乳酸菌发酵对油莎豆全粉面条品质的影响

2022-08-25吴隆坤胡文颢胡盛安

沈阳师范大学学报(自然科学版) 2022年3期

吴隆坤, 胡文颢, 李佩, 白岩, 胡盛安

(沈阳师范大学粮食学院, 沈阳 110034)

0 引言

油莎豆(CyperusesculentusL.),别称虎坚果,是一种重要的多用途经济作物,原产非洲,在2016年农业部全国种植业结构调整规划后,成为大力推广的作物。其块茎富含脂肪、蛋白、淀粉、膳食纤维等成分,通常用于食用油、豆乳、休闲食品等加工材料[1]。油莎豆粉不含麸质蛋白和谷胶蛋白,因此对麸质过敏的人可以取代麦类面粉食用。油莎豆低温脱脂细化,可制成不易氧化和酸败的优质脱脂油莎豆粉,脱脂油莎豆面粉成分、口感与小麦类似,油莎豆蛋白的氨基酸比值系数为82.41%,是一种极具开发前景的的天然优质蛋白。油莎豆所含的淀粉是一种天然存在的慢消化淀粉,能够维持餐后的血糖稳定,可预防糖尿病、肥胖等疾病[2]。将油莎豆粉做成主食,是油莎豆在中国推广的重要途径。大量研究表明,乳酸菌发酵可提高谷物类、豆类、根茎类淀粉产品的加工特性,发酵后食品的咀嚼性等品质得到显著提高[3-6]。本研究是先利用乳酸菌发酵油莎豆粉,再将其与小麦粉混合制作面条,并从质构、蒸煮品质和感官评定等方面对面条的品质进行考察,为进一步利用油莎豆提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 主要实验材料

高筋小麦粉:中粮利金(天津)粮油股份有限公司;油莎豆粉产自新疆;乳酸菌HH-P56(1010cfu·g-1):天益生物科技有限公司。

1.2 设备与仪器

紫外分光光度计721型:上海元析器有限公司生产;恒温发酵箱:上海精宏实验设备有限公司;CT3质构仪:上海保圣实业发展有限公司;pH酸度计:上海仪迈器科技有限公司;压面机:上海市巧媳妇食品机械有限公司。

1.3 发酵油莎豆粉制作

将乳酸菌按照4%,6%,8%,10%,12%比例加入油莎豆粉中,放入发酵箱中设置37℃进行发酵,发酵时间分别为0,2,4,6,8,10,12,14,16,18和20 h,发酵完成后将油莎豆粉放入烘箱在40 ℃进行低温烘干,测定发酵油莎豆粉的pH值和淀粉酶活性[6]。

1.3.1 发酵油莎豆粉pH值测定

取发酵后的油莎豆粉2.5 g加入22.5 mL去离子水中,用磁力搅拌器边搅匀边测定混合液中的pH值,平行3次测定求平均值[6]。

1.3.2 淀粉酶活性测定

采用碘量法进行淀粉酶活性测定。具体步骤为:取发酵后的油莎豆2.5 g,用2.0 g·L-1的CaCl2混合均匀后定容至25 mL,30 ℃水浴0.5 h后离心10 min(4 000 r·min-1),取上清液作为胞外淀粉酶提取液;将2.0 g·L-1淀粉溶液40 μL, 0.1 mol·L-1pH7的磷酸盐缓冲液4 μL以及淀粉粗酶提取液36 μL混合,在40 ℃水浴锅中水浴40 min,加入20 μL HCl(1 mol·L-1)于混合液中止水解;混合液中加入100 μL碘试剂反应2 min,取混合液150 μL加入96微孔板,置于酶标仪中,在580 nm波长读其吸光值[6]。根据淀粉-碘显色标准曲线计算淀粉降解量[7]。每分钟能水解1 μg淀粉所需的酶量定为酶活力单位(U·g-1)。

酶活计算公式:

(1)

式中:V为反应中酶液体积,mL;ρ为样品酶液的质量浓度,g·mL-1;t为酶反应时间,min。

1.4 乳酸菌发酵油莎豆粉面条的制作

乳酸菌含量为6%,与进行16 h发酵的油莎豆粉与小麦粉按照0,5%,10%,15%,20%,25%和30%进行混合,加入一定量水,利用手动压面机压制成长18 mm、宽2 mm、厚2 mm的面条,检测备用。

1.5 蒸煮品质[8]

1.5.1 最佳蒸煮时间

分别取油莎豆粉与小麦粉不同混合比例制成的面条各20根,放在500 mL水中,一直保持微沸状态,2 min后每隔30 s捞出一根,观察是否还有白芯存在,直到无白芯存在,停止计时,此时为最佳蒸煮时间。每个蒸煮时间测定3次,取平均值。

1.5.2 断裂率的测定[9]

将油莎豆粉与小麦粉不同混合比例制成的面条各20根放在500 mL水中,煮至最佳蒸煮时间,捞出放入冷水中,数出断条数n,计算断裂率,每个蒸煮时间测定3次,取平均值。

1.5.3 浑浊度的测定[6]

将500 mL水中的20根面条煮至最佳蒸煮时间,捞出面条,把面汤倒入1 000 mL烧杯中,然后放置冷却,之后加入蒸馏水定容至1 000 mL,搅匀,然后使用紫外分光光度计,在720 nm下测定其吸光度。各测定3次,取平均值。

1.5.4 损失率的测定[10]

取50 g面条,放在500 mL水中,煮至最佳蒸煮时间,捞出面条,把面汤倒入1 000 mL烧杯中,放置冷却,然后加水定容至1 000 mL,混匀。之后量出50 mL面汤倒入小烧杯中(小烧杯质量记作(m1),然后在95 ℃烘箱中烘干至恒重m2。计算损失率:

1.5.5 面条质构测定[11]

在500 mL水中放50根面条,煮至最佳蒸煮时间观察面条横切面中白芯刚好消失的时间,捞出放入冷水1 min后将面条捞出,用纸擦干水分。启用质构仪进行TPA质构分析,选用有机玻璃刀型探头TA7,测定数据。测试参数∶压缩比为70%,测前为2.0 mm·s-1,测试时间为1.0 mm·s-1,测后为2.0 mm·s-1,触发力为0.5 N。每组面条进行3次测试,取平均值。

1.5.6 色差分析

参照吴飞虎等[12]的方法,用色差仪分别测定乳酸发酵油莎豆粉面条的色差值。

1.5.7 感官评定

选择10人进行评定,按照我国行业标准《粮油检验小麦粉面条加工品质评价》(GB/T 35875—2018)进行评定。感官评定见表1[13]。

表1 发酵面条感官评分标准Table 1 The sensory evaluation criteria for Cyperus vulgaris noodles

1.6 数据处理

实验结果采用SPSS 26分析软件进行数据统计分析,P<0.05表示有显著差异;采用origin作图软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 接种量对油莎豆粉发酵的影响

淀粉-碘显色反应标准曲线方程为y=145.55x+0.163 2,R2=0.999,通过A580计算淀粉酶降解的淀粉含量,进一步计算淀粉酶的酶活。

植物乳杆菌活性受到pH影响较大,通过淀粉酶活性变化来确定乳酸菌最佳的发酵时间。结果表明,随着发酵时间的延长,油莎豆粉的pH值不断降低,接种20h接种量12%的油莎豆粉pH值低于4.5。淀粉酶活性从发酵初期到14 h时,可以看到淀粉酶活性缓慢变化,淀粉酶16 h时不同接种量的油莎豆粉的淀粉酶活性有了较为明显的提升,6% 接种量的酶活性在发酵16 h达到实验所有添加量的峰值700 U·g-1,且与4%的差异显著和8%的接种量差异显著(p<0.05)。因此,选择6%的乳酸菌添加量和发酵16 h作为发酵条件。

图1 接种量对发酵的影响Fig.1 Effect of inoculum on fermentation

2.2 油莎豆发酵面条的蒸煮品质

乳酸菌发酵的油莎豆粉面条的最佳蒸煮时间比普通小麦粉都要短,其中30%添加量的最佳蒸煮时间为2.67 min,时间短于小麦粉全粉的最佳蒸煮时间5.30 min,推测其原因是发酵油莎豆粉中油莎豆蛋白含量5.78%,形成的面筋网络比普通小麦粉较差,因此油莎豆粉面条的最佳蒸煮时间要短于普通小麦粉。随着油莎豆粉添加量的增加,断条率上升,同时整体蒸煮损失率和浑浊度均呈现上升趋势。徐一涵等[6]对发酵马铃薯中淀粉的研究发现,乳酸发酵时间较长会破坏马铃薯的蛋白质和脂肪结构,释放出集合的淀粉,从而造成面条损失率上升。蒸煮损失率和面汤浊度是评价面条品质好坏的主要指标,品质好的面条在制面过程中能形成致密且稳定面筋网络结构,将淀粉颗粒包裹在内,减少面条在煮制中的断条和淀粉溶出,因此蒸煮损失率和面汤浊度越低表明面条品质越好。

表2 不同比例发酵油莎豆粉面条烹煮特性的影响Table 2 Effect of addition of different fermented Cyperus vulgaris flour on cooking properties of fresh noodles

添加量不同的发酵油莎豆粉制成面条的质构见表3。结果表明,随着添加量的增加,面条的硬度不断增加,而且其内聚力和黏性都在不断降低,形成面条的能力逐渐降低,预实验添加量超过35%时,不能成条,主要与油莎豆粉中蛋白质组成有关。随着油莎豆粉添加量增加,面条的咀嚼性不断增加,黏性减小,几种添加量不同的面条的弹性变化并不明显。以往的研究表明,面条的口感与面条的硬度和咀嚼性成正相关,这样的面条具有更好的筋道口感[14],与本实验的感官评分一致,见表4。色度仪测量值的结果显示,随着油莎豆粉添加量的增加,亮度参数L*值逐渐降低,红绿参数A*与黄蓝参数B*都呈现上升趋势,总体面条的颜色变暗。感官评分得出发酵油莎豆粉含量越高,口感越好,添加量为30%的油莎豆粉感官评分为89.21±1.13,因此在面条中加入发酵油莎豆粉能够增加面条的风味。