苦荞麦(Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.)，也称花荞、乌麦、菠麦，是蓼科荞麦属植物，在我国有久远的种植和栽培历史，是占有绝对优势的一种杂粮资源[1]。据记载，公元前五世纪荞麦就是栽培的“八谷”之一，是唯一的粮用蓼科植物[2],具有味苦寒平，有利精神气力、清热降火、渗湿健脾胃等功效[3]。苦荞的功能成分主要集中在麸皮，麸皮约占苦荞总重的23%～27%[4]，其中富含多种营养素及功能成分，包括芦丁、槲皮素等活性成分[5]。传统制粉工艺无法利用苦荞麸皮，通过微粉碎设备对脱壳苦荞籽粒进行细化处理，以改善粉体的口感和加工特性。
随着物质生活水平的提高，人们对于面条的口感、营养及花色品种要求越来越高，开发杂粮面条是提高面条营养品质、解决目前我国人民主食过于精细的有效途径[6-7]。目前，市面上的苦荞面条是将苦荞麦粉与小麦面粉混合后制备得到面团后压制而成，其中的苦荞麦粉含量很少，并且利用的苦荞粉是除去了含有大量营养功能成分的苦荞麸皮后制得的苦荞芯粉，这对苦荞面条产品的特色及营养功效有极大的限制[8]。
Mixolab混合实验仪是一种多功能测定谷物粉流变学和酶学特性的仪器，可同时得到反应粉体粉质特征和黏度特性的曲线，具有粉质仪和黏度仪的功能，可系统地研究样品的蛋白特性、淀粉特性、酶特性、外源添加剂的特性及其对粉体的影响等[9]。
经过微细化处理后的苦荞全粉充分保留了苦荞全粉营养及功能成分，本研究将经过微细化处理的苦荞全粉作为原料与小麦面粉混合加工苦荞面条，并探讨高比例苦荞麦粉添加到面条中的可行性。研究采用Mixolab混合实验仪目标剖面图分析法、感官品质、质构分析等对微细化苦荞全粉加工面条品质进行判定。
1 材料与方法
1.1 试验材料
苦荞籽粒，市售；小麦面粉，市售满香园特一粉；
CD1实验磨粉机，法国肖邦技术公司；SYFM-8型振动微粉碎机，济南松岳机器有限责任公司；Mixolab混合实验仪，法国肖邦技术公司；CT3质构仪，美国博勒飞公司。
1.2 试验方法
1.2.1 粉体制备
(1)原料微细化苦荞全粉
苦荞籽粒→清理杂质→脱壳(CD1实验磨粉机)→微粉碎(温度0 ℃、振幅5 mm、时间20 min，200目筛)→微细化苦荞全粉
(2)预混粉制备
将微细化苦荞全粉与小麦面粉按质量比0∶100，10∶90，20∶80，30∶70，40∶60，50∶50混合均匀后得到6个样品。
1.2.2 预混粉加工面条品质预判
采用Chopin+标准测试协议，即“ISO 17718:2013揉混和加热条件下测定全麦粉和面粉的流变学特性”方法，为含有面筋蛋白的小麦面粉的标准检测方法[9-10]。
将75 g样品置于Mixolab混合实验仪搅拌钵中，控温过程为：(1)恒温阶段：30 ℃恒温8 min；(2)升温阶段：4 ℃/min速度升温到90 ℃并保持高温7 min；(3)降温阶段：4 ℃/min速度降到50 ℃并维持5 min。整个搅拌过程以80 r/min的速度进行匀速搅拌，测试总时长为45 min。试验结束获得标准曲线(图1)。
图1 混合实验仪标准测试曲线图
Fig.1 Example curve of Mixolab
Mixolab软件的内置功能可将Chopin+测试协议标准曲线转化为6项质量指数，依次对应吸水率、混合、面筋强度、黏度、抗淀粉酶和回生指数(如图2，指数含义见表1)，每项指数用0～9表示为10个等级，数值越大，表明该指数特性越强。这些指数可被用于定义专用粉产品的验收标准，此功能被称为混合实验仪的指数剖面图。混合实验目标指数剖面图是针对不同用途小麦粉(如面条粉、饼干粉、馒头粉)制定的，所以各种用途小麦粉目标指数剖面图的“指数区间”也是不相同的。
图2 目标剖面图及其指数值
Fig.2 Mixolab profiler
表1 Mixolab剖面指数图各指数的含义
Table 1 The meaning of Mixolab profiler
Chopin+标准协议测定完毕后，样品测定结果会显示在目标指数剖面图上(图2)，指数反映各指标在图中对应的数值。结果与目标专用粉的指数剖面图区间进行比较，被测样品的指标在专用粉目标区间内的个数越多，越能满足该专用粉的要求。图3的2条闭合曲线之间的区域就是“面条专用粉目标指数区间”。
图3 面条专用粉的目标剖面图区间
Fig.3 Mixolab profiler of noodle power
1.2.3 苦荞面条的制备[11]
将微细化苦荞全粉与小麦面粉按质量比0∶100，10∶90，20∶80，30∶70，40∶60，50∶50混合，加适量2% 食盐水，和面10 min，醒发20 min后得到苦荞面团，在自动面条机上反复延压10次左右，逐渐减小压辊间的距离，直到面片厚度约1 mm，形成细密、光滑、平整的面带，切条，室温下悬挂晾干至水分≤14.0%，取下，截成20 cm的面条备用。
1.2.4 面条的品质评价
1.2.4.1 面条色泽
将面条用粉碎机粉碎，过60目筛，取筛下粉末为测试样品。色差测定：分光测色计测定。色度指标包括亮度(L)、红绿值(a)、黄蓝值(b)和色差(ΔE)[12]。白度(W)测定：白度仪测定。
1.2.4.2 面条烹煮特性研究[13]
(1)最佳煮面时间确立。将面条截成等长的段，置于沸水中煮，保持水处于微沸状态。从2 min起，每隔30 s取样1次，将取出的样品放入0 ℃的冰水中冷却2 min。用2块玻片将面条压扁，观察面条内部白色的硬心线，硬心线消失时所记录的时间即为最佳蒸煮时间。
(2)面条吸水率测定。准确称取面条10.00 g，放入500 mL沸水中，保持水处于微沸状态。煮至最佳煮面时间，捞出，置于筛网上沥水，5 min后称重。
面条吸水率
(1)
(3)面条烹煮损失测定。将测定面条吸水率后的面汤转入500 mL容量瓶中定容，取100 mL于恒重后的250 mL烧杯中，在电炉上蒸发至快干，放入105 ℃烘箱中恒重。
烹煮损失
(2)
1.2.4.3 感官评价方法[16]
对不同处理的面条随机编号，由6名感官评定员组成评定小组。评分标准按商业部规定标准SB/T 1037—2004中的评分标准稍作改进后进行。具体评分表如下表2所示。
表2 面条食用品质感官评定标准
Table 2 The criteria of sensory evaluation on the edible quality of noodles
1.2.4.4 面条质构测定
将面条煮至最佳烹煮时间[15]，捞出置于筛网上，用自来水冲淋30 s，静置5 min后在质构仪上使用TPA模式测定。每次将3根面条平行置于质构仪平台上，中间要有一定间隔。每个样品做5次平行。探头：TA 25/1000，夹具：TA-BT-KIT，测试条件：距离0.8 mm，触发点负荷2 g，速度1.00 mm/s。从TPA曲线上读取：硬度、黏性、弹性、胶着性、咀嚼性和内聚性6个数值[16]。
1.2.5 统计分析
每个样品重复测定3次，结果均表示为平均值±标准偏差。
采用Excel和SPSS 21.0进行统计分析。
2 结果与讨论
2.1 预混粉加工面条品质预判
采用Mixolab混合实验仪进行预混粉加工面条品质判断，测试过程旨在模拟测定面粉制作成面条从生到熟过程中面团的特性变化。测定面粉加水混合形成面团，面团在恒温、升温及降温过程中，搅拌刀片(在恒定的转速下)受到的扭矩(N·m)随时间的变化关系。
图4 面粉以及面粉与苦荞粉的混合面团的Mixolab曲线图
Fig.4 Mixolab curves of mixed flour dough
通过Mixolab混合实验仪对预混粉的流变特性测试，可以得到如图4的曲线。可以看到，添加了微细化苦荞全粉的曲线与小麦面粉曲线相比，虽然无论是在恒温搅拌稠度测试阶段，还是在高温黏度测试阶段的曲线走势均发生了很大的变化，但是曲线上的形状仍然与面粉曲线的走势较为类似，仍然能检测到各个特征值。
将不同比例微细化苦荞全粉-小麦粉的混合粉的剖面图指数与Mixolab软件内置的面条专用粉目标剖面图进行对比，结果如图5所示。
图5 不同比例混合粉与面条粉剖面图对比
Fig.5 Comparison of different proportions of mixed flour and noodle flour
混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为10%(质量分数)时，各项剖面图指数均在面条专用粉目标剖面图范围内，表明10%的微细化苦荞全粉添加量对混合粉的加工品质影响不大，混合粉适合面条加工。混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为20%～30%时,面筋指数、淀粉酶指数在面条专用粉目标剖面图范围之外，且呈下降趋势，分析可能会对面条的弹性、硬度、咀嚼性等产生影响。混合粉中微细化苦荞全粉添加比例增加到40%时,面筋指数、淀粉酶指数、混合指数在面条专用粉目标剖面图的范围之外，面筋指数、淀粉酶指数呈下降趋势，混合指数增高，面团揉混难度加大。混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为10%～40%时，黏度指数、吸水率指数均在面条专用粉目标剖面图范围内，表明微细化苦荞全粉的添加对面团黏度、吸水率影响不大。当微细化苦荞全粉的混合比例达到50%时，混合粉的所有指数均超出了面条专用粉的目标区域范围，说明该混合比例已经完全偏离了制作面条所需的面粉品质。
2.2 不同混粉比例的苦荞挂面品质分析
将微细化苦荞全粉按一定比例添加到小麦面粉中制作面条，当添加比例达到微细化苦荞全粉与小麦面粉质量比为50∶50时，无法制得面条成品。
2.2.1 不同混粉比例的苦荞面条色泽
实验采用色度仪和白度仪测定，对面条的表面白度、亮度以及内部结构的白度、光泽性等给予客观的量化评价，通过综合L、a、b及ΔE，能全面反映出面条表面色度或内部组织所存在的偏差，从而更精确地比较不同样品之间的色差。微细化苦荞全粉的色泽与对照面粉的差异较大，添加比例是影响色泽的主要因素，对不同添加比例的面条进行色泽分析，可为苦荞面条的表观特征提供数据支撑。
表3 不同配粉比例对面条色泽的影响
Table 3 The influence of different blending ratio on noodle’s color
注：同一列数据标有不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。
由表3可以看出，随着微细化苦荞全粉配粉比例的提高，面条色泽变化显著。白度和亮度显著降低，纯小麦面粉面条显红黄色调，而添加了微细化苦荞全粉的面条显绿黄色调，小比例添加(微细化苦荞全粉与小麦面粉质量比为10∶90～20∶80)的绿色值较明显，大比例添加(微细化苦荞全粉与小麦面粉质量比为30∶70～40∶60)色调主要显黄色，与肉眼观察结果一致。笔者前期研究表明，微细化处理对样品的a(红绿)值影响较大，b(黄蓝)值影响较小，微细化处理可以使苦荞粉样品的a值从正值变为负值；苦荞粉中麸皮的含量对样品的a值影响较小，b值影响较大，b值是随着苦荞麸皮含量的增加而增大。在小比例添加微细化苦荞全粉到小麦面粉中加工面条的过程中，面条中苦荞麸皮含量相对较少，推测为微细化处理在其中所起的作用较大，面条的绿色值较为明显；在面条粉中大比例添加微细化苦荞全粉时，苦荞麸皮在体系内的作用增大，并且，由于苦荞麸皮内含有大量的生理活性物质，易于氧化，因而面条中黄色值明显，更偏于黄褐色。色差是随着微细化苦荞全粉添加量的增加而增大的，各比例间差异显著(p<0.05)。
2.2.2 不同配粉比例对面条烹煮特性的影响
烹煮损失和吸水率是评价面条质量好坏的重要指标。面条吸水率大，面条品质相对较好，出品率高。烹煮损失小，淀粉流失少，面条不易糊汤。由表4分析结果可见，随着微细化苦荞全粉配粉比例的提高，烹煮损失增大。当配粉比例从0增加到20%时，面条的吸水率呈上升趋势，配粉比例超过20%后，面条的吸水率呈下降趋势，配粉比例20%的面条吸水率最高，达到131.59%，与小麦面粉加工的面条差异显著(p<0.05)。分析原因，可能是由于微细化苦荞全粉经过了微细化处理，其颗粒细小，比表面积较大，吸水量大且快，配粉比例从0增加到20%时，面条的吸水率呈上升趋势，但当配粉比例超过20%时，疏水性的物质(脂肪等)含量增加、相对稀释原面筋中面筋蛋白的质量分数、面团制作时加水量等因素，面条的吸水率呈下降趋势。随着微细化苦荞全粉配粉比例的提高，面筋网络逐渐弱化，淀粉颗粒更易从面筋网络的包络中游离出来，溶于面汤中，烹煮损失越大，浑汤越严重。
表4 不同配粉比例对面条烹煮特性的影响
Table 4 The influence of different blending ratio onnoodle’s water absorption and cooking loss
注：同一列数据标有不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。
2.2.3 不同配粉比例对面条感官指标的影响
由表5分析数据可见，混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为10%时,加工面条感官指标与对照相比无显著差异,与Mixolab目标剖面图分析结果一致，表明10%微细化苦荞全粉添加量对混合粉的加工品质影响不大。混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为20%时,加工面条感官指标与对照相比，食味、光滑性无显著差异，其他指标差异显著，分析原因，由于荞麦粉中不含面筋蛋白，随着添加量的增加，混合粉面筋蛋白含量降低，其韧性、适口性降低；混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为30%时,加工面条感官指标与对照相比，食味无显著差异，其他指标差异显著，混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为40%时,加工面条感官指标与对照相比均有显著差异。从综合评分看，添加超细化荞麦全粉添加量达到10%时，混合粉加工面条能保持较好的面条品质，且具有荞麦特色，当添加量超过30%，则面条品质急剧下降。
表5 不同配粉比例对面条感官品质的影响
Table 5 The influence of different blending ratio on noodle’s sensory evaluation
注：同一列数据标有不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。
2.2.4 不同配粉比例对面条质构的影响
国外对于面条的品质与仪器测定之间的关系进行了较深入的研究[17-21]。王灵昭等[22]研究了面条感官评价的单项指标与质构测定参数的相关性，认为TPA实验中的硬度参数、剪切实验中的最大剪切力参数、拉伸实验中的拉断力参数与面条的品质相关性最大，通过质构仪参数评价面条品质具有可行性。由表6可以看出，面条硬度在添加量为20%时值最高，与对照、30%、40%超细化微细化苦荞全粉添加量的面条差异显著(p<0.05)，弹性和胶着性在添加量不超过30%时差异不显著(p≥0.05)，其余各项TPA指标均显示在超细化荞麦全粉添加量为10%时，面条品质为最佳，添加量超过30%则面条品质急剧下降，丧失商品性。
表6 不同配粉比例对面条质构的影响
Table 6 The influence of different blending ratio on noodle’s texture
注：同一列数据标有不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。
3 结论与展望
苦荞全粉富含多种营养素及功能成分，经过微细化处理后的苦荞全粉充分保留了苦荞全粉营养及功能成分并利于人体吸收，将其应用于面条加工中，可得到营养价值较高的风味苦荞面条；研究以小麦面粉为对照，将经过微细化处理的苦荞全粉按10%～40%的比例添加到小麦面粉中，在不添加增筋剂、增稠剂等的条件下，混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为10%时，加工面条品质与对照无明显差异，品质最佳，混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为20%时,加工面条的韧性、适口性降低，当添加量超过30%，则面条品质急剧下降。
研究采用Mixolab混合实验仪目标剖面图分析法、感官品质、质构分析等对微细化苦荞全粉加工面条品质进行判定。当微细化苦荞全粉添加比例为10%时，Mixolab混合实验仪目标剖面图各项指数均在面条专用粉范围内，与感官品质、质构分析的混合粉加工面条品质与对照小麦面粉无明显差异的结果一致。当混合粉中微细化苦荞全粉添加比例为20%～30%时，面筋指数、淀粉酶指数在面条专用粉目标剖面图范围之外，且呈下降趋势，可预判出加工面条的韧性、适口性变差，与感官品质分析结果一致。结果表明，Mixolab混合实验仪的目标剖面图功能，可对面条粉的加工性能进行预判，对面制品的后续加工应用有较好的指导意义，但还需进一步深入研究。
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