鹽及酪蛋白酸鈉對藜麥面團及面條品質的影響

尚 琪，趙保堂，丁仙仙，張紊瑋，楊富民

（甘肅農業大學食品科學與工程學院，甘肅蘭州 730070）

藜麥（Chenopodium quinoaWilld.），又稱藜谷、南美藜、昆諾阿藜等，是藜屬的一年生雙子葉植物，原產于南美洲安第斯地區[1]。藜麥中蛋白質含量高達22%，其蛋白質生物學價值與牛奶類似，可作為素食者攝取蛋白質的最佳來源；氨基酸含量豐富、比例均衡，適合人體吸收利用；膳食纖維、維生素、礦物質等營養元素的含量也遠高于大多數谷類作物[2]。因為藜麥低脂、低糖指數、低熱量及不含麩質的特點，適合于幼兒、中老年人以及孕產婦、糖尿病患者和腸胃疾病患者等不同人群食用，如今藜麥已成為歐美熱門的養生食材。而藜麥作為一種新型全谷物烹飪食品，很多國家也相繼出現了藜麥粉、藜麥面包等深加工產品。

酪蛋白酸鈉因其良好的熱穩定性、乳化性、起泡性、持水性等功能特性，成為改善食品質地與感官的重要原料，常作為乳化劑、增稠劑和穩定劑被廣泛應用于食品行業[3-4]。據報道，很多國家將其作為安全的優良天然多功能食品添加劑廣泛地應用于香腸、火腿等乳化凝膠類肉制品領域中[5]，而在面制品中應用的報道比較罕見。流變儀和質構儀相關指標可為產品配方、加工工藝、以及質量檢測等提供方便和理論依據，了解樣品組織結構和物理性質[6-8]。藜麥面團因其成型性、咀嚼性、粘性等問題，在生產加工中受到限制，基于此問題，本文以藜麥面團為研究對象，通過添加NaCl、KCl 和酪蛋白酸鈉后對其流變學特性及質構特性進行研究，為NaCl、KCl 及酪蛋白酸鈉在藜麥制品中的應用提供理論依據和重要的參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藜麥粉 食品級，甘肅省金昌市永昌鎮；氯化鈉分析純，西安化學試劑廠；氯化鉀 分析純，西安化學試劑廠；酪蛋白酸鈉 食品級，甘肅省臨夏州華安生物制品有限責任公司。

PB203-N 精密電子天平 沈陽龍騰電子產品有限公司；MCR301 旋轉流變儀 奧地利安東帕公司；CT3 質構儀 美國博勒飛公司；HITACHI S-450 掃描電子顯微鏡 日本日立公司；VL-666A 面條機中山市小欖鎮威的電器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 藜麥面團的制備 參考劉壯等[9]的方法并加以修改，藜麥面團的制作采用一次成型法。稱取30 g藜麥粉7 份，分別與40%、45%、50%、55%、60%蒸餾水混合。在室溫下進行和面，和好面后將面團放到塑封袋進行保存，然后進行感官評價。

1.2.2 面團感官評價 面團感官評價方法參照LST 3204-1993《饅頭用小麥粉》并適當進行修改，評定人員由經過培訓的食品科學與工程專業的10 名本科生組成評價小組，經感官評價確定此實驗中蒸餾水的最佳添加量，總分為100 分，具體評價指標[10-12]見表1。

表1 藜麥面團的感官評價指標Table 1 Sensory evaluation indicators of quinoa dough

1.2.3 添加NaCl、KCl 藜麥面團的制備 參考張旭東等[13]方法，依據感官評價確定最佳蒸餾水添加量的結果，準確稱取不同質量的鹽（NaCl、KCl）加入到15 mL 蒸餾水中溶解，與30 g 藜麥粉制成鹽（NaCl或KCl）質量分數為0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的藜麥面團，并以不加鹽藜麥面團作為空白對照。4 ℃保存備用。

1.2.4 添加酪蛋白酸鈉、KCl 藜麥面團的制作 在1.2.2 的基礎上，參照蔡旭冉等[14]的方法，準確稱量30 g 藜麥粉、15 mL 蒸餾水與KCl 及不同質量的酪蛋白酸鈉，制成KCl 質量分數為1.0%，酪蛋白酸鈉質量分數為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的藜麥面團，并以不加酪蛋白酸鈉、KCl 質量分數為1.0%的藜麥面團作為空白對照。4 ℃保存備用。

1.2.5 藜麥面團質構特性的測定 參照張玉榮等[15]的質構特性的試驗方法。將制備好的藜麥面團切成厚度為15 mm 的圓形薄片，進行TPA 質構測試。設置參數為：選擇TA44 探頭，預測試速度1.00 mm/s，測試速度1.00 mm/s，返回速度1.00 mm/s，可恢復時間1 s，觸發力5.0 g。

1.2.6 藜麥面團流變學特性的測定 參照何興芬等[16]、朱科學等[17]流變學特性的測定方法，并加以修改。將藜麥面團制成厚度為6 mm 的圓形薄片，將面餅置于平板上，設置MCR301 流變儀測定條件：平板系統PP50，平行板間距6 mm，測定溫度25 ℃。加上蓋板，防止水分蒸發，開始測定。采用恒溫循環水系統進行溫度控制。

1.2.7 藜麥面條吸水率及蒸煮損失的測定 參考沈耀衡[18]的方法并加以修改，稱取100 g 藜麥粉按1.2.3、1.2.4 的配比將制成的面團通過面條機壓成約厚度1 mm、寬度2 mm 的面條。

吸水率的測定：將壓好的面條稱重記為m1，放入沸水中煮至面條芯的白色生粉剛剛消失后將面條撈出，用流動的自來水沖淋約10 s 后用濾紙吸去面條表面水分再稱重，記為m2，按公式（1）計算出吸水率。

干物質損失率的測定：將測吸水率后的面湯轉入燒杯中后加熱蒸發掉大部分水，再放入烘箱中烘至恒重，稱量干物質質量記為m3，按式（2）計算干物質損失率。

式中：w 為藜麥面條含水量，%。

1.2.8 藜麥面條的掃描電鏡分析 根據前期實驗結果，將熟制面條經50 ℃干燥處理10 h 后置于電子掃描鏡樣品臺的雙面膠上，噴鏡兩次后用掃描電子顯微鏡觀察添加酪蛋白酸鈉和KCl 前后藜麥面條的形貌變化[19-20]。

1.2.9 藜麥面條質構特性的測定 按1.2.7的步驟制備藜麥面條后，將生面條煮熟用流動的自來水沖淋后，用濾紙吸去面條表面水分，放入保鮮膜保濕按1.2.5試驗參數進行質構測定。

1.3 數據處理

每組試驗重復3次，取平均值，采用Origin 8.0軟件對數據進行統計分析并繪圖。

2 結果與分析

2.1 蒸餾水添加量對藜麥面團感官品質的影響

由表2 可以看出，當蒸餾水的添加量控制在藜麥粉質量的40%～60%時，經感官評價得出，在30 g藜麥粉中添加50%蒸餾水時，藜麥面團的表皮的光滑程度與彈性都較好，此時感官評價的得分最高，在后續實驗中選取的蒸餾水添加量為50%。

表2 蒸餾水添加量對藜麥面團品質的影響（分）Table 2 Effect of the amount of distilled water on the quality of quinoa dough (scores)

2.2 藜麥面團的質構特性

由表3可知，藜麥面團的粘性隨KCl、NaCl 添加量的增多呈先增后減的趨勢，在KCl 添加量為1%時粘性最大為3.2，在NaCl 添加量為0.8%粘性達到2.6。彈性和咀嚼性變化趨勢一致，除了1.2% KCl和0.8% NaCl 處理組，其他處理組的彈性和咀嚼性均小于空白對照組（CK），但所有處理組的硬度大于對照組。由于藜麥面團難以成型，且面團的粘性會影響面條的成型，因此，在后續實驗中選取粘性最大的處理組（1% KCl 的藜麥面團）作為添加酪蛋白酸鈉的對照組。

表3 KCl、NaCl 處理對藜麥面團質構的影響Table 3 Results of TPA texture analysis of quinoa dough treated with KCl, NaCl

淀粉是藜麥粉中主要的碳水化合物，而其中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例也會影響面團的物化特性，硬度和咀嚼性兩個指標可以很好的反應面團的品質[21]。根據表4可知，與只添加1.0% KCl 的藜麥面團作比較，當在1.0% KCl 的藜麥面團中添加酪蛋白酸鈉時，面團的粘性會降低，且酪蛋白酸鈉添加量為1.5%時，粘性達到最小，而彈性是先增加后減少，面團的硬度隨著酪蛋白酸鈉的添加量的增加出現先減小后增大再減小的一個反復的變化，酪蛋白酸鈉的添加量為0.5%時最小。面團的咀嚼性也是處于一個先小范圍增強后來變弱的趨勢，當酪蛋白酸鈉的添加量達到2.0%時，藜麥面團的彈性、硬度、咀嚼均達到最大，故當酪蛋白酸鈉的添加量達到2.0%時，藜麥面團最不柔軟。這主要是因為KCl 是親水性鹽類，氯離子還能結合氨基酸極性殘基，穩定蛋白結構，兩者的加入，使面團的穩定時間、硬度、黏附性也得到不同程度的改善，酪蛋白酸鈉中的二硫鍵連接了半胱氨酸殘基，穩定了藜麥面團的結構，KCl 的加入又會破壞二硫鍵的存在[21]。結合表4 結果，1% KCl 的藜麥面團中添加酪蛋白酸鈉后，藜麥面團的粘性、彈性、硬度、咀嚼性都有所變化，其中粘性變小，綜合考慮面團成型時的硬度、彈性，當酪蛋白酸鈉的添加量達到1.5%時，藜麥面團的粘性、彈性、硬度、咀嚼均達到最大，表明酪蛋白酸鈉和KCl 對面團的網絡結構影響達到一個平衡，0.6% NaCl 組和0.8% NaCl 組沒有明顯差別，在后續流變實驗中為簡化實驗，去除了0.8%的實驗組，因此在后續實驗中選取1.5%酪蛋白酸鈉+1% KCl 實驗組。

表4 不同酪蛋白酸鈉添加量對藜麥面團質構特性的影響Table 4 Results of TPA texture analysis of quinoa dough treated with different sodium caseinates

2.3 藜麥面團的流變學特性

2.3.1 NaCl、KCl 添加量對藜麥面團變特性的影響由圖1所示，應變范圍在0.01%～100%時，樣品的模量（G'）和損耗模量（G''）隨應變的增大呈現出先下降后保持恒定不變的趨勢，但儲能模量的變化幅度更大。1.2% NaCl 處理組的G'變化趨勢尤其明顯，隨著應變的增大，它的儲能模量呈現降低趨勢，當應變接近0.4%時則開始緩慢降低，繼續增加應變到接近50%時開始恒定不變。對照組作對照，添加1.0% KCl時， G'和G''均達到最大。對比所有處理組當應變接近50%均趨于穩定。

圖1 NaCl、KCl 處理對藜麥粉形變的影響Fig.1 Effects of NaCl and KCl treatment on deformation of quinoa dough

2.3.2 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對藜麥面團應變特性的影響 由圖2所示，當應變范圍控制在0.01%～100%，樣品的 G'和G''都隨應變的增大呈現出先下降后恒定的趨勢，與對照組（1.0% KCl）相比，當同時添加1.5%酪蛋白酸鈉時，面團的G''、G'隨應變的增大變化較為明顯，表明在藜麥面粉的加工過程中，酪蛋白酸鈉的添加可增加面團中淀粉分子與蛋白質直接的交聯，從而改善藜麥面團的G''、G'[16]。

圖2 同時添加KCl 酪蛋白酸鈉藜麥面團應變的影響Fig.2 Effects of sodium caseinate and KCl treatment on the deformation of quinoa dough

2.3.3 NaCl、KCl 添加量對藜麥面團黏度的影響由圖3 可見，不同添加量的NaCl、KCl 處理藜麥面粉時，藜麥面粉的黏度都隨剪切速率的增大而先減小后保持不變。與對照組相比，0.6%和1.2%的NaCl、KCl 處理組的黏度均高于對照組，1.0% NaCl 和KCl 處理組黏度明顯低于對照組，且隨剪切速率的增大黏度的變化趨勢特別緩慢。這可能是由于當添加1.0%的NaCl 和KCl 時與面筋蛋白爭奪游離水的能力相對處于平衡，導致面團的內部結構比較穩定，使得在整個剪切速率增加的過程中面團黏度沒有發生顯著的變化[22]。

圖3 NaCl、KCl 處理對藜麥面團黏度的影響Fig.3 Effects of NaCl and KCl treatment on the viscosity of quinoa dough

2.3.4 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對藜麥面團黏度的影響 由圖4 可見。當剪切速率在1～100/s 范圍內，隨剪切速率的增大，所有處理組黏度均隨著剪切速率的增加而減小。與1.0% KCl 對照組比較，添加酪蛋白酸鈉可顯著（P＜0.05）增強藜麥面團的黏度，這可能是因為酪蛋白酸鈉具有很強的乳化、增稠作用[4]，而當酪蛋白酸鈉的添加量為0.5%和1.5%時，這種作用更加明顯。

圖4 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對藜麥面團黏度的影響Fig.4 Effects of sodium caseinate and KCl treatment on the viscosity of quinoa flour

2.3.5 NaCl、KCl 添加量對藜麥面團動態黏彈性的影響 如圖5所示，與對照組相比，除0.6% NaCl 處理組的儲能模量（G'）和損耗模量（G''）隨角頻率的增大呈現出明顯的上升趨勢，其他處理組均呈現出先小幅度降低后逐漸增高的趨勢，但圖中面團的G'均大于G''，這說明實驗中的面團表現出較大的彈性[23]，且頻率越高G′隨角頻率增大而增加的趨勢越明顯。圖中G'和 G''降低可能是因為NaCl、KCl 的添加在低角頻率時限制了面團形成黏彈性結構的能力，使得面團的凝膠網絡結構減弱；升高則可能是因為隨著剪切速率的增大使得藜麥面團重新獲得更大的黏彈性，面團的凝膠網狀結構得到再次增強的結果[24]。

圖5 NaCl、KCl 處理對藜麥面團儲能模量（G'）和損耗模量（G''）的影響Fig.5 Effects of NaCl and KCl treatment on storage modulus（G'） and loss modulus （G''） of quinoa dough

2.3.6 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對藜麥粉動態黏彈性的影響 如圖6所示，圖中面團的G'均大于G''，這說明此實驗中的面團表現出的彈性更大[24]。與對照組相比，所有體系處理組的G'和G''隨角頻率的增大呈現出先小幅度降低后明顯增高的趨勢，其中當酪蛋白酸鈉添加量為0.5%、1.5%時，其儲能模量高于對照組，當酪蛋白酸鈉添加量為2.0%時，體系的儲能模量與損耗能量都明顯低于對照組。這說明：當酪蛋白酸鈉添加量為1.5%時，更有助于藜麥面團獲得更大的黏彈性，使得面團的面筋網狀結構更加穩定[24]。

圖6 同時添加KCl 和 酪蛋白酸鈉對藜麥面團儲能模量（G'）和損耗模量（G''）的影響Fig.6 Effects of sodium caseinate and KCl treatment on storage modulus （G'） and loss modulus （G''） of quinoa dough

2.3.7 NaCl、KCl 添加量對藜麥面團時間掃描特性的影響 由圖7可知，NaCl 和KCl 處理組的G'和G''都隨時間的增長呈現上升趨勢，圖中G'明顯大于G''，而G' 代表的是儲處在物質中的或經過一個振動周期的正弦形變后所恢復的能量，代表了物質的彈性本質。與對照組作對照，0.6% NaCl 和1.2% KCl 處理組的G'明顯高于對照組，這說明當添加0.6% NaCl和1.2% KCl 時，對藜麥面團的面筋網絡結構的改善作用更加明顯，阻礙藜麥面團中水分的遷移，從而提高面團的黏彈性[25]，此結論與2.3.5 動態黏彈性結果一致。

圖7 NaCl、KCl 處理對藜麥面團時間掃描特性的影響Fig.7 Effects of NaCl and KCl treatment on time-scanning characteristics of quinoa dough

2.3.8 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對藜麥面團時間掃描特性的影響 從圖8 可以看出， 酪蛋白酸鈉添加量為1.5%的藜麥面團體系的G'和G''的變化趨勢相同，開始時隨著時間的增加緩慢降低后逐漸增加，當時間達到大約2700 s 的時候出現儲能模量和損耗模量急速下降的現象，當下降到一定程度時又處于平穩狀態。與對照組相比，酪蛋白酸鈉的添加會顯著改變藜麥面團的G'，且當添加量達到1.5%時，G'達到最大。這可能是由于當酪蛋白酸鈉的添加量達到1.5%時，藜麥面團中面筋的網絡結構改變達到最大，從而使得了面團的黏彈性達到最大[25]，此結果與2.3.6保持一致。

圖8 同時添加KCL、酪蛋白酸鈉對藜麥面團時間掃描特性的影響Fig.8 Effects of sodium caseinate and KCl treatment on time-scan characteristics of quinoa dough

2.3.9 NaCl、KCl 添加量對藜麥面團觸變特性的影響 如圖9所示，所有處理組均形成了面積不同的觸變環，其中空白對照組的觸變環面積為154564.55 Pa，其余處理組的觸變環面積如表5所示。由表5可知，NaCl、KCl 處理組的觸變環面積均隨鹽濃度的增加而增大，但與對照組比較，所有處理組的觸變環面積全部小于對照組，這說明：鹽的添加會使藜麥面團的觸變環面積減小，從而改善藜麥面團的結構恢復能力，且鹽濃度越小結構恢復能力越強。

表5 NaCl、KCl 處理組觸變環面積Table 5 Hysteresis Area of quinoa dough treatment with NaCl and KCl

圖9 NaCl、KCl 處理對藜麥面團觸變性的影響Fig.9 Effects of NaCl and KCl treatment on thixotropy of quinoa dough

2.3.10 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉添加量對藜麥粉觸變特性的影響 如圖10所示，所有藜麥面團處理組形成了面積不同的觸變環，其中空白對照組（1.0%KCl）的觸變環面積為39182.38 Pa，其余處理組的觸變環面積如表6所示。由表6可知，藜麥面團的觸變環面積均隨酪蛋白酸鈉濃度的增加先增大后減小，但與對照組比較，除2.0%體系處理組的觸變環面積小于對照組，其他均大于對照。這說明：酪蛋白酸鈉的添加量會改變藜麥面團的觸變環面積大小，當酪蛋白酸鈉的添加量為2.0%時，藜麥面團的結構恢復能力更強。

表6 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對觸變環面積Table 6 Hysteresis Area of treatment of KCl and sodium caseinate

圖10 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對藜麥面團觸變性的影響Fig.10 Effects of KCl and sodium caseinate treatment on thixotropy of quinoa quinoa dough

2.4 酪蛋白酸鈉和鹽對藜麥面條吸水率及蒸煮損失的影響

按式（1）計算出各處理組藜麥面條的吸水率、按式（2）計算出各處理組藜麥面條的干物質損失率均如表7、表8所示（其中面條含水量m 為50%），與對照組作對照，在藜麥面條中添加KCl 時，當KCl 的添加量為1.0%時，面條的吸水率最大，而面條的干物質損失率則隨KCl 含量的增加而增加。當在藜麥面條中添加NaCl 時，當NaCl 的添加量為0.8%時，面條的吸水率最大，而面條的干物質損失率則隨NaCl含量的增加而較小。各藜麥粉-酪蛋白酸鈉體系處理組面條的吸水率間則隨酪蛋白酸鈉的添加量表現出增加的趨勢，干物質的損失率呈現出減小的現象。這說明：在藜麥面條中添加NaCl 和酪蛋白酸鈉都可以明顯的改善藜麥面條的蒸煮損失，從而使得面湯濁度降低[26]。

表7 添加不同鹽對藜麥面條吸水率和干物質損失率的影響Table 7 Effect of the results of water absorption and dry matter loss rate of quinoa noodles with different salt added

表8 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對藜麥面條吸水率和干物質損失率的影響Table 8 Effcet of the results of water absorption and dry matter loss rate of quinoa noodles by adding KCl and sodium caseinate

2.5 同時添加KCl 和酪蛋白酸鈉對藜麥面條形貌的影響

如圖11 掃描電鏡圖所示，空白對照組與添加酪蛋白酸鈉和KCl 的藜麥面條相比，兩者存在明顯的差異。沒有添加酪蛋白酸鈉和KCl 的藜麥面條表面更加凹凸不平、沒有一定的規整度，而添加了酪蛋白酸鈉和KCl 的藜麥面條表面更加緊實、凹凸程度相對更小。這說明：酪蛋白酸鈉和KCl 的添加可以改善面條的質構，使得面條的硬度有所增加。

圖11 藜麥面團SEM 圖Fig.11 SEM image of quinoa noodles

2.6 酪蛋白酸鈉和KCl 對藜麥面條質構特性的影響

如表9所示，與對照組作對照，添加了酪蛋白酸鈉和KCl 的藜麥面條除彈性降低以外，粘聚性、硬度和咀嚼性都有所增加，其中硬度的增加幅度最大，咀嚼性的增加幅度次之。這說明：酪蛋白酸鈉和KCl 的添加可以明顯增加藜麥面條的硬度，此結論與掃描電鏡結果一致。

表9 同時添加酪蛋白酸鈉和KCl 對藜麥面條質構的影響Table 9 Results of texture analysis of quinoa noodles treated with KCl and sodium caseinate

3 討論

陳霞等[27]研究發現，食鹽的添加量為面粉的0.75%時，面條的硬度、黏附性、和咀嚼性達到較高的水平。這與本文中質構分析結果具有相似性，但本實驗中當NaCl 添加量為0.8%時，其彈性、咀嚼性達到最大，但硬度并非最大，造成這一結果的原因一方面可能是實驗原料和試劑的不同，另一方面可能是實驗過程存在差異。陳潔等[28]研究結果表明，在面團中添加食鹽時會使氯化鈉與面團的自由水結合，導致面團變硬變強，也會使面團的黏彈性模量迅速升高。這與本文結果一致，當NaCl 添加量為0.6%、KCl為1.2%時，經流變學特性分析其黏彈性模量迅速上升，且由質構分析得出，此時硬度也達到最大。吳洋[29]在研究中發現，隨著食鹽添加量的增加，面條的吸水率也隨之增加，當食鹽添加比例為1%時，吸水率最高，再繼續增加食鹽的添加比例，面條的吸水率呈下降趨勢。這與本文中NaCl 處理組變化趨勢一致，但在本實驗中當NaCl 添加量為0.8%時，面條吸水率最大。Li 等[30]發現氯化鈉增加了面條的蒸煮損失。這與本文中KCl 處理組結果一致，與NaCl 處理組結果相反。Luo 等[31]研究發現，加入適量食鹽后，鮮面條的微觀結構比較緊密，蒸煮后面條表面更加光滑。這與本文中掃面電鏡結果一致，當添加了KCl 和酪蛋白酸鈉以后，由SEM 圖得出面條結構更加緊實、表面更加光滑。

4 結論

文章采用鹽及酪蛋白酸鈉對藜麥面團及面條品質影響研究，通過流變學特性測定結果表明，KCl、NaCl 和酪蛋白酸鈉的添加會改變藜麥面粉的黏度及結構恢復能力，當NaCl 添加量為0.6%、KCl 為1.0%、酪蛋白酸鈉為1.5%可以顯著（P＜0.05）增強藜麥粉的黏彈性。TPA 質構分析中，1.2% KCl 組和0.8%NaCl 組的彈性和咀嚼性都比較強，而且粘性和硬度也處于中等，當酪蛋白酸鈉的添加量達到2.0%時，藜麥面團的彈性、硬度、咀嚼性均達到最大。在藜麥面條中添加NaCl 和酪蛋白酸鈉都可以明顯的改善藜麥面條的蒸煮損失，且干物質損失率隨NaCl 和酪蛋白酸鈉的添加量的增加而降低。經藜麥面條的掃描電鏡和質構分析得出，酪蛋白酸鈉和KCl 的添加可以顯著增加藜麥面條的硬度，從而增加其咀嚼性。