不同亲水胶体对低蛋白高梁面条品质影响的研究

 寇兴凯1，2，刘振华1，杜方岭1，2，徐同成1，李文香2，宗爱珍1*

 1．山东省农业科学院农产品研究所，山东省农产品精深加工技术重点实验室(济南250100)；2．青岛农业大学食品科学与工程学院（青岛266109）

摘要以小麦淀粉为主料，适量添加高粱粉等其他辅料来制作低蛋白高粱面条，采用质构分析的手段来研究魔芋胶、羧甲基纤维素钠和海藻酸钠3种亲水胶体对低蛋白高梁面条品质的影响。结果表明，亲水胶体对低蛋白高梁面条的品质有显著改善效果。单因素和正交试验结果表明，复合亲水胶体对低蛋白高粱面条品质改善效果优于单一亲水胶体，且复合亲水胶体最佳配比：魔芋胶0.3%、羧甲基纤维素钠0．5%和海藻酸钠0．8%。按照此配比，经传统加工工艺可制得品质较好的低蛋白高粱面条。

关键词  亲水胶体；高粱；低蛋白面条；质构；品质

 近几年来，我国糖尿病肾病患者的数量不断增加，目前并无治疗糖尿病肾病的特效药物，并且药物治疗只能暂时控制病情发展，治标而不治本。临床研究表明，饮食治疗是有效控制病情、延缓肾脏进一步损害的行之有效的方法。为了达到控制病情的效果，糖尿病肾病患者的日常饮食除了要保证每天必须的能量摄入，还要对蛋白质的摄入进行控制。为保证肉、奶等优质蛋白的摄人，在日常饮食中要限制植物蛋白的摄人，总摄入量一般控制在0.6～0.8 g／(kg．d)。因此，糖尿病肾病患者在日常饮食中食用低蛋白主食产品（植物蛋白质含量低的产品）对控制病情具有重要意义。目前，市面上常见的低蛋白主食产品大都是直接用淀粉加工而成，产品形式多为淀粉糊状冲剂，品种单一，且口感风味不佳，患者接受度较差，不能坚持长期食用。所以，开发生产低蛋白、低升糖指数以及高品质的糖尿病肾病专用主食将

具有非常广阔的前景。

 高梁是一种优良的粮、饲、药兼用植物，现代研究证明，高粱中蛋白质含量约为8%~14%，其蛋白质消化率约为30%～80%，在禾谷类作物中最低；此外，高梁中还含有丰富的抗性淀粉，抗性淀粉具有降低血糖、降血脂、降胆固醇以及改善糖尿病症状等作用，符合糖尿病肾病患者所要求的“低蛋白、低升糖指数”的食用特点。然而，高粱中缺少面筋蛋白，在加工过程中难以形成面团，一般作为辅料使用；此外，低蛋白主食是以小麦淀粉为主料的，虽然会添加少量的小麦粉以改善风味、加工性能等，但总体而言，低蛋白主食中面筋蛋白含量较低。因此，在低蛋白主食加工过程中，存在不易成型、成品品质较差等诸多缺点，制约了低蛋白主食产品的发展。

 近年来，亲水胶体对面团品质的改善作用逐渐引起关注。亲水胶体可作为面粉改良剂，具有改善面团流变性、增稠、增黏、乳化、增筋、易于成型、增进面制品韧性和光滑度等作用。在面条制作过程中，将亲水胶体溶解后添加到面条中，通过与小麦蛋白质、淀粉等组分相互影响，改善面团整体黏度、弹性及强度，且制成面条烹煮后表面光亮、有嚼头、有筋度、口感滑爽细腻、耐煮、汤清、结实而有弹性，明显改良面条品质。目前，对于低蛋白面条的研究较少，尤其是将亲水胶体用于改善低蛋白面条品质的研究还鲜见报道。

 通过添加不同亲水胶体来制作低蛋白高粱面条，研究亲水胶体对低蛋白高粱面条质构品质的影响，为生产健康营养、高品质的低蛋白高粱面条提供技术参考，从而满足糖尿病肾病患者对低蛋白主食产品多样化的需求。

1材料和方法

1.1试验材料

 高粱粉：山东省农业科学院（蛋白质10.8%）；小麦粉（特一粉）（蛋白质11.3%）：山东德州巨嘴鸟工贸有限公司；小麦淀粉（蛋白质0.3%）：山东鄄城县明珠淀粉厂；预糊化淀粉（食品级）：浙江欣欣生化科技有限公司；海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、魔芋胶（食用级）：河南万顺化工有限公司；食盐：山东省肥城精制盐厂；食用纯碱：山东济南宝硕食品科技有限公司；复合磷酸盐：杭州聚和生物科技有限公司；水：饮用纯净水。

1.2仪器与设备

 HZF-A500电子天平：福州华志科学仪器有限公司；IKA T25数显型高速分散机：德国IKA公司；MS-169FX高级厨师机：深圳市牧人电器五金制品有限公司；美的多功能电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司；YMJ60A轧面机：山东银鹰炊事机械有限公司；TS-50型揉压切面机：佛山市顺德区通顺食品机械制造有限公司；TA-XT21型物性测试仪：英国Stable Micro Systems公司。

1.3试验方法

1.3.1低蛋白高粱面条的基本配方

 高梁粉10%、小麦粉20%、小麦淀粉50%、预糊化淀粉20%、食盐1%、食用纯碱0.1%、复合磷酸盐0.4%和饮用水35%。

1.3.2低蛋白高粱面条制作方法

 按比例称取高梁粉、小麦粉、小麦淀粉和预糊化淀粉，加入食品添加剂拌粉3 min混合均匀，将事先溶解并搅拌均匀获得的亲水胶体溶液与面粉混合，使用和面机继续拌粉和面3 min，将和好的面团用保鲜膜覆盖在常温下醒发熟化30 min，先用压面机在辊距3.5 mm处反复压制6次（每次压面均对折），使面片完整，表面光滑，之后依次在辊距3 mm、2 mm反复压延4次（每次压面均对折），最后在1 mm处压延4次（不对折），最后切成1.0 mm×2 mm×220 mm的面 条，用食品级聚氯乙烯膜覆盖，装入无菌袋中密封包 装，4℃冷藏备用。

  1.3.3试验设计

  1.3.3.1单因素试验

 按照低蛋白高粱面条基本配方来制作面条，分别添加不同量的魔芋胶(0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%)、羧甲基纤维素钠(0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%)和海藻酸钠(0.2%，0.4%，0.6%，0.8%, 1.0%和1.2%)三种亲水胶体。以不加亲水胶体作为对照，研究不同亲水胶体对低蛋白高粱面条质构品质的影响。

1.3.3.2正交试验

选用L9(33)正交试验对三种不同的亲水胶体（魔芋胶、羧甲基纤维素钠和海藻酸钠）按一定比例复合，考察复合亲水胶体对低蛋白高粱面条质构品质的影响，正交试验设计见表1。

1.4低蛋白高粱面条品质评定方法

 质构分析是一种评价食品品质的常用手段，反映食品与力学有关的质地特性，结果灵敏度高，易于标准化，可避免人为因素对评价结果产生影响，故结果准确、客观。利用质构仪可测定面条硬度、弹性、咀嚼性、拉断力和最大剪切力等品质，已有研究表明，拉伸试验中的拉断力参数、剪切力试验中的最大剪切力和TPA试验中的硬度和咀嚼性参数均与面条的筋道感、硬度和弹性呈显著正相关，通过这些品质可以反映面条质量的好坏。

1.4.1拉伸特性的测定

 每次取1根沥干的熟面条，将其两端分别缠绕在拉伸探头的上下臂上，使之固定但不紧绷，测定面条的拉断力。每个样品做5次平行试验，所得数据去除最大值和最小值后取平均值。探头：Code A/SPR；参数设定：模式，Tension；测试前速度1 mm/s,测试速度3 mm/s；测试后速度10 mm/s；测试距离100 mm；触发力，Auto-5 g；数据获取率200 pps。

1.4.2剪切特性的测定

 每次取5根沥干的熟面条水平放于载物台上，要求5根平行，间距近似，且与探头切刀垂直。每个样品做5次平行试验，所得数据去除最大值和最小值后取平均值。探头：Code A/LKD；参数设定：模式，下压过程中测量压缩力；测试前速度，N/A；测试速度0.17 mm/s;测试后速度10 mm/s；压缩距离4.5 mm；触发力5 g；数据获取率400 pps。

1.4.3TPA( Texture Profile Analysis)特性的测定

 每次取3根沥干的熟面条水平放于载物台上，并且3根平行，间距近似，测定面条的硬度、弹性与咀嚼性等参数指标。每个样品做5次平行试验，所得数据去除最大值和最小值后取平均值。探头：SMSP/36R；参数设定：模式，Compression;测试前速度1mm/s；测试速度5 mm/s,测试后速度5 mm/s；应变位移75%；两次压缩时间间隔5s；触发力，Auto-5g；数据获取率400 pps。

1.5数据分析

采用SPSS 17.0统计分析软件对数据进行处理分析。

2结果与分析

2.1魔芋胶添加量对低蛋白高粱面条品质的影响

 魔芋胶是从魔芋植物的块茎里提取出的水凝胶状多糖，能溶解于水中，并在一定条件下充分水化形成黏稠，滑腻的大分子物质，在加工食品中可起到提供稠性、黏度、黏附力和凝胶形成能力等作用，作为面条添加剂，可以改善其加工和食用品质。不同添加量的魔芋胶对低蛋白高梁面条质构品质的影响如表2。

 由表2可见，经拉伸试验、剪切试验和TPA试验，与不添加魔芋胶的低蛋白高粱面条相比，添加魔芋胶的低蛋白高梁面条最大拉伸阻力、最大剪切力、面条硬度、咀嚼度和胶着性均有所提高，但差异性不太显著。这是由于魔芋胶含有大量的魔芋葡甘聚糖，是一种高分子多糖，具有强水合能力；同时具有良好的凝胶性和增稠性，可改善高粱面团的流变学特性。当魔芋胶添加量超过0.3%时，低蛋白高粱面条的最大拉伸阻力、最大剪切力、面条的硬度和咀嚼性呈下降趋势，可能是添加过量的魔芋胶形成假塑性流体，抑制面团吸水，影响了面筋网络结构的形成，从而导致质构品质下降。

2.2  CMC-Na添加量对低蛋白高梁面条品质的影响

 CMC-Na易于分散在水中形成透明的胶体溶液，具有很好的增稠作用，因其自身良好的功能特性而在食品加工领域得到广泛应用。不同添加量的CMC-Na对低蛋白高梁面条质构品质的影响如表3。

 由表3可见，在拉伸试验中，随着CMC-Na添加量的增加，低蛋白高粱面条的最大拉伸阻力总体上呈逐渐上升趋势，说明CMC-Na能够增强面条拉伸性能，使面条不易断条；在剪切力试验中，随着CMC-Na添加量的增加，低蛋白高粱面条最大剪切力总体呈上升趋势，效果显著，说明CMC-Na可明显改善面条品质；随着CMC-Na添加量的增加，TPA试验中低蛋

白高粱面条的硬度、咀嚼度和胶着性呈现显著增加的趋势，说明添加一定量的CMC-Na可使低蛋白高粱面条筋道感得以明显改善。这主要是CMC-Na属凝胶多糖类，具有很好凝胶效应，具有很好的黏结性，能促进面筋、淀粉颗粒和小块面筋之间的结合，增加三者之间的粘连，进而形成完善、有序的三维空间网状结构，增强面条筋力、韧性和抗破坏性能。当CMC-Na添加过量超过0.4%时，CMC-Na将会抑制面团吸水，影响面筋网络的形成，从而影响面条硬度和咀嚼性，降低面条的品质。

2.3海藻酸钠添加量对低蛋白高梁面条品质的影响

  海藻酸钠是一种从海带中提取出来的天然多糖碳水化合物，是海藻酸衍生物中的一种，与蛋白质发生反应生成一种易于溶于水的络合物，提高产品黏度，可改善面条的组织黏结性，尤其对面筋含量较低的面粉作用效果更为显著。不同添加量的海藻酸钠对低蛋白高粱面条质构品质的影响如表4。

  由表4可见，随着海藻酸钠添加量的增加，面条最大拉伸阻力、最大剪切力、面条硬度、咀嚼性和胶着性呈现先上升后下降的趋势，但增长幅度先快后慢，这是由于海藻酸钠具有良好的增稠作用，加入后可增强面筋蛋白网络结构的强度，使其密度增加，进而提高面条的硬度、韧性咀嚼性等，对面筋含量较低的低蛋白高梁面条品质改善具有非常好的效果。但添加量超过1.0%时，会破坏面筋蛋白的质量，反而不利于面筋网络的形成，导致面条品质下降。

2.4正交试验结果分析

  考虑到单一亲水胶体各自的优缺点，且单一使用对低蛋白高梁面条的品质改善效果有限，研究发现，多种亲水胶体在面条加工中复配使用能够有效的改善面条品质。根据单因素试验结果，选择L9(33)正交试验对三种不同的亲水胶体（魔芋胶、羧甲基纤维素钠和海藻酸钠）按一定比例复合，以实现协同作用，提高对低蛋白高粱面条品质改良效果。正交试验结果见

表5。

  由表5可知，与不添加亲水胶体的低蛋白高梁面条相比，添加复合亲水胶体的低蛋白高粱面条无论是最大拉伸阻力、最大剪切力和TPA试验中的硬度、咀嚼陛和胶着性等都有所提高，说明复合亲水胶体能够改善低蛋白高梁面条的品质。由于咀嚼性是TPA试验中各项参数指标的综合体现，因此，试验选择质构分析结果中的咀嚼性进行极差分析，分析结果见表6。

 在单因素基础上，以咀嚼性为考察指标，选取魔芋胶添加量、CMC-Na添加量和海藻酸钠添加量作为正交因素，进行正交优化试验。由极差分析结果可知，各因素对低蛋白高粱面条品质影响的大小顺序为：海藻酸钠添加量>魔芋胶添加量>CMC-Na添加量；最佳的组合为A2B3C1，即魔芋胶、CMC-Na和海藻酸钠的添加量分别为0.3%，0.5%和0.8%。

3结论

 试验结果表明，不同的亲水胶体对低蛋白高梁面条的品质改良效果存在差异，但相对于不添加亲水胶体的低蛋白高梁面条来说，魔芋胶、CMC-Na和海藻酸钠三种亲水胶体对低蛋白高梁面条都可以起到很好的品质改良作用。单因素和正交试验结果表明，复合亲水胶体要比单一亲水胶体对低蛋白高梁面条品质改良效果显著。由正交试验得出的复合亲水胶体最佳组合为：魔芋胶添加量0.3%、CMC-Na添加量0.5%和海藻酸钠添加量0.8%，在此添加量下得到的低蛋白高梁面条品质最好。通过添加亲水胶体来改良低蛋白高梁面条的品质，能够为低蛋白面条的工业化生产提供一定的理论依据和技术支持。