不同马铃薯全粉对马铃薯面条品质的影响

沈耀衡，陆启玉，张 珂

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

不同马铃薯全粉对马铃薯面条品质的影响

沈耀衡，陆启玉*，张 珂

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

对不同工艺制得的马铃薯全粉的理化指标和粉质特性，以及其对面条的质构、蒸煮品质、厚度和微观结构进行了研究。结果表明：熟粉微观结构没有淀粉颗粒形态，破损淀粉含量高；生粉微观结构有淀粉颗粒形态，破损淀粉含量低；面粉粉质试验中，熟粉较生粉有更高的吸水率，生粉最大添加量为35%，熟粉最大添加量为20%；熟粉制作的生面条，黏性显著增大，生粉可以提高面条的拉断力；熟粉制作的面条煮熟后面条厚度有增大趋势。扫描电镜发现，熟粉面条中，大量糊化淀粉暴露在外；生粉面条中，马铃薯淀粉与小麦淀粉共同镶嵌在面筋网络中。

马铃薯全粉；面条品质；微观结构；扫描电镜

0 前言

早在2013年，农业部即启动马铃薯主食化科技项目，把马铃薯作为我国第四大主粮。面条作为中国的传统主食，具有非常悠久的历史。研制马铃薯面条，可以提高马铃薯的深加工利用率，推动我国马铃薯主食化这一战略目标。

马铃薯蛋白质是完全蛋白质，含有人体必需的8种氨基酸，但是马铃薯全粉中不含面筋蛋白，而面筋蛋白作为形成面筋网络的重要物质，对面团的可加工性具有至关重要的作用[1]。作者探讨了马铃薯全粉添加量对面条品质的影响，以期为制作良好的马铃薯面条提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜马铃薯：市售；金苑特一粉：郑州金苑面业有限公司；碘化钾、硼酸、硫代硫酸钠、盐酸、硫酸、氢氧化钠等均为分析纯。

1.2 仪器与设备

损伤淀粉测定仪：法国肖邦技术公司；质构仪：英国 Stable Micro System公司；WSC-S测色色差计：上海仪电物理光学仪器有限公司；DMT-10A电动面条机：龙口市复兴机械有限公司；JHMZ 200和面机（针式和面机）：北京东孚久恒仪器技术有限公司；高速万能粉碎机：北京中兴伟业仪器有限公司；FEI QUANTA FEG250扫描电子显微镜：美国FEI。

1.3 方法

1.3.1 马铃薯全粉的制备

新鲜马铃薯经过清洗、去皮、切片、蒸煮、80℃脱水干燥、粉碎、100目过筛而得到的细颗粒状马铃薯全粉，称之为“熟粉”。

新鲜马铃薯经过清洗、去皮、切丝、漂洗、60℃脱水干燥、粉碎、100目过筛而得到的细颗粒状马铃薯全粉，称之为“生粉”。

1.3.2 面条的制作

将马铃薯全粉以不同比例与特一粉进行混合，加水后在针式和面机中和面2 min，转移至铁盆中立即用保鲜膜封口，醒发30 min，参照SB/T 10137—93进行轧片，将面片逐渐压薄最终至1.0 mm，面带放置密封的自封袋内并用拧干的湿纱布盖住熟化20 min。最后用切刀制作出厚1 mm、宽2 mm的面条。

1.3.3 理化指标测定

水分按GB 5009.3—2010方法测定；淀粉含量按GB 5006—1985方法测定[2]；粗蛋白含量按GB 5009.5—2010方法测定；马铃薯全粉的粉质特性按GB/T 14614—2006方法测定；破损淀粉的测定：损伤淀粉测定仪，电流法；直链淀粉含量测定[3]：双波长比色法。

1.3.4 电子显微镜扫描

粉状物质：取少量粉，将其粘在导电胶带上并均匀涂开，固定在金属架上，喷金镀膜，然后放入扫描电镜观察舱内抽真空进行观察。

面条：将制作好的马铃薯面条进行真空冷冻干燥，将干燥好的马铃薯面条截断，并将其固定在导电胶带上，断面朝上，固定在金属架上，喷金镀膜，然后放入扫描电镜观察舱内抽真空进行观察。

1.3.5 面条质构测定[4]

将生面条煮至最佳蒸煮时间后，捞出放入冷水，然后用干纱布擦去表面水分，放入自封袋保湿进行质构测定。TPA 参数为：Pre－test Speed：2.0 mm/s；TestSpeed：0.8 mm/s；Post －testSpeed：1.0 mm/s；Strain：70%；Trigger Type:Auto－5 g；两次压缩之间的时间间隔：1 s。拉伸参数为：Pre－test Speed:2.0 mm/s；Test Speed:0.8 mm/s；Post－test Speed：5.0 mm/s；Distance:90 mm；Trigger Type：Auto－4 g。

1.3.6 最佳蒸煮时间测定[5]

取20根面条，放入盛有600 mL沸水的锅中（水处于微沸状态）并开始计时，从2 min开始，每间隔5 s捞出一根置于玻璃板上，并用另一个玻璃板按压面条，白芯刚刚消失时所需要的时间即为面条的最佳蒸熟时间。

1.3.7 面条吸水率及蒸煮损失的测定

吸水率测定：取15根20 cm的面条，称质量记为M1，放入600 mL沸水中煮至最佳蒸煮时间捞出，放入冷水，然后用干纱布擦去表面水分，称质量M2，计算吸水率。

干物质损失率的测定：将测吸水率剩余的面汤转入 500 mL烧杯中,放在可调式电炉上加热蒸发掉大部分水分后，将烧杯放入105℃烘箱内烘至恒质量，称量计算出面汤内干物质M3，计算干物质损失率。

式中：W为面条水分含量，%。

1.3.8 面条断条率的测定

由于生粉与熟粉制得的面条有很大差异，因此断条率采用了不同的蒸煮时间。生粉面条：20根20 cm面条，蒸煮时间为15 min，煮面用水1 500 mL，2 100 W功率暴沸；熟粉面条：20根20 cm面条蒸煮时间为10 min，煮面用水1 000 mL，2 100 W功率暴沸。

2 结果与分析

2.1 马铃薯全粉的电子扫描结果

生粉和熟粉扫描电镜结果见图1，发现两者存在较大差异，生粉具有明显的淀粉颗粒形态，表面光滑，呈现出类似成熟马铃薯的椭球形状[6]；而熟粉则完全没有颗粒形态，呈现出类似于岩石的不规则且棱角明显的形态，大小不一，没有规律。这与两种粉的制作工艺有很大关系，生粉在没有熟化的情况下低温干燥，进而保持了完整的淀粉形态；熟粉经过蒸煮，淀粉发生了糊化、破碎，颗粒形态已经被完全破坏[7]。

图1 生粉和熟粉2 000倍放大电镜图片Fig.1 TEM micrographs of raw PF and cooked PF amplified 2 000 times

2.2 基础理化指标

3种粉的基本理化指标见表1。由表1可知，特一粉（小麦粉）粗蛋白含量最高；淀粉含量3者有略微差距；生粉的支链淀粉含量最高。对比L*和b*可知，特一粉L*值最大，说明其颜色最白；熟粉b*值最大，说明其颜色偏黄。破损淀粉反映出淀粉颗粒的完整性，是面粉的一项主要指标。破损淀粉含量高时，会使面团吸水率增大，有利于面制品的出品率[8]，但过多时，会降低面团形成时间，使面团发黏。分析可知，熟粉的破损淀粉含量最高，这与熟粉粉质吸水率偏大，电镜扫描图片无颗粒形态结论相一致。

表1 3种粉的理化指标对比Table 1 Comparison of physical and chemical indicators of different flour

2.3 不同添加量生粉和熟粉面团的粉质特性

将生粉和熟粉与特一粉以不同比例混合，检测面团粉质特性，结果见表2和表3。

表2 生粉不同添加量的面团粉质特性Table 2 The flour quality characteristics with different raw flour content

表3 熟粉不同添加量的面团粉质特性Table 3 The flour quality characteristics with different cooked flour content

由表2和表3可知，不同添加量的生粉和熟粉面团存在显著差异。随着生粉添加比例的增大，面团吸水率略有升高；随着熟粉添加比例的增大，面团吸水率显著增大，这是因为熟粉中淀粉颗粒已经完全糊化，没有了紧密的团粒结构，淀粉颗粒内部的分子链得以延伸，活性中心增多，与水分子的结合位点也显著增多，进而使其吸水率显著增大[9]。形成时间与破损淀粉有关，王晓曦等[10]发现破损淀粉与形成时间呈负相关，随着生粉和熟粉添加比例的增大，面团形成时间呈降低趋势，对比可知，熟粉形成时间降低速度更快。稳定时间作为粉质的一项重要指标，反映了面团的面筋强度[8]，熟粉的加入极大地降低了面团的稳定时间，在熟粉含量很小（添加量为0%和5%）的情况下，也使得稳定时间显著降低；生粉的加入会逐渐降低混合粉的稳定时间。熟粉的加入显著增大面团的弱化度，且添加为5%时弱化度就变化显著；随着生粉的添加，面团弱化度先显著增大，然后缓慢增大。生粉和熟粉不同添加量的面团粉质质量指数都呈现降低趋势，这是因其都不含面筋蛋白。

2.4 马铃薯全粉的添加对马铃薯面条品质的影响

2.4.1 蒸煮品质

对马铃薯鲜湿面进行蒸煮特性试验，结果见表4和表5。

表4 不同熟粉添加量的马铃薯面条蒸煮品质Table 4 The cooking quality characteristics of potato noodles with different cooked flour content

表5 不同生粉添加量的马铃薯面条蒸煮品质Table 5 The cooking quality characteristics of potato noodles with different raw flour content

由表4可知，熟粉的添加会缩短面条最佳蒸煮时间，降低吸水率，增大干物质损失率和断条率，使面条在蒸煮过程中产生浑汤现象。吸水率降低一方面是因为面条中蛋白含量逐渐降低，蛋白比淀粉具有更强的吸水性[11]，另一方面可能是因为面条自身在蒸煮过程中干物质损失造成的。断条率增大，原因是熟粉吸水率较大，过多的水分使面条结构松散，易断裂。最佳蒸煮时间的缩短，断条率的增大，表明添加了熟粉的马铃薯面条变得更不耐煮。

由表5可知，生粉的添加会延长面条最佳蒸煮时间，吸水率缓慢增加，干物质损失率略有增大，在生粉添加量为35%时显著增大，断条率先降低后增大，这是因为马铃薯淀粉支链淀粉含量高，支链淀粉在热水中溶解度小、黏度大，不易溶解在面汤中[12]。对比断条率，可知添加适量的生粉可以改善面条的耐煮特性。

2.4.2 马铃薯面条质构分析

对不同生粉和熟粉添加量的马铃薯生、熟面条分别进行了质构检测，结果见表6—表9。

表6 不同熟粉添加量的马铃薯生面条质构品质Table 6 Texture quality of potato noodles with different amounts of cooked flour

表7 不同熟粉添加量的马铃薯熟面条质构品质Table 7 Texture quality of cooked potato noodles with different amounts of cooked flour

表8 不同生粉添加量的马铃薯生面条质构品质Table 8 Texture quality of potato noodles with different amounts of raw flour

表9 不同生粉添加量的马铃薯熟面条质构品质Table 9 Texture quality of cooked potato noodles with different amounts of raw flour

表6和表8是不同添加量生粉和熟粉生面条的质构品质。表6中变异系数（CV）最大的为黏性，说明熟粉的加入对生面条黏性影响较大，面条黏性增大会导致面条易出现粘刀现象，限制了其最大添加量。表8中变异系数最大的为拉伸距离，说明生粉的加入对拉伸距离影响较大，因为生粉中不含面筋蛋白，随着其添加比例的增大，面筋蛋白被稀释，面条延展性降低，拉伸距离逐渐减低；面条最大拉断力逐渐增大，因为生粉的加入虽然降低了面条的面筋含量，但是生粉中完整的马铃薯淀粉却可以有机地镶嵌在面筋网络当中，使面条更加不易被拉断；生粉添加量从0%增加至25%，面条黏聚性逐渐增大，说明生粉的加入使面条抗形变能力增强，这与面条硬度逐渐增大的结论相一致。

表7和表9是不同添加量生粉和熟粉熟面条的质构品质。表7中变异系数最大的是黏性，说明熟粉的加入对熟面条黏性影响较大，随着熟粉添加比例的增大，熟面条黏性逐渐降低，面条变得更加爽口，这可能是因为面条中所含蛋白质降低的原因。表9中变异系数最大的是最大拉伸距离，说明生粉会显著减低熟面条的拉伸距离；面条黏性在生粉添加比例为25%时达到最大，硬度的变化规律与生面条有着相似的趋势。

2.4.3 面条厚度

由于生面条厚度都是1 mm，只对熟面条厚度进行了测量，熟面条蒸煮至最佳蒸煮时间后测定厚度，结果见图2。

图2 生粉和熟粉添加量对熟面条厚度的影响Fig.2 Effect of addition amounts of raw flour and cooked flour on the thickness of cooked noodles

由图2可知，熟面条厚度随着熟粉添加比例的增大显著增大，这是因为熟粉中破损淀粉含量高，破损淀粉易吸水膨胀，从而使面条经过蒸煮后体积膨胀，这与熟粉膨胀特性结论相一致。添加生粉制得的马铃薯面条，经过蒸煮之后，面条厚度无显著变化，这是因为马铃薯淀粉颗粒有机地与面筋网络相结合，进而使得组织更加紧密。

2.4.4 马铃薯面条扫描电镜结果分析

对不同添加量熟粉和生粉制得的马铃薯面条进行真空冷冻干燥以保持其内部结构，然后用电镜观察其微观结构，图3和图4为放大2 000倍的电镜图片。

图3 不同添加量熟粉制作的生面条的电镜扫描微观结构Fig.3 TEM micrographs of noodles with different content of cooked flour

由图3可以看出，随着熟粉添加比例的增大，面筋蛋白形成的网状结构逐渐变得松散。比较0%与20%可以看出，呈清晰淀粉形态的完整淀粉明显减少，且出现了大片的无形态的糊化淀粉。糊化淀粉无淀粉颗粒形态，分子链摆脱了淀粉颗粒的束缚，在水中得以充分伸展，从而增加了淀粉与单体的接触面积，使单位质量的淀粉中反应活性点增加[13]。这与熟粉吸水率增大，面条干物质损失率变大、断条率增大的结论相一致，可以从微观结构进行印证。

图4 不同添加量生粉制作的生面条的电镜扫描微观结构Fig.4 TEM micrographs of noodles with different content of raw flour

由图4可以看出，淀粉可以有效地被面筋网络所包裹，从而增大面条的拉断力，随着生粉添加比例的增大，面筋网络逐渐被打断，不能有效地链接成网状结构，面条蒸煮品质变差，这与蒸煮试验结果相一致。比较图4可以看出，淀粉颗粒数量并未有明显减小趋势。生粉添加量为0%制作的生面条中淀粉形态主要有两种，比较大的呈现扁平铁饼状的A型淀粉和较小的圆球形的B型淀粉[14]。随着生粉添加比例的增大，形状类似成熟马铃薯的椭球形的淀粉增多。由电镜图片可以看出体积较大的马铃薯淀粉同小麦淀粉一同镶嵌在蛋白的包裹中。

3 结论

添加适量的生粉，可以减少面条蒸煮过程中的断条率，提高面条硬度。熟粉颗粒没有淀粉形态，呈现不规则岩石状，其蛋白含量低，破损淀粉较高。在制作面条过程中，随着熟粉添加量的增大，面条硬度降低，蒸煮损失增大，面条在蒸煮过程中易断条。

通过不同工艺制得的马铃薯全粉具有不同的微观结构，结构决定性质，结构不同，两种马铃薯全粉的理化指标也有很大差别。生粉具有完整淀粉形态，其粗蛋白、支链淀粉含量高，破损淀粉含量低，在面条制作过程中，可以添加至35%。熟粉没有淀粉颗粒形态，吸水率较高，在面条制作过程中，可以添加至20%。

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EFFECT OF DIFFERENT POTATO POWDER ON THE QUALITY OF POTATO NOODLES

SHENG Yaoheng，LU Qiyu，ZHANG ke
（School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

The physical and chemical indexes and flour quality characteristics of whole potato flour（PF），and their influence on the noodle qualities，including texture，cooking quality，thickness and microstructure were investigated in the present study.The result showed that there was no starch granule morphology in cooked PF，and the damaged starch content was high；while starch granule morphology existed in Raw PF and the damaged starch content was low.In farinogram experiment，cooked PF had higher water absorption rate compared with raw PF.The maximum raw PF addition amount was 35%，while the cooked PF was 20%.The adhesiveness of raw noodles prepared by cooked PF was increased;the breaking force of noodles was improved when raw PF was added;the thickness of boiled noodles made by cooked PF was increased.The results of scanning electron microscope showed that lots of gelatinized starch was exposed outside in cooked PF noodles，while potato starch and wheat starch were embedded in the gluten network in raw PF noodles.

whole potato flour；noodles quality；microstructure；SEM

TS213.2

B

1673-2383(2017)03-0038-07

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170621.1050.014.html

网络出版时间：2017-6-21 10:50:35

2016-10-09

国家自然科学基金项目（21276065）

沈耀衡（1991—），男，河南新郑人，硕士研究生，研究方向为食品工程与品质安全控制。

*通信作者