刘 玲，马鑫鑫，史赵建，胡新中,*

（1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710119；2.西安交通大学医学部公共卫生学院，陕西 西安 710048）

面条是向面粉中加适量水，通过和面形成面絮/团，面絮/团饧发后再经过不同的加工形式（例如压、擀、拉、抻、扯、削、揪等）制成的面制品。作为我国的传统主食之一，面条因其制作简单、食用方便而受到消费者的喜爱，根据面条的水分含量，可分为生鲜面（切面）、半干面、干面（挂面），占面粉总消费量的39%[1]。生鲜面条因其水分含量高且分布均匀、面筋网络结构形成充分而实现了面筋对淀粉的充分包裹、蒸煮时间相对较短等特点，呈献给消费者以优良的口感，深受消费者喜爱。但是目前关于生鲜面条的研究多局限在不同原料和加工过程中面粉组分的特性对加工的影响、加工方式的影响和工艺优化、水分含量的影响及品质保持等方面[2-4]，从水分子运动角度关注生鲜面条成型过程中品质形成及影响机制的研究相对较少。

面条是由淀粉（质量分数60%～70%）、蛋白质（质量分数10%～15%）、戊聚糖（质量分数1%～3%）等大分子聚合物组成的多相体系，其中，淀粉、蛋白质和戊聚糖的吸水能力分别为自身质量的0.3～10、3.5 倍和10 倍以上，各面粉组分自身的吸水差异性和内部的水分状态，可以经由组分间的动态互作间接决定面条的质构等宏观品质特性[5-7]。面条制作就是将一个面粉组分与水分形成的各向异性体系经过时效处理后变成各向同性的过程，受到原料内因（蛋白质、淀粉、戊聚糖等）和加工外因（水分添加量、和面、压延次数、压延间距等）的双重调控[8-9]，水分不断从一个区域到另一个区域的散失或获得，是一个动态迁移的复杂过程，接近热动力学平衡态，也就是达到面条的最佳状态。目前，常用来检测食品水分特性的技术有水分活度检测技术、差示扫描量热（differential scanning calorimetry，DSC）技术[10]、低场核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LFNMR）技术[11]、近红外光谱技术、高光谱成像技术[12]等。其中LF-NMR技术因其无损检测、简单快速、精确度高的优势，被广泛应用于描绘食品中的水分迁移过程及水分分布情况，能够准确地追踪面条内部水分趋于各向同性的过程。

生鲜面条的制作主要包括水合过程和能量输入过程两个阶段。其中水合作用贯穿面条制作的整个过程，具有自发性和被动性的特点，集中体现在饧发阶段；而能量输入过程主要指机械力输入，集中于和面、成型过程，并且水合作用也会随着能量输入程度的调整而发生变化。和面和饧发过程主要是促使小麦面粉中的淀粉颗粒和面筋蛋白通过亲水性基团、极性基团与水形成氢键，将水分吸收至结构表面或内部，随着时间的推移发生胀润、黏连，同时不断调整面絮/团内部的水分状态，形成松弛、连贯的面筋网络结构[13]。为了实现淀粉颗粒与松散面筋网络之间的紧密嵌合，一般要进行成型过程，成型的方法主要有拉伸法、挤压法和压延法3 种[14]：拉伸法多为手工操作，如扯面，厚度一般为2.0～4.0 mm左右；挤压法由挤压机操作，如圆棍状面条，直径一般为1.0～2.0 mm左右；压延法是目前最常用的一种方法，一般通过调整压辊间距控制面条的最终厚度，厚度范围较大，通过压延法制作的生鲜面条厚度一般在1.0 mm左右。成型过程的目的是形成厚度一致、颜色均匀、平整光滑的面条，其厚度直接决定着食用口感及宏观、微观品质。余晓宇等[15]研究了面条厚度对冷冻熟面复煮后品质的影响，发现随着面条厚度的增加（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mm），复煮冷冻熟面的硬度、拉伸强度、拉伸距离呈上升趋势；王猛等[16]研究表明，面条的拉伸、硬度、咀嚼性与面条厚度呈正相关，弹性、回复性与面条的厚度、最佳蒸煮时间呈负相关。

分析不同压延间距下生鲜面条中水分状态及迁移的差异与变化特点，有助于理解压延过程中小麦面粉组分与水分子的互作机制，明确不同压延间距下生鲜面条品质差异的理化结构基础，有利于进一步揭示“加工-（水分-结构）-品质”之间的关系，把握水分子对面条品质的直接和间接影响途径，对面制品加工提供一定的研究基础及参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦面粉 五得利面粉集团有限公司；聚四氟乙烯带（生料带） 南美氟塑洁具有限公司；平板计数培养基北京奥博星生物技术有限责任公司；溴化钾（光谱级）天津大茂化学试剂厂；戊二醛、异硫氰酸荧光素（fluorescein isothiocyanate，FITC）、罗丹明B、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）、十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS）、5,5’-二硫代双-2-硝基苯甲酸（5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB）、二硫苏糖醇（dithiothreitol，DTT）、考马斯亮蓝等有机试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

KMM770型和面机 东莞德龙健伍电器有限公司；JMTD168/140型压面机 北京东方孚德技术发展有限公司；HD-5型智能水分活度仪 无锡市华科仪器仪表有限公司；Q2000型DSC分析仪、TA.XT.Plus型质构仪美国TA公司；NMI20-025型LF-NMR分析仪 上海纽迈电子科技有限公司；CM1950型切片机 德国莱卡公司；FV1200型激光共聚焦显微镜（confocal laser scanning microscopy，CLSM） 日本奥林巴斯株式会社；In Via Reflex型激光拉曼光谱（laser raman spectroscopy，LRS）仪 英国雷尼绍公司；LDZX-50KBS型立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；LGJ-10C型四环冻干机 北京四环科学仪器厂有限公司。

1.3 方法

1.3.1 面条制作

称取100 g面粉（含水量（12.6±0.1）%）于和面机中，以干基加入35%的水分，和面（50 r/min搅拌1 min、200 r/min搅拌2 min、100 r/min搅拌1 min）得到疏松雪花状面絮，将面絮装入自封袋中于室温下静置饧发30 min后进行压延。压延过程中通过调整压面机辊间距（2.2、1.5、0.9 mm）控制面片厚度，每个厚度的面片共进行8 道同向压延（前4 次均按照4.8 mm 1 次、4.0 mm 1 次、3.0 mm 2 次的间距梯度进行初步成型，然后分别以2.2、1.5、0.9 mm间距重复压延4 次），以得到表面光滑均匀的面片，最终将面片切成2 mm宽的面条，置于自封袋备用。

1.3.2 面条水分测定

1.3.2.1 水分含量及活度测定

参照GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》直接干燥法测定生鲜面条中的水分含量；使用经饱和氯化钠溶液校正的水分活度仪测定生鲜面条中的水分活度。每个样品平行测定3 次。

1.3.2.2 DSC分析

参照刘锐等[11]的方法，测定生鲜面条内部水分的可冻结性。称取20 mg左右（精确至0.1 mg）的生鲜面条置于坩埚中，以5 ℃/min从室温降至-40 ℃，然后再以5 ℃/min升温至40 ℃，记录样品的焓变和温度。计算时所需要的水分含量由1.3.2.1节方法测得，每个样品平行测定3 次。

1.3.2.3 LF-NMR分析

将面片置于LF-NMR检测管中，采用多层-回波脉冲序列进行扫描（参数设置为回波时间0.100 ms、采样间隔时间2500 ms、数字增益3、回波个数1000、累加次数16），以获取样品内水分子的衰减信号曲线，再通过瞬时重建迭代技术对衰减曲线进行反演，得到横向弛豫时间T2的谱图。每个样品平行测定5 次。

1.3.2.4 核磁共振成像分析

采用自旋-回波脉冲序列从“Axial”方向观察样品中的水分分布情况。参数设置为重复时间400.00 ms、回波时间6.00 ms、矩阵256×256、层厚5 mm、扫描次数8。所得图像为质子密度图像，为了便于观察通常对所获取的图像加以伪彩处理。

1.3.3 CLSM观察及分析

从面片上取出长方体状（5 mm×5 mm×厚度）的样品，将其置于体积分数2.5%的戊二醛溶液中固定4 h，再用冷冻切片机将样品切成8 μm厚的薄片，滴加FITC（2.5 g/L）和罗丹明B（0.25 g/L）荧光染液，分别对淀粉和面筋蛋白进行染色[13]。使用CLSM观察切片的微观结构，参数设置为放大倍数40，FITC激发波长488 nm、发射波长518 nm，罗丹明B激发波长568 nm、发射波长625 nm。从每个样品的不同部位共获取20 张图像，并用Image J和Angio Tool软件对所得图像的面筋蛋白网络结构进行数字化定量分析[17-18]。其中Image J软件先将图像预处理成二值化灰度图像，再通过自动阈值分割法将面筋蛋白的荧光信号进行分割，计算出面筋蛋白总面积所占百分比（PΣA，面筋蛋白总面积/图像总面积）、各面筋蛋白碎片面积的平均值（ØA）[17]及标准偏差（σA）；利用Angio Tool软件则主要是对面筋蛋白的网络结构进行精细分析，通过特征识别与计算获取网络结构的连接点密度（连接点个数/空白面积）、分支率（连接点个数/面筋蛋白面积）、平均长度、末端点率（末端点个数/面筋蛋白面积）和孔隙度。

1.3.4 LRS分析

采用LRS仪，使用532 nm的Nd:YAG激光器记录生鲜面片的光谱图。采集波数范围400～4000 cm-1、分辨率4 c m-1、激光功率5%。每个样品平行测定3 次。用Peak Fit 4.12软件对图谱进行蛋白质二级结构分析（1600～1700 cm-1）和二硫键构象分析（500～550 cm-1）[19]。

1.3.5 面条蛋白质分子间相互作用力测定

1.3.5.1 巯基、二硫键含量

参照Peng Jing等[20]的方法测定生鲜面条的巯基、二硫键含量。将制好的小麦鲜面置于-80 ℃预冻2 h，取出后立即冻干（-20 ℃、48 h），将干燥的面条磨粉备用。

游离巯基含量测定：精确称取冻干面条粉末240 mg于50 mL离心管中，随后加入4 mL的缓冲液A（0.2 mol/L Tris、8 mol/L尿素、3 mmol/L EDTA、1%的SDS，pH 8.0），室温振荡1 h，14000×g离心10 min，再向2 mL上清液中加入0.1 mL 10 mmol/L的DTNB反应液，充分振荡摇匀，避光反应20 min后在412 nm波长处测量吸光度。

总巯基含量测定：精确称取冻干面条粉末5 mg于10 mL离心管中，加入1 mL 40 mmol/L的DTT溶液（pH 8.0），充分摇匀，于60 ℃反应2 h，加入3 mL 100 mmol/L的醋酸丙酮溶液（-18 ℃）以终止反应，在-4 ℃、5000×g离心4 min，弃去上清液并用醋酸丙酮溶液将沉淀重复清洗3 次。随后用该沉淀物测定样品中的总巯基含量，测定方法与上述游离巯基含量测定方法一致。每个样品平行测定3 次。样品中的巯基、二硫键含量按照下式计算：

式中：A为吸光度；k为摩尔吸光系数/（L/（mol•cm））；b为吸收层厚度/cm。

1.3.5.2 氢键、离子键、疏水相互作用强度

参照Wang Kaiqiang等[21]的方法测定氢键、离子键及疏水相互作用强度。以0.05 mol/L的磷酸盐缓冲液（pH 7.0）为溶剂配制以下反应液：1）PA：0.05 mol/L NaCl；2）PB：0.6 mol/L NaCl；3）PC：0.6 mol/L NaCl＋1.5 mol/L尿素；4）PD：0.6 mol/L NaCl＋8 mol/L尿素。精确称取100 mg的冻干面条粉末，加入5 mL的反应液，室温反应20 min，于4 ℃左右搅拌1 h，3500×g离心25 min，采用考马斯亮蓝法在595 nm测定上清液吸光度，分别以PA和PB、PB和PC、PC和PD中可溶性蛋白含量之间的差异表示离子键、氢键、疏水相互作用的强度。同时也使用考马斯亮蓝法测定面条中的总蛋白质含量。每个样品平行测定4 次。

1.3.6 生鲜面条品质特性测定

1.3.6.1 贮藏品质

参照GB 4789.2—2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》，将制作好的生鲜面条置于自封袋内，于室温储存，分别在第0、1、2天时取样测定微生物菌落总数。

1.3.6.2 蒸煮品质

参照闫文芳等[22]的方法，取适量生鲜面条，在电磁炉上用小火烹煮直至白芯刚好消失为止，记录此时间为最佳蒸煮时间；称取一定量生鲜面条m1煮至最佳蒸煮时间，立即捞起，于冷水中冷浸1 min后放在滤水漏网上静置3 min，用滤纸吸去面条表面多余水分，再次称量m2；将煮面水和冷却水定容至500 mL，量取50 mL面汤置于已烘干至质量恒定的空烧杯m0中，在105 ℃烘箱烘干至质量恒定m3。每个样品平行测量3 次。计算公式如下：

1.3.6.3 质构特性

将生鲜面条煮至最佳蒸煮时间，冷却沥干后立刻进行测试。剪切测试参数设定为A/LKB探头、测试模式Compression、测前速率1.0 mm/s、测中速率0.17 mm/s、测后速率10.0 mm/s、负载类型Auto-5g；拉伸测试参数设定为A/SPR探头、测试模式Tension、测前速率1.0 mm/s、测中速率2.0 mm/s、测后速率2.0 mm/s、负载类型Auto-5g。每个样品平行测定至少8 次。剪切测试与拉伸测试代表性图谱及相关指标如图1所示。

图1 剪切测试与拉伸测试的代表性图谱Fig.1 Representative curves of shear and tensile tests

1.4 数据处理与分析

2 结果与分析

2.1 不同压延间距下生鲜面条水分特征分析

2.1.1 水分含量、活度、可冻结性

由表1可知，不同压延间距下的生鲜面条水分含量无显著差异（P＞0.05），在0.9 mm压延间距下略有减少。水分活度随着面条压延间距的减小而降低，0.9 mm压延间距下的生鲜面条水分活度显著低于1.5 mm和2.2 mm压延间距下的面条（P＜0.05）。此外，生鲜面条中可冻结水的占比也随着面条压延间距的减小而降低，不可冻结水占比则显著增多（P＜0.05）。

表1 不同压延间距下生鲜面条的水分含量、活度、可冻结性Table 1 Water content,water activity and freezability of fresh noodles processed at different sheeting gaps

以上结果表明，生鲜面条内部的水分受压延间距的影响十分显著，并且较小的压延间距会对水分子形成较大的束缚性，较大的压延间距则会给予水分子更多的运动空间。这是因为当压延间距过大时，生鲜面条单位面积上受到的机械作用力强度相对较小，不足以充分调整面片内部面筋蛋白质的聚合，结构上存在更多的孔隙，同时也不利于水分的均匀分布及与其他物质的结合，因此2.2 mm压延间距下的生鲜面条表现出较大的可冻结水占比和较高的水分活度；随着压延间距的减小，面片所受机械力强度增大，这能够促使面筋蛋白网络结构的充分形成，也有利于淀粉颗粒在面筋蛋白网络中的紧密嵌合，同时表现为与水分子结合紧密，可冻结水占比减小，不可冻结水占比增大，且水分活度降低。整体来看，随着压延间距的减小，生鲜面条体系中的水分与其他组分的结合程度变得更加紧密，水分的可冻结性显著降低，但随着压延间距减小到0.9 mm，面条总含水量略有减少（（34.31±0.16）%→（33.67±0.14）%），出现了部分水分散失的情况。

2.1.2 水分状态

图2A为不同压延间距下生鲜面条中氢质子的T2谱，每条T2谱中都有4 个氢质子峰，表明样品中的氢质子处于4 种不同结合强度，根据其峰顶点的位置和弛豫时间范围，将这4 类氢质子分别定义为：0～0.25 ms（I型氢质子）、0.25～2 ms（II型氢质子）、2～30 ms（III型氢质子）和30～200 ms（IV型氢质子）[23]；随着压延间距的减小，I型氢质子峰顶点时间没有发生变化（0.081 ms），II型氢质子峰顶点（1.030 ms-0.948 ms-0.889 ms）和III型氢质子峰顶点时间（7.055 ms-6.136 ms-6.136 ms）均向短横向弛豫时间方向偏移，IV型氢质子的峰顶点（73.675 ms-92.185 ms-92.799 ms）向长横向弛豫时间方向偏移。从图2B可以发现，随着压延间距的减小，I型氢质子占比逐渐增大，III型和IV型氢质子占比逐渐减小，II型氢质子所占比例先增多后减少（P＞0.05），在1.5 mm压延间距时展现了最大值。

图2 不同压延间距下生鲜面条中氢质子的存在状态和迁移情况Fig.2 Hydrogen proton status and migration in fresh noodles processed at different sheeting gaps

以上结果表明，在不同压延间距下的生鲜面条中主要存在4 类水分子，其中I型和II型氢质子表示与面筋蛋白、淀粉颗粒结构紧密结合的水分子，自由度最小；III型氢质子含量最高（约占70%），表示被束缚在面筋蛋白网络孔隙及淀粉等大分子物质水合空隙内部的水分子，结合不够牢固，具有一定的流动性和自由度；IV型氢质子则表示游离于面粉组分大分子以外的水分子，最易流动，自由度最高[24]。当压延间距为2.2 mm时，面片受到的机械作用程度相对较小，不利于面团体系中水分与非水物质的结合以及水分子的重新分布；随着压延间距减小至1.5 mm，压延过程中面片所受的机械作用力增强，面片内部的水分子与面粉物质的结合程度也被增强，有利于水分与淀粉、蛋白质的—OH、—NH2、—SH等基团发生质子交换，水分子的运动能力被束缚，使得更多的水分子处于较强的结合状态（III型和IV型转化为I型和II型）；当压延间距减小到0.9 mm时，面片内部结合较强的那部分水分子伴随着紧密的微观结构，含量并未发生明显变化，同时，部分水分子（IV型）的结合强度在此时却被削弱，这表明面片中部分面筋网络结构被破坏，氢质子被重新释放，自由度增加，但IV型氢质子占比（约占0.5%）非常小，整体来看，随着压延间距的减小，生鲜面条中水分子与其他组分结合的紧密程度仍处于被增强的状态，水分自由度降低，结构化程度更高。LF-NMR结果与水分活度、水分可冻结性所反映的结果一致，即随着压延间距的减小，水分子自由度降低，结构化程度更高，但也出现了极少数氢质子可能由于面筋结构的部分破坏而被重新释放，进而自由度增加的现象。

2.1.3 水分分布

如图3所示，LF-NMR技术提供了生鲜小麦面条内部的氢质子分布情况，画面中的螺旋样圆形是将样品卷好后，取固定高度的横截面所得到的质子密度图像，添加伪彩后可用于分析不同压延间距下生鲜面条内部的水分分布情况，其中，不同的颜色代表该区域的氢质子密度不同，颜色越接近红色表示该区域的氢质子密度越大。可以观察到，2.2 mm压延间距下的图像中有呈橙红色的区域即氢质子密度大的区域，也有较多的黄绿斑点区域即氢质子密度小的区域，表明水分分布很不均匀。而0.9 mm和1.5 mm压延间距下的面片图像呈相对较统一的橙红色，表明其水分分布比较均匀。因此，质子密度加权像的结果进一步证明了不同压延间距下生鲜面条的水分差异，与T2图谱所反映的结果一致。

图3 不同压延间距下生鲜面条中氢质子的分布情况Fig.3 Hydrogen proton distribution in fresh noodles processed at different sheeting gaps

2.2 不同压延间距下生鲜面条微观结构图像及分析

采用CLSM观察不同压延间距下生鲜面条的微观结构，并对面筋蛋白网络结构图像进行数字化分析预处理，结果如图4所示。由面筋蛋白和淀粉颗粒双通道CLSM图像（图4A）可知，相较于0.9 mm和2.2 mm压延间距下的生鲜面条，1.5 mm压延间距下的生鲜面条中面筋蛋白对淀粉颗粒的包裹性较好，面筋蛋白和淀粉颗粒的分布均匀连续；由面筋蛋白单通道CLSM图像和灰度图像（图4B、C），可以清晰地观察到面筋网络形成的完整程度和圆形孔洞的规则程度由高到低依次是1.5、0.9、2.2 mm；由Angio Tool软件处理得到的面筋网络特性分析图像（图4D）中绿色线条代表面筋蛋白质的骨架、蓝色点代表面筋蛋白质网络的分支节点，可以看到，2.2 mm压延间距下面条面筋蛋白质条带长度小、碎片化明显，随着压延间距的减小，面筋蛋白质条带长度增加、蛋白质之间相互交联、更加均匀连续，但是当压延间距过小时，又出现了部分较小的蛋白质段。

图4 不同压延间距下生鲜面条的微观图像及面筋网络的数字化分析Fig.4 Microscopic images and digital analysis of gluten network in fresh noodles processed at different sheeting gaps

表2是使用Image J软件与Angio Tool软件对面筋网络结构图像进行数字化分析的结果。通过Image J软件对面筋蛋白网络的荧光信号进行分析，可以获得面筋蛋白总面积所占百分比（PΣA）、各面筋蛋白碎块面积的平均值（ØA）及标准偏差（σA），结果表明，与0.9 mm压延间距下的生鲜面条相比，1.5 mm压延间距下面条的PΣA值和ØA值显著增大，σA值显著减小（P＜0.05），这表明此时面条面筋蛋白网络的延展程度有所提高，并且面筋蛋白碎块的大小更加均一。由Angio Tool软件分析图像可得到面筋蛋白的连接点密度、分支率、平均长度、末端点率、孔隙度等信息，其中分支率与面筋蛋白分布的均匀程度密切相关，高分支率表明面筋网络结构更加均匀、成熟、充分；末端点率可用于表征面筋蛋白的连续性，较低的末端点率表明面筋网络的连续性更好[13]；孔隙度也是评价面筋网络结构的指标，由面筋蛋白的长度和包裹的淀粉颗粒大小决定，孔隙度越高表明面筋微观结构中存在越多的空隙，空隙中同时填充多个淀粉颗粒的可能性更大，从而使面筋的网络结构不规则且致密性降低[25]。与0.9 mm压延间距下的生鲜面条相比，1.5 mm压延间距下面条的面筋网络连接点密度、分支率、蛋白平均长度显著增大，末端点率、孔隙度显著减小（P＜0.05），表明此时的面筋蛋白网络交联节点多，面筋网络形成充分且蛋白质条带长，网络结构致密孔隙少。另外，相较于2.2 mm压延间距下的生鲜面条，0.9 mm压延间距下的生鲜面条拥有较高的面筋网络延展程度、面筋蛋白组分平均大小和较小的末端点率和孔隙度。从面筋网络的数字化分析结果整体来看，面筋形成的良好程度由高到低依次是1.5、0.9、2.2 mm，与CLSM图像观察到的结果一致。

表2 不同压延间距下生鲜面条微观图像的数字化分析Table 2 Digital analysis of gluten network in fresh noodles processed at different sheeting gaps

2.3 不同压延间距下生鲜面条的蛋白质二级结构

采用LRS仪获取了不同压延间距下生鲜面条的拉曼光谱，谱图中的酰胺I带（1600～1700 cm-1）常被用来指认蛋白质的二级结构，不同的蛋白质二级结构对应不同的拉曼光谱吸收峰[26-27]，各二级结构相对含量如表3所示。α-螺旋是多肽链在氢键作用下形成的重复螺旋构象；β-折叠是多条多肽链（分子间β-折叠）或者同一多肽链的不同肽段（分子内β-折叠）在氢键作用下侧向结合形成的片状结构；β-转角是4 个氨基酸在氢键作用下用以连接β-折叠的回转结构[28]。Choi[29]和Li Man[30]等认为，相较于β-转角和无规卷曲而言，α-螺旋和β-折叠是比较有序、稳定的结构，而β-转角和无规卷曲较为无序，稳定性低。由表3可知，1.5 mm压延间距下的生鲜面条有较多的β-折叠和α-螺旋结构，这表明其面筋结构更加有序且稳定。维持蛋白质二级结构的主要作用力是氢键，而氢键的形成又受到面团体系中水分存在状态以及迁移特性的影响，结合不同压延间距下生鲜面条水分分析的结果可以推测，适当的压延机械作用力使得1.5 mm压延间距下的面条具有较高的水分含量、较多结合较强的水分及均匀的水分分布，促进了氢键的形成，因此使得面条蛋白质二级结构中的β-转角和无规卷曲倾向于转化为更稳定、有序的β-折叠和α-螺旋结构。

表3 不同压延间距下生鲜面片蛋白质二级结构的变化Table 3 Changes in protein secondary structures in fresh noodles processed at different sheeting gaps

2.4 不同压延间距下生鲜面条的分子间相互作用

表4罗列了不同压延间距下生鲜面条中的分子间相互作用力强度。由2.3节结果推测，1.5 mm压延间距下的生鲜面条具有连贯成熟的面筋蛋白网络以及更为稳定的蛋白二级结构，这可能是由于面条体系中的氢键有所增强，这一推测通过表4被证实。然而，氢键的增强是由于面条中大分子物质上的亲水基团（酰胺基、羟基等）通过氢键作用结合了更多水分，表现为体系内水分结合强度增加、自由度降低，与2.1节部分的结果也一致。除此之外，随着压延间距的减小，可以发现疏水相互作用呈先减小后增大的趋势，且离子键作用持续增大（P＞0.05）。疏水相互作用反映面筋网络的稳定性和聚集程度，面筋网络结构越致密，组分之间的包裹结合越好，也就阻碍了组分表面的疏水基团发生作用，因此，1.5 mm压延间距下的面条由于具有紧密充分的微观结构而形成了最弱的疏水相互作用；离子键强度随压延间距的减小而增大，这可能是由于随着压延间距的减小，面片所受的挤压作用力持续增强，使得部分基团暴露，带电荷基团间相互作用增强，表现为离子键强度的增大。

表4 不同压延间距下生鲜面条中的分子间相互作用及构象Table 4 Intermolecular interactions and conformations in fresh noodles processed at different sheeting gaps

二硫键是影响面筋蛋白的结构和功能的重要因素[21]，分子内二硫键可以使麦谷蛋白和麦醇溶蛋白分子正确折叠，维持蛋白质分子的二、三级结构；分子间二硫键可以参与形成麦谷蛋白聚合体，维持聚合体的四级结构，二硫键是形成面筋网络结构的基础[1]。如图5所示，由于C-C-S-S-C-C间键角（ζ、ψ、ξ）的差异，可将二硫键分为3 种：g-g-g（gauchegauche-gauche，500～515 cm-1）、t-g-g（trans-gauchegauche，515～530 cm-1）、t-g-t（trans-gauche-trans，530～550 cm-1），其中以g-g-g构象最稳定，t-g-t构象最不稳定[25,32]。由表4可以看出，当压延间距为1.5 mm时，面条中具有较多的游离巯基和较少的二硫键，说明面条中蛋白质的交联情况变弱，但结合二硫键构象来看，在压延间距为1.5 mm时，g-g-g构象占比明显升高，说明二硫键的稳定性更高。这表明生鲜面条的压延间距并不是越小越好，0.9 mm的面条中二硫键含量虽高，但二硫键的稳定性较差。

图5 3 种二硫键构象示意图[31]Fig.5 Schematic representation of three conformations of disulfide bonds

2.5 不同压延间距下生鲜面条品质特征分析

2.5.1 贮藏品质

生鲜面条营养丰富，微生物繁殖速率快。参照NY/T 1512—2014《绿色食品 生面食、米粉制品》中对生面食微生物菌落总数的规定（≤3×105CFU/g），结合图6可以发现，不同压延间距下的生鲜面条均在24 h以内就发生了菌落总数超标的现象。此外，生鲜面条的微生物菌落总数随着压延间距的减小而有所降低，这是由于随着压延间距的减小，水分活度显著下降（P＜0.05），可冻结水含量减少，水分结构化程度增高，因此微生物的生长繁殖速率减缓，这体现了水分子可移动性对生鲜面条品质的直接影响。

图6 不同压延间距下生鲜面条贮藏期间的菌落总数变化Fig.6 Change in total bacterial count in fresh noodles processed at different sheeting gaps

2.5.2 蒸煮品质

如图7A所示，随着压延间距的减小，水分的进入与热传导速率加快，面条最佳蒸煮时间也就会缩短（2.2 mm：220 s；1.5 mm：125 s；0.9 mm：50 s）。另外，由图7B可知，0.9 mm压延间距下生鲜面条的蒸煮吸水率显著高于其他两个压延间距下的面条，这可能是因为在称取相同质量面条的情况下，0.9 mm压延间距下的面条具有更加扁平的外表且根数相对较多，表明其延展性较强，增加了面条的吸水量。相较于2.2 mm压延间距下的面条，1.5 mm压延间距下的生鲜面条本身就具有较高的持水性（水分含量高且水分自由度小），且蛋白质网络形成更加均匀紧密，在蒸煮过程中，麦谷蛋白受热后会形成体积较大的聚合体，使得面筋网络更加紧固，淀粉颗粒被紧密包裹，导致面条的吸水率和蒸煮损失率均减小；结合生鲜面条的微观结构可知，1.5 mm压延间距下的面条面筋网络均匀致密，淀粉颗粒不易从蛋白质网络结构中脱落，因此蒸煮损失率较小，压延间距过小破坏了部分面筋结构，压延间距过大导致面筋网络结构疏松，均会使得蒸煮损失率增加。综上，1.5 mm压延间距时表现出较小的蒸煮吸水率和损失率，说明良好的水分存在状态以及迁移特性和均匀致密的面筋微观结构给予了其较好的蒸煮品质。

图7 不同压延间距下生鲜面条的蒸煮品质Fig.7 Cooking quality of fresh noodles processed at different sheeting gaps

2.5.3 质构特性

通过质构仪配备的剪切探头与拉伸探头获取了不同压延间距下生鲜面条的硬度、弹性、紧密度、咀嚼性、延展性、断裂力与断裂距离，结果如表5所示。可以发现，随着压延间距的减小，面条的硬度、咀嚼性、断裂力均显著减小（P＜0.05），紧密度、延展性均增大，弹性在1.5 mm压延间距下时展现了最大值，断裂距离在1.5 mm压延间距下时展现了最小值。王猛等[16]研究表明，面条的拉伸、硬度、咀嚼性与面条的压延间距正相关，弹性、回复性与面条的压延间距、最佳蒸煮时间负相关，与本研究得到的结果具有一致性。

表5 不同压延间距下煮后面条的质构特性Table 5 Textural properties of cooked noodles processed at different sheeting gaps

面条的硬度和面筋蛋白含量有关，压延间距越大，面筋蛋白量越大，因此表现为硬度增大，类似的结果也在Shi Zhaojian等[33]的研究中出现。另外，面条在蒸煮过程中，最外层与水直接接触，会最先发生糊化，从而阻碍了水分进入面条内部，且压延间距越大，水分受阻碍的程度越大，内部的硬度也因水分分布的不均匀而受到影响；弹性和分子间内聚力有关[14]，随着压延间距的减小，熟面条弹性先增大后减小，在1.5 mm压延间距时展现了最大值，这是因为1.5 mm压延间距下的面条具有较高的水分含量、良好的水分分布使得维持面筋蛋白的氢键增强、疏水相互作用减弱、二硫键更为稳定，进而使得面筋网络结构紧密、均匀连续，形成良好的弹性；咀嚼性是剪切实验中所得曲线的正峰面积值，反映了面条对咀嚼的抵抗能力，随着压延间距的减小，生面条和熟面条的咀嚼性均减小；面条的延展性随着压延间距的减小而显著增大（P＜0.05），结合水分状态以及迁移和微观结构的分析结果可知，这可能是由于水分结构化程度高，促进了面筋蛋白质分子的伸展并通氢键等次级键相互交联，从而增大了面筋网络的延展性；不同压延间距生鲜面条的形状和厚度的变化不一致，而面条形状和厚度变化对拉伸特性影响较大[34]，使面条的断裂力及断裂距离产生了明显变化。

3 结论

在压延成型过程中，水分子的运动及面片的微观结构变化间存在一致性，二者共同决定小麦鲜面的贮藏、蒸煮及质构品质。当压延间距适当减小时，水分同其他面粉组分结合的紧密程度升高，从而形成结合程度较高的水合产物，水分的自由度与流动性降低。这些具有较强结合状态的水分子一方面直接减缓了鲜面中微生物的生长，延长了生鲜面条的贮藏期（直接影响途径），另一方面则会通过增强氢键作用力维持面条中蛋白质二级结构的稳定性，在二硫键的辅助下形成均匀致密的面筋蛋白网络，进而改善面条的蒸煮及质构特性（间接影响途径）。本研究进一步验证了水分子能够通过影响氢键、二硫键等分子间相互作用参与面筋蛋白结构的形成，进而调控面条的宏观品质，结合水分子对面条宏观品质的直接影响，丰富了“加工-（水分-结构）-品质”这一解释模型。