阴离子对面条品质的影响

桂俊，陆啟玉

河南工业大学粮油食品学院（郑州 450001）

面条是我国几千年的传统主食之一，深受人们喜爱[1]。如何通过添加盐改善面条风味、色泽、口感等品质是面条品质改良的研究方向之一。以往的研究多集中于盐的种类、添加比例对面条品质的影响，对于盐中各种离子对面条品质影响研究较少。面条中主要组分是淀粉和蛋白质。淀粉是影响面团加工性能和面条品质的主要因素[2]，而蛋白质尤其是面筋蛋白的含量、质量、组成以及亚基结构直接影响面条品质[3]。周虹先等[4]发现盐离子会改变淀粉粒度分布状态，使淀粉颗粒结构发生变化，同时会改变淀粉糊化特性以及降解性、膨胀性等；Tuhumury等[5]发现阴离子盐通过直接与特定氨基酸残基相互作用影响面筋蛋白网络形成，导致面筋复合物的变化。McCann等[6]认为氯化钠的存在可以对蛋白质表面一些带电氨基酸产生静电屏蔽，从而削弱蛋白质的水合作用。研究阴离子对淀粉和蛋白质等组分的影响直接决定离子对面条品质的影响。利用粉质仪、自动色差仪、质构仪等研究了4种阴离子对面粉特性、面片色度以及面条特性的影响，为探究阴离子对面条品质影响机理奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金苑特一粉，河南金苑粮油有限公司；氯化钠，天津市天力化学试剂有限公司；碳酸钠、碳酸氢钠，天津市科密欧化学试剂有限公司；磷酸二氢钠，洛阳昊华化学试剂有限公司。所用试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

TA-XT plus质构仪，英国Stable Mciro Systems公司；Brabendr粉质仪，德国Brabendr公司；JHMN 200和面机，北京东孚久恒仪器技术有限公司；JMTD168/140压面机，北京东孚久恒仪器技术有限公司；WSC-S测色色差计，上海仪电物理光学仪器有限公司；DHG-9076A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；BS210S精密电子分析天平，北京赛多利斯天平有限公司。

1.3 方法

1.3.1 面条制作

参照GB/T 35875—2018，略有改动。称取100 g小麦面粉，分别取10，15，20，25和30 mmol NaCl、NaHCO3、NaH2PO4，溶解到34 mL的去离子水中，取Na2CO3浓度为其他离子浓度的1/2（在相同阳离子浓度下，比较不同阴离子），将溶解完全的溶液和面粉加入和面机混合15 min，室温放置熟化30 min，采用面条机3.00 mm压辊间距压延1次，对折复合压延2次；2.50 mm压延2次，2.00 mm压延2次，1.25 mm压延2次，1.00 mm压延2次，切成2.00 mm宽面条，备用。

1.3.2 面粉粉质特性的测定

参照GB/T 14614—2006粉质仪法。

1.3.3 面片色泽测定

面片的制备按照方法1.3.1取切条前最后1次压延的面片进行测定。用CIE-L*，a*，b*色空间表示的方法，用自动色差仪进行测定，以L*（白度），a*（红绿值）和b*（黄蓝值）表征面片色泽。

1.3.4 面条蒸煮损失率测定

参照LS/T 3212—2014，略有改动。取出1个500 mL烘干至恒质量的烧杯，称其质量，记为X1。取15 g1.3.1小节中制作的面条，放入500 mL沸水中，煮制最佳蒸煮时间立刻捞出，面汤转入烘干恒质量的500 mL烧杯中，放在可调式的电炉上，蒸发掉大部分水分后，将烧杯放入105 ℃的烘箱中烘干至恒质量，记录烧杯质量为X2，干物质为X2与X1的差值记为M3。蒸煮损失率按式（1）计算。

式中：M1为生面条质量，g；M3为面汤中干物质质量，g；W为面条含水量，%。

1.3.5 面条质构拉伸特性测定

依照Zhang等[7]的方法，略有改动。采用质构分析仪对面条的质构和拉伸特性进行测定。

质构（TPA）参数：测前和测后速度2.0 mm/s；测试速度0.8 mm/s；压缩比例70%；起点感应力5.0g；压缩时间间隔5 s，用刀片式探头Auto-0.5 g进行测试。

拉伸参数：测前和测试速度2.0 mm/s；测后速度10.0 mm/s；测试距离120 mm；返回距离30 mm；触发力5.0 g。测试指标包括拉断力和拉伸距离，测试探头A/SPR。

1.4 数据分析

数据采用SPSS 24.0软件进行显著性分析，并采用Origin 9.1进行绘图。

2 结果与分析

2.1 添加4种不同离子对面粉粉质特性的影响

由图1（a）可知，与空白相比，CO32-的加入使得面粉吸水率呈上升趋势，Cl-、HCO3-、H2PO4-的加入使得面粉的吸水率呈下降趋势；4种离子在同一浓度下对面粉吸水率的贡献为CO32-＞HCO3-＞Cl-＞H2PO4-。王冠岳等[8]认为氯化钠中的Na+和Cl-在溶液中解离后，Cl-会与氨基酸的极性残基结合，对稳定蛋白结构、增强面筋强度和延展性有一定作用，并且解离的阴离子和阳离子会影响面筋蛋白均匀吸水和形成完善的网络结构。这可能是阴离子能够改变面粉吸水率的重要因素之一。由图1（b）可知，在相同浓度条件下，H2PO4-的添加使面粉形成时间最短，HCO3-的添加使面粉形成时间最长，Cl-、CO32-的添加对面粉形成时间整体影响不大。图1（c）和（d）分别是4种离子对面粉粉质稳定时间和弱化度的影响，结果表明，加入CO32-的面粉稳定时间相对较短，加入H2PO4-的面粉稳定时间最长，弱化度降低相对适中，HCO3-、CO32-的添加使面团弱化度相对较大，面团较黏。综上，Cl-对面粉的吸水率、形成时间影响适中，使面粉的稳定时间较长，弱化度较低，粉质品质相对较好；H2PO4-的添加使面粉吸水率较低，形成时间较短，弱化度适中，对粉质品质影响次之，HCO3-、CO32-的添加使面团弱化度相对较大，粉质品质较差。

图1 4种离子对面粉粉质特性的影响

2.2 添加4种不同离子对面片色泽的影响

通过对面片L*、a*、b*值的测定能够反映阴离子对面片色泽的影响[9]。由图2可知，与空白相比，4种离子的加入显著提高了面片的L*值，改变了面片色泽，使面片变白，这可能是离子的加入优化了面筋蛋白结构导致[8]。并且在同一浓度下，HCO3-、H2PO4-、CO32-对面片L*值的影响明显高于Cl-。小麦面条色泽受面粉中游离态酚类物质含量的影响[10]，有研究认为当pH上升至7～11时，面粉中的α-淀粉酶、多酚氧化酶的活性会受到抑制，从而抑制酶促褐变，使面条不易变暗[11]。HCO3-、CO32-的加入，所营造的碱性环境很可能抑制了酶活性从而延缓酶促褐变，使面片变白。从a*、b*值不难发现，在相同浓度条件下，HCO3-、CO32-的加入对b*值的影响显著高于Cl-、H2PO4-的影响；Cl-、H2PO4-使a*值先升高再降低，HCO3-、CO32-使a*值先降低再升高。胡瑞波等[12]研究发现面条b*值与面粉中麦黄酮含量呈显著或极显著正相关。Morris等[13]认为面粉中存在的黄酮类化合物使碱性面条变黄，这些化合物在酸性或中性pH下无色，在碱性pH下变为黄色；这很可能是HCO3-、CO32-的加入导致面片变黄的原因。

图2 4种离子对面片色泽的影响

2.3 添加4种不同离子对面条蒸煮损失的影响

由图3可以看出，与空白相比，Cl-、HCO3-、H2PO4-、CO32-的加入均增加了面条的蒸煮损失，且随着离子浓度的增加，面条的蒸煮损失不断增加。有研究认为氯化钠增加面条蒸煮损失的关键在于盐与淀粉的溶出[14]。在相同浓度条件下，HCO3-、CO32-对蒸煮损失的影响要大于Cl-、H2PO4-对蒸煮损失的影响。盐的加入很有可能在面团内部形成渗透压，促进面筋网络吸水，形成和改变面筋网络结构，使面筋蛋白包裹淀粉的紧密程度改变[8,15]。Lzydorczyk等[16]认为蒸煮损失的增加通常是由于蛋白质-淀粉基质的弱化或破坏引起的；所以HCO3-、CO32-的加入可能使得面筋蛋白包裹淀粉紧密程度变差，使淀粉更易脱落，从而增加了蒸煮损失。研究表明，蒸煮损失越少，面条的品质越好[17-18]。从蒸煮损失可知，4种离子中Cl-对面条蒸煮损失影响最小，蒸煮损失最少，面条的品质最好。

图3 4种离子对面条蒸煮损失的影响

2.4 添加4种不同离子对面条质构特性的影响

由表1可知，4种离子的添加对面条的硬度、黏附性、咀嚼性均产生显著性影响，对面条的弹性影响不显著。Rombouts等[19]和Chen等[20]研究发现盐对面条质构尤其是面条硬度影响显著。研究发现Cl-对面条硬度的影响呈现先升高后降低的趋势，在20 mmol/100 g粉时硬度最大，H2PO4-、CO32-使面条硬度和咀嚼性先升高再降低，在15 mmol/100 g粉左右时硬度最大。HCO3-对面条硬度、黏附性和咀嚼性的影响趋势与Cl-相反。王冠岳等[8]认为面条硬度的升高很可能是因为麦谷蛋白形成较为完善的网状结构并包裹醇溶蛋白和淀粉所导致的。在添加一定浓度的盐离子之后，由于面筋水化不足，强韧的网状结构无法形成，造成了TPA指标的下降，这可能是TPA变化的主要原因之一。

表1 4种离子对面条质构特性的影响

接表1

2.5 添加4种不同离子对面条拉伸特性的影响

由图4可知，相较于空白，4种离子的添加均显著提高了面条的拉断力（p＜0.05），但拉伸距离的改变略有不同。随着Cl-、H2PO4-浓度的增加，面条的拉断力、拉断距离呈现上升趋势，说明Cl-、H2PO4-的添加使得面条的延展性显著增强，这可能是由于离子的加入改善了面筋网络结构，使面筋网络结构更加致密，从而增强面条延展性。与空白相比，CO32-、HCO3-的添加提高了面条拉断力，但随着CO32-、HCO3-浓度不断提高，拉断力和拉伸距离开始逐渐降低，拉断力在10 mmol/100 g粉时最大，拉断力和拉伸距离的降低可能是因为CO32-、HCO3-量的不断积累改变渗透压环境，使面筋网络松散，延展性减弱。拉断力和拉伸距离之间存在不完全相同的变化规律。

图4 4种离子对面条拉伸特性的影响

3 结论

通过研究4种离子对面粉特性、面片色度以及面条特性的影响，结果发现，在相同浓度下，Cl-对面粉的吸水率、形成时间影响适中，使面粉的稳定时间较长，面粉粉质品质相对较好；H2PO4-的添加使面粉吸水率较低，形成时间较短，弱化度适中，对面粉粉质品质影响次之，HCO3-、CO32-的添加使面团弱化度相对较大，粉质品质较差；随着阴离子浓度的提高，面片的L*值、面条的蒸煮损失显著增加；HCO3-、CO32-的加入使b*值显著增加；4种离子的添加对面条的硬度、黏附性、咀嚼性均产生显著性影响，对面条的弹性影响不显著；随着Cl-、H2PO4-浓度不断提高，面条的拉断力、拉断距离呈现上升趋势，而随着HCO3-、CO32-浓度不断提高，拉断力和拉伸距离呈现先上升再下降趋势。试验表明阴离子的添加在一定程度上能够改善面条品质。此次试验为面条品质影响研究提供了方向，为接下来研究阴离子对面条中蛋白质和淀粉影响机理提供思路。