于面湯，導致發酵掛面吸水率降低[25]。

圖5 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面吸水率的影響Fig.5 Effect of addition of wheat bran dietary fiber on water absorption of fermented dried noodles

2.3 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面孔隙率的影響

孔隙率是指發酵掛面其橫截面積上孔隙面積與橫截總面積之比，可以用來客觀評價發酵掛面內部的結構特性[15]，不同麥麩膳食纖維添加量的發酵掛面截面圖如圖6 所示。在面絮的發酵過程中，酵母會利用面團之中的淀粉酶把糖分解為乙醇和CO2以及其他相關物質，包裹在面筋網絡中的CO2[26]，會使得面條結構疏松，出現孔隙狀結構，而將麥麩膳食纖維加入后，發酵掛面的面筋網絡結構會被破壞[27]，造成CO2逸出面筋網絡，使得發酵掛面孔隙率減少。如圖7 所示，添加了麥麩膳食纖維的發酵掛面，其孔隙率隨麥麩膳食纖維添加量的增加而減少，二者呈線性規律變化。

圖6 不同添加量麥麩膳食纖維發酵掛面截面圖Fig.6 Cross-sectional view of fermented dried noodles with different amounts of wheat bran dietary fiber

圖7 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面孔隙率的影響Fig.7 Effect of addition of wheat bran dietary fiber on porosity of fermented dried noodles

2.4 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面質構特性的影響

2.4.1 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面TPA 特性的影響 采用質構儀中TPA 模式測定熟面條的硬度、粘性、咀嚼性等質構特性是模擬人類咀嚼食物的機械過程，其科學性與準確性都較高，可以較客觀反映熟面條的品質[28]。如表2 所示，麥麩膳食纖維在面條中的含量對面條的TPA 特性具有顯著性影響。在麥麩膳食纖維添加量較低時（≤4%），發酵掛面硬度、粘性、膠黏性、咀嚼性都明顯增大；麥麩膳食纖維添加量較高時（＞4%），硬度、粘性、膠黏性、咀嚼性會在麥麩膳食纖維添加量為6%處下降，然后再增加。因為面絮的發酵過程使面條內部疏松多孔，麥麩膳食纖維顆粒能更好地填充面筋網絡，經蒸煮處理后，膳食纖維顆粒吸水膨脹，使得面條的硬度和咀嚼性增大[29]。膳食纖維添加量為6%時，面條硬度、粘性、膠黏性、咀嚼性下降，是因為蒸煮過程中，由于麥麩膳食纖維自身的吸水性和膨脹性吸收到足夠的水分，弱化了面筋蛋白網絡結構，此時面條硬度減低，但隨著添加量的進一步增加，膳食纖維取代了硬度較低的淀粉顆粒，導致面條的硬度和咀嚼性進一步增大[6]。在面條的蒸煮特性實驗中也揭示了這一點，相較添加量為4%的面條，添加量增加至6%后，吸水率有明顯的增加趨勢。發酵掛面的彈性、內聚性和回復性均隨麥麩膳食纖維添加量的增加而降低，是因為麥麩膳食纖維其粗糙的結構破壞了面筋網絡結構[27]。

表2 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面TPA 特性的影響Table 2 Effect of addition of wheat bran dietary fiber on TPA of fermented dried noodles

2.4.2 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面拉伸特性的影響 拉伸阻力表示面條被拉斷時的最大拉伸阻力，拉伸阻力越大，表明面條筋力越大，抗拉伸性更好[30]。拉伸距離表示面條被拉斷時的距離，拉伸距離越大，表明面條延展性更好[31]。如表3 所示，隨著麥麩膳食纖維添加量的增加，煮至最佳蒸煮時間的發酵掛面拉伸阻力增大，拉伸距離變短。拉伸阻力隨麥麩膳食纖維添加量的增加而增加，是由于隨著麥麩膳食纖維的增加，發酵掛面的均勻性變得更加優良，孔隙結構減少，面筋蛋白與淀粉顆粒之間的空隙被麥麩膳食纖維填充[32]；也可能是質構堅硬的麥麩膳食纖維增強了發酵掛面體系的強度，使其在外力下更難以發生形變[6]。拉伸距離隨著麥麩膳食纖維添加量的增加而減小，因為麥麩膳食纖維其粗糙的表面結構會破壞面筋網絡，造成拉伸距離變短[11]。

表3 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面拉伸特性的影響Table 3 Effect of addition of wheat bran dietary fiber on tensile properties of fermented dried noodles

2.5 麥麩膳食纖維對發酵掛面感官評價的影響

如表4 所示，發酵掛面的感官品質與麥麩膳食纖維添加量之間有顯著相關性。隨著麥麩膳食纖維添加量的增加，發酵掛面的各項感官評分均出現下降，其爽滑性、粘彈性與發酵掛面的力學特性、質構特性的結果相符。麥麩膳食纖維呈黃褐色，其添加量越大，會導致發酵掛面色澤變黃、變暗，而消費者普遍更喜歡亮白色面條[33]，同時，由于麥麩具有苦澀味以及加工過程不夠精細等問題[34]，麥麩膳食纖維的添加會使發酵掛面的感官評價得分較低。

表4 麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面感官評價的影響（分）Table 4 Effects of addition of wheat bran dietary fiber on sensory evaluation of fermented dried noodles (scores)

2.6 麥麩膳食纖維添加量與發酵掛面品質特性的相關性分析

由相關性分析結果（圖8）可知，膳食纖維添加量與干掛面特性的相關性大于其與蒸煮、拉伸和質構特性的相關性，說明麥麩膳食纖維對掛面品質的影響在低水分狀態下更為顯著；在發酵掛面的蒸煮特性中，膳食纖維的添加量與蒸煮損失率相關性僅為0.70，這與雷夢續[11]的麥麩纖維掛面的強相關性結果不同，可能是因為掛面在發酵過程中形成的氣室結構對淀粉顆粒形成了更好的包裹作用，降低了蒸煮過程中因膳食纖維對面筋網絡的稀釋導致的淀粉溶出；所有的指標中，膳食纖維添加量與彈性相關性最弱，與回復性則呈強相關性，回復性與彈性皆可以反映面條的彈性，結果表明，相比于彈性，回復性更利于區分膳食纖維添加對發酵面條彈性特征的影響[14]；與其他指標相比，孔隙率與膳食纖維添加量的相關性最高，同時，除了彈性外，孔隙率與發酵掛面其他品質均有較強的相關性，說明孔隙率可以反映發酵掛面的品質，作為評價掛面品質的主要指標。

圖8 麥麩膳食纖維添加量與發酵掛面品質相關性分析Fig.8 Correlation analysis between addition of wheat bran dietary fiber and quality of fermented dried noodles

3 結論

本文探究了麥麩膳食纖維添加量對發酵掛面品質的影響，麥麩膳食纖維通過與面筋網絡及淀粉互相作用，進而影響發酵掛面品質。隨著麥麩膳食纖維添加量的增加，發酵掛面的孔隙率、力學特性、蒸煮特性、拉伸特性、TPA 測定值、感官評價均有所變化。隨著麥麩膳食纖維添加量的增加，孔隙率下降到1.19%，抗彎折強度下降到10.15 g，柔韌性增加到25.40 mm，最佳蒸煮時間縮短為253 s，蒸煮損失率呈上升趨勢（添加量為2%時，略微下降），吸水率呈下降趨勢（添加量為6%時，略有上升），拉伸阻力呈上升趨勢，拉伸距離呈下降趨勢，面條硬度、粘性、膠黏性、咀嚼性整體呈增加趨勢（在添加量為6%時，略有下降），面條彈性、內聚性、回復性呈下降趨勢，感官評價得分均出現下降。結果表明，在麥麩膳食纖維添加量為2%的情況下，麥麩膳食纖維對發酵掛面的蒸煮和質構特性及感官評價得分影響較小。本文的研究結果對優質發酵掛面的研發具有指導意義。