不同品种马铃薯加工鲜湿面条的适宜性比较研究

刘宇航，朱 永，张 敏,2,*，梁 杉,2，李欣萍

(1.北京工商大学 北京食品营养与人类健康高精尖创新中心，北京 100048；2.北京工商大学 北京市食品添加剂工程技术研究中心，北京 100048)

马铃薯已经成为仅次于小麦、水稻、玉米的世界第四大主要粮食作物[1]。马铃薯全粉是新鲜马铃薯经脱水干燥而得的产品，它保留了马铃薯的天然营养和风味，是一种优质的食品原料，可用于馒头、面条、米粉等传统大众型主食产品的生产[2-3]。马铃薯鲜湿面条是以马铃薯全粉和小麦粉为主要原料，经过和面、醒面、压延、切面等一系列工序加工而成的产品。马铃薯鲜湿面条既具有马铃薯的高营养、风味浓郁的特点，又丰富了国民饮食的多样性，使该产品拥有巨大的市场[4]。受马铃薯不含面筋的影响，目前马铃薯鲜湿面条的配比中，马铃薯全粉的添加比例较低。筛选适合加工马铃薯鲜湿面条产品的专用马铃薯品种，培育具有加工需求特性的新品种，对于马铃薯产业的健康发展意义重大。

我国马铃薯品种资源十分丰富，已育成300多个品种，在生产上有一定推广面积的品种有90多个[5]。目前，关于不同品种马铃薯加工面条的适宜性评价，在马铃薯干面条上的研究较为系统[6]，但对感官和风味更好的马铃薯鲜湿面条的研究相对较少。已有的关于不同品种马铃薯对鲜湿面条加工适宜性的报道中，采用的是较低温度制备的马铃薯全粉[7]，与在工业生产中应用广泛的马铃薯熟全粉有着较大的差异；且之前的研究尚未系统报道不同品种马铃薯对全粉糊化特性的影响以及与鲜湿面条品质的关联。为了更好地为工业生产提供数据支撑，本研究拟选取13个马铃薯主栽培品种，利用显著高于文献研究中的制备温度[7]进行马铃薯全粉的制备，使其糊化度接近于工业生产的马铃薯熟全粉；并在解析13个马铃薯主栽培品种加工鲜湿面条适宜性的同时，进一步阐明马铃薯全粉糊化特性对鲜湿面条品质影响的规律，探寻能够快速筛选适合加工鲜湿面条的马铃薯品种的检测指标，以期为马铃薯主食化产品研发、鲜湿面条产品品质提升提供检测手段和理论支撑。

1 材料与方法

1.1 实验材料

马铃薯品种：夏菠蒂一级原种、陇薯6号、天薯11号、冀张薯8号、陇薯7号、布尔班克、宁薯16号、尤金、克新13号、庄薯3号、冀张薯14号、中薯18号、冀薯8号，栽培于陕西定边县，分别记作1～13号；高筋小麦粉，五得利面粉集团；食盐、食用碱。

1.2 仪器与设备

800Y型高速多功能粉碎机，永康市铂欧五金制品有限公司；HH-S1型数显恒温水浴锅，金坛市医疗仪器厂；WG 9220A型电热鼓风干燥箱，天津市通利信达仪器厂；CR-800型台式色差仪分光测色计，北京科美润达仪器设备有限公司；Sigma 4-16KS型台式离心机，成贯仪器(上海)有限公司；RVA 450型快速黏度分析仪，瑞典波通仪器公司；Mixolab型混合试验仪，法国肖邦仪器公司；TMS-Pilot型物性分析仪，美国FTC公司；JHMZ 200型和面机、JMTD 168/140型试验面条机 ，北京东孚久恒仪器技术有限公司。

1.3 实验方法

将新鲜马铃薯清洗、去皮、切丁(1 cm×1 cm×1 cm)，90 ℃下漂烫1 min，再于90 ℃下热风干燥烘干，粉碎过80目筛，得到马铃薯颗粒全粉，简称“马铃薯全粉”。

1.3.2马铃薯鲜湿面条的制作

选用马铃薯全粉和高筋小麦粉(二者质量比为4∶6，混合粉总加入量100 g)，经过和面(加水、食盐和食用碱)、醒面、压片(多级辊道反复压片，压成2 mm厚的面片)、切条成型(宽度1.5 mm、长度20 cm、厚2 mm)，制得马铃薯鲜湿面条[8]。

1.3.3马铃薯全粉糊化特性的测定

参照GB/T 24853—2010《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定：快速黏度仪法》进行测定。测定指标有：峰值黏度、最低黏度、衰减值、最终黏度、回生值、峰值时间、糊化温度。

1.3.4马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的测定

参照ISO 17718：2013《揉混和加热条件下测定全麦粉和面粉的流变学特性：Chopin+标准测试法》进行测定。测定指标有：吸水率、8 min稠度值(Cs)、面筋弱化谷值(C2)、总弱化值、形成时间、稳定时间、峰值扭矩(C3)、保持扭矩(C4)、最终扭矩(C5)、回生值。

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1.3.5马铃薯鲜湿面条烹调特性的测定

将马铃薯鲜湿面条置于沸水中煮至其烹调时间，参照LS/T 3212—2014《挂面：熟断条率的测定方法》计算熟断条率；参照LS/T 3212—2014《挂面：烹调损失率的测定方法》计算烹调损失率。

1.3.6马铃薯鲜湿面条质构特性的测定

参照王灵昭等[9]的方法，采用物性分析仪，进行质构特性测定。测定指标有：硬度、黏性、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性。物性分析仪探头为圆盘挤压探头，测定前、中、后速度均为48 mm/min，探头回升高度为15.00 mm，形变量为70%，感应力为0.05 N，两次压缩间隔为1 s。每个样品至少平行测定6次，计算时去掉最大值和最小值后取平均值。

1.3.7感官品质的评定

将煮好的马铃薯鲜湿面条放入盛器内，参照LS/T 3202—1993《面条用小麦粉：面条品尝评分标准与方法》，选取6名事先经过专业训练，对品尝有经验的人员组成感官小组，进行感官评价。

1.4 数据处理

数据均采用Excel和SPSS 17.0软件进行处理，选择Duncan检验在P<0.05检验水平上对数据进行显著性分析，若无特殊说明，所有数据均是3次测试的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同马铃薯品种全粉糊化特性分析

13个不同品种马铃薯全粉糊化特性的测定结果如表1。峰值黏度反映的是淀粉在糊化过程中淀粉颗粒的膨胀程度，其中布尔班克全粉的峰值黏度显著高于其他品种，冀薯8号全粉的峰值黏度最低。最低黏度反映的是淀粉在高温条件下耐剪切的能力[10]，布尔班克全粉的最低黏度显著高于其他品种，冀张薯8号全粉的最低黏度最低，其次为冀薯8号全粉。衰减值高低反映的是淀粉糊化时的热稳定性，冀薯8号全粉的衰减值最低，其次为布尔班克、克新13号全粉，陇薯7号全粉的衰减值最高。最终黏度表示淀粉糊在室温条件下的硬度大小，布尔班克全粉的最终黏度显著高于其他品种，冀张薯8号和冀薯8号全粉的最终黏度最低。回生值反映的是淀粉发生老化的趋势，淀粉一定程度的回生对淀粉凝胶强度和韧性具有积极的作用[10]，布尔班克全粉的回生值最高，陇薯7号和冀薯8号全粉的回生值较低。糊化完成的时间为峰值时间，是影响淀粉糊化的主要因素之一[10]，布尔班克和中薯18号全粉的峰值时间显著高于其他品种。糊化温度反映的是淀粉糊化时的难易程度[11]，布尔班克和陇薯6号全粉的糊化温度最高。从以上分析可以看出，13个马铃薯品种中布尔班克全粉在糊化过程中，具有较高的膨胀度、耐剪切能力、热稳定性、硬度、凝胶强度、峰值时间和糊化温度，而冀薯8号除了具有较高的热稳定性外，其他糊化特性都相对较低。

表1 不同品种马铃薯全粉的糊化特性Tab.1 Gelatinization properties of whole-flour of different potato varieties

2.2 马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性分析

流变学特性与食品的机械加工特性和最终成品的品质相关。13个马铃薯品种的马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团流变学特性的测定结果如表2。冀张薯8号面团的吸水率最高，而布尔班克面团的吸水率最低。此外，布尔班克面团的Cs、C2、C3、C4、C5和回生值较高，冀薯8号面团的Cs、C2、C3、C4、C5和回生值较低，其次为中薯18号面团。有研究表明，Cs和C2值越大，表征面团面筋蛋白弱化的程度越低[12]。布尔班克面团的总弱化值较低，而冀薯8号面团的总弱化值较高。总弱化值越高代表面筋越弱，面团易流变。布尔班克面团的形成时间和稳定时间显著高于其他品种，其次为天薯11号和冀张薯14号面团，冀薯8号面团的形成时间和稳定时间最低。面团形成时间和稳定时间越长，表征面团筋力越好[13]。综合以上指标，这13个马铃薯品种中布尔班克面团在糊化过程中具有较高的膨胀度、耐剪切能力、硬度和凝胶强度，且面筋强度显著高于其他面团。此外，天薯11号和冀张薯14号也具有较强的面筋强度，而冀薯8号的糊化特性品质和面筋强度显著低于其他面团，其次为中薯18号。

表2 不同马铃薯品种的马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团的流变学特性Tab.2 Rheological properties of potato flour and wheat flour mixture of different potato varieties

2.3 马铃薯鲜湿面条烹调特性分析

13个马铃薯品种鲜湿面条烹调特性的测定结果如图1、图2。对比断条率可知，布尔班克和冀张薯14号鲜湿面条的断条率为0，天薯11号、陇薯7号和宁薯16号鲜湿面条的断条率也较低，均为5%，断条率低说明鲜湿面条的筋力强、有嚼劲，而冀薯8号鲜湿面条的断条率高达27.5%。对比烹调损失率可知，布尔班克鲜湿面条的烹调损失率最低，为8.21%，其次为冀张薯14号和夏菠蒂鲜湿面条等；中薯18号和冀薯8号鲜湿面条的烹调损失率最高，分别是10.56%和10.53%。综合断条率和烹调损失率，这13个马铃薯品种中布尔班克鲜湿面条的烹调品质最优，冀薯8号鲜湿面条的烹调品质最差。

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。图1 马铃薯鲜湿面条断条率的差异Fig.1 Differences in strip breaking rate of fresh-wet noodles

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。图2 马铃薯鲜湿面条烹调损失率的差异Fig.2 Differences in cooking loss rate of fresh-wet noodles

2.4 马铃薯鲜湿面条的质构特性和感官评价结果分析

鲜湿面条的质构特性反映了它的组织结构及状态有关的物理特性。13个马铃薯品种鲜湿面条质构特性的测定结果如表3。布尔班克鲜湿面条的硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性最高，黏性最低，其次是天薯11号和冀张薯14号鲜湿面条。冀薯8号鲜湿面条的硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性最低，黏性较高，中薯18号和冀张薯8号鲜湿面条的质构品质亦较差。杨炜等[14]的研究表明，用质构特性测试作为评价指标与感官评价相结合，能够更加客观地呈现产品品质的优劣。本研究中，对比马铃薯鲜湿面条的感官评定结果(图3)可知，布尔班克鲜湿面条的感官评分最高，为81.7分，其次为冀张薯14号和天薯11号鲜湿面条，分别是80.2和80分；冀薯8号鲜湿面条的感官评分最低，为62.9分。综合质构特性和感官评价结果，这13个马铃薯品种中布尔班克鲜湿面条的品质最优，其次为天薯11号和冀张薯14号鲜湿面条；冀薯8号鲜湿面条的品质最差，其次为中薯18号和冀张薯8号鲜湿面条，这与2.3中烹调特性的测定结果相吻合。

表3 不同品种马铃薯鲜湿面条的质构特性Tab.3 Texture properties of fresh-wet noodles of different potato varieties

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。图3 不同品种马铃薯鲜湿面条的感官评价结果Fig.3 Results of sensory evaluation of fresh-wet noodles of different potato varieties

2.5 马铃薯全粉糊化特性与鲜湿面条品质的相关性分析

马铃薯全粉糊化特性与鲜湿面条品质的相关性分析结果如表4。由表4可知：峰值黏度、最低黏度和最终黏度与鲜湿面条的各项评价指标之间呈现极显著相关；回生值与鲜湿面条的各项评价指标之间呈现显著或极显著相关；糊化温度与鲜湿面条的部分评价指标之间呈现显著相关；衰减值和峰值时间与鲜湿面条的各项评价指标之间呈现的相关性较低；峰值黏度与鲜湿面条的各项评价指标的相关性最高，均达到0.8以上。可见，峰值黏度是影响马铃薯鲜湿面条品质最重要的因素，可以通过检测峰值黏度来筛选适合加工鲜湿面条的马铃薯品种。

表4 马铃薯全粉糊化特性与鲜湿面条品质的相关性Tab.4 Correlation between gelatinization properties of potato flour and quality of fresh-wet noodles

3 讨 论

马铃薯全粉的糊化特性对鲜湿面条品质的影响极为关键[15-16]。王乐[17]的研究表明，马铃薯全粉中的淀粉颗粒遭到破坏时，会导致糊化过程中膨胀性降低从而使峰值黏度变低。本实验中，布尔班克全粉的淀粉颗粒结构可能最为稳定，因此具有最高的峰值黏度。布尔班克全粉也具有最高的糊化温度，可能与淀粉的结晶紧密程度有关，同时也会受到全粉中其他组分的影响。张艳霞等[18]的研究表明，马铃薯全粉中淀粉的结晶越紧密，熔解时所需的热量越大，因此糊化温度也就越高。另外。Ahn等[19]发现，马铃薯全粉中的膳食纤维可以减少单位糊化体系中淀粉的含量，降低淀粉的浓度，从而导致糊化温度升高。

马铃薯全粉中破损淀粉的吸水性和竞争水分的能力都很强，因此不同品种马铃薯全粉中淀粉本身的特性对马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团的品质有很大的影响。张宇等[20]认为，吸水率的高低取决于淀粉和面筋蛋白质结合水的能力，而在马铃薯全粉-小麦粉混合粉复配体系中，吸水率的增加主要是由于马铃薯全粉中淀粉颗粒发生糊化和破损，颗粒结构受到破坏，大量的羟基暴露所致。本实验中，布尔班克全粉的峰值黏度和糊化温度最高，所以可能拥有更稳定的淀粉颗粒结构和更紧密的淀粉结晶，导致其与小麦粉制作的马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团吸水率最低。王乐[17]的研究表明，马铃薯全粉-小麦粉混合粉中面筋蛋白被过度稀释，会使面团只能形成稀松且离散的网络区域，影响耐机械搅拌的能力，导致面团的稳定时间短。本实验中，布尔班克面团的形成时间和稳定时间最长，因此拥有实验组中最好的面团筋力。

Pu等[21]发现，鲜湿面条在煮制过程中由于马铃薯全粉中淀粉的磷酸基团易竞争结合水分，导致小麦粉中的淀粉不能充分吸水膨胀，阻碍面筋网络结构的形成，进而出现断条现象。刘丽宅[22]发现，煮制鲜湿面条过程中马铃薯全粉破坏了面筋蛋白网络结构，使马铃薯全粉-小麦粉混合粉形成的面筋网络不能过多地包裹住淀粉颗粒，导致干物质损失，烹调损失率上升。Hu等[23]也发现，在鲜湿面条烹调过程中，会有一部分淀粉、蛋白质流失到面汤中，鲜湿面条中营养成分流失的越多，鲜湿面条品质也就越差。本实验中，布尔班克鲜湿面条的断条率和烹调损失率均最低，因此认为布尔班克全粉对混合粉中面筋网络结构的形成和稳定性影响最小。

研究表明，不同品种马铃薯鲜湿面条质构特性的不同在于马铃薯全粉本身的特性，其淀粉、氨基酸的组成等都是影响马铃薯鲜湿面条品质的重要因素，马铃薯全粉-小麦粉混合粉中破损淀粉、直链淀粉含量越高，制成的鲜湿面条整体品质越差[24]。Linlaud等[25]的研究表明，马铃薯鲜湿面条中面筋蛋白-小麦淀粉网络结构、面筋蛋白-马铃薯糊化淀粉网络或淀粉凝胶网络结构可能都存在并且相互竞争，导致硬度和弹性发生变化。Wu等[26]发现，内聚性与面粉中直链淀粉的聚合度有关，咀嚼性与马铃薯全粉中淀粉阻碍面筋蛋白网络结构形成的程度有关。本研究中，布尔班克鲜湿面条的硬度、内聚性、弹性和咀嚼性最高，黏性最低；冀薯8号鲜湿面条硬度、内聚性、弹性和咀嚼性最低，黏性较高。黏性反映的是鲜湿面条的口感，黏性低说明面条爽口感较好，冀薯8号鲜湿面条黏性较高可能是其马铃薯全粉原料中所含的淀粉颗粒破损度较高，淀粉吸水膨胀后发生严重的糊化所导致。总之，对于马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团和马铃薯鲜湿面条，不同品种马铃薯全粉本身的特性是影响其结构形成和品质的关键。

4 结 论

利用不同品种马铃薯全粉制得的鲜湿面条，烹调特性、质构特性和感官评价结果差异显著，因此筛选适宜加工鲜湿面条的马铃薯品种是提升马铃薯鲜湿面条品质的基础。本研究发现，13个马铃薯品种中，以布尔班克为原料制作的鲜湿面条品质最佳，由布尔班克全粉制作的面团筋力最强，制作的鲜湿面条无断条，烹调损失率低，感官评分高，硬度、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性等质构指标高，黏性低。马铃薯全粉糊化特性的部分指标与马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团品质或马铃薯鲜湿面条的品质关联显著，如布尔班克全粉在糊化过程中，具有较高的膨胀度、耐剪切能力、热稳定性、硬度、凝胶强度、峰值时间和糊化温度，因此部分糊化特性指标可以应用于筛选适宜加工鲜湿面条的马铃薯品种，其中最为关键的指标为峰值黏度。本研究的开展可以为马铃薯鲜湿面条的研发提供基础数据和技术支撑，但仍然需要进一步扩大品种采集范围，以及研究马铃薯淀粉或其他组分如何影响马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团的稳定性，以阐明马铃薯品种对马铃薯鲜湿面条品质的影响及机制。