張樂道，呂俊麗，李俊芳，曾又華，任廣躍，馬 立

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010；2.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南洛陽 471023）

莜面是將裸燕麥炒制、磨粉后制得的，具有降血糖和降血脂的功效[1]，是內(nèi)蒙古中西部地區(qū)的傳統(tǒng)主糧。在當(dāng)?shù)?，人們大多將莜面與水和成面團、制成面條后蒸熟食用。為了獲得較好的品質(zhì)，人們用沸水和面并需控制蒸制時間。若和面用水溫度較低，最終蒸制好的面條缺乏彈性、硬度較大；蒸制時間短，面條不能蒸熟，但若蒸制時間太長，面條軟塌、變形、發(fā)黏，品質(zhì)變差。其中的機理，目前還未見相關(guān)研究報道。

質(zhì)構(gòu)特性是面制品品質(zhì)的重要參數(shù)[2?4]。水分狀態(tài)是影響食品產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素，近年來受到廣泛關(guān)注[5?8]。李雪琴等[9]研究了加水溫度對燙面蒸餅水分分布狀態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)加水溫度改變燙面蒸餅中結(jié)合水的含量，隨著加水溫度的升高，燙面蒸餅結(jié)合水含量先降低后升高?？梢姡铀疁囟雀呖筛淖兪烀嬷破分械乃执嬖谛问?。Bosmans 等[10]利用低場核磁技術(shù)Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）脈沖序列研究了淀粉-水、面粉-水體系的水分狀態(tài)及其變化。研究發(fā)現(xiàn)，溫度對面粉-水體系水分狀態(tài)的改變是由淀粉凝膠化引起的。升高加水溫度可顯著改變?nèi)缑骖惖雀叩矸壑破返母泄倨焚|(zhì)，但對其機理的研究很少。Ko 等[11]的研究表明加水溫度能顯著影響米線的質(zhì)構(gòu)特性。目前，質(zhì)構(gòu)特性經(jīng)常被作為面條品質(zhì)的評價指標(biāo)[12?13]。Li 等[14]研究了蒸制時間對中國北方饅頭水分遷移和結(jié)構(gòu)特性的影響。Zohoun等[15]研究了改變蒸制時間時的大米物化特性和營養(yǎng)特性，發(fā)現(xiàn)改變蒸制時間可顯著改變大米的硬度和黏性。至今尚未見到蒸制時間改變蒸面條質(zhì)構(gòu)特性的研究。

加水溫度和蒸制時間是莜麥面面條品質(zhì)的決定性因素，一直以來，未見到這兩個因素對莜麥面面條品質(zhì)影響的相關(guān)研究，對莜麥面面條品質(zhì)改變的機理研究亦是空白。本論文采用低場核磁共振成像分析儀和食品物性儀測得莜面面條的水分分布狀態(tài)和質(zhì)構(gòu)特性，旨在研究加水溫度和蒸制時間變化時莜面面條的水分分布狀態(tài)和質(zhì)構(gòu)特性，以期為莜面面條的規(guī)?；a(chǎn)提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

莜面 內(nèi)蒙古蒙清農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限責(zé)任公司。

NMI20-015V-I 低場核磁共振成像分析儀 上海紐邁電子科技有限公司；TA.XT EXPRESS 食品物性儀 英國Stable Micro Systems 公司；KQ-500DE數(shù)控超聲波清洗機 昆山市超聲儀器有限公司；FKM-20 壓面條機 永康市炫林工貿(mào)有限公司；C21-SDHCB46 電磁爐 浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司。

1.2 面條的制備

稱取莜面50 g，置于不銹鋼面盆中，加入50 g 的熱水，手工和面3 min，成均勻面團，放入保鮮袋，室溫靜置10 min，將面團用壓面機壓延兩次，壓成3 mm 厚的面片，再切成3 mm 寬的面條，將濕面條切割成20 cm 長，放入蒸鍋蒸熟，取出冷卻5 min，即得到試樣面條。將裝有50 g 水的錐形瓶蓋好蓋子并置于石棉網(wǎng)上加熱，直至水沸騰，沸水放置至指定溫度即為熱水，熱水的溫度即為加水溫度，加水溫度分別為70、75、80、85、90 ℃。將面條放入蒸鍋后，從蒸鍋出氣孔冒燙手蒸汽開始計時，打開鍋蓋停止計時，出氣孔冒汽時長作為蒸制時間，蒸制時間分別為6、7、8、9、10 min。蒸制時間單因素實驗時，加水溫度固定為85 ℃。加水溫度單因素實驗時，蒸制時間固定為10 min。

1.3 LF-NMR 分析

稱取面條0.5 g 于核磁試管中，置于永久磁場中心位置，對樣品進行脈沖序列掃描，測定樣品的自旋-自旋弛豫時間，每個樣品做3 次平行試驗。受到外界瞬間擾動后，系統(tǒng)重新恢復(fù)到原平衡狀態(tài)需要的時間為弛豫時間，記為T2，值越小，水與底物結(jié)合越緊密，值越大，水分自由度越大。按照從小到大的順序，分別記作T21、T22和T23，意義分別是深層結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水[16]。

設(shè)置參數(shù)如下：采樣頻率SW=200.00 kHz，采樣點數(shù)（TD）72008，采樣間隔時間（TW）300 ms，回波時間（Echo time）180 μs，回波個數(shù)（Echo count）2000，累加次數(shù)（NS）64。掃描結(jié)束后根據(jù) SIRT 方式進行反演得出反演譜圖和T2值。譜圖中不同波峰代表不同的水分狀態(tài)，各峰積分面積占總峰面積的百分比表示面條中不同形態(tài)水分的相對含量，分別記為A21、A22和A23[16]。

1.4 面條質(zhì)構(gòu)的測定

將蒸制后的面條于室溫下靜置5 min，取6 根面條并排放在測試臺上，用P/36R 探頭在TPA 模式下測定。TPA 測試參數(shù)：測前速率2.0 mm/s，測中速率0.8 mm/s，測后速率1.0 mm/s，壓縮程度50%，停留時間5 s，觸發(fā)力5 g。每組進行6 次平行試驗[17]，得到硬度、黏著性、彈性、黏聚性、咀嚼性、回復(fù)性等參數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用 Excel 2013 整理數(shù)據(jù)，各試驗結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，數(shù)據(jù)在P<0.05 水平上的顯著性采用SPSS 25.0 軟件中的Duncan 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 加水溫度對面條水分分布狀態(tài)的影響

莜麥面面條中的膳食纖維、淀粉、蛋白質(zhì)都在爭奪可用的水，使得水在生物分子之間重新分配[18]。T2值越小，表明水與底物結(jié)合越緊密，越大表明水分自由度越大[19]。圖1 為蒸制時間10 min，在不同加水溫度下由莜麥粉制作的面條的T2反演圖，圖1 中每條曲線都有3 個明顯的波峰，表明面條中水分存在的3 種狀態(tài)。峰1 代表深層結(jié)合水，峰2 代表弱結(jié)合水，峰3 代表自由水。其中，T22的峰為主峰，說明面條中的水分主要以弱結(jié)合水的形式存在。

圖1 莜麥面面條水分橫向弛豫時間T2 反演圖Fig.1 Water inversion results of transverse relaxation time T2 in naked oats noodles

表1 為蒸制時間10 min，加水溫度改變時莜麥面面條水分弛豫時間T2和峰面積占比的變化。加水溫度70℃的T21值顯著（P<0.05）低于加水溫度75～90 ℃的。加水溫度從70 ℃升高到80 ℃時，T22值沒有顯著變化（P<0.05）。加水溫度從70 ℃升高到90 ℃時，T23值先減小后增加。加水溫度的變化會改變面條中的水分自由度，這是因為熱水溫度升高引起面團中面筋網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的變化，從而影響面條對水分的束縛能力。

表1 蒸制時間10 min 時莜麥面面條水分弛豫時間T2 和峰面積占比的變化Table 1 Changes of relaxation time T2 and peak areas of naked oats noodles when the steaming time is 10 min

當(dāng)加水溫度從70 ℃升高到90 ℃時，T2值對應(yīng)峰面積占比變化顯著（P<0.05），弱結(jié)合水A22值最大。加水溫度70 ℃的A21值高于加水溫度75～90 ℃的。提高加水溫度會使面條中深層結(jié)合水減少并向弱結(jié)合水和自由水方向遷移。當(dāng)加水溫度從70 ℃升高到90 ℃時，A22值和A23值均先升高后降低，A22和A23峰值對應(yīng)的加水溫度分別為75 ℃和80 ℃。這與文獻[9]中隨著加水溫度的升高，自由水含量先增加后減小的結(jié)果一致。在文獻[9]中，通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，隨加水溫度升高，淀粉顆粒變形加劇并逐漸暴露于凝固的蛋白結(jié)構(gòu)之外，直至與凝固的蛋白質(zhì)融為一體，當(dāng)加水水溫達到90 ℃時，淀粉顆粒完全糊化成為片狀，與蛋白質(zhì)骨架緊密結(jié)合在一起。提高加水溫度使面團中的淀粉、蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進而改變了水分子的水合形式。

2.2 蒸制時間對面條水分分布狀態(tài)的影響

Li 等[14]的研究表明，隨著蒸制時間的延長，若T21的值變大，說明凝膠化作用持續(xù)強化且水分逐漸變得易于移動。圖2 為加水溫度85 ℃時，在不同蒸制時間下莜麥粉面條的T2反演圖。從圖中可以看出，面條中的水分主要以弱結(jié)合水的形式存在。

表2 給出了加水溫度85 ℃時，蒸制時間改變時莜麥面面條水分弛豫時間T2和峰面積占比的變化。從表中可以看出，蒸熟面條中的水分主要以弱結(jié)合水的形式存在。這一結(jié)果與文獻[14]中在蒸熟的小麥面饅頭中，弱結(jié)合水的含量最高的結(jié)果一致。當(dāng)蒸制時間從6 min 增加到10 min 時，T21的值先增大后減小，水分自由度先增大后減?。籘22值和T23值均先減小后增大。文獻[15]的研究表明，蒸制時間增加可提高大米中淀粉的凝膠化程度，淀粉是否能夠凝膠化與蛋白質(zhì)相關(guān)。增加蒸制時間改變了面條的凝膠化程度，從而改變面條對水分的束縛能力。與蒸制前（蒸制時間0 min）相比，蒸制后面條的T21、T22和T23均明顯增大。其中，T21的值由0.248 增加到2.31，增加了831%，增幅最大；T23的值由18.74 增加到86.98，增加了364%，增幅最小?？梢姡糁剖姑鏃l中深層結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水的自由度加大。

表2 加水溫度85 ℃時莜麥面面條水分弛豫時間T2 和峰面積占比的變化Table 2 Changes of relaxation time T2 and peak areas of naked oats noodles when the water temperature is 85 ℃

圖2 面條水分橫向馳豫時間T2 反演瀑布圖（加水溫度85 ℃）Fig.2 Water transverse relaxation time T2 inversion waterfall diagram of noodle(and water temperature 85 ℃)

從T2值對應(yīng)峰面積百分比可以看出，當(dāng)蒸制時間從6 min 增加到9 min 時，延長蒸制時間會使面條中深層結(jié)合水減少并向弱結(jié)合水和自由水方向遷移，若蒸制時間繼續(xù)延長至10 min，則弱結(jié)合水和自由水向深層結(jié)合水分方向遷移并使得深層結(jié)合水含量增加。從表2 中還可以看出，當(dāng)蒸制時間從6 min 增加到10 min 時，A22值和A23值均先升高后降低，A22和A23最大值對應(yīng)的蒸制時間均為9 min。Li等[14]研究饅頭的蒸制過程，發(fā)現(xiàn)蒸制時間達到8 min 時，饅頭的凝膠化過程結(jié)束，這是因為再延長蒸制時間，深層結(jié)合水的弛豫時間和相對含量仍保持不變。這與蒸制過程中饅頭的組織狀態(tài)變化一致，延長蒸熟饅頭的蒸制時間并不會使饅頭塌陷或者出現(xiàn)膨大等組織狀態(tài)的改變。蒸制前（蒸制時間0 min），莜麥面條中水分主要以自由水的形式存在。蒸制后，莜麥面條中水分主要以弱結(jié)合水的形式存在。蒸制使莜麥面條中水分由自由水向弱結(jié)合水形式轉(zhuǎn)變。

2.3 加水溫度對面條質(zhì)構(gòu)的影響

表3 給出了蒸制時間10 min 時，不同加水溫度下莜麥面面條質(zhì)構(gòu)特性包括硬度、黏著性、彈性、黏聚性、咀嚼性、回復(fù)性等的變化。從表中可以看出，當(dāng)加水溫度從70 ℃升高到90 ℃時，硬度、黏著性、回復(fù)性逐漸減小，彈性、黏聚性逐漸增大，咀嚼性先減小后增大。文獻[11]的研究發(fā)現(xiàn)，加水溫度為80 ℃時會使米粉的彈性增加，黏聚性增大，使用80 ℃的熱水和面會增加口感。這與文獻[11]中加水溫度升高會使米粉黏聚性增加的結(jié)論一致。

表3 加水溫度不同時莜麥面面條TPA 特性測定結(jié)果Table 3 Determination results of naked oats noodles under different water temperature

2.4 蒸制時間對面條質(zhì)構(gòu)的影響

表4 給出了加水溫度85 ℃時，不同蒸制時間下莜麥面面條質(zhì)構(gòu)特性包括硬度、黏著性、彈性、黏聚性、咀嚼性、回復(fù)性等的變化。從表4 中可以看出，當(dāng)蒸制時間從6 min 升高到10 min 時，硬度、黏著性、咀嚼性、回復(fù)性先增大后減小，峰值對應(yīng)的蒸制時間均為8 min；彈性、黏聚性先減小后增大，最低值對應(yīng)的蒸制時間分別為8 和7 min；蒸制使面條的硬度、黏著性和回復(fù)性顯著降低，使面條的彈性、黏聚性和咀嚼性顯著升高（P<0.05）。該結(jié)果與蒸制后面條富有彈性、不粘牙、咀嚼口感好的感官表現(xiàn)相一致。

表4 蒸制時間不同時莜麥面面條TPA 特性測定結(jié)果Table 4 Determination results of TPA characteristics of naked oats noodles under different steaming time

3 結(jié)論

將莜面與水混合和成面團、制成生面條，生面條蒸熟后制得莜麥面面條。以水分狀態(tài)和質(zhì)構(gòu)特性為指標(biāo)，研究了加水溫度和蒸制時間對莜麥面面條水分狀態(tài)和質(zhì)構(gòu)特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明：面條中的水分主要以弱結(jié)合水的形式存在，含量在72.24%以上；提高加水溫度可使莜麥面面條水分自由度增大，使面條中深層結(jié)合水減少并向弱結(jié)合水和自由水方向遷移；隨著加水溫度的升高，自由水含量先增加后減小，A23由5.14%增加到11.2%后減小至10.4%；蒸制過程中，T21和A21的值持續(xù)變化；當(dāng)加水溫度從70 ℃升高到90 ℃時，硬度、黏著性、回復(fù)性逐漸減小，彈性、黏聚性逐漸增大，咀嚼性先減小后增大；當(dāng)蒸制時間從6 min 升高到10 min 時，硬度、黏著性、咀嚼性、回復(fù)性先增大后減小，彈性、黏聚性先減小后增大。研究結(jié)果有望為莜麥面面條的工業(yè)化提供實驗數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。