3 种不同亲水胶体对鲜面条品质的影响

王佳思，杨光，刘锐*，吴涛，隋文杰，张民

（1.天津科技大学 省部共建食品营养与安全国家重点实验室，天津 300457；2.天津科技大学 食品科学与工程学院，天津 300457）

面条含有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂类、矿物质和维生素等营养物质[1]，备受人们的喜爱。目前，按照加工工艺进行分类，面条制品可分为鲜面条、挂面、蒸面、冷冻面条和方便面等[2]。鲜面条即生的湿面条，具有制作简单、口感好和营养价值高等特点[3]，但其存在口感欠佳、黏弹性差、蒸煮时间长和蒸煮损失率大等问题。随着人们生活水平的提高，消费者对鲜面条品质提出了更高的要求。因此，对鲜面条品质进行改良是如今的热点之一。

黄原胶、海藻酸钠和果胶等亲水胶体是食品中常用的添加剂，可以用于食品的增稠、乳化和稳定，对于改良面条的品质特性具有重要作用[4]。黄原胶是由微生物野油菜黄单胞菌分泌的细胞外杂多糖[5]，Xu 等[6]研究发现在面条里添加1.5%的黄原胶可以改善面条的质构特性，降低面条的相对结晶度和糊化温度，增加面团的弹性模量（G′）和黏性模量（G″），提高面条的吸水率，减少蒸煮损失率。海藻酸钠是从褐海草细胞壁中提取的重要天然多糖[7]，Hong 等[8]研究发现添加0.3%～0.5%的海藻酸钠可以改善面团的流变特性和质构特性，有助于面团形成均匀致密的结构。果胶是一类广泛存在于植物细胞壁的初生壁和细胞中间片层中的杂多糖[9]，刘少阳等[10]研究发现添加0.3%的果胶可以减少面条的蒸煮损失率、提高吸水率。以上研究表明，添加适量的亲水胶体对于面条的蒸煮损失率、质构特性、吸水率和面团流变特性有一定的改善作用。本研究分析不同添加量（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）和不同种类亲水胶体（黄原胶、海藻酸钠、果胶）对鲜面条品质（面条蒸煮特性、质构拉伸特性、水分分布）、面粉粉质特性、面团流变特性和微观结构的影响，以期为改良鲜面条品质提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

多用途麦芯粉：滨州中裕食品有限公司；食盐：天津市长芦盐业有限公司；黄原胶：山东阜丰发酵有限公司；海藻酸钠：青岛明月海藻集团有限公司；果胶：福建省绿麒食品胶体有限公司。

1.2 仪器与设备

自动面条切割机（FKM-200）：永康市富康电器有限公司；多功能厨师机（HM-740）：青岛汉尚电器有限公司；电磁炉（C21-WK2102）：广东美的生活电器制造有限公司；冷冻干燥机（MODULYOD-230）：赛默飞世尔科技（中国）有限公司；流变仪（HAAKE MARS-60）：德国哈克公司；全自动粉质分析仪（Dough LAB）：瑞典波通公司；质构测定仪（TA.XT.plus）：英国STNBLE MICRO SYSTENS 公司；低场核磁共振（MicroMR-25）：苏州（上海）纽迈电子科技有限公司；扫描电子显微镜（JSM-IT300LV）：日本日立高新技术公司。

1.3 方法

1.3.1 鲜面条的制备

称取200 g 多用途麦芯粉，分别加入不同添加量（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4% 和0.5%）的亲水胶体（黄原胶、海藻酸钠、果胶），将4 g 食盐溶于76 mL 纯净水，倒入多功能厨师机内混合，二档低速搅拌15 min制成面团。将面团装入自封袋并排出空气，室温醒发30 min，参照LS/T 3202—1993《面条用小麦粉》的方法并稍加改动，用自动面条切割机将面团制成厚约2 mm、宽约2 mm、长约20 cm 的鲜面条，装入自封袋中于室温下保存备用。

1.3.2 蒸煮特性分析

1.3.2.1 蒸煮时间的测定

根据美国临床化学协会（American association for clinical chemistry，AACC）[11]方法测定鲜面条的最佳蒸煮时间，并稍作修改。取20 根鲜面条，于500 mL 沸水中煮熟。每15 s 取出一根面条放到两块载玻片间进行按压，直到面条的白色硬芯消失，从而确定最佳的蒸煮时间。每个样品重复测定5 次。

1.3.2.2 吸水率测定

取20 根鲜面条称重，于500 mL 沸水中煮熟。将熟面条用尼龙滤网过滤，用饮用水冲洗，排水15 s，立即称重，记为煮后鲜面条的质量。每个样品重复测定5 次。鲜面条的吸水率（Y，%）计算公式如下。

式中：M为煮后鲜面条的质量，g；G为煮前鲜面条的质量，g。

1.3.2.3 蒸煮损失率测定

取20 根鲜面条称重，于500 mL 沸水中煮熟。将熟面条用饮用水冲淋15 s，将冲淋液体和面汤一起煮至10 mL 左右，转移到称量瓶中，于105 ℃烘干至恒重，记录面汤中干物质的质量。每个样品重复测定5 次。鲜面条的蒸煮损失率（Y，%）计算公式如下。

式中：N为面汤中干物质的质量，g；G为煮前鲜面条的质量，g。

1.3.3 质构拉伸特性测定

采用质构测定仪对鲜面条的硬度、弹性、回复力等特性进行测定，测试条件：选择P36 探头，测前速度为2.0 mm/s，测试速度和测后速度为1.0 mm/s，压缩比为70%，触发力为5.0 g。

拉伸特性的测定：鲜面条切割为0.8 cm×0.2 cm×6 cm，安装在拉伸夹具中。使用A-KIE 探头，测前速度为2.0 mm/s，测试速度为3.0 mm/s，测后速度为10.0 mm/s，距离6.0 cm，触发力为5.0 g。

1.3.4 粉质特性测定

根据多用途麦芯粉含水量，使用全自动粉质分析仪以14%（湿基含水量）的标准计算出所需样品的质量和加水量，将定量的多用途麦芯粉和不同添加量（0.1%～0.5%）的亲水胶体加入到全自动粉质分析仪中充分混合，在（30.0±0.2）°C 进行粉质特性测定。

1.3.5 流变特性测定

使用流变仪对1.3.1 获得的醒发面团进行流变特性测定。采用直径为20 mm 的平行板探头对面团进行频率扫描测试。用低黏度矿物油覆盖探头边缘使样品水分损失最小化。线性黏弹区通过在1 Hz 和25 ℃下的应变扫描测试确定，频率扫描测试剪切速率设定为0.1～100 s-1，测定面团的弹性模量（G′）和黏性模量（G″），损耗角正切值（tanδ）表示为G″/G′。

1.3.61H 低场核磁共振

将1.3.1 获得的鲜面条转移到25 mm 直径的核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）玻璃管中，用保鲜膜密封防止试验过程中水分蒸发。在横向弛豫时间T2测量期间，NMR 温度设定并保持在32 ℃。使用多层-回波脉冲序列获得横向弛豫曲线。采样频率设定为23.311 Hz，磁铁强度为0.5 T，线圈直径为60 mm，磁场温度为32 ℃，90°和180°的脉冲序列长度分别设定为14 ms 和35 ms，采样点数为68 000，主频率为200 kHz，重复时间为500 ms，累计频率为16。每个样品重复测定3 次。

1.3.7 扫描电子显微镜

将1.3.1 获得的醒发面团样品通过冷冻干燥机干燥后，一面用双面胶固定在铝制的圆盘上，另一面样品喷金处理60 s，重复3 次，使用扫描电子显微镜观察样品，加速电压5 kV，放大倍数为500 倍。

1.4 数据的处理及分析

采用Origin 8.0 软件绘图；使用SPSS 25.0 对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 蒸煮特性分析

2.1.1 蒸煮时间的测定

5.公共服务机构和私人家庭。公共服务机构主要指国家、学区和公立医院等机构自身为本单位员工投入的成人教育费用，其占比大约为19%。此外，私人家庭自身也会对成人教育进行投入。

按照1.3.2.1 的方法，测得鲜面条的蒸煮时间为375 s。

2.1.2 亲水胶体对鲜面条蒸煮特性的影响

蒸煮损失率通常被用作评估面条蒸煮特性的指标[12]。不同亲水胶体对鲜面条蒸煮特性的影响见表1。

表1 不同亲水胶体对鲜面条蒸煮特性的影响Table 1 Effect of different hydrocolloids on cooking properties of fresh noodles

由表1 可知，相比于未添加亲水胶体的鲜面条，添加亲水胶体的鲜面条蒸煮损失率明显降低，吸水率明显增加。这可能是因为亲水胶体可以形成凝胶网络结构，从而抑制淀粉的析出，降低鲜面条的蒸煮损失率[13]。随着亲水胶体添加量的增加，3 种亲水胶体的添加均使得鲜面条蒸煮损失率先下降后上升；当鲜面条中分别添加0.3%黄原胶、0.2%海藻酸钠和0.4%果胶时，其蒸煮损失率分别达到最低。该结果与Kang等[14]的研究结果一致。此外，随着亲水胶体添加量增加，黄原胶和果胶的添加使鲜面条吸水率先上升后下降，海藻酸钠的添加使鲜面条吸水率不断增加；当鲜面条中分别添加0.3%黄原胶、0.5%海藻酸钠和0.4%果胶时，其吸水率分别达到最高。综合考虑，黄原胶和海藻酸钠对于改善鲜面条蒸煮特性的效果较好。

2.2 亲水胶体对鲜面条质构拉伸特性的影响

不同亲水胶体对鲜面条质构拉伸特性的影响见表2。

表2 不同亲水胶体对鲜面条质构拉伸特性的影响Table 2 Effect of different hydrocolloids on textural stretching properties of fresh noodles

由表2 可知，添加黄原胶、海藻酸钠和果胶，鲜面条的硬度、弹性、咀嚼性以及拉伸力得到了改善。这可能是由于亲水胶体与面筋蛋白结合，改善面团网络的结构，从而增大鲜面条的硬度、胶着力、弹性和回复性，降低黏聚性[15]。随着亲水胶体添加量增加，3 种亲水胶体的添加均使鲜面条的硬度、咀嚼性和拉伸力先增大后减小；当鲜面条中分别添加0.3%黄原胶、0.3%海藻酸钠、0.3% 果胶时，其硬度、胶着力、弹性和回复性均得到改善。这表明适量添加亲水胶体能够加强面筋的形成，过量加入则会对面筋网络有破坏作用，与李冰等[16]的研究一致。

2.3 亲水胶体对面粉粉质特性的影响

不同亲水胶体对面粉粉质特性的影响见表3。

表3 不同亲水胶体对面粉粉质特性的影响Table 3 Effect of different hydrocolloids on farinograph properties of flour

由表3 可知，相比于未添加亲水胶体的面粉，添加黄原胶和海藻酸钠的面粉吸水率显著增加（p<0.05），添加果胶的面粉弱化度显著减少（p<0.05）。随着亲水胶体添加量增加，黄原胶的添加使面粉吸水率先上升后下降，果胶的添加使面粉吸水率不断上升；当面粉中分别添加0.4% 黄原胶、0.5% 海藻酸钠和0.5% 果胶时，其吸水率分别达到最高。这主要取决于胶体的亲水性，胶体自身有多种亲水基团，可以与水分结合，因而比纯面粉的吸水率更高[17]。此外，随着亲水胶体添加量增加，黄原胶和果胶的添加使面粉稳定时间先增加后下降，海藻酸钠的添加使面粉稳定时间不断下降；当面粉中分别添加0.4% 黄原胶、0.1% 海藻酸钠和0.4%果胶时，其稳定时间分别达到最长。这可能是由于海藻酸钠的强亲水性导致面粉吸水率急剧升高，导致面粉质量降低[18]。另外，随着亲水胶体添加量增加，黄原胶的添加使面粉形成时间先下降后上升再下降，弱化度先下降后上升；海藻酸钠的添加使面粉形成时间和弱化度先上升后下降；果胶的添加使面粉形成时间先下降后上升，弱化度不断下降。当面粉中黄原胶、海藻酸钠、果胶添加量分别为0.3%、0%、0.2%时，面粉的形成时间分别最短；当面粉中黄原胶、海藻酸钠、果胶添加量分别为0.4%、0.1%、0.5% 时，面粉的弱化度分别最低。综合考虑，黄原胶和果胶改善面粉的稳定性，减弱面粉的弱化度，提高面粉加工特性的效果较好。

2.4 亲水胶体对面团流变特性的影响

不同亲水胶体对面团流变特性的影响见图1。

图1 不同亲水胶体对面团流变特性的影响Fig.1 Effect of different hydrocolloids on rheological properties of dough

食品流变特性在维持食品的结构和食品稳定性方面起着重要作用[19]。由图1 可知，随着亲水胶体添加量增加，黄原胶、海藻酸钠和果胶的添加均使得面团G′先上升后下降；当面团中分别添加0.2% 黄原胶、0.3% 海藻酸钠和0.2% 果胶时，其G′分别达到最高。此外，随着亲水胶体添加量增加，黄原胶、海藻酸钠和果胶的添加均使得面团G″先上升后下降；当面团中分别添加0.5%黄原胶、0%海藻酸钠和0.5%果胶时，其G″分别达到最低。所有样品的G″均小于G′，表明样品的弹性优于黏度，这有利于面团的切块整形[20]。tanδ表示聚合物成分的比例，它反映了黏度和弹性组分对样品的相对贡献[21]。tanδ越大，对面团的弱化度越明显，面团越易表现为流体性质[22]。随着亲水胶体添加量增加，黄原胶使tanδ变化比较复杂，海藻酸钠使tanδ不断上升，果胶使tanδ先上升后下降；当面团中分别添加0.1% 黄原胶、0.1% 海藻酸钠和0.5% 果胶时，其tanδ分别达到最低。试验结果表明果胶对于改善面团的黏弹性效果最好。

2.5 亲水胶体对鲜面条水分分布的影响

不同亲水胶体对鲜面条水分分布的影响见图2。

图2 不同亲水胶体对鲜面条水分分布的影响Fig.2 Effect of different hydrocolloids on moisture distribution of fresh noodles

由图2 可知，相比于未添加亲水胶体的鲜面条，添加亲水胶体的鲜面条自由水（A23）峰面积显著减少（p<0.05），弱结合水（A22）峰面积无明显变化，表明部分自由水在转化为强结合水[23]。随着亲水胶体添加量增加，黄原胶和果胶的添加使鲜面条结合水峰面积先上升后下降，海藻酸钠的添加使鲜面条结合水峰面积先下降后上升；当鲜面条中分别添加0.3%黄原胶、0.5%海藻酸钠和0.3%果胶时，其结合水峰面积分别达到最高。另外，随着亲水胶体添加量增加，黄原胶和果胶的添加使鲜面条自由水峰面积先下降后上升再下降，海藻酸钠的添加使鲜面条自由水峰面积先下降后上升；当鲜面条中分别添加0.3% 黄原胶、0.2% 海藻酸钠和0.5%果胶时，其自由水峰面积分别达到最低。这可能是少量亲水胶体可促进面筋网络的形成，增强与水的结合，降低自由水含量，使鲜面条中的水分向深层迁移，水和面筋网络的结合更加紧凑，这与Zheng 等[24]的结果相似；过量亲水胶体可与面筋蛋白竞争水分，稀释面筋网络，造成自由水增加。综合考虑，果胶对于鲜面条水分分布影响效果较好。

2.6 亲水胶体对面团微观结构的影响

不同亲水胶体对面团微观结构的影响见图3。

图3 不同亲水胶体对面团微观结构的影响（500×）Fig.3 Effect of different hydrocolloids on microstructure of dough（500×）

由图3 可知，未添加亲水胶体的面团样品结构更松散，淀粉颗粒为不同大小的椭圆形，添加黄原胶、海藻酸钠和果胶使面团微观结构变得更加致密、均匀。随着亲水胶体添加量增加，黄原胶、海藻酸钠和果胶的添加使面团结构先变致密后变松散；当面团中分别添加0.3% 黄原胶、0.3% 海藻酸钠和0.4% 果胶时，面团结构分别最致密。这可能是由于过量添加亲水胶体会对面筋网络造成损坏，弱化面筋网络，降低对淀粉颗粒的包裹性，从而造成面团断面中空洞增多以及表面粗糙程度增加，因而造成淀粉的糊化，蒸煮损失的增大。

3 结论

黄原胶、海藻酸钠、果胶能够明显改善鲜面条的蒸煮特性、质构拉伸特性和水分分布，面粉的粉质特性，面团的流变特性和微观结构。黄原胶、海藻酸钠、果胶能够提高面粉的吸水率、增加面团的稳定时间、降低其弱化度和改善面团加工特性；适量黄原胶、海藻酸钠、果胶的添加能够提高鲜面条的吸水率、降低蒸煮损失以及增强面筋网络；过量黄原胶、海藻酸钠、果胶的添加会降低鲜面条品质，并增加鲜面条加工成本；扫描电子显微镜结果显示，适量添加亲水胶体可以改善面团的结构，过量添加则会对面筋网络造成破坏。综合考虑，黄原胶、海藻酸钠和果胶的适宜添加量分别为0.3%、0.3%和0.4%，其中果胶对于鲜面条制品的改良效果最好。