黄豆豆丝制作配方优化及其淀粉消化特性研究

蔡沙，蔡芳，施建斌，隋勇，何建军，熊添，陈学玲，范传会，梅新

（湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉430064）

豆丝是以豆类、大米和面粉等为主要原料制作而成的一类主食产品[1]，在部分地区被归类为杂粮面制品，而湖北地区惯称其为豆丝。豆丝因制作原料所用豆类的种类不同可分为黄豆豆丝、绿豆豆丝等。此外，为了丰富豆丝营养成分，多对原料进行优化改进，如添加藕粉、荞麦粉等，制作成莲藕豆丝、荞麦豆丝等产品，市售传统豆丝均以大米为原料，豆类以黄豆和绿豆为主[2]。

传统豆丝是用大米、黄豆或者绿豆经过浸泡、磨浆、糊化、老化、干燥等步骤而制成[3]，生产方式以手工家庭式作坊、合作社或小规模半机械化生产为主[4]，产品品质因制作人经验不同存在较大差异，标准化生产工艺的缺乏导致市场售卖的豆丝产品品质参差不齐[5]。随着人民生活水平提高及生活节奏加快，对于主食产品消费逐渐从温饱型向营养健康快捷型转变，研发营养丰富且具有一定保健功效的豆丝新产品，促进传统豆丝标准化工业化生产，已成为豆丝加工行业研究与发展趋势[6]。目前，国内相关研究主要围绕原料创新展开，尚未见有关传统豆丝品质提升、标准化工业化生产配方工艺优化、食用营养品质解析的研究报道。

本文针对豆丝产品种类较少、不耐煮、易断条、对其营养品质缺乏系统分析等问题，对传统黄豆豆丝制作配方工艺进行优化，分析比较不同种类豆丝蒸煮特性以及基本成分，以期提升传统豆丝产品品质，为实现传统豆丝制品标准化、工业化生产提供技术支撑，也为消费者提供豆丝食用营养品质的科学数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大米、黄豆、面粉、食盐、市售黄豆豆丝（主要原料为大米、面粉、黄豆）、市售莲藕豆丝（主要原料为大米、面粉、莲藕、黄豆）、市售荞麦豆丝（主要原料为大米、面粉、荞麦、黄豆）、市售绿豆豆丝（主要原料为大米、面粉、绿豆）：武汉市蔡甸区万顺农产品专业合作社；胃蛋白酶（≥250 U/mg）、α-淀粉酶（50 U/mg）：美国SIGMA公司；硫酸铜、硫酸钾、硫酸、盐酸、硼酸、乙醇、乙酸铅、石油醚、硫酸钠、葡萄糖、氢氧化钠、酚酞、甲基红、溴甲酚绿（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；单甘酯（食品级）：佳力士添加剂（海安）有限公司。

JM-L50 胶体磨：温州百力仕龙野轻工设备有限公司；OS20-Pro 自动搅拌机：美国SCILOGEX.LLC 公司；BS-210 分析天平：德国Instruments 公司；DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；UV-3802 分光光度计：上海尤尼科仪器有限公司；WH2202 电磁炉：杭州九阳生活电器有限公司；SXT-06 索氏抽提器：上海百贺仪器科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 黄豆豆丝制作配方优化

1.2.1.1 豆丝制作工艺流程

大米和黄豆经清水淘洗后，分别置于等量的清水中于室温25 ℃下浸泡时间8 h～10 h，将浸泡后的大米、黄豆按一定比例混合后，加入清水磨浆，黄豆、大米总量与清水的料液比为6∶7（g/mL）。浆液无大颗粒粗糙感时即可结束磨浆，随后加入适量食用盐，按配方加入面粉和其它配料，混合均匀后将浆料摊平糊化至表面结皮，且厚度均匀，糊化后豆丝皮置于室温25 ℃冷却老化2 h～3 h，再卷制切丝并置于65 ℃～70 ℃下干燥4 h～6 h，得豆丝成品，成品豆丝长度约10 cm，含水量不超过15%。

1.2.1.2 黄豆豆丝制作配方单因素试验

探讨单甘酯添加量、早籼米与粳米质量比、大米质量、面粉质量、黄豆质量等因素对传统黄豆豆丝蒸煮品质评分值的影响，单因素试验因素水平如表1 所示。

表1 单因素试验设计Table 1 Single factor test design

1.2.1.3 黄豆豆丝制作配方正交试验

在单因素试验基础上，以黄豆豆丝蒸煮品质评分值为考察指标，采用五因素四水平正交试验，对黄豆豆丝制作配方进行优化。

1.2.2 豆丝蒸煮特性分析

1.2.2.1 最佳煮制时间测定

参照李荣启等[7]的方法，取20 根干豆丝，置于200mL沸水中并开始计时，一直保持水为微沸状态至5 min后，每隔30 s 取1 根豆丝，切断后观察横断面有无白芯，白芯完全消失的时间即为豆丝最佳煮制时间。

1.2.2.2 干物质失落率测定

参照燕雯等[8]的方法，取10 根干豆丝，称重后置于200 mL 沸水中并开始计时，然后一直保持水为微沸状态至豆丝最佳煮制时间，停止煮制，用80 目网筛滤除干物质，浓缩水煮液至50 mL，用蒸馏水定容浓缩水煮液至100 mL，充分摇匀后取10 mL 定容后水煮液至预先恒重玻璃皿中，于105 ℃下烘干至恒重，干物质失落率计算方法如下。

1.2.2.3 煮制吸水率测定

参照黄泽元等[9]的方法，将测定干物质失落率过程中网筛滤除的干物质自然晾置15 min 后称重，煮制吸水率计算方法如下。

1.2.2.4 蒸煮品质评分方法

参照黄泽元等[9]的评分方法进行打分，豆丝蒸煮品质评分和计算方法如表2 所示。蒸煮品质评分值=最佳煮制时间+干物质失落率+煮制吸水率。

表2 蒸煮品质评分标准Table 2 Table of cooking characteristics score value

1.2.3 豆丝基本成分及淀粉消化特性分析

1.2.3.1 基本成分测定

豆丝中灰分、蛋白质、脂肪、淀粉等含量的测定分别参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》、GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》、GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》、GB 5009.9—2016《食品安全国家标准食品中淀粉的测定》中的方法进行。

1.2.3.2 淀粉消化特性的分析

参照马雨洁等[10]的试验方法，并稍作修改。称取0.5 g 样品于沸水中煮制至最佳煮制时间后取出，于研钵内研磨均匀后，用2 mL 氯化钾盐酸缓冲液（pH 1.5）冲洗研钵并将研磨后样品液转移至试管内，后加入2 mL 胃蛋白酶，并混合均匀后于40 ℃下水浴振荡酶解60 min，后以6 mol/mL NaOH 调节pH 6.9，并加入磷酸缓冲液（pH 6.9）补足混合液体积至29 mL，并加入1 mL α-淀粉酶，充分摇匀后于37 ℃下水浴振荡酶解3 h，酶解期间，每隔30 min 取1 mL 酶解液于沸水浴中处理5 min，并以葡萄糖为标品制作标准曲线（y=0.587x+0.003 8，R2=0.999 7），采用二硝基水杨酸法测定酶解液中还原糖含量，淀粉水解率计算方法如下。

1.2.4 数据处理

采用Box-Behnken 设计五因素四水平的试验，采用Excel 2007 软件进行数据处理和分析，每个样品进行3 次平行试验。

2 结果与分析

2.1 黄豆豆丝制作配方优化

2.1.1 黄豆豆丝制作配方单因素试验

2.1.1.1 单甘酯添加量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响

单甘酯添加量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响如图1 所示。

图1 单甘酯添加量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响Fig.1 Influence of additives on cooking characteristics of soybean noodles

从图1 可以看出，单甘酯添加量对黄豆豆丝最佳煮制时间、干物质失落率无明显影响，仅对煮制吸水率影响较大。随着单甘酯添加量升高，黄豆豆丝蒸煮评分值呈先上升后下降趋势。单甘酯属于一种非离子型的表面活性剂，既有亲水基团又有亲油基团，可使米粒、淀粉与其形成复合体，提高米粒表面的亲水性，使水分易均匀渗透到米粒内部[11]。当单甘酯添加量为0.3%时，所表现的蒸煮品质最佳，黄豆豆丝蒸煮品质评分值最高。

2.1.1.2 早籼米与粳米质量比对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响

早籼米与粳米质量比对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响如图2 所示。

从图2 可以看出，早籼米与粳米质量比对黄豆豆丝最佳煮制时间、干物质失落率、煮制吸水率3 个指标均有明显影响，随着早籼米与粳米的质量比值升高，黄豆豆丝各蒸煮品质结果均呈先上升后下降趋势，早籼米与粳米质量比为9∶2 时，黄豆豆丝蒸煮品质评分最高。早籼米中含有的直链淀粉较多，而直链淀粉所占的比例越大，豆丝越易发生老化，影响其蒸煮特性，此外，早籼米比例过大，还会影响豆丝的黏聚性，容易产生裂缝[5]，对豆丝的最佳煮制时间和煮制吸水率有

图2 早籼米与粳米质量比对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响Fig.2 Influence of the ratio of early indica rice to japonica rice on cooking characteristics of soybean noodles

较大影响。

2.1.1.3 大米质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响

大米质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响如图3所示。

图3 大米质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响Fig.3 Influence of the weight of rice on cooking characteristics of soybean noodles

从图3 可以看出，随着大米质量的增加，黄豆豆丝最佳煮制时间、干物质失落率、煮制吸水率的评分均呈明显的先上升后下降变化趋势，大米质量为440 g时，黄豆豆丝蒸煮品质评分值最高。大米中的淀粉通过缓解面筋强度、填补蛋白质网络空隙等途径，增强了豆丝的蒸煮品质[12]。

2.1.1.4 面粉质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响

面粉质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响如图4所示。

图4 面粉质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响Fig.4 Influence of the weight of flour on cooking characteristics of soybean noodles

从图4 可以看出，随着面粉质量增加，黄豆豆丝的最佳煮制时间评分、干物质失落率评分、煮制吸水率评分、蒸煮品质评分均呈先上升后下降变化趋势，面粉质量为320 g 时，黄豆豆丝蒸煮品质评分最高。面粉中的淀粉可增强豆丝的韧性，降低其硬度，使豆丝更加耐煮。

2.1.1.5 黄豆质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响

黄豆质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响如图5所示。

图5 黄豆质量对黄豆豆丝蒸煮品质评分的影响Fig.5 Influence of the weight of soybean on cooking characteristics of soybean noodles

从图5 可以看出，随着黄豆质量增加，黄豆豆丝最佳煮制时间评分、干物质失落率评分、煮制吸水率评分、蒸煮品质评分均呈明显的先上升后下降趋势，黄豆质量为40 g 时，黄豆豆丝蒸煮品质评分最高。与王荣等[1]的研究结果一致。

2.1.2 黄豆豆丝制作配方正交试验

黄豆豆丝制作配方正交试验与极差分析结果如表3 所示。

表3 黄豆豆丝制备工艺正交试验结果Table 3 The results of orthogonal test

从表3 可以看出，5 个因素对黄豆豆丝蒸煮品质评分值影响大小顺序为：单甘酯添加量＞面粉质量＞早籼米与粳米质量比＞大米质量＞黄豆质量，各因素理论最优水平组合为A1B1C2D1E4。正交试验设计16 个处理中最优组合为A1B3C3D3E3。对A1B1C2D1E4和A1B3C3D3E3进行验证试验，结果表明，理论最优组合蒸煮品质评分值高于实际最优组合蒸煮品质评分值，由此，最终确定正交试验黄豆豆丝最优制作配方为：单甘酯添加量0.2%，早籼米与粳米质量比8∶3，大米质量400 g，面粉质量240 g，黄豆质量48 g。

2.2 不同种类豆丝蒸煮品质分析

不同种类豆丝蒸煮品质评分如图6 所示。

图6 不同种类豆丝的蒸煮品质评分Fig.6 Cooking characteristics score value of different kinds of bean noodles

从图6 可以看出，5 种豆丝的蒸煮特性有明显差异，其中自制黄豆豆丝各项指标表现均较为优异，高于其它几种豆丝；而市售荞麦豆丝各项指标均低于其它几种豆丝，综合3 项指标所得蒸煮品质评分值也表明，5 种豆丝蒸煮品质评分值大小顺序为：自制黄豆豆丝＞市售黄豆豆丝＞市售绿豆豆丝＞市售莲藕豆丝＞市售荞麦豆丝。

2.3 不同种类豆丝的基本成分分析

不同种类豆丝的基本成分分析结果如表4 所示。

表4 不同种类豆丝的基本成分分析Table 4 Fundamental component analysis of different kinds of bean noodles g/100 g 干基

从表4 可以看出，5 种豆丝的脂肪、蛋白质、淀粉含量相差较大，其中荞麦和莲藕豆丝中淀粉含量较高；自制黄豆豆丝、市售黄豆豆丝中脂肪、蛋白质含量较高。黄豆是植物蛋白含量较高的食品原料，且蛋白质营养效价也高[13]，以黄豆为原料制作豆丝，可满足消费者对于优良植物蛋白的需求。

2.4 不同种类豆丝淀粉消化特性分析

以白面包为对照，不同种类豆丝淀粉水解率随时间变化情况如图7 所示。

从图7 可以看出，随着时间延长，不同种类豆丝中淀粉水解率均呈明显上升变化趋势，在0～90 min 之间，对照及不同种类豆丝中淀粉水解率上升幅度较大；而在90 min～180 min 之间，不同种类豆丝中淀粉水解率上升幅度较小。在整个消化过程中，对照白面包中淀粉水解率远高于5 种豆丝产品。到达消化终点180 min 时，对比5 种不同种类豆丝，其各自所含淀粉水解率均小于30%，且大小顺序为：市售荞麦豆丝＞市售莲藕豆丝＞市售绿豆豆丝＞市售黄豆豆丝＞自制黄豆豆丝。通过模拟人体内肠胃消化过程，建立体外消化模型，可反映食物在人体内的消化情况。豆丝中淀粉消化率不仅与豆丝中淀粉含量有关，也与豆丝中淀粉结构有关，也就是组成淀粉的直链淀粉和支链淀粉比例。自制黄豆豆丝和市售黄豆豆丝中淀粉水解率均较为相近，且明显低于其它几种豆丝。王向向等[14]对比了黄豆、黑小豆、绿豆中淀粉消化特性，黄豆中淀粉水解率明显低于其它两种豆类，与本试验中黄豆豆丝中淀粉水解率较低现象一致。

3 结论

针对豆丝蒸煮品质差、煮制易断条等问题，通过单因素和正交试验得出黄豆豆丝制作最优配方：单甘酯添加量为0.2%，早籼米与粳米质量比8∶3，面粉质量240 g、大米质量400 g、黄豆质量48 g，此时，黄豆豆丝蒸煮品质评分最高。不同种类豆丝蒸煮特性间有明显差异，自制黄豆豆丝、市售黄豆豆丝蒸煮评分最高，而莲藕豆丝、荞麦豆丝蒸煮品质评分较低。5 种豆丝中脂肪、蛋白质、淀粉含量存在明显差异，自制黄豆豆丝和市售黄豆豆丝中蛋白质含量较高，淀粉含量较低；而莲藕豆丝和荞麦豆丝中淀粉含量较高，蛋白质含量较低，由此说明，不同种类豆丝在营养品质上存在较为明显差异。不同豆丝中淀粉水解率大小顺序为：市售荞麦豆丝＞市售莲藕豆丝＞市售绿豆豆丝＞市售黄豆豆丝＞自制黄豆豆丝。综合不同种类豆丝蒸煮品质和豆丝中淀粉消化特性结果，可以得出，黄豆豆丝具有蒸煮特性好、蛋白质含量高、摄入后淀粉水解率低等优点。