甘薯全粉是新鲜甘薯经脱水干燥的产品,其保留了甘薯的天然营养和风味,是一种优质的食品原料,其使用方便、成本较低、易贮藏运输,是食品工业中多种食品的加工原料,尤其是广泛应用于传统主食产品的生产,如甘薯面条、甘薯馒头、甘薯米粉、甘薯米线等。甘薯全粉不仅含有丰富的膳食纤维、维生素、矿物质等营养成分,更是具有膳食纤维、花青素等多种活性物质[1-2]。因此,甘薯全粉以适宜的添加方式和小麦精面粉混合后制作的甘薯鲜湿面条,可以弥补小麦精面粉缺乏膳食纤维等的营养缺陷,可有效发挥甘薯的营养功能价值,具有广泛的市场空间。

鲜湿面条因其食用方便且口感较好,近年来受到越来越多消费者的青睐,但目前市面销售的鲜食面条绝大多数仍以小麦精面粉为单一加工原料,营养价值较低,食用风味寡淡。甘薯全粉鲜湿面条既可丰富面条的营养成分、又能赋予其甘薯特有的浓郁风味,且满足了消费者多样化饮食的需求。近年来,甘薯全粉在面条等主食中的应用研究逐渐增多,李曼等[3]研究了紫薯全粉对面团及面条品质的影响,发现添加15%的紫薯粉面条具有很好的特色风味和营养保健功能,感官评分最高。MEENU等[4]将甘薯全粉以不同比例添加至印度麦饼中,结果表明,甘薯全粉的添加使得其β-胡萝卜素等营养物质含量增加。虽然添加甘薯全粉会增加面条等主食产品的营养感官品质,但甘薯蛋白质结构和小麦蛋白质结构差异较大,加工过程中很难形成网状结构[5],当以较高比例添加至小麦粉中会导致面团硬度增加,黏弹性和柔韧性下降,容易糊汤、适口性差,会严重影响面条的品质和口感[6]。目前,甘薯全粉面条中主要通过选择适宜品种甘薯[7]、最佳添加比例[8]、改性处理全粉[9]及添加磷酸盐[10]改良剂等方法来降低甘薯全粉对面条品质的影响。在全粉加工中,颗粒细度也会显著影响物料加工特性[11],李少辉等[12]研究了不同粒径小米粉对面团流变特性及馒头质构特性的影响,结果表明随着小米粉粒径的减小,不同品种小米粉的崩解值和回生值均有所降低,说明小米粉的热糊在稳定性和抗老化性得到了改善。杨翠梅等[13]发现减小米糠粒径可提高饼干质构特性,改善米糠饼干品质。不同粒径大小甘薯全粉同样也会影响鲜湿面条的品质,而目前针对不同颗粒细度甘薯全粉在鲜湿面条中的应用研究相对较少。

为了降低甘薯全粉对鲜湿面条品质的影响及提升其添加比例,本试验通过不同超微粉碎强度制备得到不同颗粒细度的甘薯全粉,并测定分析了不同颗粒细度全粉的品质特性,探究了添加不同颗粒细度甘薯全粉对鲜湿面条蒸煮特性、质构特性及感官品质的影响,以期为不同颗粒细度甘薯全粉在鲜湿面条中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

甘薯(商薯19),重庆市农业科学院特色作物研究所;中筋面粉,中粮福临门米面京东自营旗舰店。

SYFM-8型振动超微粉碎机,济南松岳机械有限责任公司;HELOS-OASIS型激光粒度仪,德国新帕泰克有限公司;CM-5风光测色计,柯尼卡美能达控股有限公司;MDF-U4186S超低温冰箱,日本SANYO公司;RVA-TecMaster快速黏度分析仪,澳大利亚珀金埃尔默企业有限公司;S-3000 N扫描电子显微镜,日本日立仪器有限公司;CT3质构仪,美国博勒飞公司。

1.2 实验方法

1.2.1 不同颗粒细度甘薯全粉的制备

将新鲜甘薯清洗,去皮、切片(切片厚度0.5～0.8 mm),95 ℃漂烫90 s,快速冷却后置于热泵中,设置热泵干燥温度60 ℃进行烘干,烘干后薯片水分含量保持在10%以下,对薯片进行不同时间(5、10、15、20、25、30 min)的超微粉碎处理,制备不同颗粒细度甘薯全粉,分别命名为:SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6。

1.2.2 甘薯全粉鲜湿面条的制作

称取250 g小麦面粉置于和面机中,分别添加面粉质量分数6.0%的SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6制作甘薯全粉鲜湿面条,待小麦精面粉和甘薯全粉完全混匀后,分别加入90 mL去离子水,继续混合4 min形成面絮,然后将面絮继续揉捏成团,醒面10 min后进行压面切条。具体工艺流程如下:

小麦精面粉、甘薯全粉(不同颗粒细度)→混匀→和面→醒面→压面→切条→甘薯鲜湿面条

1.2.3 不同颗粒细度甘薯全粉品质特性测定

甘薯全粉粒径测定:参照MAO等[14]的方法。

颗粒形貌测定:参照李玉爽等[15]的方法,放大倍数调至1 000后进行扫描电镜的观察与拍照。

色泽测定:参照邓少颖等[16]的方法。

持水率和持油率测定:参照DONG等[17]的方法,略作修改。称取全粉3.0 g于离心管中,称重,加入30 mL蒸馏水(鲁花压榨菜籽油),在25 ℃下磁力搅拌30 min,3 500 r/min离心20 min,沥尽水分(油)后精确称取质量,计算持水率和持油率。

溶解度和吸水膨胀度测定:参照CHENG等[18]的方法稍作修改。称取全粉于离心管中,称重,按料液比1∶10(g∶g)加入蒸馏水,充分混匀后在沸水中加热25 min,待糊冷却至室温,在3 000 r/min离心20 min,将上清液倒入恒重烧杯中,置于105 ℃烘箱烘干至恒重,称重,计算溶解度;准确称取全粉1.0 g于量筒中,读取样品体积,移取10 mL蒸馏水加入其中,振荡均匀后于室温放置24 h,读取溶胀后体积,计算膨胀度。

冻融析水率测定:参照WANG等[19]的方法。

糊化特性测定:参照张欢欢等[20]的方法。使用快速黏度分析仪测全粉糊化特性。选择测定程序,使用样品质量计算器,输入样品水分含量,得到修正后的样品质量和加水质量(标准品质量3.00 g、标准水质量25.00 g)。准确称取修正后样品和蒸馏水于快速黏度分析仪专用铝盒内,迅速用桨叶上下搅拌几次使样品分散在水中,将铝盒放入仪器中进行测量。测试程序为:50 ℃保持1 min,然后以12 ℃/min升至95 ℃,保持2.5 min,以12 ℃/min降至50 ℃,保持2 min。

1.2.4 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条蒸煮特性的测定

鲜湿面条最佳蒸煮时间、断条率及蒸煮损失率的测定参照GB/T 40636—2021《挂面》进行;吸水率的测定参照WANG等[21]和HONG等[22]的方法,稍作修改。称取15 g(m1)面条放入装有500 mL沸水中煮制最佳蒸煮时间,捞出后用蒸馏水淋洗30 s,将其表面水分沥干并称量记为m2,按公式(1)进行计算。

吸水率

(1)

1.2.5 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条质构特性的测定

参照WEI等[23]的方法,稍作修改。采用CT3型质构仪对其质构特性(硬度、黏性、弹性、咀嚼性、内聚性)进行测定。将面条切成12 cm长,选出30根粗细均匀的面条,在1 000 mL沸腾的去离子水中煮制最佳蒸煮时间,然后放入冷水中淋洗30 s后用滤纸吸干面条表面的水分,并用保鲜膜覆盖备用。测试条件设置如下:测试模式TPA;目标类型%形变;压缩目标值60%;触发点负载2 g;测试速度1.00 mm/s,探头类型TA11/1000;夹具类型TA-BT-KIT;探头循环次数2次;可恢复时间0 s。

1.2.6 添加不同颗粒细度甘薯全粉对鲜湿面条感官评价的分析

将100 g鲜湿面条按最佳蒸煮时间煮制,捞出后于常温纯净水中放置30 s,立刻分盘进行品尝评分。选取6人(男女比例为1∶1)本专业人员组成感官评定小组,参考GB/T 25005—2010《感官分析 方便面感官评价方法》并略作修改,分别从色泽、气味、软硬度、黏弹性和光滑度这5个方面进行感官评审。具体评分标准如表1所示。

1.3 数据处理

应用Excel 2010统计所有数据,采用分析软件SPSS 17.0处理数据,使用最小显著差异法(least significant difference, LSD),进行差异显著性分析(P<0.05),采用软件Origin 7.5对试验数据进行绘图。所有样品均做3次重复试验,最终结果以“平均值±标准偏差”表示。

2 结果与分析

2.1 不同颗粒细度甘薯全粉粒径比较

如表2所示,SF1的D50为15.77 μm,且随着超微粉碎时间的增加,甘薯全粉粒径也在持续减小,并且SF1、SF2、SF3、SF4和SF5之间均有显著性差异(P<0.05),而SF6的D50呈现略微增大的迹象,这可能是全粉颗粒太小引起粉体团聚所导致的。随着超微粉碎时间的增加,离散度呈现先减小后增大的趋势,且SF2离散度最小,说明其粒径较集中,粒度分布范围窄,但随着粉碎强度的进一步增加,由于颗粒之间的团聚效应使得全粉颗粒较大或者较小的颗粒数增多,离散度也随着增加。粒径分布不均匀。说明经不同时间超微粉碎后能够显著减小甘薯全粉的粒径,也能明显改变其粒径分布范围[24]。

2.2 不同颗粒细度甘薯全粉颗粒形貌比较

如图1所示,SF1绝大多数颗粒形貌基本保持完整,颗粒呈椭圆形或者不规则球形组成,在一定粉碎强度范围内,随着粉碎强度的增加,被破坏的甘薯淀粉颗粒结构逐渐增多,颗粒多呈碎片状,粒径逐渐减小,颗粒越细碎、越均匀。说明超微粉碎不仅使甘薯全粉各物质间的交联结构被破坏,且全粉中淀粉等颗粒本身的完整性也遭到破坏[24]。随着粉碎时间的继续增加,全粉颗粒粒径越小,表面积越大,颗粒之间的作用力与单颗粒的质量之比逐渐增大,当颗粒间的作用力大于单颗粒的质量时,粉体在范德华力作用下容易形成团聚体[25],因此,SF6颗粒粒径略有增大,这也与2.1节中粒径测定结果一致。

2.3 不同颗粒细度甘薯全粉色泽比较

如表3所示,不同颗粒细度甘薯全粉色泽有显著性差异,随着粉碎时间的增加,全粉的L*值显著增大,最大值SF5为89.67,a*值和b*值均呈现先减小后增大的趋势。这是因为随着粒径持续减小,甘薯中的淀粉、蛋白质等物质也显露出来,红色和黄色均明显减弱。因此,甘薯全粉颜色更为明亮、均匀,这有助于改善全粉色泽品质[26]。

2.4 不同颗粒细度甘薯全粉持水性、持油性比较

如图2所示,全粉持水性随着颗粒细度减小显著改善,且SF5持水率最大,为99.50%,说明经超微粉碎后且在一定微粉碎强度后甘薯全粉的持水性显著提升,这是因为随着颗粒细度的减小,使得甘薯全粉颗粒间的孔隙率开始逐渐增大,提高了全粉的吸水能力,甘薯全粉持水率因其吸水能力的提高而改善[18,27]。同样,全粉持油性随着颗粒细度不断减小而显著改善,且SF5持油率最大,达到了55.50%,因为全粉细度减小后使得其颗粒空隙变大,粉体表面积也随之进一步增大,使得持油力上升。而SF6持油性相比SF5有显著性降低,这可能是因为随着粉碎强度的进一步增加,全粉颗粒开始团聚,使得颗粒间的空隙被压缩而导致其滞留油的能力下降[28]。

2.5 不同颗粒细度对甘薯全粉溶解性、吸水膨胀性比较

如图3所示,全粉溶解性随着颗粒细度减小有显著改善,且SF5溶解性最好,溶解度为30.00%,但与SF4、SF6试验组之间无显著差异,说明经超微粉碎后且在一定微粉碎强度范围内甘薯全粉的溶解性得到明显提升。这是因为全粉颗粒粒径减小,有更多可溶于水的淀粉、蛋白等物质从颗粒中溶出,另外经过超微粉碎后使得部分不溶于水的大分子物质被破坏,形成可溶性小分子[29]。同样,甘薯全粉吸水膨胀性随着颗粒细度减小得到了改善,SF5膨胀度达到了最大,达到了34.16%。这是因为在一定粉碎强度范围内,随着粉碎强度的增加全粉粒径变小,颗粒空隙变大,比表面积也随之进一步增大,且随着粉碎强度的继续增加,使更多的淀粉链暴露了出来,全粉结合水的能力随之增强,因此,全粉的吸水膨胀性得到改善[30]。

2.6 不同颗粒细度甘薯全粉冻融稳定性比较

如图4所示,不同颗粒细度甘薯全粉在经过第1次冻融后,SF1析水率最高,为55.96%,SF6析水率最低,为43.01%;第2次冻融后,SF1析水率最高,为59.62%,SF5析水率最低,为48.44%;经过第3、4和5次冻融后,SF1析水率仍然是最高,SF5析水率最低,且与SF6有水平差异,但无显著性。总体看,在一定粉碎强度范围内,甘薯全粉的冻融稳定性随着颗粒细度的减小而明显改善,这是因为随着全粉颗粒间的孔隙率逐渐加大,吸水能力有显著提升,全粉在经过冻融之后析水率也随之下降,而多次冻融也会严重破坏甘薯全粉凝胶内部组织结构,因此随着冻融次数的增加,不同颗粒细度甘薯全粉的析水率差异随之变小。

2.7 不同细度对甘薯全粉糊化特性比较

如表4所示,随着粉碎时间的增加,全粉初始糊化温度、峰值黏度,最小黏度、最终黏度、衰减值及回生值均呈先降后升的趋势,且SF5糊化特征值均为最低。超微粉碎破坏了淀粉晶体结构,结构变得松散,使其更易膨胀生成胶状分散物,因此糊化温度随着颗粒粒径减小而降低[31]。全粉中淀粉晶体结构遭到破坏,使得其在受热吸水膨胀时,相互之间的摩擦力降低,因此最高黏度随之减小[32]。因为甘薯全粉粒径减小,使其吸水膨胀后不易破裂,衰减值也随之减小,说明热糊稳定性增强,且已被破坏的全粉颗粒在回生过程中重新排列缔合结晶的能力减弱,即老化程度降低,回生值随之减小[33]。衰减值和回生值显著降低,说明甘薯全粉的热糊稳定性和抗老化性随着粒径的减小得到显著改善,使得全粉具备了更好的加工性能[34],良好的热糊稳定性和抗老化性会使得其面条具有更好的黏弹性。

2.8 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条的蒸煮品质比较

2.8.1 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条的最佳蒸煮时间比较

如表5所示,随着添加甘薯全粉细度降低,鲜湿面条的最佳蒸煮时间(白芯消失)也在缩短,当添加细度SF5和SF6的鲜湿面条在蒸煮150 s时白芯消失,口感最佳,在蒸煮180 s时,添加细度SF5和SF6的鲜湿面条口感偏软,其他试验组白芯消失。说明甘薯全粉细度减小能够缩短鲜湿面条的最佳蒸煮时间,这可能是随着甘薯全粉粒径变小,颗粒空隙变大,吸水能力增加。因此,提高了鲜湿面条的蒸煮效率,缩短了蒸煮时间。

2.8.2 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条的断条率比较

如图5所示,鲜湿面条断条率随着添加甘薯全粉细度降低呈现总体下降的趋势,添加SF1面条、SF2面条与添加SF3面条的断条率有显著性差异,且添加SF5面条的断条率最低,为1.50%,但与添加SF3面条、SF4面条和SF6面条无显著差异,说明在添加一定甘薯全粉颗粒细度范围内减小粒径可以显著降低鲜湿面条的断条率,这是因为超细粉碎处理可以降低膳食纤维等物质对面条断条率的影响[35]。

2.8.3 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条的蒸煮损失率比较

如图6所示,鲜湿面条蒸煮损失率随着添加甘薯全粉细度降低呈现总体下降的趋势,且添加SF5的面条蒸煮损失率最低,为0.68%,并与添加SF1、SF2、SF3和SF4鲜湿面条有显著水平差异,说明在一定甘薯全粉颗粒细度范围内减小粒径可以显著降低鲜湿面条蒸煮损失率。这是因为添加粒径较小的全粉会减小其对面筋的影响,蛋白网络结构可以有效束缚住小分子,使得面条蒸煮损失率降低,反之颗粒较大的甘薯全粉会使得面条中的面筋弱化,蛋白网络结构难以有效束缚住小分子,面条蒸煮损失率也会升高。

2.8.4 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条的吸水率比较

如图7所示,鲜湿面条吸水率随着添加甘薯全粉细度降低有一定程度提高,但各试验组无显著水平差异,添加SF5的面条吸水率最高,为61.89%,而添加SF1面条的吸水率最低。说明在一定甘薯全粉颗粒细度范围内减小粒径可以改善鲜湿面条吸水率。这可能是因为甘薯全粉粒径减小改善了其溶解度和持水率,从而使得甘薯全粉鲜湿面条的吸水率有一定程度的提高[36]。

2.9 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条的质构特性比较

鲜湿面条的质构特性反映了其组织结构及物理状态特征。如表6所示,鲜湿面条硬度随着添加甘薯全粉细度降低呈现先减小后趋于平缓的趋势,黏性则有不同程度的增大,弹性呈现先增大后减小的趋势,且添加SF5的鲜湿面条弹性最大,为0.95,咀嚼性和内聚性总体呈现减小的趋势。总体看,选择全粉颗粒细度SF5的鲜湿面条黏弹性表现较好,软硬度适中。

2.10 添加不同颗粒细度甘薯全粉鲜湿面条感官评价的比较

如表7所示,鲜湿面条的感官色泽、气味及黏弹性随着添加全粉细度的减小得到显著改善,面条软硬度和光滑度方面随着添加全粉细度的减小无显著差异,在甘薯全粉一定颗粒细度范围内,鲜湿面条的感官总评分随着粉碎细度的增加得到显著提高,尤其是添加细度SF5的样品感官总分最高,为86.95。因此,添加选择全粉颗粒细度SF5制作的甘薯鲜湿面条其感官品质最佳。

2.11 甘薯全粉品特性与鲜湿面条品质的相关性分析

如表8所示,全粉溶解度与鲜湿面条断条率、吸水率相关性最高,即溶解度是影响鲜湿面条断条率、吸水率最重要的因素,持水率与面条蒸煮损失率相关性最高(r=-0.991**),即持水率是影响鲜湿面条蒸煮损失率最重要的因素。因此,可通过检测甘薯全粉的溶解度和持水率来筛选适合加工鲜湿面条的全粉颗粒细度,以改善其蒸煮特性;全粉粒径与面条硬度、黏性相关性最高,即粒径是影响面条硬度和黏性最重要的因素,糊化温度与弹性相关性最高(r=-0.980**),即糊化温度是影响面条弹性最重要的因素,膨胀度与咀嚼性相关性最高(r=-0.977**),即膨胀度是影响面条咀嚼性最重要的因素,L*与内聚性相关性最高(r=-0.980**),即L*是影响面条内聚性最重要的因素。因此,可通过检测甘薯全粉的粒径、糊化温度、膨胀度及L*筛选适合加工鲜湿面条的全粉颗粒细度,以改善其质构特性;全粉特性与面条感官总分均存在极显著或显著相关性,析水率与感官总分相关性最高(r=-0.992**),即析水率是影响面条感官总分最重要的因素。因此,可通过检测甘薯全粉的析水率筛选适合加工鲜湿面条的全粉颗粒细度,以改善其感官品质。

3 结论

该研究比较了不同细度甘薯全粉品质特性的差异,表明在一定粉碎强度的范围内,随着粉碎强度的增加,甘薯全粉粒径显著减小,颗粒表面微观形貌结构破坏越来越严重,全粉色泽、持水性、持油性、溶解性、吸水膨胀性及冻融稳定性均有不同程度改善,糊化特性在热糊稳定性和凝胶的抗老化性等方面表现较好。通过添加不同细度甘薯全粉加工鲜湿面条的适宜性比较,发现当选择甘薯全粉颗粒细度为SF5时,甘薯鲜湿面条能够保持较低的断条率和蒸煮损失率,面条硬度、黏弹性及内聚性等关键质构指标表现较好,面条感官在色泽、气味等方面均有较大改善,且感官评价总分最高。相关性分析表明,甘薯全粉粒径、L*、持水率、溶解度、膨胀度、冻融析水率及糊化温度与鲜湿面条品质特性的相关性最高,可作为选择适宜甘薯全粉细度加工鲜湿面条的重要参考指标,为不同颗粒细度甘薯全粉在鲜湿面条中的应用提供依据。

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Effect of sweet potato flour with different particle fineness on the quality of fresh and wet noodles

YANG Shixiong1,2, ZHANG Huanhuan1,2, LIANG Yexing1,2, ZHANG Xuemei1,2,LI Xue1,2, CHEN Guiting1, ZHANG Ling1,2*, GAO Feihu1,2*

1(Chongqing Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 401329, China)2(Chongqing Agricultural Science Grain and Oil Processing Technology Research Corporation,Chongqing 401329, China)

ABSTRACT Sweet potato flour is rich in various nutrients and active ingredients essential for the human body, to explore the processing applicability of sweet potato flour with different particle sizes for fresh wet noodles, the characteristics of sweet potato flour under different crushing strengths were measured and analyzed, the study systematically explored the impact of adding sweet potato flour with varying particle sizes on the quality of fresh and wet noodles.The results showed that sweet potato flour with a fineness of SF5 had the smallest particle size, D50 was 11.47 μm, L * was 89.67, water holding capacity was 99.50%, oil holding capacity was 55.50%, solubility was 30.00%, and water absorption swelling degree was 34.16%, all of which were the maximum values, after the 2-5 freeze-thaw cycles, the water separation rate was the lowest, and the characteristic values of the paste characteristics were significantly reduced.Choose SF5 to make fresh wet noodles, the optimal cooking time of fresh and wet noodles was shortened from 180 s to 150 s, with the lowest breakage rate being 1.50%, the lowest cooking loss rate being 0.68%, and the highest water absorption rate being 61.89%, the noodles had suitable softness and hardness, good elasticity, bright color, rich sweet potato aroma, the sensory total score was 86.95, which was the highest sensory score.Correlation analysis shows that the water holding capacity and solubility of sweet potato flour had the highest correlation with the cooking characteristics of fresh and wet noodles, the particle size, L *, swelling degree, and gelatinization temperature of the flour had the highest correlation with the texture characteristics of fresh and wet noodles, the freezing and thawing water separation rate of the flour had the highest correlation with the sensory evaluation of noodles.The study aims to provide a reference for the application of sweet potato flour with different fineness in fresh and wet noodles.

Key words particle fineness;sweet potato;flour;fresh wet noodles;quality

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.041555

引用格式：杨世雄,张欢欢,梁叶星,等.不同颗粒细度甘薯全粉对鲜湿面条品质的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(19):257-265.YANG Shixiong, ZHANG Huanhuan, LIANG Yexing, et al.Effect of sweet potato flour with different particle fineness on the quality of fresh and wet noodles[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(19):257-265.

第一作者：硕士,助理研究员(张玲副研究员和高飞虎研究员为共同通信作者,E-mail:16244291@qq.com;475340822@qq.com)

基金项目：重庆市与中国农业科学院战略合作项目(2022—2026);重庆小面工业化加工技术研究及示范推广项目(2023—2025);重庆市级财政科技创新类项目(KYLX20240500072)

收稿日期：2024-11-11,改回日期:2025-03-03