山药复合营养面条加工工艺研究

王丽霞，刘婧，2，胡沉，刘洪强，赵文华，何冀贤

（1.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津市食品营养与安全重点实验室，天津300457；2.天津市机电工艺学院，天津300350）

山药（Dioscorea opposita Thunb.）又称土薯、山薯蓣，是一种薯蓣科植物的根茎，在整个亚热带地区广泛种植[1]。山药被卫健委列入第一批药食同源名单，含有丰富的糖类、维生素、支链淀粉以及黏性蛋白，能够促进健康和长寿。且有研究表明，人类许多的疾病都由自由基在体内的过度积累引起，而山药中含有的蛋白多糖对自由基具有显著地清除作用，显示出良好的抗氧化能力[2]。另外含有的皂苷、黄酮类、尿囊素等多种活性成分，具有明显的抗肿瘤和增强免疫力的功效。

胡萝卜，又称甘荀，富含碳水化合物、蛋白质、β-胡萝卜素等营养成分，具有降低高血压、高血脂，提高免疫力的功能，对人体健康极为有益，被誉为“小人参”[3]。牛肉是一种高蛋白低脂肪的肉类，并且富含人体所需的各种维生素、氨基酸、矿物质和微量元素等多种营养成分[4]。食用牛肉，能够补中益气，滋养脾胃，强健筋骨，化痰息风，不失为一种优质高蛋白营养食品。

面条是豆类或谷物磨粉与水混合成面团经过挤压成条的一种主食，多为淀粉胶体，我国制作和食用面条有着多年的历史。据统计我国每年面粉总加工量的35%用于面条的加工，足以证明面条在我国面制食品占据重要地位[5]。我国各地的面条也不相同，如北京炸酱面、山西刀削面、山西油泼面、兰州牛肉面、吉林冷面和河南烩面等[6]。

面条的营养素并不全面，缺乏蛋白质、人体必需氨基酸和维生素B[7]。基于以上因素，人们研发出营养面条。营养面条是在制作面条的基础上，在面粉中加入营养物质，经过加工制作成具有特定营养强化的面条。

营养面条大致可分为以下几类，加入水果蔬菜类、加入粗粮类、加入豆类和加入复合营养素类[8]。

果蔬类营养面条研制主要是因为果蔬中含有大量的纤维，并且不同果蔬之间色泽与食味不同。将果蔬与面条结合起来，做出具有鲜亮颜色和丰富营养的面条[9]。目前已经研究出多种果蔬营养面条。

粗粮类营养强化面条主要有荞麦面条、麸皮面条和豆类面条。这一大类面条主要是将粗粮中含有的膳食纤维添加到面条中。长期食用荞麦面条对于我们人体好处多多，可降低血脂、预防心脑血管疾病[10]。许先猛[11]等已将麸皮加入面条中研制成了麸皮面条。豆类中蛋白质氨基酸比例类似于动物蛋白质，李向阳等[12]研究了大豆对面条质量的影响。得出豆类面条可使面条更光滑，面筋力更大，品质更好。

复合营养素强化面条是在添加动物和植物原料外，按需求加入人工合成的营养素。

本试验将中筋小麦粉、山药泥与牛肉、胡萝卜等辅料进行合理搭配，研制出色泽均匀、口感清爽，兼具牛肉胡萝卜香气，加工性能良好的营养保健面条，满足市场与大众对美味保健食品的需求，山药复合营养面条的研制也为开发我国丰富的山药资源提供了新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

中筋小麦粉、胡萝卜、牛肉、脱脂纯牛奶、食盐、纯净水：市售；山药泥：天津科技大学食品科学与工程学院食品工艺实验室自制。

MT125小型面条机：邢台精洁机械公司；SM500D小型和面机：阿诗顿；TA-XT PLUS质构仪：英国Stable Micro Systems公司；SU1510扫描电子显微镜：日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

小麦粉、山药泥、辅料→和面→揉制→熟化→压片→切条→计量→干燥→包装

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 山药泥和牛肉泥的制备

山药泥：将山药洗净，去皮，切成4 cm长的圆柱形，放到蒸屉上蒸20 min[13]。取出搅碎揉成团状，放置室温（25℃）下备用。

牛肉泥：将牛肉洗净，切块，用斩拌机打成肉糜状。

1.2.2.2 和面

称取100 g小麦粉，再按配方比例称取山药泥及辅料。具体操作过程如下：将鲜榨胡萝卜汁、脱脂纯牛奶和适量的纯净水混合，并将所需的食盐溶于上述混合液中（温度25℃～30℃）。然后将称好的小麦粉、山药泥、牛肉泥与混合液倒入和面机。和面时间控制在10 min以内。和面结束时，要求面团颗粒松散，手握可成团。

1.2.2.3 熟化

将和好的面团在室温（25℃）下静置20 min，使面筋充分伸展，提高产品质量。

1.2.2.4 压片、切条

面团熟化后，将面团放入压面机，对面团进行多次压制，待面团厚度压至2 mm，调整面条机的压模，将面片压制成3 mm宽的面条。最终得到厚为2 mm，宽为3 mm的山药复合营养面条。

1.2.2.5 干燥

将整形压制好的面条切成10 cm的长度，干燥至含水量大约为13%为止，进行称量、包装成成品。

1.2.3 山药复合营养面条的感官评定

山药复合营养面条的感官评价标准见表1。

表1 山药复合营养面条的感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria of nutritional yam noodles

续表1 山药复合营养面条的感官评价标准Continue table 1 Sensory evaluation criteria of nutritional yam noodles

1.2.4 山药复合营养面条的烹煮特性测定

参照LS/T 3212-2014《挂面》，主要对面条的蒸煮损失率、熟断条率进行评价。

1.2.5 山药复合营养面条的物性测定

取10根10 cm长的面条放沸水锅中，煮制5 min，取出放入冷水中冷却30 s。取6根面条裁成3 cm长，分两组，并排放置在TA-XT PLUS质构仪的载物台上，测量山药复合营养面条的硬度、弹性、黏聚性、胶着度和咀嚼度[14]。

1.2.6 山药复合营养面条的微观结构观察

取面条进行自然断裂，选用大小适宜，断面相对平整的样品，用双面胶将其粘在托盘上，进行喷金，然后放入SU1510扫描电子显微镜电镜的载物室内，进行微观结构的观察，同时选取合适的视野与放大倍数进行拍照[15]。

1.3 数据处理方法

试验数据均为3次以上重复试验，采用SPSS 13.0软件进行数据分析，结果以平均值±标准差来表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

山药复合营养面条配方以100 g面粉为基准，分别以山药泥（20%、25%、30%、35%、40%）、胡萝卜和牛肉共 25%（质量比 2 ∶4、2 ∶3、2 ∶2、2 ∶1、3 ∶1）、脱脂纯牛奶（1%、2%、3%、4%、5%）、食盐（0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%）为原料进行单因素试验，结果见图1。

由图1a可知，随着山药泥添加量的逐渐增加，山药复合营养面条的感官评分呈现先增加后下降的趋势。山药的适量添加会改善面条的黏性与口感，而少量以及过量添加则会使得面条的风味和适口性变差。故山药泥添加量拟控制为25%、30%、35%。

图1 各因素添加量对面条感官品质的影响Fig.1 The effect of the amount of each factor on the sensory quality of noodles

由图1b可知，随着牛肉添加量的逐渐增加，山药复合营养面条的感官评分呈现先增加后下降的趋势。牛肉比例的增加会改善面条的食味，胡萝卜的适量添加会使得面条的色泽鲜亮，更加诱人。故牛肉与胡萝卜的比例拟控制为 2 ∶3、2 ∶2、2∶1。

由图1c可知，随着脱脂纯牛奶添加量的逐渐增加，山复合药营养面条的感官评分呈现先增加后下降的趋势。脱脂纯牛奶的适量添加会使山药复合营养面条的口感光滑，富有弹性。故脱脂纯牛奶添加量拟控制为3%、4%、5%。

由图1d可知，随着食盐添加量的逐渐增加，山药复合营养面条的感官评分呈现上升的趋势。食盐的适量添加会改善面条的表观状态，增加面条强度，减少断条率。故食盐的添加量拟控制为1.5%、2%、2.5%。

2.2 正交试验结果

经过单因素试验确定了影响山药复合营养面条感官品质的添加范围，采用L9（34）正交试验设计，以山药复合营养面条的感官评分为指标进行试验分析。正交试验因素与水平设计见表2，结果见表3。

表2 正交试验因素与水平设计Table 2 Orthogonal experimental factors and horizontal design

由表3可知，各因素作用主次为B＞A＞D＞C，最佳组合为A3B2C1D3，即第8组试验样品，配方中山药泥添加量35%，牛肉∶胡萝卜质量比为1∶1（添加量25%）、脱脂纯牛奶添加量3%、食盐添加量2.5%。

表3 正交试验结果分析Table 3 Analysis of orthogonal test results

2.3 山药复合营养面条质构检测结果

山药复合营养面条质构特性的正交试验结果见表4。

表4 山药复合营养面条质构特性影响的正交试验结果Table 4 Orthogonal test results of texture characteristics of yam nutritional noodle

由表4知，各因素会对山药复合营养面条的质构特性产生不同的影响。研究表明，山药中含有大量的支链淀粉，而这些支链淀粉的存在可以改善面条的黏聚性，使其更加的滑爽筋道。山药淀粉的峰值黏度为6 220 cP，最低黏度为3 902 cP，最终黏度为5 702 cP，衰减值为2 318 cP，回生值为1 800 cP[16]。山药添加量的适度增加，可以降低面条的硬度，也会提高面条的黏聚性和胶着度；牛肉中的肌纤维以及胡萝卜中的纤维素结构相对致密，随着两种配料比例的升高，咀嚼度和弹性相对提高；食盐可以收敛面筋的结构，从而增加面条的结构强度，降低面条的熟断条率和蒸煮损失率。对质构特性结果进行正交试验分析，得出面条的最佳配方为A3B2C1D3，即山药泥添加量35%，牛肉∶胡萝卜为1∶1（添加量25%）、脱脂纯牛奶添加量3%、食盐添加量2.5%。

2.4 山药复合营养面条烹煮特性结果

山药复合营养面条的烹煮特性结果见图2。

图2 山药复合营养面条的烹煮特性结果Fig.2 Results of cooking characteristics of yam nutritional noodles

由图2可知，熟断条率和蒸煮损失率最低的是第8组（A3B2C1D3），即山药复合营养面条在蒸煮过程中保持完整度最高，蒸煮特性最优配方为山药泥添加量35%，牛肉：胡萝卜为1∶1（添加量25%）、脱脂纯牛奶添加量3%、食盐添加量2.5%。

2.5 山药复合营养面条微观结构分析

山药复合营养面条的微观结构见图3。

由图3可知，根据山药泥和辅料添加量的不同，可以观察到不同的淀粉蛋白质结合状况的微观结构。图3a～图3c显示的蛋白质网与淀粉颗粒粘连较为紧密，但是由于山药的添加量少，造成制得的山药复合营养面条风味以及营养物质缺失。而图3h显示的山药复合营养面条的蛋白质网状结构与其他相比更为致密，淀粉颗粒与蛋白质网紧密粘连在一起，并且蛋白质分子可以将淀粉颗粒包埋于网状结构中。而不添加配料的样品（图3j），结构质地不均匀，有很多淀粉颗粒游离于蛋白质网状结构以外。综合考虑，选取图3h，即山药泥添加量35%，牛肉：胡萝卜为1∶1（添加量25%）、脱脂纯牛奶添加量3%、食盐添加量2.5%为最佳配方。

图3 山药复合营养面条的微观结构（500ⅹ）Fig.3 Microstructure of yam nutritional noodles（500 x）

2.6 产品品质标准

色泽：黄色适中，均匀一致，无明显斑点；表观状态：表面光滑，色泽鲜亮，结构紧密；口感：细腻爽口、不黏牙、有嚼劲、有弹性，口感较佳；气味：有胡萝卜、牛肉以及山药的清香，无其他异味。

理化指标：水分含量13%，酸度3.9，弯曲折断率10%，熟断条率≤9%，蒸煮损失≤10.5%。产品理化指标符合国家LS/T 3212-2014《挂面》的相关规定。

3 结论

在单因素试验的基础上，对影响面条感官品质的因素进行L9（34）正交试验，并通过质构分析以及观察微观结构，得到山药复合营养面条的最佳配方：山药泥添加量35%，牛肉和胡萝卜添加量25%（质量比为1∶1）、脱脂纯牛奶添加量3%、食盐添加量2.5%。所得产品具有色泽均匀，牛肉胡萝卜的香气以及口感清爽的特点。