杨子欣,公 艳,高 蕾,熊双丽,*,薛朝云

(1.西南科技大学生命科学与工程学院,四川绵阳 621010; 2.江油市春雨生态农业科技有限公司,四川江油 621700)

马铃薯是继小麦、水稻、玉米后的世界第四大粮食作物,营养全面,除了含有丰富的碳水化合物以外,还有氨基酸较平衡的蛋白质、类葫萝卜素、多酚、生物碱、维生素和矿物质等[1-3],具有抗氧化、降低高血压和预防心血管疾病等生物活性[4-5]。

尽管如此,在中国，以马铃薯为主要原料的加工产品还不到总产量的10%,人们多以不同烹饪方式利用马铃薯的营养特性[6-7]。2015中国马铃薯主食化战略提出后,将其应用于挂面、馒头和米饭加工的研究成为该领域热点[8-9]。但马铃薯挂面的马铃薯全粉含量往往比较低,且有面筋结构被破坏,马铃薯挂面的营养价值降低等情况。为提升马铃薯挂面蒸煮特性,一般在挂面中添加海藻酸钠、卡拉胶等人工食品添加剂作为胶凝剂[10],但对提高挂面营养价值作用较小,而被誉为“森林蔬菜”的豆腐柴叶含有丰富的果胶、粗蛋白、黄酮类物质[11-13]。实验室前期预实验发现,当马铃薯全粉含量大于15%时,面条将不容易成型,在该面团中加入豆腐柴叶烫漂液后,能增加马铃薯挂面中马铃薯全粉的添加量,使其容易成型。因此,本文主要探讨豆腐柴叶烫漂液对马铃薯挂面的蒸煮、质构特性和抗氧化能力的影响,以期更好地利用天然胶凝剂豆腐柴叶改善马铃薯挂面品质,同时扩大豆腐柴资源利用率,进一步提升其附加值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小麦面粉 河北金沙河面业集团有限责任公司;马铃薯雪花全粉 内蒙古富广食品有限公司;豆腐柴叶 采摘于四川绵阳江油豆腐柴基地(江油市春雨生态农业科技有限公司);α-淀粉酶、胃蛋白酶、胰白酶、胆汁、2,2′-二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS) SIGMA ALDRICH公司;硫酸亚铁、过硫酸钾 分析纯。

Micro-DougLAB型全自动粉质仪 瑞典波通科学仪器公司;StarchMaster型RVA 瑞典波通科学仪器公司;UV 5800PC型紫外分光光度计 上海元析仪器有限公司;DMT-5型电动面条机 龙口市复兴机械有限公司;UItra55场发射扫描显微镜 德国蔡司仪器公司。

1.2 实验方法

1.2.1 普通挂面制作:称取一定质量小麦粉,1.5%食盐,35%蒸馏水,充分搅拌成面絮后揉成面团,25 ℃下醒发31 min,用电动压面机压至光滑,制得厚度1 mm,宽度4 mm面条,干燥后的面条长度切成20 cm,即为普通挂面样品。

1.2.2 豆腐柴叶烫漂液制备和马铃薯挂面制备工艺 豆腐柴叶烫漂液和挂面制作工艺参考本实验室前期研究[14]。豆腐柴叶烫漂液工艺流程:20 g豆腐柴叶洗净→80 ℃热水烫漂→加蒸馏水50 mL→打浆→过滤→豆腐柴叶烫漂液。马铃薯挂面工艺流程:配料(31%马铃薯全粉、69%小麦粉、9%豆腐柴叶烫漂液、1.5%食盐)→用35%蒸馏水和面→25 ℃下醒发31 min进行熟化→电动压面机进行压面切条,制得厚度1 mm,宽度4 mm的面条→通风处干燥48 h→干面条长度切成20 cm→马铃薯挂面。

1.2.3 马铃薯挂面感官评价、蒸煮品质和质构特性分析 挂面感官评分参考文献[14],评分标准见表1,由食品专业经过感官评定培训的4名男生和6名女生组成感官评定小组，对挂面整体进行感官评分;挂面烹调损失率测定参考文献[15];断条率、最佳蒸煮时间测定参照标准 LS/T3212-2014,分别对马铃薯挂面和普通白挂面进行测定;挂面质构特性测定参考文献[14],分别对马铃薯挂面和普通白挂面硬度、回复能量、回复性、咀嚼性、粘性和弹性这五项质构特性进行测定。

表1 马铃薯挂面感官评分标准Table 1 The standard of sensory evaluation for potato noodles

1.2.4 马铃薯挂面的抗氧化活性研究 体外模拟消化过程参考文献[16],分别模拟口腔消化阶段(S1)、胃肠消化阶段(S2)、肠道吸收阶段(S3),各阶段消化液总还原力测定参考文献[17],自由基(ABTS+·)清除能力测定参考文献[18],总抗氧化能力FRAP值的测定参考文献[19],对马铃薯挂面及普通白挂面进行抗氧化活性研究。

1.2.5 混合粉面团扫描电镜微观分析 分别将纯小麦粉(A)、31%马铃薯全粉-69%小麦粉混合粉(B)、31%马铃薯全粉-69%小麦粉混合粉+9%豆腐柴叶烫漂液(C),添加35%的蒸馏水和1.5%的食盐后揉成面团,于25 ℃醒发31 min后,再将面团进行真空冷冻干燥,之后用单面刀片切成5 mm×5 mm×5 mm的样品,经喷金处理后,在低真空下用15 kV的电子束进行扫描,观察面团的显微结构。

1.2.6 豆腐柴叶烫漂液烘干粉对混合粉粉质特性和糊化特性的影响 马铃薯全粉-小麦粉混合粉制备:分别将马铃薯全粉按0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的比例与小麦粉均匀混合成粉,作为对照组(a),在此基础上分别加入9%豆腐柴叶烫漂液烘干粉,作为豆腐柴烫漂液烘干粉处理组(b);参照国标方法使用粉质仪测定混合粉的粉质特性[20];混合粉糊化特性参数测定(标准法):分别称取(3.5±0.1) g a、b两组混合粉,与(25±0.1) g的水充分混匀,采用快速粘度分析仪测定淀粉的糊化曲线。采用AACC标准温度模式,即50 ℃保温1 min,然后以12 ℃/min的速率升温至95 ℃,保温2.5 min,再以12 ℃/min的速率降至50 ℃,保温1 min。

1.3 数据处理

每组实验重复3次,结果均以平均值±标准差表示,采用SPSS 11.5(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)统计分析软件进行独立样本t检验和单因素方差分析。

2 结果及分析

2.1 豆腐柴叶烫漂液对马铃薯挂面感官评分、质构特性及蒸煮品质的影响

表2显示了添加豆腐柴叶烫漂液后，马铃薯挂面的质构和蒸煮品质。与普通白挂面相比,添加了豆腐柴叶烫漂液马铃薯挂面的硬度、咀嚼性、弹性、烹调损失率和感官评分都极显著增加(p<0.01),断条率和回复性差异不显著(p>0.05)。由此可见,添加豆腐柴叶烫漂液后,挂面的弹性、口感、颜色、食味、表面状态、光滑性也有较大程度的改善。但是,烹调损失率较普通白挂面高,这可能是因为马铃薯膳食纤维和蛋白质本身结构的影响,破坏了面筋的网络结构,使面筋的内部结构疏松,而此浓度豆腐柴叶烫漂液中的果胶浓度不足以完全恢复或改善此网络结构,致使部分淀粉溢出[21-22]。

表2 豆腐柴叶烫漂液对马铃薯挂面质构特性和蒸煮品质的影响Table 2 Effects of blanching liquid from Premna microphylla Turcz leaves on texture properties and cooking quality of potato noodles

2.2 马铃薯挂面体外模拟消化后的抗氧化活性

由图1(a)可知,马铃薯挂面各阶段消化液中还原力都比普通挂面高,S1达到极显著水平(p<0.01),S3阶段时普通白挂面已没有还原力,而马铃薯挂面还继续显示活性。

从图1(b)可知,马铃薯挂面消化液中ABTS+·清除能力在各阶段均高于普通白挂面,其中,S1阶段ABST+·清除率最高,达到82.95%,显著高于普通白挂面(76.57%)(p<0.05),随着消化过程的进行,ABTS+·清除率逐渐降低,可能由于胃肠道内有分解抗氧化成分的酶而使ABTS+·清除能力从S1、S2、S3逐渐降低。

图1(c)显示,马铃薯挂面的FRAP值在S1时,达到0.22 mmol/L,是普通白挂面的1.83倍,差异极显著(p<0.01)。随着消化过程的继续进行,FRAP值逐渐增大,在S2阶段达到最高值0.25 mmol/L,显著高于普通白挂面(p<0.05),至S3时,其值是普通白挂面的3.5倍。马铃薯挂面经过消化吸收后的样品仍具有抗氧化活性,且马铃薯挂面还原力、ABTS+·清除能力和总抗氧化能力都高于普通白挂面,这可能与马铃薯和豆腐柴叶中所含的黄酮和多酚等类物质抗氧化活性有关。

图1 马铃薯挂面在不同模拟消化阶段的抗氧化活性Fig.1 Antioxidant activity of potato noodles in vitro simulated digestion phase注:与普通白面条相比,*表示各模拟消化阶段中, 马铃薯挂面各指标差异显著(p<0.05), **表示差异极显著(p<0.01)。

2.3 不同混合粉的电镜图片观察

由图2(A1,A2)可以看出,纯小麦粉面团面筋呈均匀蜂窝状结构,淀粉颗粒之间由于面筋蛋白的存在紧密排列,B1、B2可知,添加31%马铃薯全粉后的面团淀粉颗粒之间无法形成起连接作用的面筋蛋白,淀粉颗粒暴露出来,面团品质变差,这与刘颖等[23]的研究相似,而这也是马铃薯挂面难以成型,且表面不光滑的主要原因。添加豆腐柴叶烫漂液后,裸露的淀粉颗粒有所减少(C1、C2),面筋网格结构也有所改善,说明豆腐柴叶烫漂液的添加有助于面团品质的改善。

图2 不同混合粉面团断面的电镜图Fig.2 Electron microscope images of different mixture of dough sections注:A1、B1、C1分别是小麦粉面团、31%马铃薯全粉-小麦粉混合粉面团、31%马铃薯全粉-小麦粉混合粉 +豆腐柴叶烫漂液面团500倍电镜图片;A2、B2、C2分别是三者面团1000倍电镜图片。

2.4 豆腐柴叶烫漂液烘干粉对马铃薯全粉-小麦粉混合粉粉质特性的影响

为进一步分析豆腐柴叶烫漂液对马铃薯挂面品质的改善机制,表3描述了豆腐柴叶烫漂液烘干粉对马铃薯全粉-小麦粉混合粉粉质特性的影响规律。由表3可见,添加和未添加豆腐柴叶烫漂液烘干粉的混合粉,其吸水率和弱化度都随着马铃薯全粉含量增加而显著增加(p<0.05),稳定时间和形成时间一直显著降低(p<0.05)。

吸水率主要取决于淀粉和面筋蛋白质结合水的能力,淀粉吸水速率高于面筋蛋白[23]。马铃薯全粉淀粉和膳食纤维含量较高,因此吸水率逐渐增加,豆腐柴叶烫漂液烘干粉中的果胶进一步增加了其吸水能力。形成时间反映了面团的弹性,形成时间越长表明面团的质量越高,稳定时间反映面团的耐揉性和强度[24]。在马铃薯全粉添加量0～30%范围内,豆腐柴叶烫漂液烘干粉能增加面团形成时间和稳定时间,当马铃薯全粉添加量达到35%时,添加豆腐柴叶烫漂液无法继续延长混合粉的形成时间。弱化度越高表明面团的面筋强度越弱,越容易流动变形,加工处理性能越差。尽管马铃薯全粉含量增加,所有处理组弱化度都显著增加,但豆腐柴叶烫漂液烘干粉添加组b,增加幅度少于未添加豆腐柴叶烫漂液烘干粉混合粉组a,豆腐柴叶改善了面团加工性能和品质。

2.5 豆腐柴叶烫漂液烘干粉对马铃薯全粉-小麦粉混合粉糊化特性的影响

由表4可以看出,当马铃薯全粉添加量达到15%时,混合粉糊化温度显著下降(p<0.05),这是由于马铃薯全粉中的淀粉在前期处理过程中已经发生了一定程度的糊化,热稳定性变差。

表4 豆腐柴叶烫漂液对马铃薯小麦混合粉糊化特性的影响Table 4 Effect of blanching liquid from Premna microphylla Turcz leaves on the viscosity properties of mixed powder with potato and wheat

峰值粘度、保持粘度、最终粘度、崩解值和回生值均随着马铃薯全粉添加量的增加而显著降低(p<0.05)。王春娥等[25]研究表明,面筋含量在30%左右时峰值粘度越高,面条顺滑爽口,保持粘度越高,热稳定性越好,淀粉具有较强的结合能力。回生值主要体现淀粉的回生性、凝胶性,数值越大越容易形成凝胶,在混合粉中回生值减小,说明混合粉中不易回生。豆腐柴叶烫漂液烘干粉添加组b中,峰值粘度、保持粘度、最终粘度、崩解值、回生值均高于未添加豆腐柴叶烫漂液烘干粉混合粉组a,表明添加豆腐柴叶有助于提升面团质量。

3 结论

豆腐柴叶烫漂液作为胶凝剂不仅可以增加马铃薯挂面中马铃薯全粉的添加量,还可改善马铃薯全粉-小麦粉混合粉面筋蛋白三维网络结构,提升面团机械搅拌能力,有助于面团吸水率、形成时间、稳定时间、峰值粘度、保持粘度、最终粘度、崩解值、回生值的增加和弱化度的减少,从而改善马铃薯挂面的硬度、咀嚼性、弹性、口感、光滑性和表观状态等蒸煮特性和食用品质。豆腐柴叶和马铃薯膳食纤维和黄酮类抗氧化活性成分可以提升马铃薯挂面总还原力、ABTS+·清除能力和总抗氧化能力。但添加豆腐柴叶烫漂液的马铃薯挂面蒸煮损失率较普通白挂面高,马铃薯淀粉含量达到35%以上时,9%浓度豆腐柴叶烫漂液对各质构和蒸煮特性改善度较弱,可以通过改进豆腐柴叶烫漂液制备方法和添加量、与其他面筋蛋白改善剂混用、挂面加工工艺等方法进一步提升马铃薯挂面品质,为豆腐柴的进一步开发利用提供一定的理论依据。