鹰嘴豆粉对面团流变学特性及面条品质的影响

张榉，钟金锋，雷凡，覃小丽*

1(西南大学 食品科学学院,重庆,400715)2(食品科学与工程国家级实验教学示范中心(西南大学),重庆,400715)

鹰嘴豆富含多种益于人体健康的营养物质，其蛋白质含量高于燕麦和核桃；不溶性膳食纤维含量是苦荞的2倍，能促进营养的消化与吸收；脂肪含量远低于花生及黄豆，为5.50%[1]。鹰嘴豆应用在食品中不仅可增加特殊风味，还可提高传统食品(如面包等烘焙产品)的营养价值，并且由于鹰嘴豆的蛋白质含量较高(为14.90%～24.60%)[2]，添加到小麦面条中不会降低面条的蛋白质含量。GMEZ等[3]研究了鹰嘴豆粉部分或完全替代小麦粉对蛋糕品质的影响，结果表明在不同种类蛋糕中用鹰嘴豆粉部分或完全地替代小麦面粉是可能的。王银娜等研制了一种鹰嘴豆牛肉肠[4]，为鹰嘴豆的开发利用提供了新思路。丁长河等研究荞麦面条、复合燕麦面条、鹰嘴豆面条和小麦面条对糖尿病大白鼠餐后血糖的影响，研究结果表明，分别以荞麦、燕麦和鹰嘴豆为主要原料加工而成的面条比小麦面条更适合作为糖尿病人的主食[5]。近年来，国内外报道了多种新型面条(如复合燕麦面条、紫薯全粉面条及土豆小麦面条)的烹煮特性等相关研究[6-8]。

由于鹰嘴豆蛋白(主要为清蛋白和球蛋白)吸水后不形成面筋结构[9]，鹰嘴豆粉对小麦面团的流变特性、面条的烹煮特性及质构特性的影响尚不清楚。因此，以不同比例的鹰嘴豆粉和小麦粉作为主要原料制作鹰嘴豆营养面条，研究鹰嘴豆粉与小麦粉质量比对面团的流变学特性和面条烹煮特性、质构特性的影响，以期获得既具有鹰嘴豆特殊豆香味又具鹰嘴豆蛋白质良好消化率的新型营养面条。

1 材料与方法

1.1 材料

鹰嘴豆粉：食品级，木垒县鹰哥生物科技有限公司；中筋小麦粉：潍坊风筝面粉有限责任公司；晶心加碘食盐：重庆市盐业(集团)有限公司；魔芋精粉：食品级，河南万邦实业有限公司。

1.2 仪器与设备

压面机(JYN-YM1)，九阳股份有限公司；粉质仪(JFZD300)，菏泽衡通实验仪器有限公司；拉伸仪(HZL-350)，浙江托普仪器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱(DHG9140A)，上海一恒科学仪器有限公司；质构仪(CT-3)，美国Brookfield公司；自动凯氏定氮仪(K9840)，海能公司。

1.3 试验方法

1.3.1 鹰嘴豆粉添加比例对面团流变学特性的影响

以总质量300 g的混合粉(鹰嘴豆粉、小麦粉)为基准，鹰嘴豆粉与小麦粉的质量比分别为0∶10、1∶9、2∶8、3∶7和4∶6，然后参照GB/T 14614—2006和GB/T 14615—2006的方法考察鹰嘴豆粉添加比例对小麦面团流变学特性(包括粉质特性和拉伸特性)的影响。

1.3.2 面条制作方法

面条制作流程：和面→熟化→压片→切条→干燥→包装。

将鹰嘴豆粉、小麦粉、魔芋精粉按一定比例混合，加入适量食盐水，手握成团后进行熟化，然后采用压面机压片，切条，面条宽2 mm，厚1 mm，最后在烘箱中进行干燥，保持干面条的水分含量在12.29%～13.04%范围内。

1.3.3 单因素试验

以总质量100 g的混合粉(鹰嘴豆粉、小麦粉)为基准，魔芋精粉、食盐和水的添加量分别为0.5%、2%和35%，研究鹰嘴豆粉与小麦粉质量比(0∶10～4∶6)对面条品质的影响。

以混合粉总质量100 g(鹰嘴豆粉与小麦粉质量比为1∶9)为基准，食盐和水的添加量分别为2%和35%，研究魔芋精粉添加量(0%～1%)对面条品质的影响。

以混合粉总量100 g(鹰嘴豆粉与小麦粉质量比为1∶9)为基准，魔芋精粉和水的添加量分别为0.5%和35%，研究食盐添加量(0%～2%)对面条品质的影响。上述的每个因素的各个水平进行2组平行试验。

1.3.4 面条品质的评价

采用质构仪对熟面条的硬度、弹性、胶着性和咀嚼性进行测定。选用探头TA4/1000，夹具TA-RT-KT。测试参数设定如下：测试速度1 mm/s；高度10.00 cm；压缩比70.00，负载5 g。每个样品至少平行测定4次。面条熟断条率和烹调损失率的测定参考LS/T 3212—2014《挂面》中的方法执行。每组平行试验中的每个样品平行测定2次，即每个因素中的每个水平的样品平行测定4次。面条的蛋白质含量参照GB 5009.5—2010中的方法(第一法凯氏定氮法)进行测定。面条吸水率的测定参照魏晓明等[10]的方法进行，取面条(10 g)放入沸腾的蒸馏水(500 mL)中煮至最佳蒸煮时间(5 min)，用滤纸将面条表面水分沥干，测定蒸煮前后面条质量的变化，并按照公式(1)计算蒸煮过程中面条的吸水率。

(1)

式中：m1为面条蒸煮后质量,g；m2为面条蒸煮前的质量,g；mW为煮前面条的含水量,g。

1.4 数据统计分析

实验数据经Excel初步统计后用SPSS 19.0分析，结果以平均值±标准偏差表示。组间(n≥3)比较采用One way ANOVA进行分析，组间(n=2)比较采用T-test进行分析(P≤0.05被认为有显著差异)。

2 结果与分析

2.1 鹰嘴豆粉添加比例对面团流变学特性的影响

2.1.1 面团粉质特性

面团流变学特性(粉质特性、拉伸特性)关系到面条生产中成型操作能否顺利进行，对产品的外部形态和组织结构等产生重要影响。小麦粉蛋白质中的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白是形成面筋的主要物质，而鹰嘴豆蛋白为水溶性蛋白，所以在制作鹰嘴豆营养面条过程中，鹰嘴豆粉添加比例会影响小麦面团粉质特性，结果如表1所示。

表1 鹰嘴豆粉与小麦粉质量比对面团粉质特性的影响

面团吸水量及稳定时间随鹰嘴豆粉与小麦粉质量比值的增加而均呈直线(R2分别为0.975 3和0.935 3，直线斜率分别为-41.98和-15.25)下降趋势，弱化度则随鹰嘴豆粉添加比例的增加而呈明显的线性(直线斜率为90.53，R2=0.914 7)增大趋势；这些粉质参数中弱化度受鹰嘴豆粉添加比例变化的影响最明显(直线斜率最大)，这意味着面团的面筋强度减小，耐搅拌程度减小，面团越易流变而不易成型。这主要由于在混合粉(鹰嘴豆粉和小麦粉)总质量不变的情况下鹰嘴豆粉的增加使得面团中小麦粉含量减少，从而使面筋含量相对减少，面团吸水量减少。鹰嘴豆粉的增加使得面团的形成时间缓慢增加(从6 min增加到6.8 min)，但影响并不显著(直线斜率为1.299，R2=0.890 6)。总之，鹰嘴豆粉与小麦粉混合后在一定程度上改变了面团的粉质特性，鹰嘴豆粉的添加使面团的吸水量、稳定时间下降，形成时间、弱化度均呈上升趋势。

2.1.2 面团拉伸特性

由表2可以看出，当鹰嘴豆粉在混合粉中所占比例较小(0∶10～2∶8)时，面团拉力比很稳定，面团的延伸度略增大；当鹰嘴豆粉添加比例继续增加(3∶7～4∶6)时，延伸度明显降低，拉力比明显增大，说明当鹰嘴豆粉与小麦粉质量比大于2∶8时会使面团流散性减小，面筋网络的膨胀能力减弱。这可能是由于清蛋白与延伸度呈负相关的关系[11]，当鹰嘴豆粉含量增加时其中的清蛋白含量增大而对面团的延伸度产生负面影响。当鹰嘴豆粉与小麦粉质量比从0∶10增加至1∶9时，面团最大拉伸阻力明显降低；当鹰嘴豆粉添加比例继续增加(2∶8～4∶6)时，最大拉伸阻力下降相对缓慢，这说明鹰嘴豆粉的添加对面团的韧性产生较大的不利影响，这个影响在鹰嘴豆粉与小麦粉质量比为1∶9～3∶7时趋于一致。此外，曲线面积随着鹰嘴豆粉添加比例的增加呈明显的线性(直线斜率为-126.1，R2=0.981 9)降低趋势，这说明鹰嘴豆粉的添加使面团拉伸能量明显减小，面筋筋力减弱，这与刘永峰[12]等研究燕麦粉添加量对混粉面团拉伸曲线面积的影响相似。总的来说，鹰嘴豆粉的添加比例越大，面团的拉伸特性越差，混合粉面团更易流变且加工性能下降，当鹰嘴豆粉与小麦粉质量比在小于2∶8时对面团产生的不利影响较小。

表2 鹰嘴豆粉与小麦粉质量比对面团拉伸特性的影响

2.2 鹰嘴豆粉添加比例对面条品质的影响

2.2.1 面条烹煮特性

在面条加工中加入鹰嘴豆粉，一方面可提高面条中蛋白质等营养物质的含量和赋予鹰嘴豆粉的风味，另一方面鹰嘴豆蛋白吸水后不形成面筋结构会影响面条的延伸性和弹性。因此，研究鹰嘴豆粉与小麦粉质量比(0∶10～4∶6)对面条品质的影响，将有助于开发鹰嘴豆粉相关面制品。由图1可知，当鹰嘴豆粉与小麦粉质量比从0∶10增加到2∶8时，面条熟断条率从0%缓慢增大至3.13%；当鹰嘴豆粉添加比例增加至3∶7和4∶6时，熟断条率显著(P<0.05)增加至23.00%以上，这可能是因为鹰嘴豆蛋白主要为清蛋白和球蛋白，这些蛋白吸水后不形成面筋结构，进而影响面条的延伸性和弹性，从而导致了面条熟断条率的显著增加。当鹰嘴豆粉添加比例增加到3∶7时，面条熟断条率已经不符合普通面条熟断条率(≤5%)的要求，这提示鹰嘴豆粉与小麦粉质量比为0∶10～2∶8时对面条熟断条率影响较小。另一方面，鹰嘴豆粉的添加使得面条的烹调损失率略有降低，但不同的鹰嘴豆粉与小麦粉的质量比(1∶9～4∶6)对面条的烹调损失率影响不显著(P>0.05)。

图1 鹰嘴豆粉与小麦粉质量比对面条烹煮特性的影响

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

2.2.2 面条质构特性

由表3可知，当鹰嘴豆粉在混合粉中所占比例较小(0∶10～2∶8)时，面条的硬度和咀嚼性逐渐增大并且在鹰嘴豆粉与小麦粉质量比为2∶8时达到最大值；当鹰嘴豆粉添加比例继续增大，硬度和咀嚼性呈下降趋势，这与鹰嘴豆粉添加比例对面条熟断条率的影响是一致的。原因可能是鹰嘴豆粉的加入减少了面筋结构，其中的灰分也增多，使得硬度增大。当加入较多鹰嘴豆粉时，其中的支链淀粉溶胀，保水性增加，使得硬度又减小。当鹰嘴豆粉添加比例较大(3∶7～4∶6)时，胶着性呈显著下降趋势，原因可能是鹰嘴豆粉的大量加入降低了混合粉面团中面筋蛋白的含量，面团结合不够紧密使胶着性下降。

综合图1和表3可知，鹰嘴豆粉与小麦粉质量比大于2∶8会引起熟断率显著增大且面条质构品质变差；当鹰嘴豆粉添加比例为1∶9时其断条率符合国家标准，硬度、咀嚼性均与未添加鹰嘴豆粉的面条较为接近，故确定鹰嘴豆粉与小麦粉质量比为1∶9。此添加量下的面条外观呈微黄色(接近白色)，表面光滑，熟面条不易断条且有淡淡豆香味。

2.3 魔芋精粉添加量对面条品质的影响

2.3.1 面条烹煮特性

表3 鹰嘴豆粉与小麦粉质量比对面条质构特性的影响

食品工业中，常添加魔芋精粉、瓜儿豆胶、黄原胶、海藻酸钠等增稠剂以改善面条不耐煮、易断条、易糊汤、口感发黏、咬劲差等品质[13]。魔芋精粉的主要成分葡甘聚糖是一种具有较强水合能力的高分子多糖，其良好的凝胶性和增稠性[14]可改善鹰嘴豆面条的烹煮特性；此外，葡甘聚糖是一种优质的膳食纤维[15]，故本实验采用魔芋精粉作为天然增稠剂，避免或减少面筋蛋白的形成过少造成面条断条现象及粗糙口感。从图2可知，当魔芋精粉添加量从0%增加至1%时，面条熟断条率显著降低(从13.75%降低至0%)，而烹调损失率降低相对缓慢(从12.22%降低至11.39%)。这可能因为当魔芋精粉与面粉混合后，其中的聚糖网络在面条干燥过程中可起到面筋的作用，同时聚糖网络的吸附性能使面条质地坚韧、均匀[16]。

2.3.2 面条质构特性

随着魔芋精粉添加量(0%～1%)的增大，面条弹性和胶着性呈现增大的趋势，这是因为魔芋精粉产生的凝胶类似于面筋结构，使其持气性增大，故弹性和胶着性增大[17]；面条的咀嚼性随着硬度变化呈正相线性关系(R2=0.995 5)。由图2和表4可知，面条的熟断条率与质构各项指标呈现负相关性；当魔芋精粉添加量为0.5%时，熟断条率符合国家标准且烹调损失率较低，面条硬度和咀嚼性适中，面条外观为淡黄色，表面光滑。

图2 魔芋精粉添加量对面条烹煮特性的影响

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

表4 魔芋精粉添加量对面条质构特性的影响

2.4 食盐添加量对面条品质的影响

2.4.1 面条烹煮特性

食盐在面条加工过程中使用较为广泛，能改善面团的筋力及面条色泽，提高面条的品质。因此，本环节研究食盐添加量(0%～2%)对面条品质的影响。当食盐添加量从0%增加至2%时，烹调损失率从6.58%逐渐增大至12.03%。当食盐添加量从0%增大至1.0%，面条熟断条率先略微减小，这可能是由于适量的食盐使面团内的渗透压提高，进而促进面筋蛋白质吸水并促进面筋形成更加致密的网络结构[18]。当食盐的添加量继续增大至2%时，面条熟断条率呈现增大的趋势，这可能与食盐的亲水性有关。与荆鹏等人研究结果类似即面条的烹调损失率随食盐含量(0%～3%)的提高显著增大[19]。

图3 食盐添加量对面条烹煮特性的影响

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

2.4.2 面条质构特性

随食盐添加量的增加，面条的硬度、弹性、胶着性、咀嚼性均有先增大后减小的趋势，在1%时出现最大值(表5)，这与食盐添加量对面条熟断条率的影响是一致的。一方面，适量食盐(≤1%)的加入有利于面筋蛋白均匀吸水形成完善的网络，而且氯化钠离解后的阴离子(Cl-)可结合氨基酸的极性残基，从而起到稳定蛋白结构、增强筋力和延展性的作用；另一方面，过量的食盐(>1%)会与面团中的水分子发生水化作用使得面团中游离水含量降低，进而影响了面筋蛋白的充分水化，面筋蛋白因而不能形成完善的网状结构，造成面条内部组织松散，所以面条质构指标有所降低。王冠岳等[20]的研究也得到了类似的规律，即面条的硬度、胶着性和咀嚼性在食盐添加量较少(≤3%)时呈增大趋势，当食盐添加量继续增加至10%时呈下降趋势。

表5 食盐添加量对面条质构特性的影响

结合图3和表5的结果可知，由于食盐的添加量在0.5%时，面条熟断条率及烹调损失率都较低且符合国家标准，其硬度、弹性、胶着性、咀嚼性达到较高水平，所以确定食盐添加量为0.5%。此食盐添加量下，面条在外观上呈微黄色，表面较为光滑且烘干后不易断条，几乎无咸味且面汤不浑汤。

最后，通过对最佳条件下的鹰嘴豆营养面条和未添加鹰嘴豆的面条的蛋白质含量和吸水率进行测定，比较添加鹰嘴豆前后面条营养成分及吸水率的变化。

表6 添加鹰嘴豆粉前后面条的吸水率及蛋白质含量

由表6可知，最佳条件下的鹰嘴豆营养面条的吸水率较未添加鹰嘴豆粉的面条增加了16.20%，表明最佳条件下的鹰嘴豆营养面条在蒸煮过程中的溶胀程度更高，原因可能是添加鹰嘴豆粉后，其中的支链淀粉溶胀使其保水性增加，这与鹰嘴豆粉添加比例对面条质构特性的影响测定结果是一致的。此外，鹰嘴豆粉添加的同时也使面条的蛋白质含量在一定程度上有所增加，不会降低面条产品的蛋白质含量，能够满足人们对营养饮食的要求。总的来说，将鹰嘴豆添加到小麦粉中制成面条不会对面条的品质造成较大的影响，并且能保留面条的营养成分，赋予面条独特的鹰嘴豆风味。

3 结论

将鹰嘴豆粉添加到小麦粉中，混合粉面团更易流变且加工性能下降，面条熟断条率在一定程度上增加且质构特性有变差的趋势，但当鹰嘴豆粉与小麦粉质量比小于2∶8时并不会明显影响面团的流变学特性和面条的熟断条率。结合各项指标，最终确定鹰嘴豆粉与小麦粉质量比为1∶9，魔芋精粉、食盐和水的添加量分别为0.5%、0.5%、35%(占鹰嘴豆粉和小麦粉的总质量)。所得鹰嘴豆营养面条含有淡淡的鹰嘴豆香味，其熟断条率符合国家标准且烹调损失率较低，面条的硬度、咀嚼性适中，面汤不浑汤。与传统面条相比，该鹰嘴豆营养面条的优势在于作为主要添加物的鹰嘴豆粉富含蛋白质，不会降低面条中蛋白质的含量，同时也赋予了面条特有的鹰嘴豆香味，满足人们对营养饮食及面条产品多样化的需求，该研究为鹰嘴豆在食品工业中的应用提供了新途径。