于双双,曹淑敏,成晓苑,马成业

(山东理工大学 农业工程与食品科学学院，山东 淄博 255049)

面条是亚洲人民的主要粮食制品，有着悠久的生产和食用历史[1-3].在东南亚的大部分国家，面条大约占到小麦产品总消费的30%～45%[4].挂面在中国各类面条的生产中产量最高，占到全部面条制品的90%左右[5].现在随着人们生活水平的不断提高，挂面的风味和质地已经成为人们关注的重点，因此，为了提高挂面产品的生产效益，满足人们对挂面品质的要求，建立客观严格的挂面品质的评价方法十分必要.

在中国，对于挂面品质的评价多数是使用感官评价的方法[6]，这种方法虽然简单、易于操作，但是对于操作人员要求高且受外界因素影响很大，不易标准化[7].客观评价主要是使用质构分析仪，它具有客观性和灵敏性等优点，从而避免了人为因素的影响[8].目前，客观评价与主观评价相结合的方法是现在国内和国外普遍采用的评价方法[9].张芹等[5]用质构仪的TPA模式对挂面硬度、弹性等指标进行了测试，认为面条的硬度、弹性等指标可以反映面条的品质.张玉荣等[10]对挂面的理化特性及蒸煮品质进行了研究，认为弯曲强度、最佳蒸煮时间等指标可以反映面条的品质.雷激等[11]用色度仪和质构仪测定面条的品质特性，认为面条的表观状态和适口性等品质特性均可以用面条的软硬度和胶着性来预测.Kovacs等[12]通过对面条进行热稳定性测试，认为热变性谷蛋白粘弹性指标的测试可以很好地预测面条的质量.Hatcher等[13]对面条的萃取率、颜色、外观比等指标进行了研究，这些指标也可以反映面条的品质.这些研究都对面条的感官评价与客观评价的评价体系提供理论支持，但都是从单一指标代表反映面条品质，并没有建立相关性联系.

本研究通过测定挂面的宽厚比、吸水率、最佳蒸煮时间、最大弯曲度和综合剪切力来研究挂面的理化性质和蒸煮特性及其相互关系，为挂面品质系统的评价方法提供一些理论依据.

1 材料与方法

1.1 挂面样品

挂面购买于淄博市张店区某大型超市.

1.2 主要仪器、设备

电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；外径千分尺(0.001mm)，桂林量具刃具厂；质构仪TMS2000，美国FTC公司；可控功率电磁炉；杭州九阳生活电器有限公司.

1.3 试验方法

1.3.1 挂面规格的测量

取10根面条，分别用精度为0.001mm的千分尺测量其厚度和宽度，用精度为 1.00mm 的直尺测量其长度，每种挂面做10次剪切力测试，取其平均值[10].

1.3.2 挂面最大弯曲度测定

取10根挂面，截成180mm长，取一张长300mm, 宽200mm的坐标纸，在坐标纸上分别标明横纵坐标的刻度.取横坐标为90mm，准备一块长200mm，宽5mm，厚2mm的玻璃条，使其长边与横坐标对齐.把一根面条沿厚度方向贴在玻璃板边上，固定住挂面一端，并使其与横坐标的零刻度对齐.另一端沿着玻璃条长边向中间移动，使面条在坐标纸平面内弯曲成圆弧形直至折断.记下折断时挂面的弧高(H)和弦长(L)的数值，然后计算其最大弯曲度(H/L)，用10次的平均值做为最终值[10].

1.3.3 挂面最佳烹煮时间的测定

取20根长18cm的挂面放入500 mL沸腾的自来水中并开始计时，直至挂面中间的白芯消失为止.记录时间为最佳蒸煮时间[8].

1.3.4 挂面吸水率的测定

每种挂面分别取长为18cm的20根称重，质量为m1，置于500mL的沸水中煮至最佳蒸煮时间，捞出挂面放在筛网上沥干10min称重，质量为m2，计算吸水率[14].

计算公式：吸水率=(m2-m1)/m1×100%

其中：m1为煮前挂面质量，g；m2为挂面煮后质量，g.

1.3.5 挂面剪切力的测定

采用TMS2000质构仪的CS-1综合剪切探头对生挂面的综合剪切力进行测定，如图1所示.将挂面在最佳蒸煮时间煮熟后，捞出放入冷水中20s，捞出沥干后，用CS-1综合剪切探头对其综合剪切力进行测定.每种挂面做10次剪切力测试，取平均值.切刀数量：10个；切刀厚度：3.2mm；样品盒内部尺寸：66mm*66mm*64mm.

1.4 数据处理

使用origin8.0对实验数据进行整理并绘制关系图，采用SAS 9.1对实验结果进行典型相关性分析.

2 结果与讨论

挂面的结构尺寸、蒸煮特性和剪切特性见表2.

表1 干挂面和煮后挂面的结构尺寸、蒸煮特性和剪切特性
Tab.1 The structure size, cooking properties and shear properties of dried and boiled noodles

编号宽度/mm厚度/mm宽厚比最大弯曲度吸水率/%最佳蒸煮时间/min干挂面综合剪切力/N煮后挂面综合剪切力/N1#1．960±0．0140．900±0．0002．183±0．01213．20±0．061．241±0．0172．75±0．25302．45±74．986．72±0．742#2．116±0．0321．069±0．0051．979±0．02112．92±0．171．201±0．0232．23±0．14277．97±152．588．93±1．423#1．942±0．0530．827±0．0152．349±0．01612．87±0．151．542±0．0052．75±0．25275．36±109．255．94±0．844#1．880±0．0730．718±0．0272．619±0．00212．73±0．211．311±0．0122．21±0．24241．41±88．946．14±0．285#2．053±0．0290．916±0．0222．243±0．01412．93±0．151．261±0．0312．26±0．25230．60±81．237．29±0．196#2．060±0．0150．942±0．0092．186±0．00512．73±0．061．305±0．0102．83±0．14378．98±128．455．59±0．287#1．982±0．0100．822±0．0072．411±0．00412．50±0．101．331±0．0212．42±0．14243．72±101．195．94±0．398#1．902±0．0210．882±0．0162．156±0．01812．83±0．151．353±0．0322．55±0．23340．16±91．837．29±1．199#1．907±0．0480．729±0．0472．616±0．02412．73±0．061．294±0．0152．83±0．25216．56±66．225．67±0．7310#1．940±0．0290．740±0．0322．622±0．02112．50±0．101．312±0．2132．87±0．14285．88±84．066．42±0．3211#1．958±0．0230．798±0．0382．454±0．02512．75±0．381．304±0．0123．00±0．20266．56±96．236．54±0．5712#2．764±0．0170．738±0．0233．747±0．01912．43±0．151．451±0．0153．08±0．15363．72±114．217．77±0．7913#2．836±0．2490．813±0．0283．486±0．21312．57±0．151．314±0．0312．53±0．24383．14±143．038．07±0．3614#2．822±0．0230．980±0．0102．88±0．10212．73±0．061．352±0．0263．83±0．14345．11±230．778．95±2．7215#2．758±0．0120．738±0．0233．738±0．00412．70±0．171．304±0．0253．54±0．13390．29±109．347．49±0．6616#2．902±0．0290．860±0．0503．375±0．01212．57±0．211．384±0．0142．92±0．26416．77±142．459．98±2．0617#2．833±0．0260．793±0．0173．571±0．10112．57±0．211．361±0．0413．83±0．14480．94±200．199．87±0．9018#5．591±0．0280．871±0．0236．418±0．02911．73±0．322．344±0．0123．42±0．12672．59±223．9115．44±2．1819#4．807±0．1160．823±0．0545．841±0．02111．88±0．362．127±0．0344．45±0．01566．20±125．3215．02±0．0220#2．860±0．0280．723±0．0413．956±0．04312．36±0．621．565±0．0195．73±0．12405．90±143．5111．03±0．1821#2．827±0．0370．783±0．0503．610±0．02412．24±0．281．469±0．0703．97±0．02397．90±136．5010．02±0．3522#5．563±0．1510．793±0．0167．015±0．01211．16±0．312．510±0．0753．26±0．13670．10±265．5317．33±1．0223#5．553±0．3270．870±0．0506．383±0．03111．52±0．552．305±0．0393．37±0．26634．40±201．6116．23±0．0624#3．797±0．0900．753±0．0455．042±0．10311．74±0．241．907±0．0294．55±0．31526．40±206．6413．26±0．0125#5．670±0．1830．863±0．0726．570±0．53111．42±0．322．316±0．0644．05±0．05648．30±215．2416．51±0．1526#5．740±0．0650．787±0．0167．294±0．14011．24±0．302．556±0．0363．63±0．01660．40±139．9517．08±0．6427#3．837±0．0990．883±0．0614．345±0．14112．44±0．471．802±0．0334．51±0．06458．50±152．5911．92±0．5128#5．660±0．1570．900±0．0226．289±0．00511．66±0．292．301±0．0734．65±0．14633．20±200．5215．58±0．2729#2．740±0．1060．637±0．0264．301±0．01212．18±0．431．643±0．0323．45±0．25441．20±77．8912．23±0．0430#2．813±0．0300．800±0．0133．516±0．00112．34±0．351．461±0．0433．93±0．03484．70±153．0110．06±0．01

图1 CS-1综合剪切探头结构简图Fig.1 CS-1 comprehensive shear probe structure diagram

2.1 挂面的结构尺寸

国际上主要采用测定挂面的弯曲断条率的高低来评价挂面是否容易折断，测定时最大弯曲角度不易被观察，而使用测量挂面的最大弯曲度来确定挂面折断难易程度的方法简单准确.

图2 挂面的宽厚比与最大弯曲度的关系Fig.2 The relationship between the width-to-thickness ratio and the maximum bending strength

由图2的曲线可以看出，R2=0.959，说明挂面的宽厚比与最大弯曲度有较大的相关性，且挂面的宽厚比越大，其最大弯曲度越小.挂面中蛋白质和淀粉对挂面的品质影响很大.师俊玲等[15]研究发现，淀粉与蛋白质含量对面条品质指标间的相关性相反，只有两者比例适当，才会使面条的品质达到最好.对于弯曲度较小的挂面样品，可能是面粉含麸星和纤维素较多，使挂面的韧性品质下降，因此挂面容易折断.

2.2 挂面的烹煮特性

由图3可知，随着挂面宽厚比的增加，挂面的吸水率呈增大的趋势，且R2=0.964，说明挂面的宽厚比与吸水率有较好的相关性并且由表1的蒸煮特性数据可知，样品面条的吸水率为1.201%～2.556%.谢守华[16]通过对挂面面汤浊度、面汤中直链淀粉含量和比表面积等指标的测定，认为挂面吸水率受蛋白质含量的影响很弱，但吸水率和挂面的比表面积之间的相关性较强.

图3 挂面的宽厚比与吸水率的关系Fig.3 The relationship between the width-to-thicknessratio and the water absorption

图4 挂面的宽厚比与最佳蒸煮时间的关系Fig.4 The relationship between the width-to-thickness ratio and the optimal cooking time

由图4可知，随着挂面宽厚比的增加，挂面的最佳蒸煮时间呈增大的趋势且R2=0.951，说明挂面的宽厚比与最佳蒸煮时间有较好的相关性.张玉荣等[10]通过对挂面厚度与最佳蒸煮时间作图，认为挂面厚度与最佳蒸煮时间呈正相关，这与本研究类似.最佳蒸煮时间除与挂面宽厚比有关外，还与蛋白质的含量、质量和加工条件等有关.Alviola等[17]认为干面筋的加入也可以提高面条的蒸煮时间.

2.3 挂面的剪切特性

由表1中的干挂面综合剪切力与煮后挂面综合剪切力的数据可以看到，不同挂面的综合剪切力是不同的，这与挂面的添加物质和面粉的种类有关.Lu等[18]认为面粉的脂质会影响挂面的剪切力，而且煮前和煮后挂面的剪切力是不同的.Song等[19]认为麦麸对于挂面的剪切力也有影响.Ning等[20]认为不同的加工条件对于面粉的质量也有影响，从而也会使挂面的剪切力产生不同.煮后挂面要比干挂面的综合剪切力小，这种现象是由于煮后挂面的柔韧性变好造成的.

图5、图6是1#挂面综合剪切力与煮后挂面综合剪切力图片.干面条断裂时探头移动的距离表明了样品的柔韧性；下压距离越大，其柔韧性越好[8].图5表明没有在干挂面最后断裂前产生一段波动的力.对煮后挂面综合剪切力进行测量时，面条断裂处的距离表明挂面弹性的大小，其延伸距离越大，挂面的弹性越好.

图5 干挂面综合剪切图片Fig.5 Comprehensive shear force diagram of dried noodles

图6 煮后挂面综合剪切力图片 Fig.6 Comprehensive shear force diagram of boiled noodles

由图7、图8可知，随着挂面宽厚比的增加，干挂面综合剪切力与煮后挂面综合剪切力逐渐增大.R2分别为0.948和0.960，说明挂面的宽厚比与挂面的剪切力具有较大的相关性.挂面宽厚比越大，干挂面与煮后挂面被切断所需要的剪切力越大.

图7 挂面的宽厚比与干挂面综合剪切的关系Fig.7 The relationship between the width-to-thickness ratioand the comprehensive shear force of boiled noodles

图8 挂面的宽厚比与煮后挂面综合剪切力的关系Fig.8 The relationship between the width-to-thickness ratio and the comprehensive shear force of dried noodles

图9 最佳蒸煮时间与干挂面综合剪切力的关系Fig.9 The relationship between the optimal cookingtime and the comprehensive shear force of dried noodles

图10 最佳蒸煮时间与煮后挂面综合剪切力的关系Fig.10 The relationship between the optimal cooking time and the comprehensive shear force of boiled noodles

由图9、图10可知，随着挂面最佳蒸煮时间的增加，干挂面综合剪切力与煮后挂面综合剪切力逐渐增大，说明挂面达到最佳蒸煮时间越长，干挂面与煮后挂面被切断所需要的剪切力越大.但是R2值较小，说明干挂面与煮后挂面的综合剪切力与最佳蒸煮时间相关性不是很强.由图7和图8可知，干挂面与煮后挂面的综合剪切力与宽厚比的相关性较大，说明评价挂面的综合剪切力既要考虑其宽厚比也要考虑最佳蒸煮时间.

2.4 挂面结构特性与蒸煮特性和剪切特性的典型相关分析

典型相关分析可以综合反映两组变量之间相关关系的本质，指出引起两组性状之间相关的主要因素[21].为了更清晰地分析挂面结构尺寸与蒸煮特性和剪切特性的关系，实施典型相关分析.

表2 挂面结构特性与蒸煮特性和剪切特性的相关性
Tab.2 The correlation of structure characteristics,cooking properties and shear properties

x最大弯曲强度y1吸水率y2最佳蒸煮时间y3干挂面综合剪切力y4煮后挂面综合剪切力y5长度x10．0717-0．0530-0．1890-0．0742-0．0767宽度x2-0．8723∗∗0．9701∗∗0．40370．9608∗∗0．9676∗∗厚度x30．3311∗∗-0．0878-0．1875-0．0659-0．0461宽厚x4-0．9187∗∗0．9736∗∗0．41360．9622∗∗0．9674∗∗

注：“**”表示P<0.01.

研究表明，挂面结构特性与蒸煮特性和剪切力密切相关，宽度和宽厚比与最大弯曲强度呈负相关，厚度与弯曲度呈正相关.宽度、宽厚比与吸水率、最佳蒸煮时间、干挂面综合剪切力和煮后挂面综合剪切力呈显著正相关.

表3 结构分析(相关系数)
Tab.3 Structure analysis (correlation coefficient)

测定指标v1v2v3v4w1w2w3w4长度-0．0673-0．33460．5841-0．7364-0．0668-0．24710．2655-0．0670宽度0．99110．0239-0．1021-0．08220．98350．0176-0．0464-0．0075厚度-0．05630．9361-0．0320-0．3458-0．05580．6913-0．0145-0．0315宽厚比0．9911-0．1256-0．03430．02690．9835-0．0928-0．01560．0025最大弯曲强度-0．89000．3038-0．03490．0130-0．89680．4114-0．07680．1432吸水率0．9769-0．0406-0．0180-0．01320．9844-0．0549-0．0397-0．1447最佳蒸煮时间0．3838-0．1686-0．31030．05210．3867-0．2284-0．68270．5724干挂面综合剪切强力0．9690-0．0101-0．01230．00700．9765-0．0136-0．02700．0768煮后挂面综合剪切力0．97780．01480．00710．01370．98530．02000．01560．1509

表4 解释能力
Tab.4 Explanation ability

序号特征值差异比例累计百分比F值自由度P值164．460863．26110．97770．97770．005414．082021．19970．93930．01820．99590．35772．421230．26030．25200．00390．99990．78681．02640．00840．00011．00000．99170．102

因原始变量没有采用相同单位测量，不宜直接比较，故采用标准化的典型系数，给出典型相关模型.第1特征值累计百分率为97.77%，且极显著，第2特征值累计百分率为99.59%，显著性检验结果为0.0122，因而可用第1和第2特征值表示相关性.

从以上分析可以看出，挂面的结构尺寸与蒸煮特性和剪切特性的相关性较强，它们的典型相关系数达到0.9959.通过典型变量之间的联系得知，结构尺寸(宽度和宽厚比)越大，蒸煮特性(吸水率，最佳蒸煮时间)和剪切特性(干挂面和煮后挂面综合剪切力)指标值越高.

3 结论

通过质构测定仪等仪器对30种挂面宽厚比、最大弯曲度、最佳蒸煮时间、吸水率以及综合剪切力指标的测定，并进行相关分析，得出结论：随着挂面宽厚比的增加，挂面的最大弯曲度呈下降趋势，干挂面综合剪切力与煮后挂面综合剪切力呈上升趋势；宽厚比越大，最佳蒸煮时间越长，吸水率越大.随着挂面最佳蒸煮时间的增加，干挂面综合剪切力与煮后挂面综合剪切力逐渐增大.综上，可以通过利用挂面的宽厚比、最大弯曲度、最佳蒸煮时间、吸水率、干挂面综合力与煮后挂面综合剪切力等指标评价挂面的品质，其中宽厚比与其余四个指标均具有较大的相关性.

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