高含量抗性淀粉挂面的配方研究及其质构评价

2018-01-17蒋启巍吴其飞徐斌许文梅刘淑一

食品研究与开发 2018年2期

蒋启巍，吴其飞，徐斌，许文梅，刘淑一

（江苏大学食品与生物工程学院，江苏镇江212013）

抗性淀粉（Resistant Starch，RS）在人体内能够抗胃酸分解，在肠道中发酵并刺激肠道益生菌生长和代谢，产生有益物质，是良好的益生元食物[1]。与普通淀粉类食品相比，以RS为原料制成的食品摄入人体后能够抑制餐后血糖迅速升高，控制体内血糖水平，降低Ⅱ型糖尿病和肥胖的发病率[2]。

目前，RS在食品工业中的应用和研究主要集中在其独特的加工特性和有益的生理作用[3]。Aravind N等[4]研究表明，面条中添加RS2可以增加亮度、降低消化性。王竹等[5]研究发现，天然食品中的RS含量受烹调加工影响，其中大米蒸煮后RS含量降低，冷藏后其含量有所回升。Gelencsér T等[6]研究表明，面条中添加RS3可以增加面团硬度而不影响面条蒸煮特性。Ordonio R L等[7]研究发现，消费者食用的米饭中抗性淀粉含量越高，身体健康程度越好。Birt D F等[8]总结得出：RS摄入人体后通过影响肠道菌群代谢可以预防和控制消化道肿瘤、糖尿病和肥胖症的发生。

市场上适合糖尿病患者的食品种类少、价格高，随着糖尿病人群的扩大消费者对该类食品的需求也日益增大，本文分别研制了20%和40%含量的两款RS挂面，为糖尿病患者及高危人群就餐提供新选择。针对RS影响面团网络结构形成造成RS挂面加工过程中难以成型及其成品容易折断等问题，加入谷朊粉和魔芋精粉改善挂面品质，并通过单因素试验找到面团改良剂的最优添加量。

1 材料与方法

1.1 材料和设备

谷朊粉：MGP：Ingredients公司；魔芋精粉：成都希福生物科技有限公司；RS：杭州纸友科技有限公司；小麦粉：山东永乐食品有限公司。

TA.XT.Plus物性仪：英国Stable Micro system公司；SK-1240小型面机：成都索拉泰克精密机械有限公司；BSA124S电子分析天平：赛多利斯科学仪器有限公司（北京）；PH050A型培养箱/干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；HH-S数显恒温水浴锅：江苏省金坛市医疗仪器厂；JYC-21ES10电磁炉：九阳股份有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 挂面制作

和面：准确称取RS挂面原料，混匀后倒入和面机中，开启搅拌辊并缓慢加入干基质量33%的水，10 min后关闭和面机电源倒出面团，立即用湿毛巾覆盖在面团表面熟化10 min。

压延和切条：调节辊间距为5 mm，将面团多次复合压延成形，再将光滑面片分别以辊间距5、4、3、2、1 mm压延1次，并切成面条，用晾面杆移至通风处晾干。

1.2.2 面团改良剂添加量单因素试验

空白组RS挂面配方如表1所示。

表1 空白组RS挂面配方Table 1 Recipes of blank group RS noodles

分别在A型和B型RS挂面中添加含量2%、4%、6%、8%、10%的谷朊粉，按要求制成挂面后进行测定，分析数据并确定谷朊粉最优添加量。

分别在A型和B型RS挂面谷朊粉最优添加量条件下添加含量0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%的魔芋精粉，按要求制成挂面后进行测定，分析数据并确定魔芋精粉最优添加量。

1.2.3 挂面抗弯能力测定

参照伍娟[9]测定挂面力学特性的方法，并略作修改。断裂应力和弹性模量的计算参照姜松等[10-11]方法。

1.2.4 挂面最佳蒸煮时间确定

参照张忠[12]的方法，并略作修改。每组样品抽取25根挂面，放入装有800 mL沸水的不锈钢锅中，设定电磁炉功率800 W加热，并开始计时。通过预实验找到RS挂面最佳蒸煮区间，每隔10 s捞出一根面条，用剪刀剪开观察切面是否有白芯，待白芯彻底消失，该面条对应的时间即为最佳蒸煮时间。

1.2.5 挂面蒸煮损失率测定

参照张芹[13]的方法，并略作修改。称取10 g挂面样品，放入盛有800 mL沸水的不锈钢盆中，调节电磁炉至功率800 W加热，煮至最佳蒸煮时间将面条捞出，并以功率1 000 W对面汤加热促进蒸发至近干，将不锈钢盆移至105℃烘箱内烘干至恒重，计算挂面干物质损失率。

1.2.6 挂面吸水率测定

参照张健[14]的方法，并略作修改。称取10 g挂面样品，放入盛有800 mL沸水的不锈钢盆中，调节电磁炉至功率800 W加热，煮至最佳蒸煮时间将面条捞出，静置熟面冷却至室温并称重，计算吸水率。

1.2.7 熟面条质构分析（textureprofileanalysis，TPA）测定

参照刘传富等[15]和王灵昭等[16]的方法，并略作修改。选取10根平直、光滑、均匀的挂面样品，放入盛有800 mL沸水的不锈钢盆中，调节电磁炉至功率800 W加热，煮至最佳蒸煮时间将面条捞出置于冷水中冷却，并迅速沥干待测。安装好物性仪P/50探头及底座，选取TPA测定模式，测前、测中、测后速度均设为0.20 mm/s，压缩参数：strain，压缩率：75%。将熟面用玻璃片截成2 cm长度，放置在底座中央进行测定。每组样品选取其中6个平行数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 面团改良剂对RS挂面抗弯能力的影响

2.1.1 谷朊粉对RS挂面抗弯能力的影响

由于RS不含有面筋成分，不添加谷朊粉的空白组RS挂面在面片压延环节难以成形，本文主要研究的谷朊粉添加量范围是2%～10%。

图1 谷朊粉添加量对RS挂面抗弯能力的影响Fig.1 Effects of vital gluten on bending resistant index of RS noodles

图1（a）为谷朊粉添加量对A型RS挂面断裂应力和弹性模量的影响。谷朊粉添加量在6%以下时，A型RS挂面的断裂应力和弹性模量随着谷朊粉添加量的增加而增大，在谷朊粉添加量为6%时断裂应力和弹性模量最大，分别达到了17.26 N/mm2和2 421.161×106N/m2，RS挂面断裂位移也在该添加量下达到最大值23.092 mm。谷朊粉添加量超过6%时，RS挂面的断裂应力、弹性模量和断裂位移均出现不同程度的下降，而后屈曲压力显著增加，从谷朊粉6%添加量的0.1245N迅速上升到了谷朊粉10%添加量的0.2150N，表明A型RS挂面中谷朊粉添加量超过6%时挂面偏硬。因此，A型RS挂面中谷朊粉添加量6%时挂面抗弯能力最优。

图1（b）为谷朊粉添加量对B型RS挂面断裂应力和弹性模量的影响。B型RS挂面断裂应力和弹性模量变化趋势大致一致，谷朊粉添加量在8%以下时，B型RS挂面的断裂应力和弹性模量随着谷朊粉添加量的增加有增大的趋势，在谷朊粉添加量为8%时弹性模量达到峰值15 61.493×106N/m2，RS挂面断裂位移也在该添加量下达到最大值21.804 mm。谷朊粉添加量超过8%时，RS挂面的弹性模量开始下降。断裂应力的增加也趋于平缓，谷朊粉10%添加量时的断裂应力仅比8%添加量高了0.25。因此，B型RS挂面中谷朊粉添加量8%时挂面抗弯能力最优。

结果表明：谷朊粉对RS挂面的力学特性有一定改善作用。由于RS中缺少面筋蛋白，RS含量更高的B型RS挂面在面片压延成型过程中面片难以成形，压延次数明显比A型RS挂面多，生产出的挂面弹性和韧性总体上比A型RS挂面差一些，因此需要添加更多外源面筋蛋白提高面团筋力。通过添加谷朊粉，A型和B型RS挂面面片成型需要的压延次数均明显减少，挂面抗弯能力明显提升。栗丽萍等[17]、陈春旭等[18]研究表明：面条中谷朊粉最适添加量在5%～10%范围。因此，两款RS挂面中谷朊粉最优添加量处于合理水平。当谷朊粉添加量超过最优添加量时，A型和B型RS挂面在晾干过程中均出现了挂面严重弯曲，挂面尺寸数据变大现象。张忠[12]研究表明：面团中添加谷朊粉可以提高面团的硬度和弹性。因此，过量添加谷朊粉的挂面可能在晾干失水过程中形成的面筋网络结构收缩，导致挂面在重力方向上出现回缩，影响了挂面的品质。

2.1.2 魔芋精粉对RS挂面抗弯能力的影响

魔芋精粉对RS挂面抗弯能力的影响见图2。

图2 魔芋精粉添加量对RS挂面抗弯能力的影响Fig.2 Effects of vital konjac powder on bending resistant index of RS noodles

图2（a）为魔芋精粉对A型RS挂面断裂应力和弹性模量的影响。与空白组对比，添加魔芋精粉的A型RS挂面断裂应力和弹性模量均出现了下降，分别从空白组的17.26 N/mm2和2 421.161×106N/m2降到了魔芋精粉0.2%添加量的13.66 N/mm2和1 751.20×106N/m2，可能是魔芋精粉加入和面水中改变了溶液流变学特性，使溶液出现滑腻感，影响了面筋形成。随着魔芋精粉添加量的增加，两项指标也逐渐上升，0.8%添加量时达到了峰值18.36 N/mm2和2 048.61×106N/m2，断裂应力超过了空白组。

图2（b）为魔芋精粉对B型RS挂面断裂应力和弹性模量的影响。与空白组对比，添加魔芋精粉的B型RS挂面断裂应力和弹性模量均出现了上升，分别从空白组的11.81 N/mm2和1 641.07×106N/m2升到了魔芋精粉0.2%添加量的15.78 N/mm2和1 876.56×106N/m2。随着魔芋精粉添加量的增加，两项指标趋于平缓，其中断裂应力的标准偏差有增加趋势。

结果表明：魔芋精粉对RS挂面的力学特性有改善作用。这种改善作用并非指标简单的增加或者减少，添加魔芋精粉的RS挂面与空白挂面相比其断裂应力被控制在了15 N/mm2左右、弹性模量被控制在了1 800×106N/m2～2 000×106N/m2的范围，与 1.5%盐水空白挂面指标15.83 N/mm2和2 088.565×106N/m2非常接近。A、B两型RS挂面在魔芋精粉0.2%添加量时指标就与其空白组挂面产生相比有明显差异，随着添加量的增加各项指标趋向于1.5%盐水空白挂面，且变化趋于平缓。可能是魔芋精粉加入和面水中改变了溶液流变学特性，影响了面筋的强度，从而改善了RS挂面的力学特性。

2.2 面团改良剂对RS挂面蒸煮特性的影响

2.2.1 谷朊粉对RS挂面蒸煮特性的影响

谷朊粉对RS挂面蒸煮特性的影响见表2。

表2 谷朊粉对RS挂面蒸煮特性的影响Table 2 Effects of vital gluten on cooking quality of RS noodles

由表2可知，谷朊粉同梯度添加量时A型RS挂面的蒸煮损失率和煮后吸水率两项指标普遍低于B型RS挂面。其中，谷朊粉添加量对A型RS挂面的蒸煮特性影响没有显著趋势。B型RS挂面在2%添加量时蒸煮损失率最大，随着添加量的增加，B型RS挂面蒸煮损失率有下降趋势，在8%添加量时蒸煮损失率达到最小值，而在10%添加量时，蒸煮损失率又出现上升，可能是挂面最佳蒸煮时间随着谷朊粉添加量的增加而有增加趋势，10%添加量的B型RS挂面因蒸煮时间过长导致挂面蒸煮损失率的增加。同时，B型RS挂面煮后吸水率在4%～10%添加量时有增加趋势，可能由谷朊粉吸水性较强和蒸煮时间增加等因素有关。

2.2.2 魔芋精粉对RS挂面蒸煮特性的影响

魔芋精粉对RS挂面蒸煮特性的影响见表3。

表3 魔芋精粉对RS挂面蒸煮特性的影响Table 3 Effects of vital konjac powder on cooking quality of RS noodles

由表3可知，魔芋精粉同梯度添加量时A型RS挂面的蒸煮损失率和煮后吸水率两项指标普遍低于B型RS挂面。随着魔芋精粉添加量的增加，A、B两型RS挂面蒸煮损失率均增大，且增加幅度与魔芋精粉添加量大致接近。研究表明，魔芋精粉主要成分是魔芋葡甘聚糖（konjac glucan-mannan，KGM）是可溶性高分子多糖，在水溶液中形成的凝胶具有热可逆性[19]，说明添加的魔芋精粉可能会在蒸煮过程中流失。因此，RS挂面中未添加胶凝剂条件下加入魔芋精粉并不能显著改善其蒸煮特性。

2.3 面团改良剂对RS挂面TPA的影响

2.3.1 谷朊粉对RS挂面TPA的影响

谷朊粉对A型B型RS挂面TPA的影响见表4、表5。

由表4和表5可知，谷朊粉添加量对RS挂面粘结性、胶着性、咀嚼性和回复性呈正相关。其中，随着谷朊粉添加量的增加A型RS挂面硬度也有增加趋势，而B型RS挂面硬度在900 g～1 000 g左右波动。比较A、B两型RS挂面各项指标，同添加量梯度A型RS挂面硬度、粘结性、胶着性、咀嚼性和回复性较高，B型RS挂面粘附性较高。该结果与王六强等[20]和刘玉秀等[21]研究一致，添加合适比例的谷朊粉可以改善RS挂面的质构特性。由于RS挂面针对的人群年龄偏高，RS挂面硬度、粘附性和咀嚼性等指标不宜过高，因此A型RS挂面谷朊粉添加量6%和B型RS挂面谷朊粉添加量8%符合要求。

表4 谷朊粉对A型RS挂面TPA的影响Table 4 Effects of vital gluten on TPA of type A RS noodles

表5 谷朊粉对B型RS挂面TPA的影响Table 5 Effects of vital gluten on TPA of type B RS noodles

2.3.2 魔芋精粉对RS挂面TPA的影响

魔芋精粉对A型B型RS挂面TPA的影响见表6、表 7。

表6 魔芋精粉对A型RS挂面TPA的影响Table 6 Effects of vital konjac powder on TPA of type A RS noodles

表7 魔芋精粉对B型RS挂面TPA的影响Table 7 Effects of vital konjac powder on TPA of type B RS noodles

由表6和表7可知，魔芋精粉能提高RS挂面硬度、粘附性和咀嚼性指标，降低RS挂面粘结性指标。魔芋精粉添加量超过0.4%时，A型RS挂面粘结性指标有下降趋势，B型RS挂面粘附性和咀嚼性指标下降；魔芋精粉添加量超过0.6%时，A型RS挂面硬度、胶着性和咀嚼性指标有下降趋势，B型RS挂面硬度和胶着性指标有下降趋势；魔芋精粉添加量超过0.8%时，A型RS挂面粘附性指标迅速下降。数据表明，魔芋精粉添加量在0.2%～0.6%范围可以显著改善RS挂面的质构特性。结合抗弯能力和蒸煮特性指标，A型RS挂面中魔芋精粉添加量0.4%为宜；B型RS挂面中魔芋精粉添加量0.2%合适。

3 结论

通过单因素试验得出A型RS挂面的最优配方为谷朊粉添加量6%和魔芋精粉添加量0.4%，B型RS挂面的最优配方为谷朊粉添加量8%和魔芋精粉添加量0.2%。在优化后的配方制得的挂面抗弯能力较好，蒸煮后挂面有咬劲，弥补了添加RS后挂面力学特性和质构受到不利影响的缺陷。该A、B两款RS挂面是未来糖尿病患者及高危人群新的就餐选择。

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