植物乳杆菌发酵对马铃薯全粉面条品质的影响

徐一涵,陈玉婧,张建华*

(上海交通大学 农业与生物学院,上海,200240)

我国已提出马铃薯主食化战略,但主食中添加马铃薯粉后,会产品过黏、难成型等问题。乳酸菌发酵可能改善这种现象,对马铃薯主食化战略的推进具有积极意义。利用高产淀粉酶的植物乳杆菌CGMCC 14177发酵马铃薯生粉,并与小麦粉混合压制成面条,通过测定其断条率、蒸煮损失率、浊度、质构及感官特性指标,研究发酵时间及马铃薯粉添加量对面条品质的影响。结果表明:添加发酵10 h的马铃薯粉制作的面条品质最佳,最大添加量可达30%,与添加未发酵粉的马铃薯面条相比,面条的黏度显著降低,最大剪切力明显提高,与纯小麦制作的面条品质更为相近。

关键词 植物乳杆菌;发酵;淀粉酶;马铃薯面条;质构特性

第一作者:硕士研究生(张建华副研究员为通讯作者,E-mail:zhangjh@sjtu.edu.cn)。

基金项目:上海市科技兴农项目(沪农科转字(2016)第3-2号)

收稿日期:2018-08-07,改回日期:2018-10-10

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.018456

马铃薯富含淀粉、蛋白质、维生素、矿物质等营养物质,被联合国粮农组织列为“世界第四大粮食作物”。为保证国家粮食安全,农业部已提出马铃薯主食化的国家战略,力争到2020年,主食消费占马铃薯总消费量的30%。

采用马铃薯粉和小麦粉混合制作面条,不仅可以提高面条的营养价值,更是实现马铃薯主食化的重要途径之一。但由于马铃薯粉具有颗粒平均粒径大且粒径分布范围广,直链淀粉含量低(10%~20%)且聚合度大,蛋白质含量低且不含面筋蛋白[1],糊黏度峰值高等特点[2],添加后存在产品质构过黏,成型难,易断条等技术难题[3],导致其添加量受限。目前,大多数研究均采用添加改良剂[4]、优化加工工艺[5]和化学变性[6]等方法改善马铃薯面条品质,但马铃薯粉添加量仍然较低。大量研究表明乳酸菌发酵可以提高玉米淀粉、燕麦淀粉、大米淀粉和红薯淀粉的直链淀粉含量,且发酵所产的胞外多糖可以改善产品质构[7]。因此,乳酸菌发酵可提高谷物类、豆类、根茎类淀粉产品的加工特性[8-12],经发酵后制作的粉条口感爽滑、弹性好、耐咀嚼,其品质得到显著提高[13-15]。但绝大多数乳酸菌不能直接利用淀粉[16],因此乳酸菌发酵效率低下成为限制淀粉类基质发酵产品开发的瓶颈。采用高产淀粉酶的植物乳杆菌进行发酵,可快速利用淀粉,提高发酵效率。且相比于其他淀粉,马铃薯淀粉颗粒对淀粉酶具有较强的抗性[17]

本研究采用高产淀粉酶乳酸菌对马铃薯粉进行发酵,将发酵的马铃薯粉与小麦粉混合制作面条,并从物性、烹调特性和感官评定等方面考察马铃薯粉发酵对品质的影响,从而为乳酸菌发酵应用于改善马铃薯面条品质提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

马铃薯全粉,兴化市宏升食品有限公司;高筋小麦粉,潍坊风筝面粉有限责任公司;高产淀粉酶的植物乳杆菌CGMCC 14177,分离自老面团。

1.2 主要仪器与设备

5810R高速冷冻离心机,德国Eppendorf公司;L5S棱光紫外-可见分光光度计,上海仪电分析仪器有限公司;Sunrise5082酶标仪,瑞士Tecan公司;HPP260恒温培养箱,德国Memmert公司;KC160A电动压面机,永康市五瑞工贸有限公司;TVT6700物性分析仪,澳大利亚Perten公司。

1.3 实验方法

1.3.1 乳酸菌发酵剂的制备

将乳酸菌CGMCC 14177接种至MRS液体培养基,活化至对数后期,取菌液离心(4 000 r/min, 15 min),菌泥用无菌生理盐水洗脱3次,加适量无菌生理盐水振荡均匀即为乳酸菌发酵剂(108 CFU/mL)。

1.3.2 马铃薯粉固态发酵条件设定

称取一定质量马铃薯粉,加入一定量的无菌水和乳酸菌发酵剂,放入立式搅拌机中搅拌5 min,按压20次将马铃薯团搓圆,盖上保鲜膜,放入培养箱中发酵。各因素固定值分别为马铃薯粉与发酵液的固液比为1∶1.4(g∶mL),乳酸菌发酵剂的接种量φ=8%,发酵温度为31 ℃。保持其他3个因素不变,每次改变1个因素,设计固液比为1∶0.8、1∶1.0、1∶1.2、1∶1.4、1∶1.6和1∶1.8;乳酸菌发酵剂的接种量为4%、6%、8%、10%、12%;发酵温度为28、31、34和37 ℃。按1.3.3和1.3.4测定24 h内马铃薯面团的pH值和淀粉酶活力变化。将发酵的马铃薯面团40 ℃真空干燥,研磨过100目筛,干燥存储备用。

1.3.3 发酵马铃薯面团pH值测定

取发酵后的10 g样品加入90 mL去离子水中[18],使用磁力搅拌器搅匀,测定pH值,平行3次求平均值。

1.3.4 淀粉酶活性测定

参考XIAO等的碘量法[19]。取2.5 g发酵后的样品,加入27 mL 2.0 g/L CaCl2,搅拌均匀,定容至25 mL。30 ℃水浴30 min,离心(3 000 r/min, 15 min)取上清液作为胞外淀粉酶提取液。将40 μL质量浓度2.0 g/L淀粉溶液、36 μL淀粉粗酶液和4 μL 0.1 mol/L pH 7的磷酸盐缓冲液混合。40 ℃水浴40 min后加入20 μL 1 mol/L HCl中止水解。加入100 μL碘试剂反应2 min,取150 μL转入透明平底96微孔板,读取580 nm的吸收值。根据淀粉-碘显色标准曲线计算淀粉降解量,平行3次求平均值。酶活力单位定义(U/g):在上述条件下,每分钟能水解1 μg淀粉所需的酶量。酶活计算公式:

酶活÷t÷V÷ρ

(1)

式中:t为酶反应时间;V为反应的酶液体积,mL;ρ为酶液样品的质量浓度,g/mL。

1.3.5 发酵时间和添加量对面条品质的影响

1.3.5.1 马铃薯面条制作

称取一定比例的小麦粉和发酵马铃薯粉共100 g,加入40 mL水混合,揉捏至手握紧成团,松开成松散絮状。将其用保鲜膜包裹,25 ℃放置30 min,使面团水分均匀分布。用电动压面条机制作长20 cm,宽2 mm,厚1 mm的面条。

1.3.5.2 发酵时间对面条品质的影响

取上述最佳固态发酵条件下发酵0、2、4、6、8、10、12、14、16、18和20 h的马铃薯粉40 ℃烘干,过100目筛,与小麦粉以质量分数为35∶65的比例混合,制成马铃薯面条。按1.3.6和1.3.7测定马铃薯面条的烹调特性和质构特性,确定最佳发酵时间。

1.3.5.3 添加量对面条品质的影响

取发酵至最佳发酵时间的马铃薯粉,以质量分数10%、20%、25%、30%、35%和40%的添加量与小麦粉混合,制成马铃薯面条。按1.3.6和1.3.7测定马铃薯面条的烹调特性和质构特性。

1.3.6 马铃薯面条烹调特性

1.3.6.1 最佳蒸煮时间

取面条20根,放入500 mL水中保持微沸。2 min后,每隔15 s捞出1根面条,观察面条横切面中心是否有白芯,将白芯刚好消失的时间确定为最佳蒸煮时间。

1.3.6.2 断条率

取面条60根,放入1 L沸水蒸煮至最佳蒸煮时间,捞出面条记录面条断条数N

断条率/%×100

(2)

1.3.6.3 蒸煮损失率与浊度

称取50.0 g面条放入1 L沸水中蒸煮至最佳蒸煮时间捞出。面汤冷却后,加入蒸馏水定容至1 L,混匀。取50 mL面汤至烧杯(质量m1),95 ℃烘干至恒重(m2),计算蒸煮损失率。取10 mL面汤,720 nm处测定吸光度,定义为浊度[20]

蒸煮损失率/%×100

(3)

1.3.7 马铃薯面条质构特性

1.3.7.1 马铃薯面条质地剖面分析实验

将马铃薯面条蒸煮至最佳时间后立即捞出,置于冷水浸泡1 min,取10根面条无隙并排放置于质构仪测试平台。使用探头H&T 36RZ测定硬度、黏性、黏聚性、咀嚼性,具体参数为:压缩程度70%,2次压缩间隔1 s,测前速度2 mm/s,测试速度1 mm/s,测后速度2 mm/s[21]。平行10次求平均值。

1.3.7.2 马铃薯面条剪切实验

将蒸煮至最佳时间的马铃薯面条至于冷水浸泡1 min后捞出,取5根面条并排放置于质构仪测试平台[22]。使用有机玻璃刀型探头P-TNK测定最大剪切力反应硬度,具体参数为:压缩程度90%,测前速度2 mm/s,测试速度0.2 mm/s,测后速度5 mm/s。平行10次求平均值。

1.3.8 面条感官评定

由10位成员组成的感官评定小组参照国家行业标准LS/T 3202—1993《面条用小麦粉》中面条品尝项目和评分标准对面条进行感官评定,评分细则如表1所示。

表1 马铃薯面条感官评定评分标准
Table 1 The sensory evaluation of potato-wheat noodles

项目占比/%评分标准色泽10颜色乳白或奶黄色、亮度光亮为8.5~10分,亮度一般为6~8.4分,发暗、发灰、亮度差 1~6分外观10表面光滑平整为8.5~10分,光滑、膨胀程度适中为6~8.4分,粗糙不平、变形为1~6分适口性20咬断面条所用的力,适中为17~20分,偏软或偏硬为12~16分,太软或太硬为1~12分韧性25有嚼劲、弹力十足为21~25分,一般为15~21分,较差为1~15分粘性25爽口、不黏为21~25分,较爽口、稍黏为15~21分,不爽口、发黏为10~15分光滑性5口感光滑程度,光滑为4.3~5分,适中为3~4.3分,差为1~3分食味5具有浓郁马铃薯或小麦风味为4.3~5分,无其他杂味为3~4.3分,异味感强烈为1~3分

1.4 数据处理

实验结果采用SPSS 19软件进行数据统计学分析,P<0.05表示有显著差异。

2 结果与分析

2.1 固态发酵条件对发酵速度的影响

淀粉-碘显色反应标准曲线方程为y=0.008 1x+0.096 8,R2=0.999 8,因此可以通过A580计算淀粉酶降解的淀粉含量,进而计算淀粉酶的酶活。

2.1.1 固液比对马铃薯粉固态发酵速度的影响

固态发酵过程中,水分含量对细菌的生长繁殖和产酶有较大的影响。本实验探究了固液比对发酵进程的影响(图1)。

图1 固液比对发酵的影响
Fig.1 Effect of solid-liquid ratio on fermentation

结果表明,固液比在1∶1.2以下时,细菌生长明显受到抑制。固液比1∶0.8的最高淀粉酶活仅117.2 U/g,24 h后pH值仅降至3.93;而固液比1∶1.8的最高淀粉酶活达461.2 U/g,24 h后pH值降至3.61。随着水分的增加,pH值的下降速率加快,酶活增大。但当固液比大于1∶1.4时,水分的影响不显著。固液比在1∶1.2以上时,最高酶活都出现在12 h。且固液比1∶1.4的最高酶活(452.1 U/g)显著高于1∶1.2时的最高酶活(376.7 U/g,P<0.01),但与1∶1.8时的最高酶活差异不显著(P>0.1),因此选择固液比为1∶1.4。

2.1.2 接种量对马铃薯粉固态发酵速度的影响

合适的接种量既可提高发酵效率,也可节约成本。本实验探究了不同接种量条件对发酵进程的影响(图2)。

图2 接种量对发酵的影响
Fig.2 Effect of inoculum on fermentation

结果表明,发酵6~12 h,pH值快速降低,淀粉酶活快速升高。发酵12 h时,12%接种量的淀粉酶活性最高,为458.1 U/g,而4%接种量的酶活在发酵16 h才达到峰值,且仅313.2 U/g。12 h后, pH值均降低至4.5以下,不同接种量间差异不显著。当接种量大于6%时,均在发酵12 h达最高酶活。8%接种量的最高淀粉酶活为450.4 U/g显著高于6%的419.3 U/g(P<0.01),但与12%的酶活性差异不显著(P>0.1),因此选择固态发酵的接种量为8%。

2.1.3 发酵温度对马铃薯粉固态发酵速度的影响

温度会影响乳酸菌的代谢方式和酶促反应速率,从而对发酵过程产生影响。本实验探究了不同温度条件对发酵进程的影响(图3)。

图3 温度对发酵的影响
Fig.3 Effect of temperature on fermentation

结果表明,28 ℃发酵20 h才达到最高酶活387.8 U/g,而31、34 和37℃的最高酶活均出现在12 h,分别为461.5、 480.1 和366.1 U/g。12 h时,28、31、34 和37℃的pH值分别降至4.63、4.08、3.90和3.99。因此选择固态发酵的发酵温度为34 ℃。

2.2 马铃薯粉发酵时间对面条品质的影响

2.2.1 烹调特性

面条的烹调特性主要与面条的网络结构及淀粉粒结合程度有关,而马铃薯粉不含面筋蛋白,所以其添加会影响面条的烹饪特性。不同发酵时间的马铃薯粉制作的面条的烹调特性见表2。结果表明,小麦面条的最佳蒸煮时间为6 min。马铃薯淀粉易膨胀,糊化温度低,其添加会使面条的最佳蒸煮时间下降到3 min左右,且使面条的断条率和损失率明显增大,导致面条不耐煮。添加了35%未发酵的马铃薯全粉时,面条的断条率和蒸煮损失率分别为15%和7.01%,这主要是因为马铃薯全粉中不含面筋蛋白,导致面筋网络形成不够,不足以包裹所有的淀粉颗粒[23]。随着发酵时间的延长,断条率先略微下降,但12 h后明显增大,且蒸煮损失率和浊度均呈上升趋势。发酵可以增强淀粉凝胶网络,有利于维持面条的形状,使得断条率略微下降。但经长时间的发酵,乳酸会破坏马铃薯中的蛋白质和脂肪,使原来被结合的淀粉释放出来,蒸煮损失率上升。王晓曦等[24]的研究也表明,直链淀粉含量与干物质和蛋白的损失率成显著正相关。直链淀粉含量增加,导致淀粉的糊化峰值黏度下降,从而增加面条煮制时的淀粉损失。

表2 添加不同发酵时间的马铃薯粉对面条烹调
特性的影响
Table 2 Effect of potato flour fermentation time on the
cooking quality of potato-wheat noodles

发酵时间最佳蒸煮时间/min断条率/%蒸煮损失率/%浊度无添加6.003.3±1.2∗∗3.30±0.47∗∗0.205±0.011∗∗0 h3.2515.0±1.87.01±0.410.394±0.0102 h3.0013.3±2.06.90±0.370.385±0.0104 h3.5013.3±1.26.71±0.210.390±0.0096 h3.508.3±1.7∗∗7.25±0.440.423±0.011∗8 h3.758.3±1.2∗∗8.02±0.44∗∗0.461±0.006∗∗10 h3.5013.3±1.28.11±0.31∗∗0.459±0.004∗∗12 h3.0020.0±1.86∗8.34±0.26∗∗0.470±0.012∗∗14 h2.7518.3±1.28.53±0.63∗∗0.489±0.005∗∗16 h3.2526.7±2.0∗∗8.61±0.34∗∗0.499±0.014∗∗18 h3.5025.0±0.7∗∗9.25±0.39∗∗0.507±0.006∗∗20 h3.5026.7±1.2∗∗9.08±0.51∗∗0.510±0.012∗∗

注:*、**分别表示同一列参数与0 h相比在P<0.05、P<0.01水平上差异显著。马铃薯粉添加量为35%。

2.2.2 面条质构

TPA的硬度、黏聚性、弹性、咀嚼性及最大剪切力是测定面条质构的常用指标,面条的蒸煮时间和煮后的放置时间是影响面条质构的重要因素[25],测定过程中需严格控制。研究表明,硬度和咀嚼性与面条口感成正相关,最大剪切力大的面条具有更好的筋道感、更硬且更有弹性[26]

不同发酵时间的马铃薯粉制成的面条质构见表3。结果表明,随发酵时间的延长,面条的硬度和最大剪切力均是先上升后下降,但硬度并没有显著差异,在8 h达到峰值(6 540.6 gf)。10 h左右最大剪切力达到峰值,为273.6 gf,接近纯小麦面条(288.1 gf)。CHANG等[27]发现用乳酸菌发酵的酸浆水浸泡后的绿豆淀粉分子链长趋于平均,短链与长链的比例下降。袁美兰等[28]发现玉米淀粉发酵后支链淀粉平均链长增大,分支密度下降,使得其对长链的空间阻碍作用减弱,利于形成更强的凝胶。因此推测最大剪切力提高是因为在发酵过程中,植物乳杆菌的代谢产物攻击了支链淀粉的无定型区,使无定型区的短链水解或通过断链的方式除去,淀粉分子大小趋于均匀;同时,直链淀粉含量增加可促进交联缠绕,导致新结构抵抗剪切应力的能力增强。

表3 添加不同发酵时间的马铃薯粉对面条质构的影响
Table 3 Effect of fermentation time on the texture quality of potato-wheat noodles

发酵时间硬度/gf黏性/gf-mm咀嚼性/gf黏聚性最大剪切力/gf无添加5 607.0±265.984.6±8.5∗∗2 264.9±350.60.49±0.04288.1±14.5∗∗0 h6 110.9±244.2169.1±7.02 186.7±173.40.47±0.04202.4±11.62 h6 075.8±166.6168.2±8.22 506.6±154.90.52±0.02∗233.8±8.2∗∗4 h6 181.6±287.6151.1±11.9∗2 370.9±175.90.50±0.02246.8±15.0∗∗6 h6 515.6±325.1149.8±14.32 069.7±284.20.42±0.03254.8±12.2∗∗8 h6 540.6±187.6145.2±9.8∗∗1 902.5±296.70.38±0.03264.8±4.1∗∗10 h6 518.2±213.1114.4±8.1∗∗2 119.0±343.10.45±0.03273.6±5.8∗∗12 h6 370.7±252.6104.3±9.3∗∗2 596.6±255.70.54±0.03∗262.3±9.0∗∗14 h6 353.7±318.9113.9±11.6∗∗2 705.0±263.60.54±0.02∗249.8±10.8∗∗16 h5 851.0±544.8115.6±19.5∗∗2 425.5±388.80.58±0.03∗∗256.1±10.8∗∗18 h5 854.1±182.2107.9±6.2∗∗2 565.2±251.50.55±0.03∗∗227.3±17.520 h6 092.1±185.7111.7±17.7∗∗2 309.8±167.60.48±0.03202.9±6.8

注:*、**分别表示同一列参数与0 h相比在P<0.05、P<0.01水平上差异显著;马铃薯粉添加量为35%。

添加马铃薯粉后面条的黏性明显增加,但随发酵时间的延长显著下降。与未发酵马铃薯粉比较,发酵8 h的马铃薯粉制作的面条黏性显著降低(P<0.01)。推测黏性增加是由于马铃薯淀粉中支链淀粉含量高,吸水而造成面条黏度大[29],而发酵可以降低支链淀粉的比例。但发酵时间过长,淀粉链被深度降解,又会使面条的品质下降。10 h最大剪切力达到峰值、硬度接近峰值,因此,选择10 h作为最佳发酵时间。

2.3 马铃薯粉添加量对面条品质的影响

2.3.1 对烹调特性的影响

将发酵10 h的马铃薯粉按10%~40%的添加量制作面条,面条的烹调特性见表4。

表4 不同马铃薯粉添加量对面条烹调特性的影响
Table 4 Effect of different potato powder addition on the
cooking quality of potato-wheat noodles

添加量最佳蒸煮时间/min断条率/%蒸煮损失率/%浊度无添加6.003.0±0.82.93±0.370.197±0.00810%4.755.0±1.4∗∗7.04±0.35∗∗0.179±0.01220%4.003.3±1.27.56±0.41∗∗0.218±0.011∗25%3.753.7±0.78.53±0.72∗∗0.250±0.011∗30%3.504.6±0.8∗8.47±0.36∗∗0.281±0.013∗∗35%3.7515.0±2.0∗∗9.03±0.48∗∗0.430±0.009∗∗40%4.0023.3±2.1∗∗9.26±0.62∗∗0.558±0.016∗∗30%未发酵3.505.0±0.72∗∗6.95±0.59∗∗0.170±0.009∗

注:*、**分别表示同一列参数与纯小麦面条相比在P<0.05、P<0.01水平上差异显著。

结果表明,马铃薯粉的添加使面条的最佳蒸煮时间缩短,断条率、损失率和浊度增加,且发酵并没有改善马铃薯面条的烹调特性。添加30%发酵马铃薯粉的面条断条率为4.6%,蒸煮损失率为8.47%,符合挂面行业标准(LS/T 3212—2014)对断条率(≤5%)和蒸煮损失率(≤10%)的要求。而当添加量达到35%及以上时,马铃薯粉面条的断条率和蒸煮损失率显著增加,产品的烹调特性不符合标准要求。

2.3.2 对面条质构的影响

不同发酵马铃薯粉添加量的面条质构见表5。结果表明,马铃薯粉的添加对面条的TPA硬度、黏性、黏聚性和最大剪切力均有显著影响。随添加量的增大,马铃薯面条硬度先上升后下降,添加量为30%的硬度最大为6 632.2 gf。添加马铃薯粉使面条黏性显著增大,但面条的咀嚼性变化不明显。添加量在35%以内的面条最大剪切力差异并不显著,而40%时面条最大剪切力显著减小(P<0.01)。添加30%未发酵马铃薯粉制作的面条的黏性显著高于(P<0.01)、最大剪切力显著低于(P<0.01)相同添加量的发酵粉制作的面条。因此,乳酸菌发酵对提高面条最大剪切力、降低面条黏性具有显著效果。

2.4 马铃薯粉面条感官评定

纯小麦粉面条、添加30%未发酵马铃薯粉的面条和添加30%发酵10 h的马铃薯粉面条的外观见图4,感官评定结果见表6。尽管由于使用发酵粉制作的面条略带酸味,其食味得分略低于未发酵粉制作的面条,但添加了马铃薯粉的面条薯味浓郁,使其食味得分仍高于纯小麦面条。后期可通过加碱等措施,在提高面条的筋力的同时去除酸味,进一步提高其感官品质。发酵粉面条的其余指标得分均高于未发酵粉制作的面条,且显著改善了面条的色泽(P<0.05)、韧性(P<0.01)、黏性(P<0.01),与物性分析结果吻合。发酵粉面条的感官评定总分为87.2分,接近纯小麦面条,而添加未发酵粉的面条仅72.3分(P<0.01)。因此,马铃薯粉经发酵后添加明显提升了马铃薯面条的外观和口感。

表5 不同马铃薯粉添加量对面条质构的影响
Table 5 Effect of different potato powder addition on the texture quality of potato-wheat noodles

添加量硬度/gf黏性/gf-mm咀嚼性/gf黏聚性最大剪切力/gf无添加5 296.0±232.874.4±8.62 358.6±278.90.56±0.02286.3±17.410%5 474.6±95.593.0±10.9∗∗2 216.4±46.3 0.52±0.01∗∗269.8±11.020%6 187.1±49.0∗∗103.9±22.2∗∗2 515.5±32.50.50±0.01∗∗273.2±6.225%6 478.4±225.3∗∗108.2±7.4∗∗2 847.8±264.70.55±0.01263.2±8.530%6 632.2±200.6∗∗116.6±19.3∗∗2 607.5±235.30.50±0.02∗∗263.5±5.835%6 380.7±370.0∗∗121.8±5.5∗∗2 434.8±293.10.48±0.02∗∗264.8±7.140%6 308.2±355.3∗∗124.7±15.1∗∗2 407.8±285.70.54±0.07232.3±19.0∗30%未发酵6 473.8±131.9∗∗170.7±22.8∗∗2 875.6±184.80.51±0.02∗∗229.8±8.6∗∗

注:*、**分别表示同一列参数与纯小麦面条相比在P<0.05、P<0.01水平上差异显著。

表6 不同面条的感官评分
Table 6 The sensory score of potato-wheat noodles and wheat noodles

色泽外观适口性韧性黏性光滑性食味总分纯小麦8.7±0.488.8±0.9017.0±1.2221.0±0.7024.3±0.824.6±0.433.8±0.4988.1±3.4130%未发酵5.51±0.83∗7.4±0.7715.0±0.7116.8±0.43∗∗19.5±1.38∗∗3.9±0.734.3±0.2072.3±3.39∗∗30%发酵8.1±0.549.0±0.6117.0±1.2221.5±0.8622.8±1.084.7±0.344.2±0.1787.2±2.13

注:*、**分别表示同一列参数与纯小麦面条相比在P<0.05、P<0.01水平上差异显著。

3 结论

本文通过高产淀粉酶的植物乳杆菌CGMCC 14177固态发酵马铃薯全粉,探究发酵条件对发酵速度的影响。根据发酵粉的pH值和淀粉酶活性的变化规律,确定发酵条件为接种量8%、固液比1∶1.4和温度34 ℃,此条件下发酵12 h淀粉酶酶活最大,为480.1 U/g。将发酵马铃薯粉与小麦粉混合制作面条,探究乳酸菌发酵对马铃薯面条的烹调特性、物性以及感官性质的影响。研究结果发现,乳酸菌发酵对马铃薯面条质构和感官特性均有明显的改良作用。与未发酵粉制作的面条相比,发酵粉面条的黏度显著降低,最大剪切力显著提高,各项指标更接近于纯小麦面条。发酵10 h的马铃薯粉制作的面条品质最佳,最大添加量为30%。此马铃薯面条的外观、黏度、韧性和顺滑度等感官评分均高于未发酵粉制作的面条,总分接近纯小麦面条,且马铃薯香味浓郁,具有商业化潜力,对推动马铃薯主食化具有重要意义。

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Effects of Lactobacillus plantarum fermentation on the quality of potato noodles

XU Yihan, CHEN Yujing, ZHANG Jianhua*

(School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)

ABSTRACT There are some quality problems after adding potato flour to staple foods, including excessive adhesion and difficulty in molding. Lactic acid bacteria fermentation may improve the texture of staple foods made from potatoes. In this study, Lactobacillus plantarum CGMCC 14177 was used to ferment potato flour in order to improve the texture quality of potato-wheat noodles. By determining the broken rate, cooking loss rate, turbidity, textural property indexes, and sensory characteristics, the effects of fermentation time and ratio of potato flour added on the quality of potato-wheat noodles were investigated. The results indicated that the optimal fermentation period was 10 h, and the maximum addition ratio of fermented potato flour was 30%. Compared with noodles made without adding fermented potato flour, the viscosity of noodles made with fermented potato flour significantly reduced, and the maximal shearing hardness value increased obviously. Besides, their organoleptic properties were similar to wheat flour noodles.

Key words Lactobacillus plantarum;fermentation;amylase;potato noodles;textural characteristics