鷹嘴豆淀粉與紅薯淀粉復配粉條的研制及工藝優化

張倩，孫誠園，張毓玲，李濤，李偉，魏玉西，高翔，*

（1.青島大學 生命科學學院，山東 青島 266071；2.山東華濤食品有限公司，山東 濰坊 262100；3.中國海洋大學 食品科學與工程學院，山東 青島 266404）

粉條是一種以淀粉為主要原料加工而成的傳統食品，在我國有1 400 多年的歷史。鷹嘴豆作為一種豆類植物，因其形狀如鷹嘴一樣而得名，在中國主要分布于新疆、青海和甘肅等地[1]。鷹嘴豆營養價值高，內含豐富的營養素，其淀粉含量高達40%～60%[2]，且淀粉具有一種特殊的板栗風味。鷹嘴豆淀粉是鷹嘴豆中最重要的組成成分之一，具有重要的市場價值[3]。徐菁等[4]對7 種淀粉進行了研究，發現鷹嘴豆淀粉中的抗性淀粉含量最高，并且體外消化率曲線增長速度最慢，預測血糖生成指數最低，可達48.9。鷹嘴豆淀粉具有較高的直鏈淀粉和抗性淀粉含量，這是導致血糖生成指數較低的原因[5]，而且這種原料制作出的食品經過人體食用后可以明顯降低食物的消化速度，使餐后血糖降低，減少饑餓感[6]。李偉等[7]也發現鷹嘴豆淀粉中的抗性淀粉具有降血脂等多重功效。鷹嘴豆淀粉中抗性淀粉含量高，同時相對于其他豆類淀粉成本較低，將其加工成粉條等傳統的淀粉制品，是一種資源高效利用的重要途徑，具有較高的經濟價值。但鷹嘴豆淀粉微觀顆粒較大[8]，直鏈淀粉含量較高，淀粉顆粒的膨脹速度慢[9]，難糊化，加工粉條時透明度低，感官較差，因此考慮通過與其他淀粉復配改善品質。紅薯淀粉產量豐富[10]，且富含支鏈淀粉，易糊化，且生產的粉條感官質量極佳，是我國生產粉條的主要原料，故考慮采用鷹嘴豆淀粉與紅薯淀粉復配研究粉條制作的最佳工藝。

綜上，本試驗在鷹嘴豆淀粉中添加紅薯淀粉，優化直鏈淀粉與支鏈淀粉含量比，降低糊化難度，以提高粉條的感官及蒸煮特性。采取漏粉冷卻后形成粉條的方法，對含芡量、粉團含水量等進行單因素試驗以及正交試驗優化，篩選出最優工藝參數，以期為鷹嘴豆淀粉的利用及新型粉條產品的開發提供理論依據與數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鷹嘴豆淀粉：煙臺鼎豐生物科技有限公司；紅薯淀粉：樂陵市永興和食品有限公司；直鏈淀粉標準溶液（1 mg/mL）、支鏈淀粉標準溶液（1 mg/mL）：廈門安永博科技有限公司；氫氧化鈉（分析純）：太倉滬試試劑有限公司；碘（分析純）：蘇州信清科技有限公司；鹽酸（優級純）、碘化鉀（分析純）：西隴科學股份有限公司。

1.2 儀器與設備

壓面機（ZH-57）：冀華強機械廠；和面機（1518）：深圳市三利達電器科技有限公司；電磁爐（C21-ST2106）：廣東美的生活電器制造有限公司；鼓風干燥箱（DHG-9023A）、紫外分光光度計（E-1000UV）：青島藍特恩科教儀器設備有限公司。

1.3 復配粉條的制作工藝

1）制芡：將鷹嘴豆淀粉與紅薯淀粉以一定比例復配后混合，取少量混合淀粉以1 ∶2（g/mL）料液比加入70 ℃左右的溫水，均勻攪拌，制成流動的乳狀液。

2）調粉團、擠粉：向其加入剩余的混合淀粉，用和面機一擋至二擋（轉速為40～60 r/min）攪拌1 min 左右，至面團均勻，然后手動壓出。

3）煮粉：電磁爐功率2 100 W 煮制10 min，從粉條完全落入沸水中煮制開始計時，計時完畢后及時放入冷水中冷卻15 min，將水溫控制在10～15 ℃。

4）干燥：粉條冷卻后放置于烘箱架子上，在60 ℃下烘干約3 h 至水分含量低于20%。

1.4 評價指標

1.4.1 品質評價

1.4.1.1 斷條率

取1 000 mL 蒸餾水放于小鍋內，煮沸后，加入10～20 根約10 cm 長的粉條，記錄煮前的總根數（N），煮沸15 min，并不斷攪拌。煮后取出粉條立即用常溫水冷卻2 min，將不含有粉條的湯汁置于3～4 個試管中，使湯汁自然冷卻到室溫。記錄煮后的粉條總根數（M）。根據下式計算斷條率（B，%）[11]。

1.4.1.2 渾湯情況

用上述冷卻后的湯汁在波長為650 nm 處測定其吸光度（A），同時將蒸餾水煮制15 min 后，取冷卻后的湯汁作為空白對照，記錄數據。根據紫外原理求出透光率[12]。

1.4.1.3 粉條蒸煮特性

取約3 g（W1）的濕粉條在60 ℃烘箱中干燥3 h，稱干粉條的質量（W2），取1 000 mL 蒸餾水置于小鍋內煮沸，煮沸后加入W2的干粉條，計時加熱15 min，后立即置于常溫水中冷卻2 min，然后用濾紙吸去表面水分，再測其質量（W3）。再將粉條置于烘箱中，同樣條件下烘干，測其質量（W4）。根據下式分別求出膨潤度（S，%）、蒸煮損失（L，%）、干物質含量（D，%）以及復水率（R，%）[13]。

1.4.1.4 感官評價

參照GB/T 23587—2009《粉條》的規定和趙萌等[14]的方法，設置粉條感官評分標準，見表1，采取10 人制根據個人喜好對煮制后的粉條進行評分，滿分為100。將結果中的最大值和最小值去掉后取平均值。

表1 粉條感官評分標準Table 1 Sensory evaluation score standard of starch noodles

1.4.2 直鏈淀粉含量測定

參照GB/T 15683—2008《大米直鏈淀粉含量的測定》方法，按照碘顯色法進行測定。

1.5 調粉團工藝優化

1.5.1 紅薯淀粉添加量對粉條品質的影響

將紅薯淀粉按照10%、20%、30%添加量制作得復配粉條，其他條件保持不變，以純鷹嘴豆淀粉粉條為對照，測定粉條的斷條率、透光率、復水率等性質，并進行感官評分。

1.5.2 含芡量

固定20%的紅薯淀粉添加量，用6%、8%、10%、12%、14%不同的含芡量制作芡糊，分別制作粉條。以上述的最佳配方制得的粉條為對照，測定粉條的斷條率、透光率、復水率等，并進行感官評分。

1.5.3 粉團含水量

在芡糊制作過程中，用沸水將粉團含水量調節為42%、43%、44%、45%、46%，其他條件不變來制作粉條。以上述的最佳配方制得的粉條為對照，測定斷條率、透光率、復水率等，并進行感官評分。

1.5.4 糊化時間

將漏粉后的粉條分別在沸水中煮制10、15、20、25、30 min，其他條件不變，以上述的最佳配方制得的粉條為對照，將粉條烘干后測定斷條率、透光率、復水率等，并進行感官評分。

1.5.5 老化時間

將糊化后的粉條分別按照3、6、9、12、15 min 的冷卻時間老化，將水溫控制在15 ℃左右，在同樣條件下干燥后，以上述的最佳配方制得的粉條為對照，測定斷條率、透光率、復水率等，并進行感官評分。

1.5.6 正交試驗

正交試驗因素與水平見表2。粉條品質百分制加權占比見表3。按照表2 進行不同因素組合的正交試驗，以含芡量、粉團含水量、糊化時間、老化時間為因素，選取感官評價、斷條率、透光率為代表性指標，根據表3 計算出加權平均值，確定最佳復配粉條工藝。

表2 正交試驗因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal test

表3 粉條品質百分制加權占比Table 3 Weighted percentage of noodle quality based on percentage system

1.6 數據處理

采用SPSS 18.0 進行數據處理。所有試驗最少重復3 次，試驗數據用平均數±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 直鏈淀粉含量

通過碘顯色、紫外分光光度法等測得鷹嘴豆淀粉樣品中的直鏈淀粉含量為54.0%，紅薯淀粉中直鏈淀粉含量為17.4%。由直鏈淀粉含量（%）=1-支鏈淀粉含量（%）可計算得另一種淀粉的含量[15]。

粉條是利用淀粉糊化和老化的原理制備的一種淀粉制品。糊化過程就是淀粉乳濁液向淀粉凝膠轉變的過程[16]，即淀粉受熱吸水后，淀粉粒發生溶脹破裂，淀粉分子之間的氫鍵斷裂，并從破裂的淀粉粒中溶出，預糊化的淀粉凝膠作為粘合劑將其它淀粉顆粒固定在淀粉面團中[17]，使得淀粉向膠體轉化，這個過程得到的淀粉凝膠具有一定的硬度和彈性[18]，再經過冷卻后淀粉分子之間的氫鍵重新排列組合成三維網絡結構，最終得到成型后的粉條[19]，這個過程即為老化。與直鏈淀粉相比，支鏈淀粉分子含有更多的支鏈[20]，能夠結合更多的水分子導致其膨脹，故更易發生糊化。直鏈淀粉在老化過程中可形成一種晶核，使氫鍵排列的有序度增加，利于老化過程[21]，對淀粉凝膠強度的影響很大[22]。因此，直鏈淀粉與支鏈淀粉的配比在粉條制作過程中發揮關鍵作用。

2.2 紅薯淀粉添加量對粉條品質的影響

紅薯淀粉添加量對粉條的品質影響如表4 所示。

表4 紅薯淀粉添加量對粉條品質的影響Table 4 Effects of amount of sweet potato starch on the quality of starch noodles

感官評分可以反映出粉條的外觀是否透亮、口感是否勁道等重要性質，也是評價粉條質量好壞非常重要的指標[23]。通過對粉條的外觀、口感、組織狀態等感官特征的評價獲得感官評分。由表4 可知，鷹嘴豆直鏈淀粉含量較高，不易糊化，制作的粉條感官品質較差，感官分為71.33，外觀品質較差。添加紅薯淀粉之后，粉條感官品質明顯提高（p＜0.05），且隨著紅薯淀粉添加量的增加，感官評分呈上升趨勢。原因可能是紅薯淀粉的添加提高了支鏈淀粉含量，促進糊化，改善了外觀等感官品質。

透光率表示粉條蒸煮后的湯汁渾濁度，是評價粉條蒸煮特性的關鍵指標。蒸煮損失反映了粉條蒸煮后的內容物溶出量，與透光率相對應。透光率越低，表明煮后的湯汁越渾濁，蒸煮損失越大，粉條連接強度弱，品質差。當紅薯淀粉添加量為20%時，平均感官評分達82，透光率升至最高，蒸煮損失最小，優于紅薯淀粉添加量為10%的粉條。而斷條率可反映出粉條是否耐蒸煮，是衡量粉條品質的重要指標。斷條率越高，代表粉條易斷條，損失大，品質差。當紅薯淀粉添加量達到30%時，斷條率極劇增加，蒸煮損失及煮完粉條湯汁渾濁程度顯著升高（p＜0.05），可能是因為紅薯淀粉添加量過多，支鏈淀粉含量繼續增多，造成黏性大，容易斷條[24]，導致損失加大，品質降低。

此外，復水率、膨潤度也是衡量粉條質量好壞的指標。復水率越高，表明干粉條恢復到新鮮粉條的程度越大，但是超過一定限度之后，淀粉分子之間發生氫鍵斷裂[25]，易斷條。故復水率適中，表明粉條品質好。而膨潤度表示蒸煮過程中淀粉的水合能力及膨脹能力[25]。膨潤度并非越大越好，更重要的是干物質要保持不損失或盡可能損失小[26]。添加紅薯淀粉后的復配粉條的復水率和膨潤度顯著提高（p＜0.05），干物質含量適中，說明紅薯淀粉的添加一定程度上也增加了粉條的吸水性，但各紅薯淀粉添加組間數值差異不大。

總之，質量好的粉條應達到蒸煮損失少、膨潤度適中、口感爽滑有彈性、不易斷條、耐煮性好[27]的特性。因此，綜合考慮選用20%的紅薯淀粉添加量用于后續研究，且選取感官評價、透光率、斷條率3 個指標作為粉條品質整體判斷的主要指標。

2.3 含芡量對粉條品質的影響

含芡量對粉條品質的影響見圖1、圖2 及表5。

圖1 含芡量對粉條感官品質及透光率的影響Fig.1 Effects of thickening on sensory quality and transmittance of starch noodles

圖2 含芡量對粉條斷條率的影響Fig.2 Effects of thickening on breakage rate of starch noodles

表5 含芡量對粉條品質的影響Table 5 Effects of thickening on the quality of starch noodles

如圖1 所示，含芡量為10%的復配粉條感官評分達到了最高，且顯著高于其他組（p＜0.05），原因是10%的芡糊量黏結性強，能更好地將淀粉顆粒結合成一塊比較均勻、排列規整和有一定強筋力骨架的粉團，粉團更易成型漏出[28]，使粉條外觀光滑，色澤均勻，粉條感官品質高。當粉團含芡量小于10%時，粉條的透光率逐漸變大，說明蒸煮損失逐漸減小；當含芡量超過10%時，粉條的透光率呈下降趨勢，且蒸煮損失逐漸增加。含芡量為10%時，透光率達到最高，為89.87%，且粉條蒸煮損失最小。

由圖2 可知，粉團含芡量小于10%時，斷條逐漸減小，內部結構結合力逐漸增強，大于10%時，斷條又在增加，芡含量恰好為10%時，粉條的斷條率達到最低，且與其他組差異性顯著（p＜0.05）。這些趨勢與趙萌等[14]的研究結果一致。這是因為當粉團含芡量較低時，黏結性不夠將粉團連在一起，不易成型，內部結合力弱，所以經過一定時間煮制后的粉條，斷條率和損失較大，口感等感官品質下降；含芡量較大時，粉團的黏性增加，粉條有并條現象，又降低了粉條品質，產生了較大的蒸煮損失和斷條。

由表5 可知，隨著含芡量的增加，粉條的膨潤度和復水率呈上升趨勢，干物質含量適中。

研究表明，品質好的粉條要求芡糊完全糊化，色澤透亮，粉團表面光滑，因此含芡量不能太高或者太低[28]。因此，選擇最佳的含芡量為10%。

2.4 粉團含水量對粉條品質的影響

粉團含水量對粉條的品質影響見圖3、圖4 及表6。

圖3 粉團含水量對粉條感官品質及透光率的影響Fig.3 Effects of water content of dough on sensory quality and transmittance of starch noodles

圖4 粉團含水量對粉條斷條率的影響Fig.4 Effects of water content of dough on breakage rate of starch noodles

表6 粉團含水量對粉條品質的影響Table 6 Effects of water content on the quality of starch noodles

如圖3 所示，當粉團含水量低于45%時，隨含水量的增加，感官評分增加明顯，這是由于含水量較低的面團膠凝效果差，流動性也較差，攪拌阻力較大，不易漏粉，斷條較高。增加含水量可以提高粉條內部的潤滑性，使結構更加緊密均勻[14]。而當粉團含水量為45%時，感官評分達到最高，含水量再繼續增加時，粉團稀稠，不易成型，漏粉較為困難，感官評分低，嚴重影響外觀和口感。這種趨勢與張燦[29]在研制馬鈴薯鮮濕粉條時的規律一致，可能是因為45%含水量的粉條結構緊實，凝膠效果好，且外形透亮，制作出的粉條感官好。而且，隨著粉團含水量的逐漸增加，粉條的透光率呈現先升高后降低的趨勢，斷條率有著相反的趨勢，且差異明顯，見圖4，在面團含水量為45%時各指標基本達到極值。表明適當的粉團含水量，能夠使粉條內部結構緊實，損失小，斷條少。由表6 可知，隨著含水量的增加粉條的復水率、膨潤度增加，可能是因為含水量的上升使內部結構更加緊密潤滑，復水效果更好。干物質含量在較小范圍內變動，含量適中。當粉團含水量超過45%再繼續增加時，復水率增加不明顯（p＞0.05），膨潤度增加顯著（p<0.05）。這很有可能是因為粉團的含水量能影響淀粉的糊化及凝膠性質，從而影響粉條的品質[30]。

在適當的范圍內增加水含量可以提高淀粉糊化后重新聚合的速度，進而使凝膠體系的硬度增加[30]。綜上，選擇最佳的面團含水量為45%。

2.5 糊化時間對粉條品質的影響

糊化時間對粉條的品質影響見圖5、圖6 及表7。

圖5 糊化時間對粉條感官品質及透光率的影響Fig.5 Effects of gelatinization time on sensory quality and transmittance of starch noodles

圖6 糊化時間對粉條斷條率的影響Fig.6 Effects of gelatinization time on breakage rate of starch noodles

表7 糊化時間對粉條品質的影響Table 7 Effects of gelatinization time on the quality of starch noodles

在沸水煮制的過程中粉條逐漸定型，糊化時間對粉條內部的結構、外觀、蒸煮特性有很大的影響，從而影響粉條的整體品質。煮制時間短時，淀粉糊化不完全，淀粉內部連接強度弱，凝膠強度低，易斷條且外觀較差；若煮制時間超過一定的限度，可溶性物質就會溶出，也會降低淀粉顆粒之間的粘結力[31]，粉條外觀也軟爛易碎，品質較差。

由圖5 可知，隨著糊化時間的延長，感官評分在緩慢增加，糊化時間超過20 min 時，感官評分在快速降低。當糊化時間為20 min 時，感官評分為86.67，達到最高值。可能是因為粉條在制作的過程中煮制時間過長過短都降低粉條的感官品質。由圖6 可知，低于15 min 時，隨著糊化時間延長，粉條的斷條率在降低，透光率在緩慢上升，說明粉條蒸煮損失在減小。而糊化時間在15～25 min 內時，鷹嘴豆淀粉復配粉條透光率及斷條率等均無明顯差異，當糊化時間30 min 時透光率最低，斷條最高，品質最差，與其他組有明顯差異。這可能是因為糊化時間較短時，粉條夾生現象較嚴重，內部結構不勻稱，斷條高，存在較大的蒸煮損失。當復配粉條糊化時間超過一定的限度之后，鷹嘴豆粉條開始溶斷，導致軟爛、蒸煮損失大，極大降低了粉條的品質，這種變化趨勢與岳曉霞等[12]的研究結果類似。

由表7 可知，粉條的復水率和膨潤度呈現先上升后降低的趨勢，當糊化時間為20 min 時，復配粉條具有較高的膨潤度和復水率，干物質含量也適中。可能是因為一定范圍內的糊化時間延長適當地增加了粉條的持水性，但過長的煮制時間導致粉條軟爛，持水性下降。

綜合主要因素，鷹嘴豆淀粉復配粉條的糊化時間在20 min 時最佳。

2.6 老化時間對粉條品質的影響

老化時間對粉條的品質影響見圖7、圖8 及表8。

圖7 老化時間對粉條感官品質及透光率的影響Fig.7 Effects of aging time on sensory quality and transmittance of starch noodles

圖8 老化時間對粉條斷條率的影響Fig.8 Effects of aging time on breakage rate of starch noodles

表8 老化時間對粉條品質的影響Table 8 Effects of aging time on the quality of starch noodles

適量的淀粉與熱水混合之后，使淀粉分子內部氫鍵被高溫破裂，使直鏈淀粉與支鏈淀粉溶出導致糊化后，再經過重要的冷卻步驟使其發生老化，從而得到順滑可口的粉條。但若短時間老化，粉條內部組織結構差，粉條脫水不完全，也無法完全排除內部氣泡，影響粉條的品質；若長時間老化，粉條脫水過度，造成粉條易斷，降低外觀品質，不利于老化進行[32]。

由圖7 可知，粉條老化時間低于或高于6 min 時粉條感官品質均較差，當老化時間6 min 時感官評分最高，平均分達到87.67，且與其他組有明顯差異。隨著老化時間的逐漸延長，粉條的透光率呈現先上升后下降的趨勢，當老化時間6 min 時，透光率最高，接近100%，損失最小。由圖8 可知，斷條率隨著老化時間的延長先降低后上升，6 min 時最低，與感官評價、透光率結果一致。曾潔等[16]也研究了老化時間對粉條品質的影響，與本文結果變化趨勢類似，隨著老化時間的延長，感官評分先升高后降低，斷條先減少又增大。可能是因為當老化時間較低時，脫水不完全，粉條內部結構凝膠形成能力差，蒸煮損失較大，斷條較高，品質較差。超過一定時間之后，老化過度，損失也增大，粉條口感發硬易斷，降低了粉條的質量。由表8 可知，各組間粉條的復水率和膨潤度差異不明顯（p＞0.05），表明粉條老化時間保持在適當范圍內，其復水性也較高，干物質含量適中。

所以，鷹嘴豆粉條的老化時間選擇6 min 時品質最優。

2.7 正交試驗結果

選取含芡量、粉團含水量、糊化時間、老化時間4 個因素，設計三水平四因素的正交試驗，以不同因素組合的試驗由加權平均分得到的試驗結果如表9所示。

表9 正交試驗結果Table 9 Results of orthogonal test

由表9 可看出，在含芡量這個因素中，水平2 結果最好，在粉團含水量因素中，水平1 結果最佳，糊化時間和老化時間因素中分別是水平2 和水平1 結果最優，所以選擇含芡量10%、含水量44%、糊化時間20 min、老化時間3 min 為最佳正交組合。經過驗證試驗，此組合制出的復配粉條綜合評分可達86.30，與試驗中最高評分86.58（試驗4）相近。由極差分析可以看出影響粉條綜合品質的主次因素順序：糊化時間＞含芡量＞粉團含水量＞老化時間，方差分析表明4 個因素中的糊化時間對粉條的綜合評分影響最為顯著。

3 結論

本文通過添加紅薯淀粉來改善鷹嘴豆淀粉粉條的品質，并研究了含芡量、含水量、糊化時間等幾個關鍵性因素對粉條品質的影響。通過單因素及正交試驗得出鷹嘴豆淀粉與紅薯淀粉復配粉條的最佳工藝參數：紅薯淀粉添加量為20%，含芡量為10%，粉團含水量44%，糊化時間20 min 及老化時間3 min，其中，糊化時間對粉條品質的影響最為顯著。

此條件下制備的鷹嘴豆淀粉粉條制品，口感筋道、外形光滑透亮、不易斷條，蒸煮損失小，為鷹嘴豆淀粉的應用及新型粉條制品的開發具有一定的指導作用。但是本文缺乏對粉條內部結構等的詳細研究，對鷹嘴豆復配粉條品質的其他影響因素還需進一步討論。