微波处理面粉对面带色泽及面条品质的影响

余晓宇，陈 洁*，周 智

（1.河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001；2.沈阳香雪面粉股份有限公司，辽宁 沈阳 110025）

微波处理面粉对面带色泽及面条品质的影响

余晓宇1，陈 洁1*，周 智2

（1.河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001；2.沈阳香雪面粉股份有限公司，辽宁 沈阳 110025）

研究微波处理面粉对面制品色泽及品质的影响。利用微波处理面粉，测定面粉多酚氧化酶（PPO）活性、面片色泽，并对面粉蛋白质结构、面条质构特性（TPA）以及感官指标进行分析评价。结果表明：增加微波时间或功率，面粉中PPO活性呈现降低的趋势，24 h内面带色泽变化趋势减缓。在不同微波时间下，面条的拉伸强度与硬度表现出先增大后缓慢降低的趋势，拉伸距离初期迅速减小，增加微波处理时间后则缓慢降低，咀嚼性持续降低，弹性随时间变化程度不大；不同微波功率下，面条的拉伸强度、硬度先增大后降低，拉伸距离、咀嚼性不断降低。微波处理面粉中蛋白质二级结构向无序状态转变，α-螺旋和β-折叠降低，而β-转角和无规则卷曲增加。感官评价发现，面粉在微波功率420 W下处理60 s后制得的面条品质较好。

面粉；微波；色泽；蛋白质；面条；质构

0 引言

面条是我国的传统面食，每年消费量巨大，色泽和品质是消费者购买面条时的重要参考因素[1]。在面条的工业化加工过程中，面条的色泽劣变也是很受关注的。为解决这些问题，对面粉进行处理成为了研究者们突破的方向之一，而亚硝酰氯、三氯化氮、过氧化氮等化学物质已被禁止应用于面粉处理[2]。因此，需要从物理方法上探索更出色的面粉处理技术，以期达到预防面片褐变和面条品质下降的目的。已有研究证实，面片和面条的褐变很大程度是由于多酚氧化酶（PPO）的作用[3]，降低多酚氧化酶活性成为降低或抑制褐变的突破点。物理方法中灭酶的手段很多，微波处理便是其中之一，微波也是食品加工技术中比较新颖的技术手段。微波指的是频率为300 MHz～300 GHz、波长1 mm～1 m的高频电磁波，具有明显的热效应，可实现非接触式传热，非常适合于面粉在气力输送过程中使用，也便于管路改造、设备安装和操控，此外还具有均匀性好、穿透力强、热效率高等优点[4]。目前，利用微波对面粉进行处理，对面粉中组分（如脂肪、淀粉）研究较多[5]。但是，微波对面粉中PPO活性及其制品色泽、质构特性影响的研究较少。本文将微波技术应用于面粉的处理，并将处理后的面粉制成面带和面条，研究微波处理对其色泽和品质的影响，为面制品行业使用微波技术处理面粉提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

特一粉：郑州金苑面粉有限公司；邻苯二酚：天津市科密欧化学试剂有限公司；十二水合磷酸氢二钠、十二水合磷酸二氢钠：洛阳昊华化学试剂有限公司；溴化钾：天津市风船化学试剂科技有限公司。

CR-400色彩色差仪：柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；JHMZ-200针式和面机、JMTD-168压面机：北京东福久恒仪器技术有限公司；SIGMA-3K15台式高速冷冻离心机：北京五洲东方科技有限公司；722N分光光度计：上海佑科仪器仪表有限公司；TA-XT plus型质构仪：英国STABLEMICRO SYSTEM公司；WQF-510型傅里叶红外光谱仪：北京锐利分析仪器公司。

1.2 试验方法

1.2.1 面粉处理方法

每次称取5 g面粉平铺于培养皿中，厚度为1 mm（确保受热均匀），研究微波处理时间对面粉的影响时， 在420 W下分别处理50 s、60 s、70 s、80 s；研究微波功率对面粉的影响时，分别在140 W、280 W、420 W、560 W下处理60 s，微波至半程时取出培养皿，均匀搅拌面粉30 s后铺平再继续进行微波处理[4]。因单批次处理量小，每个单因素试验中处理面粉20批次后混和，以备后续试验使用。

1.2.2 面带制作方法

称取面粉100 g（或微波处理后的面粉100 g），处理后的面粉以原面粉加水量32%为基准，按处理后各组面粉含水量计算相应的加水量，使面带最终含水量相同。置于针式和面机和面2 min，室温下熟化15 min，进行复合压延，以辊间距分别为 2.5 mm、2 mm、1.5 mm、1 mm 进行压延，最后制成厚度为1 mm的面带。将制好的面带置于自封袋中，备用。

1.2.3 面带色泽测定

将上述利用原面粉与微波处理后的面粉制成的面带作为样品，选取其表面区域分别在0 h、0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、4 h、24 h 用色差仪测定其色泽，记录面带的L*、a*、b*值，重复2次，取平均值。

1.2.4 PPO活性测定

PPO活性的测定方法参照文献[3]。

1.2.5 生鲜湿面蒸煮

生鲜湿面蒸煮方法参照文献[6]。

1.2.6 面条质构（TPA）特性

面条质构特性的测定方法参照文献[6]。

1.2.7 面条拉伸特性

面条拉伸特性的测定方法参照文献[6]。

1.2.8 蛋白质二级结构分析

将溴化钾固体置于研钵中研磨，之后置于100℃烘箱中干燥14 h左右，烘干后取出密封备用；将上述原粉与处理的面粉取出适量进行干燥，密封备用。在红外灯下取出适量样品与溴化钾，将其按1∶100混合并充分研磨均匀，压片，将制得的片在4 000～400 cm－1范围内进行红外扫描，用溴化钾进行空白对照。选取 1 600～1 700 cm－1的图谱，用光谱分析软件进行红外光谱分析，得到不同波长段的各峰百分含量。

1.2.9 面条感官评价

面条感官评价方法和评价表参照文献[7]。

1.3 数据处理

利用统计分析软件SPSS对试验数据进行显著性差异分析（P＜0.05），使用 Microsoft Excel进行图表的绘制以及数据的处理。

2 结果与分析

2.1 微波处理对面带色泽的影响

2.1.1 微波处理时间对面带色泽的影响

在微波功率420 W条件下，分别处理50 s、60 s、70 s、80 s后制成的面带色泽变化情况见图1。

图1 不同微波时间处理面粉制得面带在24 h内色泽变化趋势Fig.1 The color change of dough sheet made by flour processed under different microwave time within 24 hours

由图1可知，不同条件下面带L*值在24 h内都呈现下降趋势，而a*值和b*值呈现上升趋势。在微波处理70 s之内的各处理组与未处理组相比，微波处理组的L*值较大，而a*值和b*值则较低。在微波处理后存放0 h时，L*值随着微波处理时间的增加而增加，而a*值和b*值呈现降低趋势，三者都是在微波70 s时达到顶峰或趋势平稳。以上结果显示，微波处理70 s内，微波处理时间的增加能够改善面带的色泽，增加其亮度，经过白度值计算公式可知微波处理70 s时的面带白度值也达到了最大。因为面粉中的多酚氧化酶、色素含量越低，面粉的白度则越大，面制品的白度与面粉白度呈显著正相关，面制品的b*值与面粉中叶黄素、类胡萝卜素的含量呈显著正相关[8]，面制品在储藏过程中的褐变与小麦中多酚氧化酶的活性直接相关[9]，因此上述现象可解释为微波处理时间增加使面粉中多酚氧化酶的活性降低，抑制了褐变产生；也可能是因微波作用使类胡萝卜素、叶黄素等物质遭到破坏，使其含量降低，从而提高了面粉的白度。由于微波时间增加，热效应增加，温度升高使面粉出现糊化，微波处理80 s时的面带L*值开始下降，而a*值升高，导致面带的色泽略有下降。

2.1.2 微波功率对面带色泽的影响

微波时间为60 s，以不同微波功率对面粉进行处理。由图2可知，面带L*值在24 h内不断降低。在420 W之前，随着微波功率的增加，处理后面粉所制得的面带相对于未处理组的L*值逐渐增加，而a*值和b*值呈现缓慢下降。且在24 h内，面带L*值下降的趋势相对于未处理组的L*值有所变缓；面带a*值呈现增长趋势，且随着微波功率的增加，处理面粉制成的面带a*值增加趋势相对变缓。这一方面可能是由于加热功率增加使多酚氧化酶的活性降低，从而抑制了褐变；另一个方面是面粉中的呈色物质被破坏，导致面带的L*值增加。在微波功率560 W时，微波时间的延长致使面粉发生糊化，面带色泽L*值降低，而a*值和b*值升高。

2.2 微波处理对PPO活性的影响

多酚氧化酶是含有金属Cu2+，并且以氧气为氢受体的一种氧化还原酶[10]，它广泛存在于各类植物中。面粉中多酚氧化酶的含量约占小麦中多酚氧化酶总量的3%，那么面制品产生不良感官的大致原因便指向多酚氧化酶的活性。多酚氧化酶的热稳定性一般，其最适反应温度大概为35℃[11～12]，由图3（A）可知，420 W下随着加热时间的增加，面粉PPO活性呈现降低趋势，开始加热时PPO活性降低缓慢，可能是微波处理时间过短，此条件下的温度并不能够完全破坏PPO活性；60 s之后PPO活性快速降低，这是由于微波处理时间延长，微波的热效应和振荡效应使PPO失活。由图3（B）可知，随着微波功率的增加，面粉PPO活性呈现降低的趋势。微波功率达140 W时，PPO活性迅速降低，当微波功率增大到280 W后，再增加微波功率，PPO活性降低缓慢。说明当酶活降低到较低水平后，微波功率的增加对酶活的影响不明显。

图2 不同微波功率处理面粉制得面带在24 h内色泽变化趋势Fig.2 The color change of dough sheet made by flour processed under different microwave power within 24 hours

2.3 微波处理后面粉的PPO活性与面带色泽的相关性研究

为了进一步研究微波处理面粉的PPO活性与面带色泽之间的关系，对两者相关性进行分析。已有研究表明面带b*值与PPO活性呈显著正相关，L*值与PPO活性呈极显著负相关[7]。由表1可知，不同微波处理时间的面粉的PPO活性与L*值呈负相关（相关系数-0.806），与a*值呈显著正相关（相关系数0.895），与b*值呈正相关（相关系数0.716），也表明面带的L*值与a*值呈显著负相关（相关系数-0.915）。本试验表明微波处理降低了PPO活性，改善了面制品色泽，这可能是由于微波处理后面带的红绿度比原面带低造成的。由表2可知，不同微波功率处理的面粉PPO活性与面带L*值呈显著负相关（相关系数-0.931），与面带a*值呈显著正相关（相关系数0.910），说明增加微波功率对PPO活性破坏程度显著大于微波时间的影响，这也能够解释之前微波处理后的面带发生褐变程度较原面带低的现象。

图3 PPO活性测定Fig.3 Determination of PPO activity

2.4 微波处理对面粉蛋白质二级结构的影响

蛋白质的二级结构定义为在蛋白质分子内的局部区域中多肽链按照一定的方向进行折叠、盘绕，主要指氢键维持的局部空间排列，其中包括α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲等[13]。由表 3 可知，随着微波处理时间的增加，蛋白质二级结构发生了明显的改变，原粉主要以α-螺旋和β-折叠为主，微波处理时间增加到一定程度后无规则卷曲和 β-转角逐渐增加；α-螺旋由 52.27%降低到26.56%，降低了25.71个百分点；β-转角、无规则卷曲持续升高，共增加了16.42个百分点，说明加热时间延长对α-螺旋的影响程度较明显。表4显示，原粉主要以α-螺旋和β-折叠为主，微波功率增加到一定程度后，产生有规则的蛋白质结构向无规则转变的趋势。随着微波功率的增加，α-螺旋逐渐由52.27%降低到21.24%，降低了31.03个百分点；β-转角、无规则卷曲、β-折叠不断升高，β-折叠升高了10.86个百分点，无序结构（无规则卷曲+β-转角）增加了20.17个百分点。有研究指出在一定温度范围下，α-螺旋结构对热的感知能力较其他结构敏感，提高温度会首先破坏α-螺旋结构[13]。上述现象可能是由于微波处理时间增加导致面粉的温度升高，破坏了氢键，蛋白质结构发生解螺旋化，使规则的螺旋、折叠结构慢慢向无规则、转角等结构变化。

表1 不同微波处理时间的面粉的PPO活性与面带色泽的相关性Table 1 The correlation of PPO activity of the flour and the color of dough sheet under different microwave time

表2 不同微波处理功率的面粉的PPO活性与面带色泽的相关性Table 2 The correlation of PPO activity of the flour and the color of dough sheet under different microwave power

2.5 微波处理面粉对面条品质的影响

2.5.1 不同微波处理时间的面条TPA和拉伸特性测定结果

面条的质构分析主要是通过试验探头对面条、面带等固体或半固体样本的二次压缩，来模拟人的口腔咀嚼。每一个测试过程包含了下压与收回两个阶段，从而直接表示出质构的测试曲线，并显示样品的主要指标。不同微波时间处理的面粉制作面条，并测定面条的TPA和拉伸特性，结果见表5。由表5可知，随着微波处理时间的增加，面条的拉伸强度先明显增强后缓慢降低，拉伸距离开始时明显降低，面条的咀嚼性数值减小，面条的弹性无明显变化。微波处理时间达到50 s时，拉伸强度突然增大，硬度也增大，在60 s时拉伸强度达到了最大。这可能是由于微波的热效应使面粉中淀粉降解[6]，在和面和熟化过程中使面团中的淀粉小颗粒能够在网状结构中自由地移动，并使其吸水能力增强，因此拉伸强度会增大[6]。面条的硬度在微波处理60 s后显著降低，之后变化不显著。可能是因为淀粉降解的直链淀粉与支链淀粉不能被面团中的网络结构充分包合，造成淀粉的溶出，从而使得面条的硬度降低。

表3 不同微波处理时间下蛋白质二级结构的方差分析Table 3 Variance analysis of secondary protein structure of flour under different microwave time %

表4 不同微波功率下蛋白质二级结构的方差分析Table 4 Variance analysis of secondary protein structure of flour under different microwave power %

2.5.2 不同微波功率处理的面条TPA测定和拉伸特性测定结果

不同微波功率处理的面粉制作面条，并测定面条的TPA和拉伸特性，结果见表6。由表6可知，随着微波功率的增加，面条的弹性无明显差异；面条的拉伸强度先增强，在280 W、60 s时拉伸强度达到了最大，但是面条的硬度却减小，此时面团弹性强、黏性降低；继续增大功率，面条的拉伸强度缓慢降低；面条的硬度在微波处理420 W时显著降低；面条的拉伸距离、咀嚼性逐渐降低。这些不良表现可能是面条中蛋白质二级结构中无序结构增加、面条中面筋强度下降的后果。

2.6 感官评价

通过感官评价来直观表现微波处理后面粉制作的面条的品质，对其进行综合评价，感官评价结果见表7和表8。由表7可知，微波处理60 s时面条的得分最高，微波处理80 s时得分最低，可以推测微波处理60 s使面条的品质保持较好，而长时间处理对面条影响不利。由表8可知，微波处理420 W的面条得分最高，处理560 W的得分最低，说明微波处理时功率过大对面条的品质有消极影响。感官评价的结果也与蛋白质二级结构分析和面条质构特征的结果一致，说明面粉在过度的微波处理后将使面条的品质下降。

3 结论

利用微波处理面粉，考察微波处理后面粉所制面带与生鲜湿面的色泽和品质的变化。微波处理后面粉的多酚氧化酶活性降低，降低了面制品的褐变程度，所制成的面带的白度较原面带高，表现出更好的色泽；微波处理后面粉所制得的面条的拉伸距离下降，但拉伸强度提高明显；微波处理后的面粉蛋白质二级结构向无序结构转变明显；结合感官评价发现，面粉在420 W功率下处理60 s后，制得的面条品质较好。微波处理虽可降低面制品的褐变现象，但需要注意避免微波的热效应引起面粉中蛋白质变性，影响其加工特性和营养价值，还需防范微波处理后面粉出现焦糊化，以保证面制品的品质与口感。

表6 微波功率对面条TPA和拉伸特性的影响Table 6 Effect of different microwave power on TPA and tensile properties of fresh wet noodle

表7 不同微波处理时间下面粉制得的面条的感官评分Table 7 Sensory evaluation of fresh wet noodle made by flour processed under different microwave time

表8 不同微波功率下面粉制得的面条的感官评分Table 8 Sensory evaluation of fresh wet noodle made by flour processed under different microwave power

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EFECT OF MICROWAVE TREATMENT ON THE COLOR OF DOUGH SHEET AND QUALITY OF FRESH WET NOODLE

YU Xiaoyu1，CHEN Jie1，ZHOU Zhi2
（1.School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China;2.Shenyang Xiangxue Flour Co.，Ltd.，Shenyang 110025，China）

The effect of microwave treatment on the color and quality of flour products was investigated in the present study.The polyphenol oxidase（PPO）activity and secondary structure of flour protein，the color of dough sheet，the texture profile characteristics and sensory properties of noodle were analyzed.The results showed that the activity of PPO in flour decreased and the color change of dough sheet slowed down with the increase of microwave time and power in 24 hours.Under different microwave time，the tensile strength and hardness of the noodle showed a tendency that increased firstly and then decreased slowly；the tensile distance decreased rapidly at the initial and then decreased slowly after microwave treatment；the chewiness of the flour decreased continually while the springiness was changed not obviously.Under different microwave power，the tensile strength and hardness of noodle increased firstly and then decreased，while the stretching distance and chewiness decreased continuously.Furthermore，the secondary structure of flour protein showed a trend of disordered state，α-helix and β-sheet decreased，while the β-turn and irregular curl increased after microwave treatment.The results of sensory evaluation showed that the quality of fresh wet noodle was the best under the conditions of 420 W for 60 s.It was concluded that the color of flour could be kept well after microwave treatment，but a long time and high-power microwave processing would make the texture profile and sensory quality of noodle decline.

flour；microwave；color；protein；noodle；texture profile analysis

TS213.2

：B

1673-2383(2017)04-0035-07

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170828.0857.014.html

网络出版时间：2017-8-28 8:57:16

2017-01-10

公益性行业（农业）科研专项（201303070）

余晓宇（1994—），女，河南信阳人，硕士研究生，研究方向为面制品加工。

*通信作者