不同品种小麦粉对马铃薯面条食用品质的影响

李康，胡宏海,2,3，樊月，吴磊,4，徐芬，戴小枫,2,3，张泓,2,3

（1.中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工重点实验室，北京 100193）（2.中国农业科学院合肥食品科学与营养创新研究院，安徽合肥 238000）（3.中国农业科学院农产品加工研究所主食加工技术研究院，黑龙江哈尔滨 151900）（4.陕西科技大学食品与生物工程学院，陕西西安 710021）

马铃薯，茄科茄属，一年生草本植物[1]，营养丰富，是许多国家的主要食物来源[2]。2015年我国鲜薯产量达9500万t，占世界总产量的1/4，但加工利用率却不足10%，远远落后于发达国家。一方面是因为马铃薯不含面筋蛋白，难以赋予面团特有的粘弹性，致使其加工性能较差；另一方面，由于我国马铃薯传统消费方式主要以鲜食为主，精深加工产品所占比重较低，且产品种类单一，缺乏适合中国居民饮食习惯的马铃薯主食产品。为实现推进马铃薯由副食消费向主食消费转变、由原料产品向加工制成品转变、由温饱消费向营养健康消费转变，2015年国家启动马铃薯主食化战略，预计到2020年30%以上的马铃薯将作为主食进行消费。

面条是我国的传统食品，有近两千年的悠久历史，是我国北方居民日常生活中最重要、最受欢迎的主食之一。同时在国外，特别是在意大利、日本和韩国等国家，面条也已成为人们日常饮食生活中的主要食品。但由于传统小麦粉面条的原料单一，已不能满足消费者对营养健康主食产品日益增长的需求。有研究表明，通过优化产品配方和工艺，将小麦粉和马铃薯全粉按一定比例混合制作马铃薯面条，不仅解决了因马铃薯全粉缺乏面筋蛋白导致成型难的问题，同时使面条的营养更加均衡[3,4]。然而，不同品种的小麦粉对马铃薯面条食用品质的影响尚不明确。因此，本文通过比较研究不同品种小麦粉对马铃薯面条品质的影响，以期筛选出适宜加工马铃薯面条的小麦粉品种，从而为马铃薯面条的加工和品质的改善提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

双福02-1、山农15、永良4、济南17和奎冬5等小麦粉由秦皇岛原滋味食品有限公司提供；新冬18小麦粉由新疆农业科学院提供；大西洋马铃薯全粉购自内蒙古凌志马铃薯科技股份有限公司；食盐购自当地超市。

1.2 主要仪器与设备

DJ-500J电子天平，奥豪斯仪器（常州）有限公司；JHMZ 200和面机，北京东孚久恒仪器技术有限公司；YRR34CB 醒发室，Ayauta-gun，Kagawa.，Japan；实验面条机，中国农业科学院农产品加工研究所；LT-ACC300人工气候箱，立德泰勀（上海）科学仪器有限公司；CT310K质构仪，BROOKFIELD，U.S.A.；BGZ-140电热鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；C21-H2101电磁炉，青岛海尔成套家电服务有限公司；S-570扫描电子显微镜，日本日立公司；K1100/K1100F全自动凯氏定氮仪，济南海能仪器股份有限公司；L 3/11-LT 40/12马弗炉，广州市华粤行仪器有限公司；MJ-IIIB型面筋仪，杭州大吉光电仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 马铃薯面条原料组成

80%小麦粉+20%马铃薯全粉+2%食盐（以混合粉质量计算）。

1.3.2 马铃薯面条的制作

称取混合粉200 g放入和面机，搅拌6 min，同时不断加入盐水，加水量为湿面团含水量与混合粉含水量之差，面团的含水量为35%。拌好的面絮放入自封袋在25 ℃的醒发室内醒发1 h，然后将面絮压成0.4 cm厚的面带，继续在25 ℃醒发室中进行二次醒发30 min，最后醒发好的面带分别在 3.0、2.5、2.0、1.5、1.0 mm的轨间距处延压两次，面带压至1 mm厚，进行切面。

1.3.3 马铃薯干面的制作

取部分马铃薯鲜切面吊挂在人工气候箱中烘干，制得马铃薯干面。烘干条件如下：第一段：温度25 ℃，湿度85%，时间1 h；第二段：温度45 ℃，湿度80%，时间3 h；第三段：温度25 ℃，湿度60%，时间2 h。

1.4 品质指标的测定

1.4.1 小麦粉中主要成分的测定

1.4.1.1 蛋白质含量测定

小麦粉中粗蛋白含量按《GB 5009.5-2010食品中蛋白质的测定》的方法进行测定。

1.4.1.2 湿面筋含量测定

小麦粉中湿面筋含量按《GB/T 5506.2-2008仪器法测定湿面筋》的方法进行测定。

1.4.1.3 淀粉含量测定

小麦粉中淀粉含量按《GB/T 5009.9-2008食品中淀粉的测定》的方法进行测定。

1.4.1.4 直链淀粉含量测定

小麦粉中支链淀粉含量按Megazyme直链淀粉试剂盒方法测定。

1.4.1.5 灰分含量测定

小麦粉中灰分含量按《GB 5009.4-2016食品国家安全标准食品中的灰分的测定》的方法进行测定。

1.4.2 马铃薯面条蒸煮损失测定

采用中华人民共和国粮食行业标准 LS/T 3212-2014《挂面生产工艺测定方法》对鲜切面及干面的蒸煮损失进行测定。称取约10 g样品，精确至0.1 g，放入盛有500 mL沸水(蒸馏水)的烧杯中，用电磁炉加热，保持水的微沸状态，煮制最佳烹调时间后，用筷子挑出面条，面汤放至常温后，转入500 mL容量瓶中定容混匀，吸50 mL面汤倒入恒重的250 mL烧杯中，放在可调式电磁炉上蒸发掉大部分水分后，再吸入面汤50 mL，继续蒸发至近干，放入105 ℃烘箱内烘至恒重，计算蒸煮损失。

P=5M/[G×(1-W)]×100

式中：G为煮前面条重量/g；P为蒸煮损失/%；M为100 mL面汤中干物质量/g；W为面条中水分含量。

1.4.3 煮后面条质构特性测定

量取600 mL蒸馏水放入1000 mL烧杯中，将水加热煮沸后，放入5根马铃薯面条，微沸状态下煮至最佳蒸煮状态立即捞出。以流动蒸馏水冲淋30 s，然后利用质构仪进行拉伸特性和质地剖面分析（TPA）测定，每个样品进行5次重复试验取平均值。

1.4.3.1 煮后面条拉伸特性测定

利用质构仪对蒸煮冲淋完毕的实验样品进行拉伸性能的测定，最大拉力反映蒸煮后面条的拉伸性能。探头A/SPR，测前速率为2.0 mm/s，返回速率10 mm/s，测试速率1 mm/s。拉伸距离为100 mm，数据采集速率为25 p/s。两探头起始间距30 mm，触发值为5 g。记录面条被拉断时的最大拉伸力，每个样品进行5次重复实验取平均值。

1.4.3.2 煮后面条质地剖面分析（TPA测试）

利用质构仪对蒸煮冲淋完毕的实验样品进行TPA测试，比较分析面条的硬度、弹性、胶着性、咀嚼性和粘力等品质指标。选择3根面条均匀并排放置在实验平台上，探头ALKB-F，测前速率和测后速率均为2.0 mm/s，测试速率为0.8 mm/s。压缩程度为70%，两次压缩停留间隔为10 s，数据采集速率为200 p/s。触发值为10 g。每个样品进行6次重复实验取平均值。

1.4.4 扫描电镜（SEM）观察

将干面用镊子掰成1~2 mm的小方块，将干面断裂面向上放置粘贴固定在载样台上，直接进行喷涂处理，观察、拍照。每个样品重复拍照三次，选择较为清晰的代表性照片观察比较。

1.4.5 数据分析

每个实验指标最少做三个平行试验，最后测定数据用SPASS 17.0统计软件进行LSD显著性分析，显著性p<0.05，统计值使用“平均值±标准差”表示。所得结果进一步用Excel 2007及Origin 9.1做图表示。

2 结果与分析

2.1 不同品种小麦粉中主要成分

表1 不同品种小麦粉中主要成分差异Table 1 The differences in major component of different varieties of wheat flour

由表1可见，六种不同品种小麦粉中，双福02-1粗蛋白含量最高，永良4含量最低。小麦粉蛋白质粗蛋白中除面筋蛋白外还含有一定量的非面筋蛋白，这部分蛋白对面粉起到酶的功能，具有催化酵母发酵和凝结面团的作用[5,6]。双福 02-1中的小麦粉直链淀粉含量也最高，而新冬18小麦粉中的最低。新冬18小麦粉灰分含量显著高于其余5种小麦粉，奎冬5小麦粉的灰分含量最低。一般而言，小麦粉灰分含量越高，矿物质的含量越高，其加工性能越差[7]。

2.2 不同品种小麦粉对马铃薯面条蒸煮损失的影响

蒸煮损失可定量反映蒸煮过程中面条中干物质的溶出量，是衡量面条品质的重要指标。蒸煮损失越大，面条的糊汤程度越严重，面条食用品质亦越差[8]。如图1所示，6种马铃薯干面中，双福02-1马铃薯干面蒸煮损失最大，奎冬5马铃薯干面最小。6种马铃薯鲜切面中，济南17马铃薯鲜切面蒸煮损失最大，双福02-1马铃薯鲜切面次之，山农15马铃薯鲜切面最小。

这可能是由于山农15和奎冬5小麦粉中湿面筋含量较高，在面团的制作过程中形成了较好的三维网状结构，降低了淀粉的溶出，从而降低了蒸煮损失。芦静和赵清宇等认为面条的蒸煮损失与湿面筋含量存在着显著的负相关[9,10]。双福02-1小麦粉的高淀粉含量可能是造成马铃薯面条蒸煮损失高的主要原因，直链淀粉易溶于热水，糊化时间短，随着面条中的直链淀粉含量的升高，进入面汤中的干物质含量增加，蒸煮损失增大[11,12]。

图1 不同品种小麦粉对马铃薯面条蒸煮损失的影响Fig.1 Effects of different wheat flour on the cooking loss of potato noodles

2.3 不同品种小麦粉对马铃薯面条拉伸特性的影响

面条的拉伸阻力是指面条在受外力伸展时产生的阻力，一般用面条拉断时的最大阻力表示[13]。拉伸阻力可以定量反映面条的拉伸特性，通常拉伸阻力越大，面条的筋道感越好，弹性越强，相应面条的品质亦越好。

六种马铃薯干面及鲜切面的拉伸特性如图 2所示，可以看出山农15和济南17马铃薯干面的拉伸阻力要显著大于其余4种，永良4马铃薯面条的拉伸阻力最小。

在鲜切面中，双福02-1马铃薯鲜切面的拉伸阻力最大，济南17马铃薯鲜切面次之，永良4鲜切面拉伸阻力最小。面条的拉伸特性与原料粉中的蛋白质和湿面筋含量密切相关。随着蛋白质含量的增加，湿面筋含量随之上升，蛋白质通过共价键和非共价键形成网状结构，进而与淀粉和脂肪等物质形成了一个淀粉-蛋白质-脂肪复合体，湿面筋含量越高，这种复合体结构越牢固稳定性越高，形成的面条的弹性越好，拉断力和拉伸距离也就越大[14]。

图2 不同品种小麦粉对马铃薯面条拉伸特性的影响Fig.2 Effects of different wheat flour on the tensile force of potato noodles

2.4 不同品种小麦粉对马铃薯面条质构特性的影响

由于各个国家对面条的口感品质要求不同，同一种产品感官评价存在很大差异难以统一标准化，而质构仪有较高的灵敏度和客观性，可以通过对结果的量化处理避免人为评价的主观因素[15]。同时，剪切应力和拉断力等参数与面条的筋道感，硬度和弹性等指标之间存在显著的正相关性，因此用质构仪对面条的质地进行研究不但直观而且更加方便快捷[16]。对六种马铃薯干面和鲜切面质构特性的测定，结果见表 2。可以看出，六种干面的硬度存在显著差异，其中山农15和新冬18马铃薯干面硬度较大，双福02-1马铃薯干面硬度最小；济南17马铃薯干面弹性和胶着性相对较好，永良4马铃薯干面的硬度、弹性和胶着性等指标显著较差，其他指标六种干面均无显著性差异。在六种鲜切面条中，硬度等五个指标的无显著性差异。湿面筋和直链淀粉含量是影响面条质构特性的主要因素。

山农 15和济南 17小麦粉的湿面筋含量显著较高，直链淀粉含量相对较低（表1）。在面团形成过程中面筋蛋白中的麦谷蛋白各亚基之间通过分子间二硫键和次生键（氢键和疏水作用等）聚集形成较大的蛋白聚合物[17]，这种聚合物形成的网络结构具有较好的刚性和弹性，是产生面条硬度和弹性的主要原因之一，面筋蛋白含量越高，面条的咀嚼性也就越好，筋道感越强[18]。直链淀粉含量不一致是影响面条的质构特性的另一个主要原因[19,20]，通常直链淀粉含量越低，面条的吸水量越小，硬度亦越大。

表2 不同品种小麦粉对马铃薯面条质构特性的影响Table 2 Effects of different wheat flour on the texture characteristics of potato noodles

2.5 不同品种小麦粉对马铃薯面条微观结构的影响

图3 不同品种小麦粉对马铃薯干面微观结构的Fig.3 Effects of different wheat flour on the microstructures of potato noodles

扫描电子显微镜能较好的评价蛋白质和淀粉等主要成分对面条微观结构的影响[21]。分别在45和2000放大倍数下观察六种马铃薯干面的横截面，结果如图3所示。

从图中可以看出，放大倍数在45倍时，可明显地观察到六种面条的内部微观结构存在较大差异，山农15和济南17马铃薯干面结构较为致密，无龟裂现象发生且空隙较小。而双福02-1和永良4马铃薯干面质地较为疏松，有龟裂现象发生。在2000倍显微镜下进一步观察发现，山农15和济南17马铃薯干面中蛋白质和淀粉颗粒结合更为紧密，蛋白质对淀粉颗粒的包裹效果较好。而双福02-1马铃薯干面中形成的蛋白网络结构较差，淀粉颗粒和蛋白质间存在较大空隙，淀粉未完全镶嵌在面筋网络结构中。小麦粉中湿面筋含量会直接影响面筋网络结构形成的数量和质量，进而影响面条的质地[22]，而面筋蛋白中的半胱氨酸氧化形成的分子间和分子内的二硫键可促进网络结构的形成[21]。

3 结论

3.1 综合考虑不同品种小麦粉对马铃薯面条的蒸煮损失、拉伸特性、质构特性和微观结构的影响，结果表明山农15、济南17小麦粉制作的马铃薯面条，其食用品质优于其他4种小麦粉。由此可见，山农15、济南17小麦粉较适合用于加工马铃薯面条。

3.2 小麦粉中湿面筋含量和直链淀粉含量对马铃薯面条的感官品质影响显著，小麦粉中湿面筋含量越高，直链淀粉含量越低马铃薯面条的感官品质越好。

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