山藥全粉面條的制備及其對面條品質的影響

劉欣，趙馳，安艷霞，2*，雷永偉，趙陽，張劍，2

（1.河南農業(yè)大學 食品科學技術學院，河南 鄭州 450002；2.農業(yè)農村部大宗糧食加工重點實驗室，河南 鄭州 450002）

山藥為薯蕷科植物，肉質潔白，富含淀粉、蛋白質、多種維生素、鈣、磷等人體必需的營養(yǎng)素。研究表明山藥含有的多糖可有效調節(jié)人體的免疫系統(tǒng)，具有抗衰老、抗病毒及抗腫瘤等生理功能[1]。然而山藥皮色澤及口感較差，通常作為廢物丟棄，造成了環(huán)境污染[2]。研究表明，山藥皮中富含多糖、多酚、皂苷等多種活性物質[3]。因此山藥皮中的膳食纖維和活性物質等方面的應用逐漸成為研究熱點[4]。

面條因加工簡單、價格實惠已成為許多國家的常見主食[5]。隨著生活水平的提高和研究技術的發(fā)展，各種各樣的復配營養(yǎng)面條和花色面條相繼誕生，但大多集中于雜糧面、雞蛋面和蔬菜面等，仍無法充分滿足消費者對功能性面制品的需求[6-8]。例如現(xiàn)有的山藥面條通常是通過添加山藥粉（去除山藥皮）或山藥打漿法制得，但山藥漿存放時易氧化褐變，導致產品色澤和口感略差[9]。在此基礎上，本文采用回添法將山藥皮超微粉碎后與山藥粉復配制備山藥面條，既保留山藥皮固有的營養(yǎng)成分，又可改善面條口感，同時可為山藥的深加工和綜合開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

小麥粉、山藥粉、山藥皮：河南溫縣天香面業(yè)有限公司；谷朊粉：毫州市銳商務有限公司；食鹽：青海省鹽業(yè)股份有限公司。

1.2 儀器與設備

針式和面機（JHMZ200）：北京東方孚德技術有限公司；壓面機（FKM200）：永康市富康電器有限公司；電磁爐（C21-SK805）：九陽家電有限公司；色差儀（CS-10）：九聯(lián)科技有限公司；烘箱（A231414）：上海艾測電子科技有限公司；可調試封閉電爐（FL-1B）：上海樹立儀器儀表有限公司；質構儀（TA-36R）：上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司；新型高速連續(xù)式超微粉碎機（ST-04A）：廣州市旭朗機械設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 山藥面條制作流程

山藥皮粉粹：將清洗干凈并干燥后的山藥皮超微粉碎成山藥皮粉，然后裝入自封袋密閉保存于冰箱中備用。山藥皮粉和山藥粉按一定比例混合均勻稱為預混粉。

工藝流程：主要原輔料（小麥面粉、預混粉、食鹽、谷朊粉、水）→混合→和面→熟化→壓面→二次熟化→切條→成品。

1.3.2 面條吸水率測定

稱取10 g 面條煮至最佳時間后[10]，撈出室溫下用少量蒸餾水沖洗，瀝干15 min，準確稱量面條的質量，計算吸水率，如公式（1）所示。

式中：S 為面條吸水率，%；M2為蒸煮后面條質量，g；M1為蒸煮前面條質量，g。

1.3.3 蒸煮損失率測定

制備好的山藥全粉生面條取5.00 g，于烘箱中105 ℃加熱至恒重M3，計算生面條的含水量（W，%）。

室溫下收集一定量山藥全粉面條煮后的面湯和蒸餾水沖洗面條的水一起置于容量瓶中，定容至500 mL，混勻后取100 mL 面湯烘干后稱量，記為M。依照LS/T 3212—2014《掛面》方法進行面條蒸煮損失率的測定[11]，計算蒸煮損失率，如公式（3）所示。

式中：P 為蒸煮損失率，%；G 為樣品質量，g；M 為100 mL 面湯烘干后的質量，g；W 為面條含水量，%。

1.3.4 質構特性的測定

使用質構儀對煮后的山藥全粉面條進行了質構分析（texture profile analysis，TPA）測試[12]。每次取3 根長度一致的煮制面條等距離平行放于載物臺上，測定其質構特性，每個樣品做5 次平行試驗，取其平均值。測試模式為Measure Force in Compression，探頭型號：code HDP/PFS；參數(shù)：測前速度2 mm/s，測試速度為0.8 mm/s，壓縮比70%，2 次壓縮時間的間隔為1.0 s；觸發(fā)模式Auto-3g[13]。

1.3.5 色差的測定

將山藥鮮面條整齊排列，用校準后的色差儀對樣品不同部位進行測試至少5 次，記錄明度（L*）、紅綠度（a*）及黃藍度（b*）等數(shù)值，取平均值[14]。

1.3.6 感官評價

將山藥面條煮至最佳時間后撈出，由7 位來自食品學院的學生，年齡21～27 歲，組成感官評定小組，參照LS/T 3212—2014《掛面》的方法進行感官評價[15-16]，面條感官評分總分100，評分標準見表1。

表1 山藥面條的感官評分標準Table 1 Sensory scoring criteria of yam noodles

1.3.7 單因素試驗

探究山藥皮在預混粉中的占比、預混粉、水和谷朊粉的添加量等因素對面條品質的影響。

1.3.7.1 山藥皮在預混粉中占比的影響

預混粉添加總量為10%，山藥皮在預混粉中占比分別為5%、7%、9%、11%、13%，谷朊粉添加量為1.0%，食鹽添加量為1.5%，水添加量為35%，研究山藥皮在預混粉中占比對面條品質的影響。

1.3.7.2 預混粉添加量的影響

預混粉（山藥皮在預混粉中占比11%）添加量分別為4%、7%、10%、13%、16%，谷朊粉添加量為1.0%，食鹽添加量1.5%，水添加量35%，研究預混粉添加量對面條品質的影響。

1.3.7.3 谷朊粉添加量的影響

預混粉（山藥皮在預混粉中占比11%）添加量為10%，水添加量35%，食鹽1.5%，谷朊粉添加量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%，研究谷朊粉添加量對面條品質的影響。

1.3.7.4 水添加量的影響

預混粉（山藥皮在預混粉中的占比11%）添加量為10%，谷朊粉添加量為1.0%，食鹽添加量為1.5%，水添加量分別為33%、34%、35%、36%、37%，研究水添加量對面條品質的影響。

1.3.8 響應面試驗設計

在單因素試驗基礎上，依據(jù)響應面設計原理，選取山藥皮在預混粉中的占比、谷朊粉添加量和水添加量因素，進行三因素三水平響應面設計，以感官評分和吸水率為響應值，響應面因素水平設計如表2 所示。

表2 響應面因素水平設計Table 2 Factors and levels of response surface experiment

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用SPSS 16.0 和Excel 軟件處理，結果以平均值±標準差表示，Origin 8.6 軟件做圖，響應面試驗數(shù)據(jù)選用Design Export 8.0.6 軟件處理。

2 結果與分析

2.1 單因素分析

2.1.1 山藥皮在預混粉中的占比對面條品質的影響

山藥皮在預混粉中的占比對面條品質的影響結果見圖1，對面條色澤的影響見表3。

圖1 山藥皮在預混粉中的占比對面條吸水率、蒸煮損失率及感官評分的影響Fig.1 Effects of the ratio of yam skin on water absorption，cooking loss rate，and the sensory score of Chinese yam noodles

表3 山藥皮在預混粉中占比對面條色澤的影響Table 3 Effect of the proportion of yam peel in premixed powder on the color of the noodle

由圖1 可知，隨山藥皮占比的增加，面條吸水率和感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當山藥皮占比為11%時，面條的吸水率達到最大82.31%，且感官評分達到最高84.82，繼續(xù)增加山藥皮占比，面條的色澤變暗，口感也稍有下降。其原因可能是山藥皮中含有的膳食纖維具有一定的持水性，因此隨著山藥皮占比的增加，吸水率有不同程度的提升[17]。而蒸煮損失率隨山藥皮占比的增加呈不斷上升的趨勢，其原因是原輔料中的淀粉、纖維素與面粉中的面筋蛋白發(fā)生相互作用[18]，面條蒸煮損失率有不同程度的升高，在山藥粉皮占比為5%時，面條的蒸煮損失率最小為9.75%。

由表3 可知，隨著山藥皮占比的增加，面條的L*值有不同程度的下降，原因是山藥皮本身的色澤較暗，隨著添加量的增大，山藥面條的色澤也變暗，結合感官評價分析可被消費者接受。綜合以上分析，選擇山藥皮占比9%、11%、13%進行響應面優(yōu)化試驗。

2.1.2 預混粉添加量對面條品質的影響

預混粉添加量對面條品質的影響見圖2，對面條色澤影響見表4。

圖2 預混粉添加量對面條吸水率、蒸煮損失率及感官評分的影響Fig 2 Effect of premixed powder addition amount on water absorption，cooking loss rate and sensory score of noodles

由圖2 可知，隨預混粉添加量的增加，面條的吸水率和蒸煮損失率整體上呈現(xiàn)逐步上升趨勢，當添加量為7%時蒸煮損失率最低（10.42%）；感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，添加量為10%時，感官評分達到最高，為88.90。由表4 可知，隨著預混粉添加量的增加，面條L* 值呈現(xiàn)下降的趨勢，面條的明度L* 值在預混粉為10%時色澤較佳，原因是山藥皮本身的色澤為淺灰色對產品的影響。綜上，預混粉添加量為10%時，面條的外觀色澤、蒸煮品質及感官品質較佳。

2.1.3 谷朊粉添加量對面條品質的影響

谷朊粉添加量對面條品質的影響如圖3 所示，對面條色澤的影響見表5。

圖3 谷朊粉添加量對面條吸水率和蒸煮損失率及感官評分的影響Fig.3 Effects of gluten content on the water absorption，cooking loss rate and sensory score of noodles

表5 谷朊粉添加量對面條色澤的影響Table 5 Effect of gluten addition ratio on the color of noodles

由圖3 可知，面條的吸水率隨谷朊粉添加量的增加而增加，而蒸煮損失率則呈先下降后上升的趨勢，其原因可能是谷朊粉的添加促使形成的面團具有更加致密的面筋網(wǎng)絡結構，山藥全粉顆粒被包裹住，面條吸水率增強[19]。然而感官評分則呈先增加后下降趨勢，谷朊粉添加量1.0%時，感官評分最高為89.80。由表5 可知，谷朊粉添加量為2.5%時，與其他添加量相比面條L* 值有顯著性差異。綜合考慮各指標及生產成本，選擇谷朊粉添加量0.5%、1.5%、2.5%進行后續(xù)響應面優(yōu)化試驗。

2.1.4 水添加量對山藥面條品質的影響

水添加量對面條品質的影響見圖4，對面條色澤的影響見表6。

圖4 水添加量對面條的吸水率和蒸煮損失率及感官評分的影響Fig.4 Effect of water addition on the rate of water absorption，cooking loss rate，and the sensory score of noodles

表6 水添加量對面條色澤的影響Table 6 Effect of water addition ratio on the color of noodles

由圖4 得知，隨水添加量的增加吸水率呈先升高后下降趨勢，當水添加量為35%時，吸水率最大55.30%。蒸煮損失率呈先下降后上升趨勢，當水添加量34%時，面條的蒸煮損失率為10.10%。感官評分呈先增加后降低的趨勢，水添加量35%時，感官評分最高為88.50。原因可能是水分少時無法充分形成網(wǎng)絡面筋，當水分增多時，山藥粉和山藥皮粉中豐富的黏蛋白，導致壓延的面皮軟且有一定的黏性，影響后續(xù)的壓延切條[20]。由表6 可知，隨水添加量的增加，面條的L* 值和a* 值呈下降趨勢，當水添加量為35%時L* 值為80.51。綜合上述指標分析，選擇水添加量為33%、35%、37%進行響應面優(yōu)化試驗。

2.2 響應面優(yōu)化分析

2.2.1 響應面試驗結果

在單因素試驗的基礎上，以山藥皮在預混粉中的占比、谷朊粉添加量和水添加量為自變量，以吸水率和感官評價為響應值，結果如表7 所示。

表7 響應面試驗設計及結果Table 7 The design and results of the response surface test

2.2.2 山藥面條吸水率的優(yōu)化分析

響應面優(yōu)化分析結果如表8 所示。

表8 山藥面條吸水率響應面優(yōu)化分析結果Table 8 Optimization of water absorption of Chinese yam noodles response surface

由響應面分析可知二次多項回歸方程模型為吸水率=77.61+1.07A+1.03B+0.55C-0.050AB+0.033AC-0.13BC-1.66A2-2.60B2-1.23C2。

由表8 可知，因素影響順序：山藥皮在預混粉中占比>谷朊粉添加量>水添加量，模型極顯著。模型的絕對系數(shù)R2=0.947 5，R2Adj=0.880 1 與R2Pred=0.740 1 之差小于0.2，故回歸方程較好的描述了各因素與響應值之間的關系[12]。一次項A、B 極顯著、C 不顯著，二次項A2、B2極顯著、C2顯著，交互項AB、AC、BC 均不顯著。

原料添加量對吸水率影響的響應面分析見圖5。

圖5 原料添加量對吸水率的響應面分析Fig.5 Response surface analysis of raw material addition to water absorption

由圖5 可知，等高線均比較稀疏且趨于橢圓狀，表明三者之間對面條吸水率均無明顯的交互作用。

2.2.3 不同種類添加量對感官評價的優(yōu)化分析

感官評價響應面曲線優(yōu)化分析結果見表9。由響應面系統(tǒng)所給得到感官評定對自變量A、B 和C 的二次多項回歸方程模型如下。

表9 感官評價響應面曲線優(yōu)化分析結果Table 9 Optimization of sensory response surface

感官評價=90.78 +0.38A +0.41B +1.01C -0.25AB +0.15AC+0.68BC-3.45A2-3.08B2-1.98C2。

由表9 得知，各因素對感官評分的影響順序為C>B>A，失擬項P 為0.330 9，表明該模型失擬不顯著，說明該回歸方程可較好地擬合實際響應面；相關系數(shù)R2=0.985 5，校正決定系數(shù)R2Adj=0.966 9，說明擬合程度較好，試驗誤差較小。因此可用該回歸方程預測山藥全粉食養(yǎng)面條的感官評定，一次項A、B 不顯著，C極顯著，二次項A2、B2、C2均極顯著，交互項BC 顯著，AB、AC 之間均不顯著。

各因素交互作用響應面及等高線如圖6 所示。

圖6 各因素交互作用響應面及等高線圖Fig.6 Response surface and contour diagram of the interaction of each factor

由圖6 可知，曲面相對陡峭說明水添加量對感官評分影響顯著，水和谷朊粉間存在交互作用，而曲面坡度較平緩表明山藥皮在預混粉中占比對感官評價不顯著，其中等高線圖幾乎趨于橢圓狀，表明兩個因素間無明顯的交互作用。

2.3 響應面優(yōu)化結果及驗證分析

據(jù)Design Expert 8.0.6 軟件對Box-Behnken 的分析結果得知，優(yōu)化配方為預混粉添加量為10%（其中山藥皮在預混粉中的占比為11%）、谷朊粉添加量為1.5%、水添加量為35.5%，制得面條的感官評分為91.91，蒸煮損失率為6.18%。質構數(shù)據(jù)如表10 所示。

表10 山藥面條優(yōu)化組和對照組的質構分析Table 10 Texture analysis of optimal formulation of Chinese yam noodles and control

由表10 可知，優(yōu)化組山藥面條軟硬適中，黏度較空白組高，黏附性、彈性、咀嚼性和回復性較高。經(jīng)該工藝條件制備的山藥全粉食養(yǎng)面條的品質較好，說明該模型具有一定的可靠性。

3 結論

本文采用單因素和響應面試驗優(yōu)化了山藥全粉復配食養(yǎng)面條的工藝參數(shù)，最佳工藝為預混粉添加量為10%（其中山藥皮粉11%+山藥粉89%）、谷朊粉添加量為1.5%、水添加量為35.5%，制得的山藥面條色澤光潔、口感勁道，感官評分91.91，蒸煮損失率6.18%，煮后無斷條、幾乎無混湯。山藥全粉面條的研制，充分利用了山藥各個組分的營養(yǎng)價值，提高了現(xiàn)有山藥面條的營養(yǎng)性能，豐富面條種類的同時也為山藥的綜合利用提供參考。