闫美姣 李云龙 李红梅仪 鑫 孙元琳 赵 琳

(1. 山西省农业科学院农产品加工研究所，山西 太原 030031；2. 特色农产品加工山西省重点实验室， 山西 太原 030031；3. 山西大学生命科学学院，山西 太原 030006； 4. 运城学院生命科学系，山西 运城 044000)

真空挤压是一种新型制面方式，能够在真空负压状态下对面粉和水进行混合搅拌，促进水分的迁移，使水分和面粉颗粒快速结合，改善面团的延展性和弹性，使面条具有紧密、均匀的结构，提高面条质量[1-2]。研究[3]表明，真空和面可以改善面条光泽；刘锐等[4]研究真空技术对面条质量的影响，同样表明生鲜面的色泽和弹性主要受真空度的影响；此外对面团理性特征研究的比较深入，真空和面可促进水分与面筋蛋白相互作用，降低水分子的流动性，利于面团结构形成[5]；适宜的真空度和面会使面团中的谷蛋白大聚合体更多的游离巯基参与二硫键交联，提高面团蛋白质聚合度[6]；蛋白质水合后二级结构会发生变化，β-折叠和α-螺旋减少，β-转角和无规则卷曲增多[7]。

目前，有关小麦粉真空和面的面团以及面条的研究较多，对真空技术在无麸质杂粮中应用及深入研究较少。杨健等[8]通过对真空工艺研究，制备出复水性较好的青稞杂粮方便面；孙伊琳[9]通过研究真空工艺对七成燕麦全粉面带质地的影响，将真空和面技术应用于高添加燕麦挂面工艺中；单珊[10]研究发现，真空环境可以使淀粉颗粒更好的包裹在面筋蛋白中，改善面筋网络结构，提高紫薯面条的感官品质。研究拟在前期高含量杂粮面条工艺制作的基础上，对真空挤压杂粮面条、常压挤压杂粮面条以及小麦粉面条的基本成分进行测定，并进行感官评价、蒸煮品质分析、质构分析以及淀粉消化率和抗氧化试验，分析3种面条的品质和功能特性，研究真空挤压杂粮面条与常压挤压杂粮面条和小麦粉面条品质和功能特性上的差别，为后续杂粮面条的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苦荞(晋荞麦5号)、燕麦(白燕2号)、青稞(藏青2000)：山西省农业科学院农产品加工研究所；

富强高筋小麦粉：五得利面粉集团；

面条改良剂：安琪酵母股份有限公司；

芦丁、槲皮素：纯度92.5%，中国药品生物制品检定所；

DPPH、TPTZ：分析纯，美国Sigma公司；

α-胰淀粉酶：13 U/mg，美国Sigma公司；

胃蛋白酶：400 U/mg，美国Sigma公司；

没食子酸：分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

五谷杂粮磨粉机：HK-860型，广州市旭朗机械设备有限公司；

混料机：定制，扬州双鹰精密机械有限公司；

真空挤压面条试验机：TFSY-9.41型，扬州双鹰精密机械有限公司；

质构仪：TA-XT2i SMS型，英国Stable Micro Systems公司；

液相色谱仪：1100型，安捷伦科技有限公司；

紫外分光光度计：A380型，翱艺仪器(上海)有限公司；

数显恒温振荡器：SHA-CA型，常州朗越制造有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 面条样品制备

(1) 真空挤压杂粮面条：小麦∶燕麦∶青稞∶苦荞比例为2.00∶3.75∶1.25∶3.00，加入0.5%面条改良剂，加水量45%、水温58 ℃，醒发10.5 min后真空挤压制作。

(2) 常压挤压杂粮面条：小麦∶燕麦∶青稞∶苦荞比例为2.00∶3.75∶1.25∶3.00，加入0.5%面条改良剂，加水量45%、水温58 ℃，醒发10.5 min后常压挤压制作。

(3) 小麦粉面条：参考GB/T 35875—2018，加入0.5% 面条改良剂，加水量31%、水温30 ℃，醒发10.5 min 后常压挤压制作。

将制作好的面条干燥后粉碎，过40目筛，于-4 ℃密封保存。

1.3.2 基本营养成分测定

(1) 水分：按GB 5009.3—2016执行。

(2) 总灰分：按GB 5009.4—2016执行。

(3) 蛋白质：按GB 5009.5—2016执行。

(4) 脂肪：按GB 5009.6—2016执行。

(5) 淀粉：按GB 5009.9—2016执行。

(6) 总膳食纤维：按GB 5009.88—2014执行。

(7) 破损淀粉：按GB/T 9826.88—2008执行。

(8) 直链淀粉：按GB/T 15683—2008执行。

1.3.3 总黄酮含量测定 称取0.5 g面条粉末，加入50 mL 70%甲醇，在70 ℃下水浴提取3 h。过滤，取滤液1 mL，加入0.1 mol/L三氯化铝溶液2 mL和1.0 mol/L醋酸钾溶液3 mL，定容后摇匀，静置30 min，在420 nm处测吸光度，分别吸取0.0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0 mL浓度为0.05 mg/mL的芦丁标准溶液(70%甲醇为溶剂)置于10 mL具塞试管中，按上述方法测定吸光度，绘制标准曲线[11]，经试验测得标准曲线为Y=0.162 8X+0.000 2，R2=0.999 7。按式(1)计算总黄酮含量。

(1)

式中：

F——总黄酮或总酚含量，mg/g；

m——测试样品中芦丁或没食子酸的质量，mg；

V——测定液体积，mL；

50——样液总体积，mL；

M——样品质量，g。

1.3.4 总酚含量测定 取1.3.2中样品滤液0.5 mL于25 mL 具塞试管中，加70%甲醇3 mL，十二烷基硫酸钠溶液(0.3%)2 mL、混合溶液(0.6%三氯化铁和0.9%的铁氰化钾以1∶0.9比例混合)1 mL，摇匀，避光放置5 min，用0.1 mol/L盐酸定容，避光放置30 min，在720 nm下测定吸光值，将0.05 mg/mL没食子酸标准溶液(70%甲醇为溶剂)稀释为不同浓度的没食子酸工作液(0.002～0.016 mg/mL)，分别吸取2 mL不同浓度的没食子酸工作液，按上述方法测定吸光度，绘制标准曲线[12-13]，经试验测得标准曲线为Y=9.086 3X-0.005 7，R2=0.999 6。按式(1)计算总酚含量。

1.3.5 芦丁槲皮素含量测定 采用高效液相色谱法，0.05 mg/mL 芦丁标准液和0.05 mg/mL槲皮素标准液经0.45 μm滤膜过滤后，分别进样0.5，1.0，3.0，5.0，10.0 μL 和1，5，10，15，20，30 μL，以进样体积和峰面积作图，得到芦丁和槲皮素的标准曲线，芦丁标准曲线为Y=71.72X-7.106 4，R2=0.999 9，槲皮素标准曲线为Y=106.74X-26.703，R2=0.999 9。

称取1.0 g面条粉末样品，用70%甲醇70 ℃浸提3 h后取上清液，定容至50 mL容量瓶中，0.45 μm滤膜过滤后，进样20 μL。色谱柱C18，柱温30 ℃，波长360 nm，流动相如表1所示[14]。

表1 高效液相色谱流动相

1.3.6 蒸煮品质测定

(1) 最佳煮制时间：取20根面条，于250 mL沸水中煮制，3 min时取出一根，玻璃片挤压观察硬心是否存在，如果存在，则每隔30 s检测一次，直至无硬心，此时间为最佳煮制时间[15]。

(2) 最佳煮制时间：另取10根面条，将面条煮至最佳煮制时间后马上捞出，用蒸馏水冲洗面条表面，与面汤一并在电炉上蒸去大部分水分后，置于铝盒中烘至恒重。按式(2)计算蒸煮损失率。

(2)

式中：

CLR——蒸煮损失率，%；

W——培养皿增重，g；

M——面条重量，g；

C——面条中的水分含量。

面条水分含量测定方法按湿面条自然干燥散失的水分和干面条粉碎后按直接干燥法测定出的水分之和计算。

(3) 吸水率：另取10根面条，称重后，于沸水中煮至最佳蒸煮时间，立即将面条捞出，沥干水分，称量[15]。按式(3)计算吸水率。

(3)

式中：

WA——吸水率，%；

M——煮后的面条重量，g；

m——煮前面条的重量，g。

1.3.7 感官评价 采用模糊数学法[16]对面条进行感官评价，因素集U={色泽U1，表现状态U2，适口性U3，韧性U4，爽口性U5，润滑度U6，品味U7}；评语集V={好，中，差}，其中好为90分、中为70分、差为50分；

参考标准SB/T 10137—1993确定各因素权重为：色泽(0.10)、表现状态(0.10)、适口性(0.20)、韧性(0.25)、爽口性(0.25)、润滑度(0.05)、品味(0.05)，即X={0.10，0.10，0.20，0.25，0.25，0.05，0.05}。

由10名感官评定员按色泽、表现状态、适口性、韧性、爽口性、润滑度、品味对3种面条进行逐一评价，数据除以品评总人数，即得到3个模糊矩阵R。模糊关系综合评判集Y=X·R，其中X为权重集，R为模糊矩阵。

1.3.8 质构测定 将煮熟的面条沥干水分，取5根平行放于载物台上，间距近似，试验5次。参数设定：

(1) TPA测试：选用SMSP/36R探头，测前速度2 mm/s、测定速度1 mm/s、测后速度1 mm/s；表面上高度10 mm；起始力5.0 g；形变量75%。

(2) 硬度测试：选用A/LKB-F探头，测前速度1 mm/s、测定速度1 mm/s、测后速度1 mm/s、表面上高度5 mm；起始力5.0 g；形变量75%。

1.3.9 DPPH自由基消除能力测定 用无水乙醇配置浓度为2×10-4mol/L的DPPH溶液。称取1.0 g样品用50 mL 70%甲醇70 ℃浸提3 h后，离心，取上清液。取2 mL DPPH溶液，加2 mL不同浓度的样品提取液(1～5 mg/mL)，在515 nm处测吸光度D1，2 mL样品提取液，加2 mL 70%甲醇，吸光度为D2，2 mL DPPH溶液，加2 mL 70%甲醇，吸光度为D3，按式(4)计算DPPH自由基的清除率[17]。

(4)

式中：

K——DPPH自由基的清除率，%；

D1——样液在515 nm处的吸光度；

D2——样液与70%甲醇的混合液在515 nm处的吸光度；

D3——加入DPPH溶液后样液与60%甲醇的混合液在515 nm处的吸光度。

1.3.10 总抗氧化能力测定 采用FRAP法，将0.2 mL样品提取液置于10 mL具塞试管中，加入0.6 mL水和6 mL 预热至37 ℃的FRAP工作液(10 mmol/L TPTZ溶液、20 mmol/L三氯化铁溶液、0.3 mmol/L醋酸钠缓冲溶液1∶1∶10比例混合)，摇匀后放置4 min，于593 nm 处测吸光值，另以0.1～1.0 mmol/L FeSO4的标准溶液作标准曲线，样品的总抗氧化能力以FeSO4(mmol/g)表示[18]。

1.3.11 淀粉消化率测定 称取含有50 mg碳水化合物的样品粉末于具塞锥形瓶中(碳水化合物含量以样品重量减去水分、灰分、蛋白质、脂肪和膳食纤维含量计算)，加5 mL蒸馏水于沸水中糊化5 min，冷却后，加入10 mL HCl—KCl缓冲液(pH 1.5)及0.2 mL胃蛋白酶液(0.1 g/mL)，在40 ℃下振荡60 min，取出冷却，加9.8 mL 0.5 mol/L乙酸钠(pH 6.9)，加入5 mLα-淀粉酶液(2.6 U)启动反应，在37 ℃下匀速振荡，在0，20，30，60，90，120，180 min各取1 mL消化样液，沸水浴中灭酶5 min，以葡萄糖为标准品，按DNS法测定葡萄糖含量[19]，各时间点测得消化液中的葡萄糖含量记为Sx，总淀粉含量(按GB 5009.9—2016执行)为TS，按式(5)计算淀粉消化率。

(5)

式中：

SD——淀粉消化率，%；

Sx——各时间点消化液中的葡萄糖当量，mg；

TS——测试样品中总淀粉含量，mg。

2 结果与分析

2.1 营养成分分析

由表2可知，小麦粉面条的蛋白质和淀粉含量高于杂粮面条，但膳食纤维以及总酚、总黄酮等功能性成分显著低于杂粮面条含量(P<0.05)，且小麦粉面条中不含有芦丁和槲皮素。真空挤压制作的杂粮面条与常压下制作的杂粮面条的营养成分和功能性成分含量间差异并不显著(P>0.05)，说明真空挤压对杂粮面条的营养价值无不良影响。

表2 3种面条的基本成分(干基重)†

† 同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。

研究表明，苦荞中含有丰富的黄酮类物质[20]，其主要成分是芦丁[21]，燕麦、青稞中含有较高含量的膳食纤维，主要为葡聚糖[22-23]。因而试验采用苦荞、燕麦、青稞以及小麦粉为原料制备的杂粮面条，其酚类、黄酮类物质及膳食纤维含量比小麦粉面条高。

2.2 杂粮面条品质分析

2.2.1 蒸煮品质测定 3种面条的蒸煮品质见表3，真空挤压杂粮面条与常压挤压杂粮面条的最佳煮制时间、吸水率之间并无显著差异(P>0.05)，且均低于小麦粉面条。

表3 3种面条的蒸煮品质†

† 同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。

但两种面条的蒸煮损失率差异明显(P<0.05)，真空挤压杂粮面条的蒸煮损失率小于常压挤压制作的杂粮面条，这是因为真空状态下挤压的面条外表较光滑，结构更加紧实，煮制时损失的固形物较少。由于小麦粉面条中含有大量面筋蛋白，在制面过程中能够与淀粉有效结合，强化面条结构，降低蒸煮损失，故小麦粉面条的蒸煮损失率明显低于杂粮面条，仅为6.71%。

2.2.2 面条的感官评价 由表4计算得出3种面条的综合评分为：小麦粉面条88.20分、真空挤压杂粮面条85.05分、常压挤压杂粮面条81.20分。小麦粉面条的各项指标均最佳，大众接受度高，综合评分最高；真空挤压杂粮面条色彩饱满、表面光滑、结构较紧实且入口润滑，不粘牙，但由于含有杂粮，口感稍有粗糙，品味不如小麦粉面条；常压挤压制作的杂粮面条口感顺滑，但颜色发白，面条发软、比较粘牙，感官评分最低。

2.2.3 面条的质构评价 如表5所示，真空挤压杂粮面条与小麦粉面条相比，回复性和胶着度无明显差异(P>0.05)，硬度小于小麦粉面条，说明真空挤压杂粮面条对咬

表4 3种面条的感官评价结果

表5 3种面条的质构分析†

† 同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。

力的抵抗能力低于小麦粉面条，但压缩变形后的恢复能力较强，有着较好的弹性和咀嚼度。真空挤压杂粮面条与常压挤压杂粮面条的质构差异显著(P<0.05)，真空挤压制作的面条各项质构指标均好于常压挤压杂粮面条，说明真空条件能够改善杂粮面条的内部结构，使面条更加紧实，富有弹性和嚼劲，真空挤压面条的黏附性绝对值显著低于常压挤压杂粮面条(P<0.05)，说明真空挤压能够使面条表面光滑，降低面条对舌头和牙齿的黏附性，提高面条的感官质量。

有学者[24-25]认为真空和面可以使水分与面粉充分融合，促进蛋白质与水分相互作用，使面筋网络在和面和挤压中充分形成。Li等[1,25]及骆丽君等[26]研究表明，真空可以使面团具有更紧密连续的网络结构，降低蒸煮损失率，提高煮制后面条的硬度。这与试验中真空挤压杂粮面条的硬度显著高于常压挤压杂粮面条硬度，蒸煮损失率低于常压挤压面条的结果一致，也验证了学者们的相关研究。因此真空挤压可应用于杂粮面条加工，以改善其品质特性。

2.3 杂粮面条功能特性评价

2.3.1 抗氧化水平测定 如图1所示，3种面条对DPPH自由基的清除能力均随提取液浓度的增加而增加，达到一定浓度后呈现平缓状态，杂粮面条的清除能力明显高于小麦粉面条，与面条中总酚和总黄酮含量有关。在样品浓度为1～4 mg/mL时，真空挤压杂粮面条的DPPH自由基清除率高于常压挤压杂粮面条，但>4 mg/mL时，二者对DPPH自由基的清除能力相近，这是因为两种杂粮面条的原料相同，所包含的活性成分含量相近的原因，也进一步说明真空挤压操作对杂粮面条的DPPH自由基清除能力无明显影响。

图1 3种面条的DPPH自由基清除率

总抗氧化试验中FeSO4标准曲线为y=0.707 5x+0.024 7，R2=0.997 0，可计算得出3种面条的总抗氧化能力。如图2所示，杂粮面条的总抗氧化能力明显强于小麦粉面条，且真空挤压与否对杂粮面条的总抗氧化能力无显著影响。

杂粮面条的抗氧化能力高于小麦粉面条，与薛朕钰等[27]的研究结果一致，添加苦荞黄酮提取物可以提高裸燕麦产品的抗氧化能力。

2.3.2 淀粉消化率测定 淀粉消化率试验中，葡萄糖标准曲线方程为y=0.685 9x-0.008 8，R2=0.999 5。由图3 可以看出，3种面条的淀粉消化率在前20 min均增长较快，这是因为前20 min内被消化的淀粉为快速消化淀粉，快速消化淀粉能被人体消化系统快速消化，升高血糖。在20～120 min时，杂粮面条的淀粉消化率开始缓慢增加，说明杂粮面条此时消化缓慢，逐渐释放出葡萄糖，缓慢升高人体血糖，而小麦粉面条的淀粉消化率增加较快，在60 min时超过杂粮面条，说明小麦粉面条与杂粮面条相比，消化速率较快，能快速升高人体血糖。120 min之后3种面条淀粉消化率曲线逐渐趋于平稳，这是因为消化后期主要为不能被消化的抗性淀粉，使淀粉消化率曲线变化不明显，从消化终点来看，杂粮面条的淀粉消化率明显低于小麦粉面条。

图2 3种面条的总抗氧化能力

Peng等[28]发现槲皮素和芦丁具有较高的抗氧化活性，及抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性，从而影响淀粉的消化；且何财安等[29]研究发现苦荞多酚的存在可提高淀粉中抗性淀粉含量，促进淀粉颗粒的交联和聚合。试验中真空挤压杂粮面条芦丁含量达8.7 mg/100 g，常压挤压杂粮面条芦丁含量为9.4 mg/100 g，且均含有少量槲皮素，而在小麦粉面条中未检测到芦丁、槲皮素，且黄酮类物质含量也显著低于杂粮面条，且杂粮中含有较多的慢速消化淀粉及抗性淀粉，因而试验中杂粮面条的淀粉消化率低于小麦粉面条。说明食用杂粮面条能够控制餐后人体血糖快速升高，降低高血糖风险。

图3 3种面条的总淀粉消化率

3 结论

通过对真空挤压杂粮面条、常压挤压杂粮面条以及小麦粉面条进行品质分析和功能特性评价进行了分析，真空挤压对杂粮面条的营养成分与功能特性影响较小，可以提高杂粮面条的硬度、弹性，改善面条的回复性、胶着度和咀嚼度，优化面条的结构形态，并且能够降低杂粮面条的黏附性，提高感官评分。此外，真空挤压技术对杂粮面条内部结构的影响等机理还需进一步研究。