鷹嘴豆粉對面團流變學(xué)特性及面條品質(zhì)的影響

張櫸，鐘金鋒，雷凡，覃小麗*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶,400715)2(食品科學(xué)與工程國家級實驗教學(xué)示范中心(西南大學(xué)),重慶,400715)

鷹嘴豆富含多種益于人體健康的營養(yǎng)物質(zhì)，其蛋白質(zhì)含量高于燕麥和核桃；不溶性膳食纖維含量是苦蕎的2倍，能促進營養(yǎng)的消化與吸收；脂肪含量遠(yuǎn)低于花生及黃豆，為5.50%[1]。鷹嘴豆應(yīng)用在食品中不僅可增加特殊風(fēng)味，還可提高傳統(tǒng)食品(如面包等烘焙產(chǎn)品)的營養(yǎng)價值，并且由于鷹嘴豆的蛋白質(zhì)含量較高(為14.90%～24.60%)[2]，添加到小麥面條中不會降低面條的蛋白質(zhì)含量。GMEZ等[3]研究了鷹嘴豆粉部分或完全替代小麥粉對蛋糕品質(zhì)的影響，結(jié)果表明在不同種類蛋糕中用鷹嘴豆粉部分或完全地替代小麥面粉是可能的。王銀娜等研制了一種鷹嘴豆牛肉腸[4]，為鷹嘴豆的開發(fā)利用提供了新思路。丁長河等研究蕎麥面條、復(fù)合燕麥面條、鷹嘴豆面條和小麥面條對糖尿病大白鼠餐后血糖的影響，研究結(jié)果表明，分別以蕎麥、燕麥和鷹嘴豆為主要原料加工而成的面條比小麥面條更適合作為糖尿病人的主食[5]。近年來，國內(nèi)外報道了多種新型面條(如復(fù)合燕麥面條、紫薯全粉面條及土豆小麥面條)的烹煮特性等相關(guān)研究[6-8]。

由于鷹嘴豆蛋白(主要為清蛋白和球蛋白)吸水后不形成面筋結(jié)構(gòu)[9]，鷹嘴豆粉對小麥面團的流變特性、面條的烹煮特性及質(zhì)構(gòu)特性的影響尚不清楚。因此，以不同比例的鷹嘴豆粉和小麥粉作為主要原料制作鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)面條，研究鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比對面團的流變學(xué)特性和面條烹煮特性、質(zhì)構(gòu)特性的影響，以期獲得既具有鷹嘴豆特殊豆香味又具鷹嘴豆蛋白質(zhì)良好消化率的新型營養(yǎng)面條。

1 材料與方法

1.1 材料

鷹嘴豆粉：食品級，木壘縣鷹哥生物科技有限公司；中筋小麥粉：濰坊風(fēng)箏面粉有限責(zé)任公司；晶心加碘食鹽：重慶市鹽業(yè)(集團)有限公司；魔芋精粉：食品級，河南萬邦實業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

壓面機(JYN-YM1)，九陽股份有限公司；粉質(zhì)儀(JFZD300)，菏澤衡通實驗儀器有限公司；拉伸儀(HZL-350)，浙江托普儀器有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG9140A)，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；質(zhì)構(gòu)儀(CT-3)，美國Brookfield公司；自動凱氏定氮儀(K9840)，海能公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 鷹嘴豆粉添加比例對面團流變學(xué)特性的影響

以總質(zhì)量300 g的混合粉(鷹嘴豆粉、小麥粉)為基準(zhǔn)，鷹嘴豆粉與小麥粉的質(zhì)量比分別為0∶10、1∶9、2∶8、3∶7和4∶6，然后參照GB/T 14614—2006和GB/T 14615—2006的方法考察鷹嘴豆粉添加比例對小麥面團流變學(xué)特性(包括粉質(zhì)特性和拉伸特性)的影響。

1.3.2 面條制作方法

面條制作流程：和面→熟化→壓片→切條→干燥→包裝。

將鷹嘴豆粉、小麥粉、魔芋精粉按一定比例混合，加入適量食鹽水，手握成團后進行熟化，然后采用壓面機壓片，切條，面條寬2 mm，厚1 mm，最后在烘箱中進行干燥，保持干面條的水分含量在12.29%～13.04%范圍內(nèi)。

1.3.3 單因素試驗

以總質(zhì)量100 g的混合粉(鷹嘴豆粉、小麥粉)為基準(zhǔn)，魔芋精粉、食鹽和水的添加量分別為0.5%、2%和35%，研究鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比(0∶10～4∶6)對面條品質(zhì)的影響。

以混合粉總質(zhì)量100 g(鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比為1∶9)為基準(zhǔn)，食鹽和水的添加量分別為2%和35%，研究魔芋精粉添加量(0%～1%)對面條品質(zhì)的影響。

以混合粉總量100 g(鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比為1∶9)為基準(zhǔn)，魔芋精粉和水的添加量分別為0.5%和35%，研究食鹽添加量(0%～2%)對面條品質(zhì)的影響。上述的每個因素的各個水平進行2組平行試驗。

1.3.4 面條品質(zhì)的評價

采用質(zhì)構(gòu)儀對熟面條的硬度、彈性、膠著性和咀嚼性進行測定。選用探頭TA4/1000，夾具TA-RT-KT。測試參數(shù)設(shè)定如下：測試速度1 mm/s；高度10.00 cm；壓縮比70.00，負(fù)載5 g。每個樣品至少平行測定4次。面條熟斷條率和烹調(diào)損失率的測定參考LS/T 3212—2014《掛面》中的方法執(zhí)行。每組平行試驗中的每個樣品平行測定2次，即每個因素中的每個水平的樣品平行測定4次。面條的蛋白質(zhì)含量參照GB 5009.5—2010中的方法(第一法凱氏定氮法)進行測定。面條吸水率的測定參照魏曉明等[10]的方法進行，取面條(10 g)放入沸騰的蒸餾水(500 mL)中煮至最佳蒸煮時間(5 min)，用濾紙將面條表面水分瀝干，測定蒸煮前后面條質(zhì)量的變化，并按照公式(1)計算蒸煮過程中面條的吸水率。

(1)

式中：m1為面條蒸煮后質(zhì)量,g；m2為面條蒸煮前的質(zhì)量,g；mW為煮前面條的含水量,g。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel初步統(tǒng)計后用SPSS 19.0分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。組間(n≥3)比較采用One way ANOVA進行分析，組間(n=2)比較采用T-test進行分析(P≤0.05被認(rèn)為有顯著差異)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鷹嘴豆粉添加比例對面團流變學(xué)特性的影響

2.1.1 面團粉質(zhì)特性

面團流變學(xué)特性(粉質(zhì)特性、拉伸特性)關(guān)系到面條生產(chǎn)中成型操作能否順利進行，對產(chǎn)品的外部形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生重要影響。小麥粉蛋白質(zhì)中的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白是形成面筋的主要物質(zhì)，而鷹嘴豆蛋白為水溶性蛋白，所以在制作鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)面條過程中，鷹嘴豆粉添加比例會影響小麥面團粉質(zhì)特性，結(jié)果如表1所示。

表1 鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比對面團粉質(zhì)特性的影響

面團吸水量及穩(wěn)定時間隨鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比值的增加而均呈直線(R2分別為0.975 3和0.935 3，直線斜率分別為-41.98和-15.25)下降趨勢，弱化度則隨鷹嘴豆粉添加比例的增加而呈明顯的線性(直線斜率為90.53，R2=0.914 7)增大趨勢；這些粉質(zhì)參數(shù)中弱化度受鷹嘴豆粉添加比例變化的影響最明顯(直線斜率最大)，這意味著面團的面筋強度減小，耐攪拌程度減小，面團越易流變而不易成型。這主要由于在混合粉(鷹嘴豆粉和小麥粉)總質(zhì)量不變的情況下鷹嘴豆粉的增加使得面團中小麥粉含量減少，從而使面筋含量相對減少，面團吸水量減少。鷹嘴豆粉的增加使得面團的形成時間緩慢增加(從6 min增加到6.8 min)，但影響并不顯著(直線斜率為1.299，R2=0.890 6)。總之，鷹嘴豆粉與小麥粉混合后在一定程度上改變了面團的粉質(zhì)特性，鷹嘴豆粉的添加使面團的吸水量、穩(wěn)定時間下降，形成時間、弱化度均呈上升趨勢。

2.1.2 面團拉伸特性

由表2可以看出，當(dāng)鷹嘴豆粉在混合粉中所占比例較小(0∶10～2∶8)時，面團拉力比很穩(wěn)定，面團的延伸度略增大；當(dāng)鷹嘴豆粉添加比例繼續(xù)增加(3∶7～4∶6)時，延伸度明顯降低，拉力比明顯增大，說明當(dāng)鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比大于2∶8時會使面團流散性減小，面筋網(wǎng)絡(luò)的膨脹能力減弱。這可能是由于清蛋白與延伸度呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系[11]，當(dāng)鷹嘴豆粉含量增加時其中的清蛋白含量增大而對面團的延伸度產(chǎn)生負(fù)面影響。當(dāng)鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比從0∶10增加至1∶9時，面團最大拉伸阻力明顯降低；當(dāng)鷹嘴豆粉添加比例繼續(xù)增加(2∶8～4∶6)時，最大拉伸阻力下降相對緩慢，這說明鷹嘴豆粉的添加對面團的韌性產(chǎn)生較大的不利影響，這個影響在鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比為1∶9～3∶7時趨于一致。此外，曲線面積隨著鷹嘴豆粉添加比例的增加呈明顯的線性(直線斜率為-126.1，R2=0.981 9)降低趨勢，這說明鷹嘴豆粉的添加使面團拉伸能量明顯減小，面筋筋力減弱，這與劉永峰[12]等研究燕麥粉添加量對混粉面團拉伸曲線面積的影響相似。總的來說，鷹嘴豆粉的添加比例越大，面團的拉伸特性越差，混合粉面團更易流變且加工性能下降，當(dāng)鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比在小于2∶8時對面團產(chǎn)生的不利影響較小。

表2 鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比對面團拉伸特性的影響

2.2 鷹嘴豆粉添加比例對面條品質(zhì)的影響

2.2.1 面條烹煮特性

在面條加工中加入鷹嘴豆粉，一方面可提高面條中蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量和賦予鷹嘴豆粉的風(fēng)味，另一方面鷹嘴豆蛋白吸水后不形成面筋結(jié)構(gòu)會影響面條的延伸性和彈性。因此，研究鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比(0∶10～4∶6)對面條品質(zhì)的影響，將有助于開發(fā)鷹嘴豆粉相關(guān)面制品。由圖1可知，當(dāng)鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比從0∶10增加到2∶8時，面條熟斷條率從0%緩慢增大至3.13%；當(dāng)鷹嘴豆粉添加比例增加至3∶7和4∶6時，熟斷條率顯著(P<0.05)增加至23.00%以上，這可能是因為鷹嘴豆蛋白主要為清蛋白和球蛋白，這些蛋白吸水后不形成面筋結(jié)構(gòu)，進而影響面條的延伸性和彈性，從而導(dǎo)致了面條熟斷條率的顯著增加。當(dāng)鷹嘴豆粉添加比例增加到3∶7時，面條熟斷條率已經(jīng)不符合普通面條熟斷條率(≤5%)的要求，這提示鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比為0∶10～2∶8時對面條熟斷條率影響較小。另一方面，鷹嘴豆粉的添加使得面條的烹調(diào)損失率略有降低，但不同的鷹嘴豆粉與小麥粉的質(zhì)量比(1∶9～4∶6)對面條的烹調(diào)損失率影響不顯著(P>0.05)。

圖1 鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比對面條烹煮特性的影響

Fig.1 Effect of the weight ratio of chickpea flour to wheat flour on the cooking quality of noodles

2.2.2 面條質(zhì)構(gòu)特性

由表3可知，當(dāng)鷹嘴豆粉在混合粉中所占比例較小(0∶10～2∶8)時，面條的硬度和咀嚼性逐漸增大并且在鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比為2∶8時達(dá)到最大值；當(dāng)鷹嘴豆粉添加比例繼續(xù)增大，硬度和咀嚼性呈下降趨勢，這與鷹嘴豆粉添加比例對面條熟斷條率的影響是一致的。原因可能是鷹嘴豆粉的加入減少了面筋結(jié)構(gòu)，其中的灰分也增多，使得硬度增大。當(dāng)加入較多鷹嘴豆粉時，其中的支鏈淀粉溶脹，保水性增加，使得硬度又減小。當(dāng)鷹嘴豆粉添加比例較大(3∶7～4∶6)時，膠著性呈顯著下降趨勢，原因可能是鷹嘴豆粉的大量加入降低了混合粉面團中面筋蛋白的含量，面團結(jié)合不夠緊密使膠著性下降。

綜合圖1和表3可知，鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比大于2∶8會引起熟斷率顯著增大且面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)變差；當(dāng)鷹嘴豆粉添加比例為1∶9時其斷條率符合國家標(biāo)準(zhǔn)，硬度、咀嚼性均與未添加鷹嘴豆粉的面條較為接近，故確定鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比為1∶9。此添加量下的面條外觀呈微黃色(接近白色)，表面光滑，熟面條不易斷條且有淡淡豆香味。

2.3 魔芋精粉添加量對面條品質(zhì)的影響

2.3.1 面條烹煮特性

表3 鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

食品工業(yè)中，常添加魔芋精粉、瓜兒豆膠、黃原膠、海藻酸鈉等增稠劑以改善面條不耐煮、易斷條、易糊湯、口感發(fā)黏、咬勁差等品質(zhì)[13]。魔芋精粉的主要成分葡甘聚糖是一種具有較強水合能力的高分子多糖，其良好的凝膠性和增稠性[14]可改善鷹嘴豆面條的烹煮特性；此外，葡甘聚糖是一種優(yōu)質(zhì)的膳食纖維[15]，故本實驗采用魔芋精粉作為天然增稠劑，避免或減少面筋蛋白的形成過少造成面條斷條現(xiàn)象及粗糙口感。從圖2可知，當(dāng)魔芋精粉添加量從0%增加至1%時，面條熟斷條率顯著降低(從13.75%降低至0%)，而烹調(diào)損失率降低相對緩慢(從12.22%降低至11.39%)。這可能因為當(dāng)魔芋精粉與面粉混合后，其中的聚糖網(wǎng)絡(luò)在面條干燥過程中可起到面筋的作用，同時聚糖網(wǎng)絡(luò)的吸附性能使面條質(zhì)地堅韌、均勻[16]。

2.3.2 面條質(zhì)構(gòu)特性

隨著魔芋精粉添加量(0%～1%)的增大，面條彈性和膠著性呈現(xiàn)增大的趨勢，這是因為魔芋精粉產(chǎn)生的凝膠類似于面筋結(jié)構(gòu)，使其持氣性增大，故彈性和膠著性增大[17]；面條的咀嚼性隨著硬度變化呈正相線性關(guān)系(R2=0.995 5)。由圖2和表4可知，面條的熟斷條率與質(zhì)構(gòu)各項指標(biāo)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性；當(dāng)魔芋精粉添加量為0.5%時，熟斷條率符合國家標(biāo)準(zhǔn)且烹調(diào)損失率較低，面條硬度和咀嚼性適中，面條外觀為淡黃色，表面光滑。

圖2 魔芋精粉添加量對面條烹煮特性的影響

Fig.2 Effect of the amount of konjac powder on the cooking quality of noodles

表4 魔芋精粉添加量對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.4 食鹽添加量對面條品質(zhì)的影響

2.4.1 面條烹煮特性

食鹽在面條加工過程中使用較為廣泛，能改善面團的筋力及面條色澤，提高面條的品質(zhì)。因此，本環(huán)節(jié)研究食鹽添加量(0%～2%)對面條品質(zhì)的影響。當(dāng)食鹽添加量從0%增加至2%時，烹調(diào)損失率從6.58%逐漸增大至12.03%。當(dāng)食鹽添加量從0%增大至1.0%，面條熟斷條率先略微減小，這可能是由于適量的食鹽使面團內(nèi)的滲透壓提高，進而促進面筋蛋白質(zhì)吸水并促進面筋形成更加致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[18]。當(dāng)食鹽的添加量繼續(xù)增大至2%時，面條熟斷條率呈現(xiàn)增大的趨勢，這可能與食鹽的親水性有關(guān)。與荊鵬等人研究結(jié)果類似即面條的烹調(diào)損失率隨食鹽含量(0%～3%)的提高顯著增大[19]。

圖3 食鹽添加量對面條烹煮特性的影響

Fig.3 Effect of the amount of salt on the cooking quality of noodles

2.4.2 面條質(zhì)構(gòu)特性

隨食鹽添加量的增加，面條的硬度、彈性、膠著性、咀嚼性均有先增大后減小的趨勢，在1%時出現(xiàn)最大值(表5)，這與食鹽添加量對面條熟斷條率的影響是一致的。一方面，適量食鹽(≤1%)的加入有利于面筋蛋白均勻吸水形成完善的網(wǎng)絡(luò)，而且氯化鈉離解后的陰離子(Cl-)可結(jié)合氨基酸的極性殘基，從而起到穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)、增強筋力和延展性的作用；另一方面，過量的食鹽(>1%)會與面團中的水分子發(fā)生水化作用使得面團中游離水含量降低，進而影響了面筋蛋白的充分水化，面筋蛋白因而不能形成完善的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，造成面條內(nèi)部組織松散，所以面條質(zhì)構(gòu)指標(biāo)有所降低。王冠岳等[20]的研究也得到了類似的規(guī)律，即面條的硬度、膠著性和咀嚼性在食鹽添加量較少(≤3%)時呈增大趨勢，當(dāng)食鹽添加量繼續(xù)增加至10%時呈下降趨勢。

表5 食鹽添加量對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

結(jié)合圖3和表5的結(jié)果可知，由于食鹽的添加量在0.5%時，面條熟斷條率及烹調(diào)損失率都較低且符合國家標(biāo)準(zhǔn)，其硬度、彈性、膠著性、咀嚼性達(dá)到較高水平，所以確定食鹽添加量為0.5%。此食鹽添加量下，面條在外觀上呈微黃色，表面較為光滑且烘干后不易斷條，幾乎無咸味且面湯不渾湯。

最后，通過對最佳條件下的鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)面條和未添加鷹嘴豆的面條的蛋白質(zhì)含量和吸水率進行測定，比較添加鷹嘴豆前后面條營養(yǎng)成分及吸水率的變化。

表6 添加鷹嘴豆粉前后面條的吸水率及蛋白質(zhì)含量

由表6可知，最佳條件下的鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)面條的吸水率較未添加鷹嘴豆粉的面條增加了16.20%，表明最佳條件下的鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)面條在蒸煮過程中的溶脹程度更高，原因可能是添加鷹嘴豆粉后，其中的支鏈淀粉溶脹使其保水性增加，這與鷹嘴豆粉添加比例對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響測定結(jié)果是一致的。此外，鷹嘴豆粉添加的同時也使面條的蛋白質(zhì)含量在一定程度上有所增加，不會降低面條產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量，能夠滿足人們對營養(yǎng)飲食的要求?？偟膩碚f，將鷹嘴豆添加到小麥粉中制成面條不會對面條的品質(zhì)造成較大的影響，并且能保留面條的營養(yǎng)成分，賦予面條獨特的鷹嘴豆風(fēng)味。

3 結(jié)論

將鷹嘴豆粉添加到小麥粉中，混合粉面團更易流變且加工性能下降，面條熟斷條率在一定程度上增加且質(zhì)構(gòu)特性有變差的趨勢，但當(dāng)鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比小于2∶8時并不會明顯影響面團的流變學(xué)特性和面條的熟斷條率。結(jié)合各項指標(biāo)，最終確定鷹嘴豆粉與小麥粉質(zhì)量比為1∶9，魔芋精粉、食鹽和水的添加量分別為0.5%、0.5%、35%(占鷹嘴豆粉和小麥粉的總質(zhì)量)。所得鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)面條含有淡淡的鷹嘴豆香味，其熟斷條率符合國家標(biāo)準(zhǔn)且烹調(diào)損失率較低，面條的硬度、咀嚼性適中，面湯不渾湯。與傳統(tǒng)面條相比，該?dān)椬於範(fàn)I養(yǎng)面條的優(yōu)勢在于作為主要添加物的鷹嘴豆粉富含蛋白質(zhì)，不會降低面條中蛋白質(zhì)的含量，同時也賦予了面條特有的鷹嘴豆香味，滿足人們對營養(yǎng)飲食及面條產(chǎn)品多樣化的需求，該研究為鷹嘴豆在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供了新途徑。