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 寇興凱1，2，劉振華1，杜方嶺1，2，徐同成1，李文香2，宗愛(ài)珍1*

 1．山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所，山東省農(nóng)產(chǎn)品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(濟(jì)南250100)；2．青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（青島266109）

摘要以小麥淀粉為主料，適量添加高粱粉等其他輔料來(lái)制作低蛋白高粱面條，采用質(zhì)構(gòu)分析的手段來(lái)研究魔芋膠、羧甲基纖維素鈉和海藻酸鈉3種親水膠體對(duì)低蛋白高梁面條品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，親水膠體對(duì)低蛋白高梁面條的品質(zhì)有顯著改善效果。單因素和正交試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合親水膠體對(duì)低蛋白高粱面條品質(zhì)改善效果優(yōu)于單一親水膠體，且復(fù)合親水膠體最佳配比：魔芋膠0.3%、羧甲基纖維素鈉0．5%和海藻酸鈉0．8%。按照此配比，經(jīng)傳統(tǒng)加工工藝可制得品質(zhì)較好的低蛋白高粱面條。

關(guān)鍵詞  親水膠體；高粱；低蛋白面條；質(zhì)構(gòu)；品質(zhì)

 近幾年來(lái)，我國(guó)糖尿病腎病患者的數(shù)量不斷增加，目前并無(wú)治療糖尿病腎病的特效藥物，并且藥物治療只能暫時(shí)控制病情發(fā)展，治標(biāo)而不治本。臨床研究表明，飲食治療是有效控制病情、延緩腎臟進(jìn)一步損害的行之有效的方法。為了達(dá)到控制病情的效果，糖尿病腎病患者的日常飲食除了要保證每天必須的能量攝入，還要對(duì)蛋白質(zhì)的攝入進(jìn)行控制。為保證肉、奶等優(yōu)質(zhì)蛋白的攝人，在日常飲食中要限制植物蛋白的攝人，總攝入量一般控制在0.6～0.8 g／(kg．d)。因此，糖尿病腎病患者在日常飲食中食用低蛋白主食產(chǎn)品（植物蛋白質(zhì)含量低的產(chǎn)品）對(duì)控制病情具有重要意義。目前，市面上常見(jiàn)的低蛋白主食產(chǎn)品大都是直接用淀粉加工而成，產(chǎn)品形式多為淀粉糊狀沖劑，品種單一，且口感風(fēng)味不佳，患者接受度較差，不能堅(jiān)持長(zhǎng)期食用。所以，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低蛋白、低升糖指數(shù)以及高品質(zhì)的糖尿病腎病專用主食將

具有非常廣闊的前景。

 高梁是一種優(yōu)良的糧、飼、藥兼用植物，現(xiàn)代研究證明，高粱中蛋白質(zhì)含量約為8%~14%，其蛋白質(zhì)消化率約為30%～80%，在禾谷類作物中最低；此外，高梁中還含有豐富的抗性淀粉，抗性淀粉具有降低血糖、降血脂、降膽固醇以及改善糖尿病癥狀等作用，符合糖尿病腎病患者所要求的“低蛋白、低升糖指數(shù)”的食用特點(diǎn)。然而，高粱中缺少面筋蛋白，在加工過(guò)程中難以形成面團(tuán)，一般作為輔料使用；此外，低蛋白主食是以小麥淀粉為主料的，雖然會(huì)添加少量的小麥粉以改善風(fēng)味、加工性能等，但總體而言，低蛋白主食中面筋蛋白含量較低。因此，在低蛋白主食加工過(guò)程中，存在不易成型、成品品質(zhì)較差等諸多缺點(diǎn)，制約了低蛋白主食產(chǎn)品的發(fā)展。

 近年來(lái)，親水膠體對(duì)面團(tuán)品質(zhì)的改善作用逐漸引起關(guān)注。親水膠體可作為面粉改良劑，具有改善面團(tuán)流變性、增稠、增黏、乳化、增筋、易于成型、增進(jìn)面制品韌性和光滑度等作用。在面條制作過(guò)程中，將親水膠體溶解后添加到面條中，通過(guò)與小麥蛋白質(zhì)、淀粉等組分相互影響，改善面團(tuán)整體黏度、彈性及強(qiáng)度，且制成面條烹煮后表面光亮、有嚼頭、有筋度、口感滑爽細(xì)膩、耐煮、湯清、結(jié)實(shí)而有彈性，明顯改良面條品質(zhì)。目前，對(duì)于低蛋白面條的研究較少，尤其是將親水膠體用于改善低蛋白面條品質(zhì)的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。

 通過(guò)添加不同親水膠體來(lái)制作低蛋白高粱面條，研究親水膠體對(duì)低蛋白高粱面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響，為生產(chǎn)健康營(yíng)養(yǎng)、高品質(zhì)的低蛋白高粱面條提供技術(shù)參考，從而滿足糖尿病腎病患者對(duì)低蛋白主食產(chǎn)品多樣化的需求。

1材料和方法

1.1試驗(yàn)材料

 高粱粉：山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院（蛋白質(zhì)10.8%）；小麥粉（特一粉）（蛋白質(zhì)11.3%）：山東德州巨嘴鳥(niǎo)工貿(mào)有限公司；小麥淀粉（蛋白質(zhì)0.3%）：山東鄄城縣明珠淀粉廠；預(yù)糊化淀粉（食品級(jí)）：浙江欣欣生化科技有限公司；海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、魔芋膠（食用級(jí)）：河南萬(wàn)順化工有限公司；食鹽：山東省肥城精制鹽廠；食用純堿：山東濟(jì)南寶碩食品科技有限公司；復(fù)合磷酸鹽：杭州聚和生物科技有限公司；水：飲用純凈水。

1.2儀器與設(shè)備

 HZF-A500電子天平：福州華志科學(xué)儀器有限公司；IKA T25數(shù)顯型高速分散機(jī)：德國(guó)IKA公司；MS-169FX高級(jí)廚師機(jī)：深圳市牧人電器五金制品有限公司；美的多功能電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；YMJ60A軋面機(jī)：山東銀鷹炊事機(jī)械有限公司；TS-50型揉壓切面機(jī)：佛山市順德區(qū)通順食品機(jī)械制造有限公司；TA-XT21型物性測(cè)試儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1低蛋白高粱面條的基本配方

 高梁粉10%、小麥粉20%、小麥淀粉50%、預(yù)糊化淀粉20%、食鹽1%、食用純堿0.1%、復(fù)合磷酸鹽0.4%和飲用水35%。

1.3.2低蛋白高粱面條制作方法

 按比例稱取高梁粉、小麥粉、小麥淀粉和預(yù)糊化淀粉，加入食品添加劑拌粉3 min混合均勻，將事先溶解并攪拌均勻獲得的親水膠體溶液與面粉混合，使用和面機(jī)繼續(xù)拌粉和面3 min，將和好的面團(tuán)用保鮮膜覆蓋在常溫下醒發(fā)熟化30 min，先用壓面機(jī)在輥距3.5 mm處反復(fù)壓制6次（每次壓面均對(duì)折），使面片完整，表面光滑，之后依次在輥距3 mm、2 mm反復(fù)壓延4次（每次壓面均對(duì)折），最后在1 mm處壓延4次（不對(duì)折），最后切成1.0 mm×2 mm×220 mm的面 條，用食品級(jí)聚氯乙烯膜覆蓋，裝入無(wú)菌袋中密封包 裝，4℃冷藏備用。

  1.3.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

  1.3.3.1單因素試驗(yàn)

 按照低蛋白高粱面條基本配方來(lái)制作面條，分別添加不同量的魔芋膠(0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%)、羧甲基纖維素鈉(0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%)和海藻酸鈉(0.2%，0.4%，0.6%，0.8%, 1.0%和1.2%)三種親水膠體。以不加親水膠體作為對(duì)照，研究不同親水膠體對(duì)低蛋白高粱面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響。

1.3.3.2正交試驗(yàn)

選用L9(33)正交試驗(yàn)對(duì)三種不同的親水膠體（魔芋膠、羧甲基纖維素鈉和海藻酸鈉）按一定比例復(fù)合，考察復(fù)合親水膠體對(duì)低蛋白高粱面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

1.4低蛋白高粱面條品質(zhì)評(píng)定方法

 質(zhì)構(gòu)分析是一種評(píng)價(jià)食品品質(zhì)的常用手段，反映食品與力學(xué)有關(guān)的質(zhì)地特性，結(jié)果靈敏度高，易于標(biāo)準(zhǔn)化，可避免人為因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響，故結(jié)果準(zhǔn)確、客觀。利用質(zhì)構(gòu)儀可測(cè)定面條硬度、彈性、咀嚼性、拉斷力和最大剪切力等品質(zhì)，已有研究表明，拉伸試驗(yàn)中的拉斷力參數(shù)、剪切力試驗(yàn)中的最大剪切力和TPA試驗(yàn)中的硬度和咀嚼性參數(shù)均與面條的筋道感、硬度和彈性呈顯著正相關(guān)，通過(guò)這些品質(zhì)可以反映面條質(zhì)量的好壞。

1.4.1拉伸特性的測(cè)定

 每次取1根瀝干的熟面條，將其兩端分別纏繞在拉伸探頭的上下臂上，使之固定但不緊繃，測(cè)定面條的拉斷力。每個(gè)樣品做5次平行試驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)去除最大值和最小值后取平均值。探頭：Code A/SPR；參數(shù)設(shè)定：模式，Tension；測(cè)試前速度1 mm/s,測(cè)試速度3 mm/s；測(cè)試后速度10 mm/s；測(cè)試距離100 mm；觸發(fā)力，Auto-5 g；數(shù)據(jù)獲取率200 pps。

1.4.2剪切特性的測(cè)定

 每次取5根瀝干的熟面條水平放于載物臺(tái)上，要求5根平行，間距近似，且與探頭切刀垂直。每個(gè)樣品做5次平行試驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)去除最大值和最小值后取平均值。探頭：Code A/LKD；參數(shù)設(shè)定：模式，下壓過(guò)程中測(cè)量壓縮力；測(cè)試前速度，N/A；測(cè)試速度0.17 mm/s;測(cè)試后速度10 mm/s；壓縮距離4.5 mm；觸發(fā)力5 g；數(shù)據(jù)獲取率400 pps。

1.4.3TPA( Texture Profile Analysis)特性的測(cè)定

 每次取3根瀝干的熟面條水平放于載物臺(tái)上，并且3根平行，間距近似，測(cè)定面條的硬度、彈性與咀嚼性等參數(shù)指標(biāo)。每個(gè)樣品做5次平行試驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)去除最大值和最小值后取平均值。探頭：SMSP/36R；參數(shù)設(shè)定：模式，Compression;測(cè)試前速度1mm/s；測(cè)試速度5 mm/s,測(cè)試后速度5 mm/s；應(yīng)變位移75%；兩次壓縮時(shí)間間隔5s；觸發(fā)力，Auto-5g；數(shù)據(jù)獲取率400 pps。

1.5數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2結(jié)果與分析

2.1魔芋膠添加量對(duì)低蛋白高粱面條品質(zhì)的影響

 魔芋膠是從魔芋植物的塊莖里提取出的水凝膠狀多糖，能溶解于水中，并在一定條件下充分水化形成黏稠，滑膩的大分子物質(zhì)，在加工食品中可起到提供稠性、黏度、黏附力和凝膠形成能力等作用，作為面條添加劑，可以改善其加工和食用品質(zhì)。不同添加量的魔芋膠對(duì)低蛋白高梁面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響如表2。

 由表2可見(jiàn)，經(jīng)拉伸試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)和TPA試驗(yàn)，與不添加魔芋膠的低蛋白高粱面條相比，添加魔芋膠的低蛋白高梁面條最大拉伸阻力、最大剪切力、面條硬度、咀嚼度和膠著性均有所提高，但差異性不太顯著。這是由于魔芋膠含有大量的魔芋葡甘聚糖，是一種高分子多糖，具有強(qiáng)水合能力；同時(shí)具有良好的凝膠性和增稠性，可改善高粱面團(tuán)的流變學(xué)特性。當(dāng)魔芋膠添加量超過(guò)0.3%時(shí)，低蛋白高粱面條的最大拉伸阻力、最大剪切力、面條的硬度和咀嚼性呈下降趨勢(shì)，可能是添加過(guò)量的魔芋膠形成假塑性流體，抑制面團(tuán)吸水，影響了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，從而導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)品質(zhì)下降。

2.2  CMC-Na添加量對(duì)低蛋白高梁面條品質(zhì)的影響

 CMC-Na易于分散在水中形成透明的膠體溶液，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領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。不同添加量的CMC-Na對(duì)低蛋白高梁面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響如表3。

 由表3可見(jiàn)，在拉伸試驗(yàn)中，隨著CMC-Na添加量的增加，低蛋白高粱面條的最大拉伸阻力總體上呈逐漸上升趨勢(shì)，說(shuō)明CMC-Na能夠增強(qiáng)面條拉伸性能，使面條不易斷條；在剪切力試驗(yàn)中，隨著CMC-Na添加量的增加，低蛋白高粱面條最大剪切力總體呈上升趨勢(shì)，效果顯著，說(shuō)明CMC-Na可明顯改善面條品質(zhì)；隨著CMC-Na添加量的增加，TPA試驗(yàn)中低蛋

白高粱面條的硬度、咀嚼度和膠著性呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)，說(shuō)明添加一定量的CMC-Na可使低蛋白高粱面條筋道感得以明顯改善。這主要是CMC-Na屬凝膠多糖類，具有很好凝膠效應(yīng)，具有很好的黏結(jié)性，能促進(jìn)面筋、淀粉顆粒和小塊面筋之間的結(jié)合，增加三者之間的粘連，進(jìn)而形成完善、有序的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)面條筋力、韌性和抗破壞性能。當(dāng)CMC-Na添加過(guò)量超過(guò)0.4%時(shí)，CMC-Na將會(huì)抑制面團(tuán)吸水，影響面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，從而影響面條硬度和咀嚼性，降低面條的品質(zhì)。

2.3海藻酸鈉添加量對(duì)低蛋白高梁面條品質(zhì)的影響

  海藻酸鈉是一種從海帶中提取出來(lái)的天然多糖碳水化合物，是海藻酸衍生物中的一種，與蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成一種易于溶于水的絡(luò)合物，提高產(chǎn)品黏度，可改善面條的組織黏結(jié)性，尤其對(duì)面筋含量較低的面粉作用效果更為顯著。不同添加量的海藻酸鈉對(duì)低蛋白高粱面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響如表4。

  由表4可見(jiàn)，隨著海藻酸鈉添加量的增加，面條最大拉伸阻力、最大剪切力、面條硬度、咀嚼性和膠著性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，但增長(zhǎng)幅度先快后慢，這是由于海藻酸鈉具有良好的增稠作用，加入后可增強(qiáng)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，使其密度增加，進(jìn)而提高面條的硬度、韌性咀嚼性等，對(duì)面筋含量較低的低蛋白高梁面條品質(zhì)改善具有非常好的效果。但添加量超過(guò)1.0%時(shí)，會(huì)破壞面筋蛋白的質(zhì)量，反而不利于面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，導(dǎo)致面條品質(zhì)下降。

2.4正交試驗(yàn)結(jié)果分析

  考慮到單一親水膠體各自的優(yōu)缺點(diǎn)，且單一使用對(duì)低蛋白高梁面條的品質(zhì)改善效果有限，研究發(fā)現(xiàn)，多種親水膠體在面條加工中復(fù)配使用能夠有效的改善面條品質(zhì)。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇L9(33)正交試驗(yàn)對(duì)三種不同的親水膠體（魔芋膠、羧甲基纖維素鈉和海藻酸鈉）按一定比例復(fù)合，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同作用，提高對(duì)低蛋白高粱面條品質(zhì)改良效果。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)

表5。

  由表5可知，與不添加親水膠體的低蛋白高梁面條相比，添加復(fù)合親水膠體的低蛋白高粱面條無(wú)論是最大拉伸阻力、最大剪切力和TPA試驗(yàn)中的硬度、咀嚼陛和膠著性等都有所提高，說(shuō)明復(fù)合親水膠體能夠改善低蛋白高梁面條的品質(zhì)。由于咀嚼性是TPA試驗(yàn)中各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的綜合體現(xiàn)，因此，試驗(yàn)選擇質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果中的咀嚼性進(jìn)行極差分析，分析結(jié)果見(jiàn)表6。

 在單因素基礎(chǔ)上，以咀嚼性為考察指標(biāo)，選取魔芋膠添加量、CMC-Na添加量和海藻酸鈉添加量作為正交因素，進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。由極差分析結(jié)果可知，各因素對(duì)低蛋白高粱面條品質(zhì)影響的大小順序?yàn)椋汉Ｔ逅徕c添加量>魔芋膠添加量>CMC-Na添加量；最佳的組合為A2B3C1，即魔芋膠、CMC-Na和海藻酸鈉的添加量分別為0.3%，0.5%和0.8%。

3結(jié)論

 試驗(yàn)結(jié)果表明，不同的親水膠體對(duì)低蛋白高梁面條的品質(zhì)改良效果存在差異，但相對(duì)于不添加親水膠體的低蛋白高梁面條來(lái)說(shuō)，魔芋膠、CMC-Na和海藻酸鈉三種親水膠體對(duì)低蛋白高梁面條都可以起到很好的品質(zhì)改良作用。單因素和正交試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合親水膠體要比單一親水膠體對(duì)低蛋白高梁面條品質(zhì)改良效果顯著。由正交試驗(yàn)得出的復(fù)合親水膠體最佳組合為：魔芋膠添加量0.3%、CMC-Na添加量0.5%和海藻酸鈉添加量0.8%，在此添加量下得到的低蛋白高梁面條品質(zhì)最好。通過(guò)添加親水膠體來(lái)改良低蛋白高梁面條的品質(zhì)，能夠?yàn)榈偷鞍酌鏃l的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持。