慈姑淀粉添加量对鲜面条品质的影响

罗婷婷 戢得蓉 罗妍琛 段丽丽 郑 静

(四川旅游学院食品学院，四川 成都 610100)

慈姑(SagittariasagittifoliaL)又称茨菰、白地栗、乌芋等[1]，属于泽泻科慈姑属的直立水生草本植物，其主要食用部分为块茎。慈姑是一种良好的药食两用的原料，具有一定食疗作用，有凉血、清热解暑、消肿解毒、止血、保肝、降血糖、调脂和免疫刺激等功效[2]。此外慈姑具有显著的抗氧化、抗肿瘤等作用[3]。慈姑中淀粉含量高，干燥的慈姑球茎淀粉含量高达54.60%[4-5]，其中约有30%左右的直链淀粉[6]，而且慈姑淀粉的黏性行为、热稳定性和机械稳定性良好，适合用作面条加工的原料[7]。

面条为中国传统主食之一，近年来，向小麦粉中添加杂粮粉制得的新型营养面条越来越受研究者的青睐与重视，目前已有将全谷、荞麦、鹰嘴豆、马铃薯淀粉等杂粮原料添加到面条中的研究报道[8-10]，但利用慈姑淀粉重组小麦粉制成淀粉面条的研究还未见报道。试验拟用慈姑淀粉代替部分小麦粉制作慈姑鲜面条，探究慈姑淀粉对鲜面条色泽、蒸煮特性、质构特性、感官品质和挥发性风味成分的影响，以期为慈姑淀粉在鲜面条加工中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

慈姑淀粉：弥勒市竹园镇蔗林食品厂；

多用途麦芯粉：碳水化合物24%、蛋白质20%、脂肪3%，滨州中裕食品有限公司。

1.2 材料与设备

摇摆式高速万能粉碎机：DFY-1000D克型，温岭市林大机械有限公司；

家用智能面条机：HR2356型，飞利浦公司；

电子天平：GL224l-1SCN型，深圳市林涛仪器有限公司；

质构仪：TMS-PRO型，美国FTC公司；

电热鼓风干燥箱：101型，北京市永光明医疗仪器有限公司；

专用磁力加热搅拌装置：PC-420D型，美国Supelco公司；

手动萃取头：75 μm，CAR/PDMS型，美国Supelco公司；

气相色谱—质谱联用仪：SQ680型，美国Perkin Elmer公司。

1.3 试验方法

1.3.1 慈姑淀粉预处理 将慈姑淀粉原料，用粉碎机进行粉碎并过100目筛，备用。

1.3.2 慈姑鲜面条加工

(1) 工艺流程：

原料称重(麦芯粉、慈姑淀粉)→混匀→和面(加水量35%)→压面→单螺旋挤压切条→熟化→成品[11]

(2) 操作要点：按表1的比例称取麦芯粉和过100目筛的慈姑淀粉，用智能面条机以和面模式搅拌2 min，加入70 g纯净水继续搅拌4 min，转为压面模式，使用2 mm 孔径的模具[12]，制备出不同慈姑淀粉添加量(0%，5%，10%，15%，20%，25%，30%)的鲜面条。

表1 慈姑淀粉替代麦芯粉比例

1.3.3 鲜面条水分含量测定 参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法。

1.3.4 面条色泽测定 参照刘增贵[13]的方法，测定各样品的L*、a*、b*值。

1.3.5 最佳蒸煮时间测定 参照LS/T 3212—2014《挂面》中的方法，略作调整：取15根长度为20 cm的慈姑面条，从135 s时取样，每间15 s取出1根面条，确定最佳蒸煮时间。

1.3.6 熟断条率测定 参照马贵燕[14]的方法，略作调整：取25根长度为20 cm的慈姑面条进行测定。

1.3.7 吸水率及蒸煮损失率测定 参照乔明锋等[15]的方法，略作调整：取25根长15 cm面条称重，置于500 mL蒸馏水中煮制270 s，捞出、沥干后称重后得出吸水率；将测吸水率的面条，取200 mL面汤倒入恒重的250 mL烧杯中，用电子万用炉蒸发出大部分水分，放入105 ℃烘箱内烘至恒重得到蒸煮损失率。

1.3.8 质构分析 参照乔明锋等[15]的方法，略作调整：将25根长度为20 cm的慈姑鲜面条，置于沸水中进行煮制270 s，捞出后用冷水冲淋1 min，置于滤纸上静置1 min；选用TA/LKB-切刀探头，设定测试参数形变量50 mm，速度60 mm/min，回复力0.375 N，高度30 mm。煮制后慈姑鲜面条质构测试以硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性为主要指标。

1.3.9 感官评价 选择10名食品科学与工程本科专业的学生组成感官鉴评小组然后对慈姑鲜面条进行感官评价，满分为100分。参照SB/T 10137—93《中华人民共和国行业标准 面条用小麦粉》制定评分标准如表2所示。

表2 感官评分标准

1.3.10 挥发性风味成分分析

(1) 萃取条件：将面条剁细，称取3.0 g样品置于10 mL 顶空瓶中，加盖密封，固相微萃取器经老化处理后插入顶空瓶，置于40 ℃水浴顶空萃取60 min后，立即插入气相色谱仪进样口中，在220 ℃下解吸5 min，进行GC-MS检测。

(2) GC条件：进样口温度220 ℃；色谱柱为DB-Wax (30 mm×0.25 mm×0.25 μm)；升温程序：初始温度70 ℃，保持10 min，以2 ℃/min升至100 ℃，保持0 min，以5 ℃/min升至220 ℃，保持5 min。

(3) MS条件：电子电离源，电子能量70 eV，灯丝流量0.20 mA，离子源温度230 ℃，接口温度240 ℃，质量扫描范围50.00～450.00(m/z)。

1.4 数据处理与分析

所有试验数据均进行3组及以上平行，运用Microsoft Excel 2010进行数据处理，显著性差异分析和相关性分析使用SPSS 22.0、Origin 8.5统计软件进行评估与处理。

2 结果与分析

2.1 慈姑淀粉添加量对鲜面条含水量和吸水率的影响

慈姑淀粉添加量对鲜面条含水量和吸水率的影响显著，结果见图1。面条的含水量在慈姑淀粉添加量为0%～15%和20%～30%时呈上升趋势，当慈姑淀粉添加量为15%时，面条含水量相对最大，可能是混合粉中蛋白质占比逐渐减少，降低了非冻结水与蛋白质表面的亲水部位以氢键相结合的机率，进而导致面条的含水量增加[16-17]；当慈姑淀粉添加量为20%时，面条含水量骤降，可能由于混合粉中蛋白质占比减小到一定比例，此时的加水量充分，蛋白质和淀粉与水分子紧密结合，使吸附水增加，蛋白质与淀粉充分吸水膨胀，形成致密的网络结构，而后随慈姑淀粉添加量增加，混合粉中蛋白质占比继续降低，而加水量不变，水分只能吸附在面筋网络结构外面，进而导致吸附水更多地向自由水转化，含水量又逐渐上升[18]。由于慈姑淀粉中含大量多糖物质和亲水性物质[19]，添加慈姑淀粉后会影响面条的吸水率，随慈姑淀粉添加量的增加，慈姑鲜面条的吸水率整体呈上升趋势；当慈姑淀粉添加量为20%时，面条吸水率骤升，由于面条的吸水率与淀粉结合水能力密切相关，此时慈姑面条的含水量最低，煮制时水分充分被吸附至面筋网络结构表面[20]。面条的含水量在慈姑淀粉添加量为5%及25%时与普通面条最接近，但从实际食用品质来看，5%慈姑淀粉添加量的面条黏度适宜，咀嚼时爽口且不粘牙。

图1 慈姑淀粉添加量对面条含水量和吸水率的影响

2.2 慈姑淀粉添加量对鲜面条蒸煮特性的影响

由图2可知，普通面条与5%慈姑淀粉添加量的面条断条率均为0，之后随着慈姑淀粉添加比例的增加，面条断条率不断增大，当慈姑淀粉添加量为30%时面条断条率最大。由于慈姑淀粉中面筋蛋白含量极少，增加慈姑淀粉用量，会降低混合粉中的面筋蛋白含量不利于面筋网络结构的形成，从而使得面条韧性减低[21]。因此，随着慈姑淀粉添加量的增加断条率上升。

由图2还可知，慈姑淀粉添加量为5%和20%的面条相比于其他添加量的面条蒸煮损失率相对较低，品质较好；而慈姑淀粉添加量为15%时蒸煮损失率达到最大，面条糊汤明显。在0%～15%的慈姑淀粉添加量范围内慈姑淀粉含量较小，混合粉中直链淀粉含量占比增大，在煮制过程中使得面筋网络更多地暴露在沸水中，面条中的面筋蛋白损失率上升，进而导致面条的断条率升高[22]，在15%添加量时达到最大值。添加量为20%时面条的蒸煮损失率骤然减小，可能与慈姑淀粉高黏性的特征有关。

图2 慈姑淀粉添加量对面条断条率和蒸煮损失率的影响

2.3 慈姑淀粉添加量对鲜面条质构特性的影响

由表3可知，随着慈姑淀粉添加量的增加，鲜面条的胶黏性先减小后增大再降低；面条的硬度、咀嚼性与弹性的变化趋势相似，均呈先增大后减小再增大的趋势，均在慈姑添加量为5%时出现第一次拐点，表明添加5%慈姑淀粉可以增加鲜面条的内聚力，使得面条的品质得到一定的改善，但是当慈姑淀粉的添加量超过一定范围时，面条的品质开始下降。由于慈姑淀粉中不含面筋蛋白，进而导致面筋网络形成受阻，影响了面筋的强度，对面条的食用口感产生了影响[21]。蒸煮后的面条中淀粉发生糊化，直链淀粉与支链淀粉形成一种淀粉网络结构，使面条具有一定的刚性和完整性，由于慈姑淀粉的添加，混合面粉中的面筋蛋白占比降低，导致面筋蛋白的结合性能降低，以至于面筋网络形成受阻以及面筋的延展性降低，使得面条质地变坚硬[23]。由表4可知，面条咀嚼性受硬度、胶黏性、弹性3个因素共同影响，与面条硬度、弹性呈极显著正相关性(P≤0.01)，与面条胶黏性呈极显著负相关性(P≤0.01)；面条弹性与面条咀嚼性、硬度呈极显著正相关性(P≤0.01)。

表3 慈姑淀粉添加量对慈姑鲜面条品质的影响†

表4 慈姑淀粉添加量与鲜面条质构指标间的相关性分析†

2.4 慈姑淀粉添加量对鲜面条色泽的影响

随着慈姑淀粉的添加，淀粉含量逐渐增加，蛋白质相对含量减少，会使面筋网状结构形成受阻，对光的反射造成一定的影响[24]。由表5可知，随慈姑淀粉添加量的增加，使L*、a*值均较未添加慈姑淀粉的对照组高。其中添加了慈姑淀粉后面条L*值比普通面条高，表明慈姑淀粉的添加有助于提高鲜面条的亮度，使面条的表观状态提高，这是由于L*值与支链淀粉含量呈正相关，与蛋白质含量呈负相关，添加了慈姑淀粉的混合粉中直链淀粉占比增加，蛋白质占比减小，使得面筋网络形成受阻，面条质地紧密程度降低，反射光增加所致；慈姑鲜面条较普通面条的b*值呈下降趋势，慈姑鲜面条偏向蓝色度增大的方向，这是由于b*值与直连淀粉含量相关[25]。综上，随着慈姑淀粉添加量的增加，慈姑鲜面条的颜色会向亮、红的趋势发展，同时面条颜色随慈姑淀粉添加量的增加，会先向黄的趋势发展，再逐渐增深。可能是由于随着慈姑淀粉含量增加，混合粉中蛋白质占比降低，淀粉占比增加，使得面筋网状结构受阻，从而导致制得的面条内部结构紧密程度改变，对光的反射产生影响[26]。

表5 慈姑淀粉添加量对慈姑鲜面条色泽的影响†

2.5 慈姑淀粉添加量对鲜面条感官品质的影响

由图3可知，不同添加量的慈姑淀粉制作的鲜面条感官各项指标存在较大的差异，面条感官总体评分随慈姑淀粉添加量的增加，呈先增加后降低的趋势。感官评分总分的变幅为0.34%～8.70%，平均分为85.86。其中，慈姑淀粉添加量为5%时，色泽、表观状态、适口性、黏度、光滑性得分最高，添加少量慈姑淀粉一定程度上提升了面条的风味与口感，面条吃起来伴有淡淡的甜味，具有适宜慈姑淀粉清香味。但随着慈姑粉添加比例增加，混合面粉中的蛋白质含量降低，面条的表观状态、适口性、光滑性逐渐下降；面条颜色逐渐偏灰但色泽均匀，亮度逐渐增加。由于慈姑淀粉面条黏度逐渐增加，粘牙程度也随之增加；面条的弹性和筋力会有所下降，韧性逐渐减弱，致使面条的口感逐渐变软，咬劲变差，最终使得面条的感官评分逐渐下降。综上，添加适量的慈姑淀粉可有效改善面条的食用品质。

图3 慈姑淀粉添加量对慈姑鲜面条感官的影响

2.6 添加慈姑淀粉对鲜面条挥发性风味成分的影响

利用固相微萃取气质联用检测未添加慈姑淀粉的普通面条和慈姑淀粉添加量为5%的鲜面条的挥发性风味成分物质。表6为面条中挥发性风味成分的GC-MS分析结果。

由表6可知，慈姑淀粉添加量为0%，5%的面条样品检测出的风味物质分别为16，17种，普通面条中醛类含量最高(27.88%)，其次是烃类(8.96%)、酮类(5.25%)、呋喃类(4.06%)等。慈姑淀粉添加量为5%的慈姑鲜面条中烃类含量最高(40.53%)，其次为呋喃类(6.87%)、醇类(1.83%)、酮类(1.16%)等。经过数据对比可知，普通面条中的挥发性成分及挥发性物质总相对含量均低于慈姑淀粉添加量为5%的慈姑鲜面条，两者的香气物质在种类和相对含量上均存在一定的差异，但也存在相似的香气物质。在添加量为5%的慈姑鲜面条中检测出了普通面条中没有的正辛烷、壬烷、5，8-二乙基十二烷、α-姜黄烯、氘代丙酮、4，4-二甲基二氢呋喃-2(3H)-酮、2-氟乙醇、2-乙基-2-己烯-1-醇、反式-2-癸烯醇、甲酸甲酯、5，8-二羟基-1，4-萘醌、甲酰肼。其中有具有醇味的2-氟乙醇、具有芳香味的甲酸甲酯；添加量为5%的慈姑鲜面条中含有多种普通面条不含有的烃类、酮类、醇类、酯类，赋予了慈姑鲜面条慈姑的特有清香和风味，对慈姑鲜面条的风味呈现提供重大的贡献。

表6 香气成分对比

由图4可知，慈姑淀粉添加量为0%普通面条的香气成分中醛类相对含量为27.88%，说明醛类物质是普通面条主要香气成分。慈姑淀粉添加量为5%的慈姑鲜面条中烃类相对含量为40.53%，说明烃类物质是慈姑淀粉添加量为5%的慈姑鲜面条主要香气成分。两种样品均检测到了一种共有的基本特征风味物质2-戊基-呋喃，赋予面条具有豆香、果香、泥土、青香及类似蔬菜的香韵。

图4 不同种类挥发性物质相对含量的变化

3 结论

由于慈姑淀粉是一种多糖物质，不含面筋蛋白，随着慈姑淀粉添加量逐渐增加，面粉中面筋蛋白含量占比降低，面筋网络结构的形成受阻，所以慈姑淀粉的特性对高含量的慈姑鲜面条品质影响较大，当添加适量的慈姑淀粉时可以改良面条品质。总体而言，综合考虑蒸煮特性、色泽、感官评定及质构特性的研究结果，确定慈姑淀粉最佳添加量为5%，煮制后的面条不粘黏且具有弹性，口感较佳，相对于普通面条，慈姑淀粉添加量为5%的慈姑鲜面条赋予了其慈姑的特有清香和风味，对慈姑鲜面条的风味呈现提供重大的贡献；而慈姑淀粉添加量过高会显著降低鲜面条品质，其具体原因仍需进一步研究确定。

目前淀粉面条的研发深受研究者的青睐，淀粉本身对淀粉面条的生产和最终面条品质的构建起着重要的作用，可以通过对淀粉进行改性来改善淀粉的性质，以增强其功能特性，将改性淀粉应用于食品制作中，使食品品质进一步得以提升。