郭興鳳，閻 欣，王瑞紅，張瑩瑩，魏 倩

(河南工業(yè)大學 糧油食品學院，鄭州 450001)

面條是中國乃至全世界諸多地區(qū)消費者喜愛的食品[1]。作為主食，面條中蛋白質(zhì)含量和質(zhì)量都不能滿足人體對蛋白質(zhì)的需求，需要對其進行強化。添加大豆蛋白及其制品是目前研究較多的一種增加面制品營養(yǎng)和功能的方法[2]。大豆蛋白氨基酸組成合理，是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)資源，將其添加到面粉中可以有效提升面條的營養(yǎng)價值和消費品質(zhì)[3]。大豆蛋白酶水解產(chǎn)物(SPH)具有諸多生理功能，已經(jīng)用于添加到面制品中增加其功能性和營養(yǎng)價值[4]。但是研究發(fā)現(xiàn)，將SPH添加到面粉中會對面條的質(zhì)構特性和蒸煮品質(zhì)產(chǎn)生不利影響[5-6]。為此，本文擬將大豆分離蛋白(SPI)與SPH進行復配添加到面粉中，探討SPI與SPH復配對面條品質(zhì)的影響。

配方優(yōu)化是加工工藝設計的一個重要過程。目前常用的配方優(yōu)化方法有混料設計、響應面法、正交實驗、均勻設計等。其中均勻設計是基于數(shù)論方法的一種實驗設計方法，通過提高實驗點“均勻散布”的程度，減少實驗次數(shù)[7-8]。數(shù)據(jù)處理過程中可通過多元逐步回歸方法分析各因素對實驗結果的影響，得出優(yōu)化參數(shù)。

本文利用均勻設計的方法設計實驗，按照設計參數(shù)將SPI與SPH復配添加到面粉中制作面條，研究其對面條蒸煮品質(zhì)和質(zhì)構特性的影響，以原面粉面條的品質(zhì)為目標值，綜合考慮多個指標，優(yōu)化SPI與SPH添加量，是一種多指標優(yōu)化方法的嘗試。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

大豆分離蛋白(SPI)：山東谷神生物科技集團有限公司；面粉：特一粉，鄭州金苑面業(yè)有限公司；中性蛋白酶(Neutrase 0.8L)：諾維信(中國)生物技術有限公司。氫氧化鈉、鹽酸，均為分析純。

TA-XTPlus物性儀：英國Stable Micro System；LGJ-25C冷凍干燥機：北京四環(huán)科學儀器廠有限公司；DMT-10A面條機：山東龍口市復興機械有限公司；SPX生化培養(yǎng)箱：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 大豆蛋白酶水解產(chǎn)物(SPH)的制備

大豆蛋白酶水解產(chǎn)物的制備參照崔會娟等[9]的方法。水解條件：加酶量1.0%(以SPI質(zhì)量計)，底物(SPI)質(zhì)量與水體積比7.57∶100，水解溫度(47.4±0.5)℃，水解pH 6.92±0.02，水解時間15 min。水解結束后90℃滅酶15 min，冷卻，冷凍干燥制備SPH。水解產(chǎn)物的水解度(茚三酮比色方法測定)為(4.54±0.03)%。

1.2.2 面條的制作

稱取混合粉100 g，加水32 mL，攪拌5 min使之呈絮狀，25℃醒發(fā)20 min；調(diào)整面條機間距2 mm，壓片成型，再調(diào)節(jié)壓輥間距從3.5 mm至1.0 mm依次壓片，最后切成寬2.0 mm的面條，備用[5]。

1.2.3 面條最佳蒸煮時間的測定

取20根長為6 cm面條，放入500 mL煮沸的蒸餾水中，2 min后取出1根面條，透明玻璃壓碎，觀察其有無白芯，之后每隔20 s取出1根進行觀察，白芯剛好消失的時間確定為面條的最佳蒸煮時間[5]。在此條件下煮制面條，評價其質(zhì)構特性和蒸煮品質(zhì)。

1.2.4 面條質(zhì)構特性的測定[5]

面條質(zhì)構特性的測試模式：TPA；測試探頭為HDP/PFS；測試速度和測后速度均為1.0 mm/s，壓縮應變70%；兩次壓縮之間的時間間隔為1 s；觸發(fā)力10 g。

1.2.5 面條蒸煮品質(zhì)的測定

取已稱重的40根長度為22 cm的面條置于400 mL沸水中，煮至最佳蒸煮時間，撈出面條，用100 mL蒸餾水沖淋，轉(zhuǎn)移至濾紙上吸水晾制5 min，稱重，計算面條吸水率。將面湯冷卻，定容至500 mL，采用水分蒸發(fā)的方法(GB 5009.3—2016)測定其中的干物質(zhì)含量，采用凱氏定氮法(GB 5009.5—2016)測定其中的蛋白質(zhì)含量。各指標的計算公式如下：面條吸水率=(煮后面條質(zhì)量-面條干重)/面條干重×100%，干物質(zhì)損失率=面湯干重/面條干重×100%，蛋白質(zhì)保留率=(煮前面條中蛋白質(zhì)質(zhì)量-面湯中蛋白質(zhì)量)/煮前面條中蛋白質(zhì)質(zhì)量×100%，式中的面條干重根據(jù)面粉含水量及制作面條時加水量進行換算得到。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

質(zhì)構特性測試中每個樣品重復測定6次，其他指標每個樣品重復測定3次，實驗結果表示為“平均值±標準偏差”。采用SPSS 16.0和Origin 8.5進行數(shù)據(jù)處理和分析，均值的多重比較采用Duncan法，P<0.05。

2 結果與分析

2.1 均勻設計實驗方案與結果

采用均勻設計方法，實驗安排依據(jù)U6(64)均勻設計表，添加量以混合粉總質(zhì)量為基數(shù)。兩個變量分別為SPI添加量(A)和SPH添加量(B)，每個變量選取6個水平，為1%～6%，均勻設計實驗方案見表1。

表1 均勻設計實驗方案

對制作的面條樣品蒸煮品質(zhì)和質(zhì)構特性進行測定，結果見表2。

表2 均勻設計實驗結果

2.2 SPI和SPH添加量的確定

對表2的實驗結果進行回歸擬合，各因素與響應值之間的關系可用函數(shù)表示，結果見表3。

表3 面條品質(zhì)與SPI添加量(A)和SPH添加量(B)的關系

原面粉面條各指標參數(shù)值分別為硬度3 075.18 g、黏附性53.19 g·s、彈性0.83、內(nèi)聚性0.66、咀嚼性1 684.73、回復性0.36、吸水率280.14%、干物質(zhì)損失率7.56%、蛋白質(zhì)保留率93.02%。以原面粉面條的各指標參數(shù)值為目標值，對表3中各回歸方程進行合并處理，逐步去除二次項，得到4個方程(方程5～方程8)，兩兩組合求解得到第一組數(shù)據(jù)，分別將第一組數(shù)據(jù)中的A或B代入YXS，得到第二組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理過程及結果見圖1。

數(shù)據(jù)處理共得到9組有效解，依據(jù)實驗設計的參數(shù)取值范圍，對數(shù)據(jù)進行調(diào)整，A和B的最小值為1，最大值為6，分別將小于1的值調(diào)整為1，大于6的值調(diào)整為6，利用回歸方程計算各參數(shù)的預測值，得到表4中的計算結果。

表4 不同SPI和SPH添加量條件下各評價指標的預測值

由表4可以看出，面條的硬度主要受SPI添加量的影響，面條的硬度與SPI添加量呈正相關，與SPH添加量呈負相關。當SPH添加量為1%時，SPI添加量分別為1%、1.442 7%和6%的面條，硬度預測值分別為3 171.33、3 212.09 g和4 186.84 g，與原面粉面條相比，其值均顯著增加；SPH添加量增加，面條的硬度呈明顯的下降趨勢。硬度值與原面粉面條最為接近的是第2組。面粉中加入SPI，SPI與小麥蛋白發(fā)生相互作用；適量的添加，SPI包埋在面筋網(wǎng)絡結構中，可以促進—SH通過S—S/—SH的交互作用，有助于面團的形成[10-11]。面條的彈性與SPH、SPI添加量的相關性不顯著。

黏附性表示面條與表面接觸時的黏附力，其數(shù)值與面條的口感爽滑度呈負相關[12]。由表4可以看出，面條的黏附性隨著SPI添加量增加呈上升趨勢，隨SPH添加量的增加呈下降的趨勢。除第7組外，添加SPI和SPH的面條的黏附性均低于原面粉面條。面條在蒸煮的過程中，淀粉糊化，蛋白質(zhì)和淀粉從面條表面的溶出，均會影響面條的黏附性[13]。

內(nèi)聚性是一個與面條的內(nèi)部結構有關的評價指標，表示面條在受到外力作用發(fā)生變化，其內(nèi)部結構回復到原始狀態(tài)的能力。由表4可以看出，除了第1組和第6組的內(nèi)聚性與原面粉面條相同外，其他幾組均低于原面粉面條。SPI和SPH添加量對面條的回復性影響與對彈性的影響一樣，均不顯著?；貜托院蛷椥跃c樣品的彈性性質(zhì)有關，回復性是彈性性質(zhì)的即時體現(xiàn)。

咀嚼性是一個與面條的硬度和彈性相關的指標，SPI添加增加了面條的硬度,進而影響了面條的咀嚼性，同樣SPH的添加降低了面條的咀嚼性。面團形成過程中，SPH與麥谷蛋白形成復合物，影響了麥谷蛋白聚合物的形成，使面筋蛋白含量下降[5]。

由表4可以看出，隨著SPI和SPH的添加量的增加，面條的吸水率均呈下降趨勢。面條在蒸煮過程中吸水主要是由于淀粉的糊化[14]，在混合粉總質(zhì)量不變的情況下，SPI和SPH的添加使混合粉中淀粉的含量相對減少，因此面條吸水率下降。SPI添加量與面條中干物質(zhì)損失率呈負相關，SPI添加量越高，面條的干物質(zhì)損失率越低。有研究認為，SPI對面筋網(wǎng)絡的形成有促進作用，增強面筋網(wǎng)絡結構，使淀粉能夠很好地鑲嵌其中，阻止了蒸煮過程中淀粉的溶出；而SPH是小分子蛋白，添加到面團中會影響面筋網(wǎng)絡的形成[15]，同時在蒸煮過程中容易隨淀粉和蛋白質(zhì)一同釋放出來，進而使得面條的干物質(zhì)損失率上升[16]，蛋白質(zhì)保留率下降。

鑒于SPI和SPH對于面條的蒸煮品質(zhì)和質(zhì)構指標影響的不一致性，綜合考慮得到第2組和第3組添加條件下制作的面條質(zhì)構特性更接近于原面粉面條，是符合設計目標要求的優(yōu)化條件。因為第3組SPH的添加量更多，更有利于改善面條的營養(yǎng)價值和功能特性。因此，確定混合粉中SPI添加量為1%，SPH添加量為4.023 4%。

3 結 論

將SPI和SPH添加到面粉中制作面條，以改善面條的營養(yǎng)價值和功能特性。采用均勻設計實驗方法優(yōu)化SPI和SPH的添加量，對于多指標要求的工藝條件，采用逐步優(yōu)化的方法，綜合考慮面條的質(zhì)構特性和蒸煮品質(zhì)，確定混合粉中SPI添加量為1%、SPH添加量為4.023 4%，在此條件下制備的面條，可以兼顧面條的硬度、黏附性、咀嚼性、干物質(zhì)損失率和蛋白質(zhì)保留率等指標，既可增加面條的營養(yǎng)價值和功能性，同時又可改善單獨添加SPH對面條的質(zhì)構特性和蒸煮品質(zhì)產(chǎn)生的不利影響。