藜麦全谷物营养面条的生产工艺研究

高婷婷，李凤林*，刘静雪，禚同友，谢 天，曾英男，张皓然

(1.吉林农业科技学院食品工程学院，吉林 132101；2.吉林省酿造技术科技创新中心，吉林 132101；3.农业农村部国家糖料加工技术研发分中心，吉林 132101)

藜麦原产于南美洲安第斯地区，是南美洲食用历史最悠久的粮食之一，藜麦的蛋白质含量高，氨基酸种类齐全且含量比例均衡，受到印第安人的喜爱，被当地人称作粮食之母[1-4]。除此之外，藜麦的膳食纤维含量与小麦接近，膳食纤维可以满足减肥人士的饱腹感，降低人体内的胆固醇和脂肪吸收量，使人体肠道菌群的环境得到改善，并且降低肠道感染的几率，对人体健康十分有益[5-8]。本研究以藜麦粉、玉米粉为主要原料，采用单螺杆挤出工艺，用单因素和响应面试验优化藜麦全谷物营养面条的生产工艺。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：藜麦(涞水县金谷粮油食品有限公司)；玉米粉(吉林省金立环粮食加工有限公司)。

供试仪器：JC-601T单螺杆挤出机(长春市盛达食品工业研究所机械厂)；MP3002电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)；BF-45A拌粉机(长春盛达食品工业研究所机械厂)；ZDF-6050恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 藜麦全谷物面条的工艺流程 原料→除杂→粉碎→过筛→混合→调整水分→一段挤出→二段挤出→冷却→包装→成品。

1.2.2 操作要点 选购优质藜麦、玉米粉去除杂质，藜麦磨成藜麦粉，将玉米粉和藜麦粉分别过140目筛后混合，将一定比例的水加入到混合粉中[9-10]。将原料放入140 ℃单螺杆挤出机中进行一段挤出，一段挤出的原料放入90 ℃单螺杆挤出机中进行二段挤出，冷却至室温，将面条进行真空包装，得到藜麦全谷物营养面条。

1.2.3 藜麦全谷物营养面条的单因素试验 一段挤出温度对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响。在水分添加量为24%、藜麦粉添加量为10%、二段挤出温度为90 ℃的定量条件下，一段挤出温度分别为130、135、140、145、150 ℃时，以感官评分作为评价指标，研究一段挤出温度对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响。

二段挤出温度对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响。在水分添加量为24%、藜麦粉添加量为10%、一段挤出温度为140 ℃的定量条件下，二段挤出温度分别为70、80、90、100、110 ℃时，以感官评分作为评价指标，研究二段挤出温度对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响。

水分添加量对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响。在一段挤出温度为140 ℃、二段挤出温度为90 ℃、藜麦粉添加量为10%的定量条件下，水分添加量分别为22%、23%、24%、25%、26%时，以感官评分作为评价指标，研究水分添加量对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响。

藜麦粉添加量对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响。在一段挤出温度为140 ℃、二段挤出温度为90 ℃、水分添加量为24%的条件下，藜麦粉添加量分别为6%、8%、10%、12%、14%时，以感官评分作为评价指标，研究藜麦粉添加量对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响。

1.2.4 藜麦全谷物营养面条工艺参数的优化试验 通过单因素试验结果，可确定一段挤出温度、二段挤出温度、藜麦粉添加量、水分添加量4个因素的较优数值，每个因素选择3个水平，再以感官评分作为评价指标，利用响应面软件对所选择的4个因素进行4因素3水平正交试验，并对试验数据进行分析处理，分析最佳工艺参数。试验设计因素水平如表1所示。

表1 响应面试验因素与水平

1.3 产品检验方法

依据国际化标准对藜麦全谷物营养面条进行感官评分[11-12]。考虑到面条产品本身的属性特点，邀请10名专业人士对藜麦全谷物面条进行感官评价，评分标准如表2所示。

表2 藜麦全谷物营养面条感官评分标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验对藜麦全谷物营养面条感官评价的影响

2.1.1 一段挤出温度对藜麦全谷物营养面条感官评价的影响 由图1可知，一段挤出温度为130～140 ℃时，藜麦全谷物营养面条的感官评分呈现上升趋势，之后藜麦全谷物营养面条的感官评分呈现下降趋势。当一段挤出温度为140 ℃时，藜麦全谷物营养面条的感官评分最高，为94.22分。可能因为，当一段挤出温度较低时，藜麦全谷物营养面条基料不能充分糊化；当一段挤出温度过高时，基料呈现烧焦状态，导致口感较差，评分过低[13-15]。因此，最适一段挤出温度为140 ℃。

2.1.2 二段挤出温度对藜麦全谷物营养面条感官评价的影响 由图2可知，二段挤出温度为70～90 ℃时，藜麦全谷物营养面条的感官评分呈现上升趋势，之后藜麦全谷物营养面条的感官评分呈现下降趋势。当二段挤出温度为90 ℃时，藜麦全谷物营养面条的感官评分最高，为94.12分。可能因为，当二段挤出温度较低时，面条成型效果不好，产品存在粗糙状态，导致评分较低；当二段挤出温度过高时，面条中会出现较多的气泡，导致感官较差，感官评分过低。因此，最适二段挤出温度为90 ℃。

2.1.3 水分添加量对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响 由图3可知，水分添加量为22%～24%时，藜麦全谷物营养面条的感官评分呈现上升趋势，之后藜麦全谷物营养面条的感官评分呈现下降趋势。当水分添加量为24%时，藜麦全谷物营养面条的感官评分最高，为94.21分。可能因为，当物料中的水分添加量较少时，物料不能充分糊化，导致藜麦全谷物营养面条外观较差；当水分添加量过高时，物料在挤出腔内会发生打滑现象，还会使一段挤出温度不稳定，迅速降低，影响口感。因此，最适的水分添加量为24%。

2.1.4 藜麦粉添加量对藜麦全谷物营养面条感官评分的影响 由图4可知，藜麦粉添加量为6%～10%时，藜麦全谷物营养面条的感官评分呈现上升趋势，但当藜麦粉添加量继续增加之后，藜麦全谷物营养面条的感官评分呈现下降趋势，当藜麦粉添加量为10%时，藜麦全谷物营养面条的感官评分最高，为94.10分。可能因为，在水分添加量以及挤出温度不变的情况下，藜麦粉添加量越低，藜麦全谷物营养面条出现结块现象，导致口感较差，感官评分较低；当藜麦粉添加量较高时，藜麦全谷物营养面条断条率提高，口感下降，导致感官评分降低。因此，最适的藜麦粉添加量为10%。

2.2 藜麦全谷物营养面条工艺参数的优化试验

2.2.1 数学模型建立与显著性检验 根据单因素试验结果和响应面试验原理，以A一段挤出温度、B二段挤出温度、C水分添加量和D藜麦粉添加量4个因素，利用产品评分Y作为评价指标，试验结果如表3所示。

表3 Box-Benhnken中心组合试验设计及其结果

利用Design-Expert 8.0.6软件，将表3数据进行拟合处理、显著性检验以及方差分析，得到二次方程为Y=93.88+1.43A+1.39B+1.55C+0.86D-1.42AB-1.45AC-1.37AD-0.61BC-1.39BD-0.78CD-1.91A2-7.09B2-5.37C2-1.86D2。对建立的模型进行显著性检验，得到方差分析如表4所示，模型的可信度分析如表5所示。

表4 回归方程的方差分析

表5 回归模型的可信度分析

从表4、表5可以看出，响应面模型P<0.001，说明所建立的响应面模型差异极显著，从结果可以看出理论值和实际值之间相对误差较小，可以使用该方程针对试验结果数据做出分析与处理，R2=98.01%，同时说明该理论数值和实际数值拟合程度较好，相关性较高，数据真实可靠。根据方差分析结果可以看出，一次项A、B、C、D，交互项AB、AC、AD、BD以及二次项A2、B2、C2、D2对产品感官评分具有极显著影响。

2.2.2 优化藜麦全谷物营养面条的工艺参数 为了进一步确定最佳参数，对拟合的回归方程分别求出一阶偏导数，并设置为0，得到四元一次方程组：

通过求解可以得出A=0.287 1、B=0.056 0、C=-0.096 0、D=0.083 0，即最佳工艺的参数为一段挤出温度140.29 ℃，二段挤出温度90.06 ℃，藜麦粉添加量为24.1%，水分添加量10.08%，在此条件下，藜麦全谷物营养面条的感官评分高，为94.13分。为了便于操作，将参数修正为一段挤出温度140 ℃，二段挤出温度90 ℃，水分添加量24%，藜麦粉添加量10%，利用修正后的参数进行三次平行验证试验，感官评分最高，为94.32分。

3 结 论

本研究采用玉米粉、藜麦粉为主要原料，研究藜麦全谷物营养面条的生产工艺。结果表明，根据试验所得的最佳工艺参数，并且在现实条件下，当一段挤出温度为140 ℃、二段挤出温度为90 ℃、藜麦粉添加量为10%、水分添加量为24%时，感官评分最高，为94.32分，影响藜麦全谷物营养面条感官评分的因素为水分添加量>一段挤出温度>二段挤出温度>藜麦粉添加量。

通过分析可以看出，所制备的藜麦全谷物营养面条与普通面条相比，藜麦全谷物营养面条品质较好，营养丰富。本产品不含任何化学添加剂，顺应了现代精加工的发展趋势，为未来藜麦全谷物营养面条的研究奠定基础，为社会带来较高的经济价值与效益。