甜菜面条的理化性质及抗氧化性

萧思玉，李 颖，潘伟成

（1.广东石油化工学院生物与食品工程学院,广东茂名 525000；2.大仁科技大学食品科技系,台湾屏东 90741）

甜菜是富含甜菜色素的天然食材。甜菜，亦称根甜菜、红甜菜，学名Beta vulgarisL.，属于藜科甜菜属。甜菜的块根呈现紫红色。北京红块根中红色素含量高于食甜一品红，此色素可以直接用水进行萃取，其提取率高且经济实用[1]。Wruss等[2]指出在奥利地七个品种甜菜的总甜菜色素含量介于789～1309 mg/L，亦含有多酚成分，如没食子酸、咖啡酸、丁香酸与阿魏酸。根据台湾卫福部食品营养成分数据库，每100 g去皮甜菜中含水分89.9 g，粗蛋白1.3 g，粗脂肪0.1 g，灰分0.9 g，总碳水化合物7.8 g，膳食纤维2.3 g，维生素C 3.4 mg，维生素E 0.05 mg，维生素B10.02 mg和维生素B20.02 mg[3]。已有研究发现甜菜具有抗氧化、抗发炎及抗肿瘤等功效[4−6]。因此甜菜是近期颇受大众瞩目的新兴健康食材。甜菜可作为食品色素，在多种食品中应用以改善食品的营养与接受性，如酸奶、冰淇淋、多谷点心食品[7−9]。

甜菜色素（betalains）是一种含氮且溶于水的天然色素，存在于甜菜根、火龙果与仙人掌果实、苋菜叶等食材。甜菜色素可分成二类，即呈紫红色的甜菜红素（betacyanin）和呈黄色的甜菜黄素（betaxanthin）。甜菜中主要的甜菜红素是甜菜苷（betanin）和异甜菜苷（isobetanin），而甜菜黄素是仙人掌黄素（vulgaxanthin）和紫茉莉花黄素（miraxanthin）[10]。甜菜色素的稳定性与pH、温度、水活性、氧气、光线等因素有关[11−12]。甜菜汁与甜菜饼干分別于96 ℃加热12 min与烘焙（200 ℃，20 min）处理后，其甜菜红素含量分別减少50%和63.8%[13]。添加火龙果皮粉末面条于烹煮过程中有33%～48%甜菜红素被降解[14]。

面条为国人喜爱的小麦制品之一。有关天然甜菜汁或甜菜色素（可来自火龙果、苋菜等）对面条质量影响的研究并不多。添加30%甜菜浆料可显著改善面条的营养价值、总多酚和颜色强度[15]。添加少量（0.1%～0.5%）苋菜色素提取物对亚洲式盐面条的质地和烹煮性质没有显著影响，但添加高量（2.0%）时会有显著影响[16]。添加适量的火龙果皮粉末（3%～6%）可制得具有较高生物活性且色彩丰富的面条[14]。甜菜浆富含天然色素与植化素如膳食纤维、多酚类、类黄酮、甜菜碱[2,10,15]，具有作为功能性食品原料的潜力。然而过多的膳食纤维对面筋网状结构和面条质量有负面效果[17−18]，因此本研究探讨添加不同含量（0～20%）的红甜菜浆对面条理化性质和抗氧化性的影响，并以期能增加面条的多样性、营养及良好的口感。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

中筋面粉（粗蛋白质12.0%）台湾洽发股份有限公司；甜菜 购自当地家乐福超级市场。

JYN-W6 制面榨汁多功能机 浙江九阳公司；HC1-A压延机 台湾越钢不锈钢公司；DRB-36 切面条机 台湾越钢不锈钢公司；TA-XT Plus质构仪（Texture analyzer）英国Stable Micro Systems公司；ColorFlex色度仪 美国 Hunter Associates Laboratory公司。

1.2 实验方法

1.2.1 面团的制备 将甜菜根清洗、去皮、切成小块，然后进行磨碎榨汁，可制得甜菜浆（BP）。基本面团的制备：取500 g面粉加水进行混合搅拌（慢速2 min及中速2 min），混合均匀后将面团置于塑料袋中于室温下静置15 min，即得面团样品。依配方表（表1）添加5%～20% BP，BP与水混合均匀后再与面粉搅拌制得甜菜浆面团。由于甜菜含有约2%膳食纤维[3,9]，因此含甜菜浆面团制备时需多添加水方能制成性状好的面团与面条。

表1 甜菜面条的配方Table 1 The formula of noodle with beetroot puree

1.2.2 面条的制备 参考Shiau等[14]的方法制备面条。使用压延机挤压上述面团以逐渐减少面带的厚度，分别在滚轮间隙7.1、5.6、4.3、2.8、1.4 和0.8 mm下压延2 次。然后用切条机将面带切成宽约3 mm、厚约2.0 mm的面条，即得生面条。干面条的制备是将生面条于室温下（约26 ℃）干燥约14 h，然后将其装入双层可密封的塑料袋，置于防潮箱中待测。

熟面条的制备：将约70 g生面条放入装有700 mL沸水的烧杯中，烹煮至面条内部白点消失，即为其最适烹煮时间（皆为3 min）。烹煮完后于冷水中冷却20 s，捞出沥干1 min，置于塑料袋中冷却至室温，并尽快对熟面条的质量进行分析。

1.2.3 面条理化性质和抗氧化性的测定

1.2.3.1 熟面条的测定方法 a.熟面条的质构特性：熟面条质构特性的测定包括切断力和拉伸性质二项。面条切断力的测定方法是将五条熟面条并列于质构仪的平台上，使用切刀探头（A/LKB-F）进行面条切断力的测定。起始感应力为5 g，测试速率为0.5 mm/s，探头进入面条的深度为1 mm。每次记录切面条所需的最大力量即为切断力[14]。拉伸性质的测定方法是取一根熟面条缠绕于质构仪ASPR装置并固定，拉伸速率为2 mm/s，记录使此面条拉断所需的最大力量为拉伸强度（TS），拉断时的距离为延展性（E）[14]。

b.熟面条的流变性质：取三条熟面条紧密并列于质构仪平台上，以P10 探头进行蠕变试验[14,19]。试验测定条件为用0.5 mm/s的测试速率，将面条以固定450 mN or 5.73 kPa应力下测试4 min，记录面条应变的变化。蠕变数据依三要素Zener模型分析，即

式中J（t）：在t时间的柔量（compliance,kPa−1）；J0～J1和λret是数据回归后得到的参数，分别代表瞬间与阻滞柔量（kPa−1）和阻滞时间（s）。

c.熟面条的烹煮特性：面条的烹调特性包括熟面条产率、含水率和烹调损失率[17−18]。熟面条的制备方法如1.2.2 所述。熟面条产率的计算是熟面条重量除以生面条重量。测定熟面条含水率的方法是精称熟面条（约10 g）置于称量瓶中，放入105 ℃烘箱中干燥至恒重，由失去的水分含量可计算熟面条的含水率。面条的烹调损失率是将生面条于沸水中烹煮3 min后捞起，使用105 ℃烘箱烘将煮汤液烘干至恒重来测定其中的固形物含量，即可计算出烹调损失率。

d.熟面条的感官评价：不同甜菜浆添加量熟面条的消费者喜好性品评试验是以未经训练的大仁科技大学师生与访客为对象（30 位），就面条的颜色、风味、口感及整体进行喜好性评分（1～7 分），以了解消费者对这些面条的喜好程度。品评分数1 至3 分是表示非常不喜欢、不喜欢和轻度不喜欢，4 分表示普通或既不喜欢也不讨厌，而5 至7 分表示轻度喜欢、喜欢和非常喜欢。

1.2.3.2 干/熟面条色泽的测定方法 a.干/熟面条的色泽：以ColorFlex色度仪测定干或熟面条样品的L*、a*、b*值和白色度（WI）。白色度以下列方程式计算：

b.干/熟面条的总甜菜色素、总多酚和抗氧化性：参考Stintzing等和Shiau等方法测定甜菜浆和面条的总甜菜色素含量[14,20]。样品以0.05 mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH 6.5）稀释或萃取，以6000× g离心10 min后取其澄清液并测定吸光值。总甜菜色素含量是甜菜红素与甜菜黄素的合计。甜菜红素（BC）和甜菜黄素（BX）含量的计算公式如下：

式中A=A538nm–A600nm的吸光值，F为稀释倍数，ε=60000 L/（mol×cm），甜菜苷的分子量（MW）为550 g/mol，x=1 cm。

式中，A=A480nm–A600nm的吸光值，F为稀释倍 数，ε=48000 L/（mol×cm），梨果仙人掌黄质（indicaxanthin）的分子量为308 g/mol，x=1 cm。

参考Shiau等[14]的方法萃取面条的游离态总多酚。精称500 mg面条样品，加入10 mL的80%乙醇，混合搅拌30 min后，以6000×g离心10 min，取其上清液，并重复上述步骤萃取一次，合并所得的萃取液，并测定其游离态总多酚含量。

萃取液中游离态总多酚含量的测定：采用Folin-Ciocalteu方法，以阿魏酸为标准品来计算[21]。取上述乙醇萃取液1 mL、0.25 mL Folin-Ciocalteu试剂、0.25 mL的20%碳酸钠溶液与2.5 mL蒸馏水于试管中混合均匀，避光下静置60 min，在725 nm下测定吸光度值，所得面条的游离态总多酚含量结果以μg阿魏酸/g面条（干重）表示。

参考Liyana-Pathlrana和Shahidi[22]方法测定上述乙醇萃取液的DPPH自由基清除能力。取上述1 mL乙醇萃取液，与1 mL的0.1 mmol/L DPPH混合均匀，避光下静置30 min，在517 nm下测定吸光度值，以0～10 mg//L Trolox制作标准曲线将吸光度值换算为Trolox量，所得结果以μg Trolox/g面条（干重）表示。

1.3 数据处理

实验数据用SPSS 19.0 统计软件进行方差分析（One-way ANOVA），并利用Duncan多变域法作差异显著性分析，差异显著水平为P<0.05。结果用平均值±标准偏差表示，每个实验重复3 次。

2 结果与分析

2.1 熟面条的质构特性

添加不同浓度（0～20%）的甜菜浆对熟面条质构性质的影响如表2，结果表明随着甜菜浆添加量的增加，熟面条的拉伸强度（TS）和延展性（E）逐渐显著（P<0.05）降低，其值分别从330.7 mN减至188.9 mN和85.27 减至48.73 mm；0～20%甜菜浆面条的切断力从1591 mN显著（P<0.05）减少至1195 mN，但是低浓度甜菜浆（0～10%）面条的切断力没有显著差异（P>0.05）；而面条的TS/E比值不受甜菜浆添加量的影响，其值介于3.45～3.88 之间。这可能是由于甜菜浆含有一些固形物和膳食纤维的稀释作用或与面筋蛋白质的交互作用，使面筋网状结构强度减少所致[18,23]。与Zhu F等[16]研究一致，添加2%苋菜色素提取物使面条的坚实度显著（P<0.05）降低，从对照组的3061.5 g減至2740.2 g。

表2 添加甜菜浆对熟面条质构性质的影响Table 2 Effect of beetroot puree（BP）on textural properties of cooked noodle

2.2 熟面条的流变性质

蠕变实验可用来测定食品的黏弹性，但使用在熟面条中的研究报告[14,24]并不多。熟面条蠕变实验的数据符合三要素Zener模型描述，其R2值介于0.976～0.989（表3）。表3 结果显示增加甜菜浆浓度会使熟面条的阻滞时间（λret）从121.7 s显著（P<0.05）降低至81.9 s，但是低量甜菜浆（0～10%）面条之间没有显著差异（P>0.05）；20%甜菜浆面条的瞬间柔量（J0值）显著（P<0.05）高于对照组；然而不同浓度的甜菜浆对熟面条的柔量阻滞（J1值）并无显著性影响（P>0.05）。因此具有高瞬间柔量且短阻滞时间的甜菜面条有较低的弹性。这结果与添加火龙果皮粉末减少面条弹性的结果一致[14]。从质构与蠕变性质分析结果表明高甜菜浆添加量（20%）的面条会明显干扰面筋网状结构的形成而不利于面条的质地和弹性质量。

表3 添加甜菜浆对熟面条蠕变实验Zener模型参数的影响Table 3 Effect of beetroot puree on Zener model parameters of cooked noodles creep experiment

2.3 熟面条的烹煮特性

添加不同浓度的甜菜浆对面条的最适烹煮时间没有影响，皆为3 min。Chhikara等[15]指出添加0～20%甜菜浆对面条的烹煮时间没有改变（皆为5 min），但30%～40%甜菜浆面条的烹煮时间会显著增加至6 min。由于甜菜浆含有约2%膳食纤维[3,9]，而膳食纤维有较高的保水性，因此随着面条中甜菜浆浓度的增加其产率与含水率皆有显著（P<0.05）的增加（表4），分别从169.2%增至194.5%，61.63%增至63.55%。烹调损失率是面条烹煮时释出的固形物。面条有良好的面筋网状结构有较低的烹调损失率。0～20%甜菜浆面条的烹调损失率介于2.12%至2.40%，表明添加高浓度的甜菜浆会使面条的烹调损失率增加，这可能与甜菜浆的膳食纤维干扰面筋结构的形成有关[14]。Chhikara等[15]指出添加0～40%甜菜浆使熟面条的烹调损失率显著（P<0.05）增加，从7.5%增至19.5%。

表4 添加甜菜浆对面条烹煮特性的影响Table 4 Effect of beetroot puree on cooking properties of noodle

2.4 熟面条的感官评价

感官品评是一种主观的食品分析，可以了解食用者对食品的喜好性或接受度。Chhikara等[15]指出在0～40%甜菜浆料添加量中，以添加30%甜菜浆面条有比较高的品评接受度。本研究进行0～20%甜菜浆熟面条的消费者感官品评试验结果如表5 所示，结果表明不同浓度甜菜浆对熟面条的颜色、风味、质地与整体的喜好性皆没有显著性影响（P>0.05）。其颜色的品评分数介于4.46～4.86，风味的品评分数介于4.30～4.63，质地的品评分数介于4.70～4.97，而整体的品评分数介于4.56～5.00。因此0～20%甜菜浆面条的颜色、风味、质地与整体品评可接受度是普通到轻度喜欢之间。

表5 添加甜菜浆对熟面条感官品评的影响Table 5 Effect of beetroot puree on sensory evaluation of cooked noodle

2.5 干/熟面条的色泽

色泽是影响面条质量的重要指标之一，因此本文着重比较干和熟面条色泽之间的区别，以及不同浓度甜菜浆组内之间的比较。甜菜浆富含甜菜红素而呈深红色的外观，将甜菜浆依表1 中配方所制得的干面条和熟面条的外观如图1 和图2 所示，结果表明随着甜菜浆添加量的增加，干面条的外表颜色从淡红色逐渐转为深红色，而熟面条呈淡橘黄色至橘红色。从表6 中可以看出，随着甜菜浆添加量（0～20%）的增加，干和熟面条的红色度皆显著地（P<0.05）增加，分别从0.44 增至17.23 和从−0.88 增至9.58。虽然干面条的黄色度随着甜菜浆添加量的增加而显著（P<0.05）降低（从14.10 减至5.87），但是不同甜菜浆添加量（0～20%）熟面条间的黄色度并无显著差异（P>0.05），在9.98 至11.31 之间。此外添加甜菜浆会使干面条的亮度和白色度显著（P<0.05）减少，分別由78.47 降至45.51 和74.26 降至42.55；而熟面条的亮度和白色度变化亦类似干面条，分別由71.23 降至48.20 和由69.54 降至46.20。

图1 0～20%甜菜浆干面条的外观Fig.1 Appearance of dried noodle enriched with 0-20% BP

图2 0～20%甜菜浆熟面条的外观Fig.2 Appearance of cooked noodle enriched with 0-20% BP

表6 添加甜菜浆对面条色泽的影响Table 6 Effect of beetroot puree on the color of noodle

经烹煮后，面条的红色度明显地降低（表6），且外观色泽发生改变（图1 和图2），这表明甜菜浆中的甜菜色素对热不稳定，具有高水溶性而流失于面汤中（面汤呈淡红色）。这与使用3%～9%火龙果皮粉末制成干和熟面条的研究结果类似[14]。Chhikara等[15]指出添加0～40%甜菜浆使熟面条红色度增加（从1.27 增至9.81）与亮度减少（从68.27 降至35.70）。Zhu等[16]指出添加苋菜色素提取物的干和熟面条比对照组面条有较低的亮度、较高的色调（hue）和色度（chroma）值。此外经烹煮后含苋菜色素的面条其色调从351～357 大幅降低至8～22，而色度从27～36 降低至10～27。因此在色泽方面，添加高浓度甜菜浆的面条具有甜菜的色泽或颜色。

2.6 干/熟面条的总甜菜色素、总多酚和抗氧化性

本研究制备的甜菜浆的总甜菜色素含量是805 mg/L，而甜菜红素和甜菜黄素分别占58%和42%。此结果与奥利地七个品种甜菜的总甜菜色素含量789～1309 mg/L，其中约60%甜菜红素与40%甜菜黄素的报告一致[2]，但高于印度甜菜的总甜菜色素含量555 mg/L[15]。此外本研究所制备甜菜浆的总多酚和DPPH自由基清除能力分别是700 mg阿魏酸/L和1419 mg Trolox/L。

添加不同甜菜浆量对干面条总甜菜色素、总多酚和DPPH自由基清除能力的影响如图3 所示。增加甜菜浆的添加量（0%～20%），干面条的总甜菜色素（由0 增至64.22 μg/g面条）、总多酚含量（由254.77增至363.21 μg阿魏酸/g面条）和DPPH自由基清除能力（由146.40 增至239.13 μg Trolox/g面条）也随之显着（P<0.05）增加。与对照组相比，添加5%～20%甜菜浆面条的总多酚含量提高10.0%～42.6%，而DPPH自由基清除能力提高17.8%～63.3%。DPPH自由基清除能力与面条的总多酚、总甜菜色素含量间的相关系数分别为0.968 和0.917，皆达显著水平（P<0.05）。Chhikara等[15]有类似的结果，即添加0～40%甜菜浆可显著（P<0.05）增加面条的总甜菜色素和总多酚含量，其值分别为0～140.48 mg/100 g和117.02～152.20 mg/100 g。Cai等[25]指出甜菜苷的DPPH自由基清除活性是维生素C的3 倍。由于甜菜富含生物活性物质，如甜菜色素、多酚、膳食纤维等，因此添加甜菜浆能使面条具有更多的植化素与更高的抗氧化性。

图3 添加甜菜浆对干面条总甜菜色素、总多酚和DPPH自由基清除能力的影响Fig.3 Effect of various beetroot puree levels on total betalains,total phenolics,and DPPH scavenging capacity of dried noodle

烹煮对添加10%～15%甜菜浆面条总甜菜色素、总多酚与DPPH自由基清除能力的影响如表7，结果表明10%～15%甜菜浆熟面条的总甜菜色素、总多酚与DPPH自由基清除能力皆显著（P<0.05）比干面条低。此两种不同浓度甜菜浆面条烹煮后总甜菜色素、总多酚与DPPH自由基清除能力分别损失34.18%和33.22%、23.11%和22.83%、与12.66%和11.78%，这可能是由于面条烹煮时高温破坏了甜菜色素和多酚成分与流失于面汤中（尤其是水溶性较高的甜菜色素），进而造成面条抗氧化能力的下降[11,14]。Hirawan等[26]指出意大利面的总多酚含量经烹煮后平均损失38.87%（21.45%～52.21%），然而DPPH自由基清除能力并没有显著差异。

表7 烹煮对添加10%～15%甜菜浆面条总甜菜红素、总多酚与DPPH自由基清除能力的影响Table 7 Effect of cooking on total betacyanin,total phenolics,and DPPH scavenging capacity of noodles with 10% and 15% BP

3 结论

甜菜富含植化素，如甜菜色素、多酚、膳食纤维等，可作为食用色素和功能性食品原料。添加0～20%甜菜浆会显著（P<0.05）增加干面条的红色度（由0.44 增至17.23）、总甜菜色素（由0 增至64.22 μg/g面条）、总多酚（由254.77 增至363.21 μg阿魏酸/g面条）、DPPH自由基清除能力（由146.40 增至239.13 μg Trolox/g面条），但是减少面条的黄色度（由14.10 降至5.87）、亮度（由78.47 降至45.51）、白色度（由74.26 降至42.55）。由于甜菜含有约2%膳食纤维，因此添加甜菜浆会显著（P<0.05）增加熟面条产率和含水率，分別由169.2%升至194.5%和由61.63%升至63.55%。虽然高浓度甜菜浆会因干扰面筋网状结构的形成而不利于熟面条的拉伸强度、延展性、切断力和阻滞时间，但是不同浓度甜菜浆对熟面条的颜色、风味、质地与整体的品评可接受性均没有显著性影响（P>0.05）。整体而言，添加10%～20%甜菜浆可制出具有色彩、丰富的植化素、高抗氧化性、品评可接受的面条。