一种发芽苦荞粉丝制作工艺的研究

陈春旭，杜传来，高红梅，杨剑婷，李先保，郭元新

（1.安徽科技学院食品工程学院，安徽滁州 233100；2.江苏科技大学粮食学院，江苏镇江 212004）

苦荞是双子叶植物，属蓼科，学名鞑靼荞麦，被誉为“五谷之王”，集七大营养素于一身。苦荞含有丰富的氨基酸、油酸、亚油酸、膳食纤维、维B1、维B2、维B6、维 C、维 E、维 PP、维P、叶绿素，以及钙、铁、铜、锌、硒、钾等多种微量元素，同时还富含其他谷类作物不具有的黄酮类化合物和芦丁，营养价值很高，是国际上公认的药食兼用的作物[1-2]。研究表明，由于蛋白酶抑制剂、芦丁降解酶等物质的存在，使得苦荞蛋白质和淀粉消化率降低，黄酮类化合物在加工过程中迅速分解[3]，适当的萌发处理后，可以提高蛋白质和淀粉的消化率，以及某些限制性氨基酸和维生素等营养物质的含量，其他化学成分均有所改变[3]，营养价值得以提高，并可形成独特的风味及口感，有些还增加了药用功能成分，萌发处理可以降解或消除其中有毒有害或抗营养物质的含量[4]。我国西南部的四川凉山地区是苦荞的原产地，现在广为种植的有西南部的云贵川红土高原和北方黄土高原。我国苦荞资源丰富，种植面积和总产量均居世界第1位，是种植区人民生活中不可或缺的粮种和饲料，也是当今及未来人们重要的健康食物源[5]。苦荞麦是我国占有绝对优势的一种杂粮资源，面对国内外市场对苦荞麦及其制品需求，我国苦荞产业面临着诸多的机遇与挑战[6]。目前，有关苦荞淀粉的结构和功能性的资料较为少见，苦荞淀粉市场潜力巨大，利用其丰富的淀粉资源，生产附加值较大的粉丝产品[7]，对我国大面积种植苦荞麦地区发挥资源优势、加快经济发展具有积极意义。

随着我国经济的快速发展，人民生活水平越来越高，从而对食品质量的要求也越来越高。传统的粉丝在生产过程中要加入较大量的明矾作为凝胶剂。然而明矾中含有铝，但铝不是人体所需的矿物质元素，长期食用会对人体造成一定的伤害，生产无铝粉丝对广大粉丝消费者来说具有重要意义。海藻酸钠[8]是一种从褐色海藻中提取的天然多糖物质，其来源广泛、成本低廉。海藻酸钠是一种天然纤维素，在人体中可减缓脂肪、糖和胆盐的吸收，具有降低胆固醇、甘油三酯和血糖的作用，在肠道中能抑制有害金属（如镉等）在体内的积累[9]。在食品中，常作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、黏合剂增加食品黏度、防止食品变脆、赋予食品润滑口感、改善食品品质。

我国生产淀粉粉丝历史悠久、品种较多，但产量和消费量较多的只有红薯、绿豆粉丝等几种，在我国经济日益发展和人民追求品种繁多的今天，已不能满足市场发展的需要。发芽苦荞粉丝是近年来才发展起来的一项新产品，是在国内外市场对苦荞麦及其制品需求的日益增大基础上而产生的，以满足广大消费者日益旺盛的需要。苦荞及其制品在韩国、日本等国很受欢迎，发芽苦荞粉丝在生产和销售上都拥有较为宽广的前景。

发芽苦荞粉丝主要成分为发芽苦荞淀粉、绿豆淀粉。发芽苦荞粉丝的市场前景比较广阔，而研究比较少，试验以海藻酸钠作为凝胶剂，通过对能影响到发芽苦荞粉丝品质的因素研究，由单因素试验、正交试验、粉丝的质构和烹煮特性检测得到最佳的发芽苦荞粉丝的制备工艺，从而为发芽苦荞粉丝的生产及加工提供一定的参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

苦荞，产自四川凉山；绿豆淀粉（食用级），衡水福桥淀粉有限公司提供；海藻酸钠（食品级），青岛明月海藻集团有限公司提供。

1.2 仪器

电热恒温培养箱，嘉兴市中新医疗仪器有限公司产品；101-3-S型电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂产品；电磁炉、BC/BD-428A型冰柜，安徽科技学院固定资产；PL6001型电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；CT3型质构仪，美国Brookfiled公司产品；立麦牌2m-20型不锈钢压面机、JY-CH-001型粉碎机，永康市九顺商贸有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

（1） 原料预处理。确保发芽苦荞淀粉为粉状，无颗粒存在，淀粉品质较好。

（2） 打芡。采用2.5%～3.0%的淀粉与打芡所用淀粉的1.5倍温水（40℃左右）。

（3）合浆。把水与海藻酸钠一起加热到95℃以上，该条件下海藻酸钠便于溶解，然后倒入芡中，待温度降低70℃左右，迅速加淀粉和面，面团转移到40℃左右的面板上进行和面。

（4）人工漏粉。将挤压粉丝机器距离沸水锅高度为30～40 cm，挤压面团的时候注意力度均匀、平稳，粉丝在锅内停留时间3～5 s后立即将其捞出。

（5）松丝。在20℃左右的凉水中冷却降温。

（6）老化。将制成的粉丝放置在温度较低的环境下一段时间。

（7）冷冻。冷冻时一定要把水沥干沥尽，这样对粉丝的冷冻形成空隙有很重要的影响，冷冻温度-6～-8℃，冷冻时间8～10 h。

（8）解冻。用流水解冻可以提高解冻效率，这样也可以防止因人工造成的断条，解冻所需的温度为室温。

（9）脱水干燥。将解冻后的粉丝甩干即可，将冻好的粉丝在30～40℃鼓风中干燥后即得到成品。

1.3.3 单因素试验

选定淀粉总质量50 g，苦荞淀粉10 g，绿豆淀粉40 g，海藻酸钠添加量为淀粉总质量的0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%；冷冻温度-2，-4，-6，-8，-10℃；冷冻时间6，7，8，9，10 h的条件下，考查淀粉与水的比例分别为1∶0.6，1∶0.7，1∶0.8，1∶0.9，1∶1.0时对发芽苦荞粉丝品质的影响。

1.3.4 正交试验设计

根据淀粉与水的比例、海藻酸钠添加量、冷冻温度和冷冻时间的单因素试验结果，进行正交试验设计，通过L9（34）正交试验进一步研究发芽苦荞粉丝制作的最佳制备工艺。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.3.5 感官评定标准

对粉丝的评判一般从颜色、透明光泽度、硬度、滑爽性（黏性）、弹韧性（筋道性、耐咀嚼性）、风味、可接受性[10]等方面进行，评定分数如下：颜色10分、透明光泽度10分、硬度20分、黏性20分、弹韧性20分、风味10分、可接受性10分，最终评分结果取其平均值。粉丝在沸水中煮20 min后捞出，分给5位评价员，评分过程在烹煮结束后15 min内完成[10]。

感官评分标准见表2。

表2 感官评分标准

1.4 粉丝的烹煮试验

在正交试验的基础上进行粉丝的烹煮试验测试，每个试验将长3 cm左右的样品3.000 0 g（计W0）于常压下以105℃烘干4 h，测定干物质质量W1，然后在100 mL沸腾的蒸馏水中煮沸15 min。煮好后迅速冷却，用吸水纸吸去粉丝表面的附着水，测定含水物质量W2，再以105℃烘干4 h，测得干物质质量W3，以上操作重复3次 ，取平均值[10]。膨润度、煮沸损失、干物质含量分别用下面的公式进行计算：

每个试验号将长10 cm的粉丝样品20根，在500 mL蒸馏水中煮沸20 min，记录最后的断条数。以上操作重复3次，取平均值。

1.5 粉丝的TPA检测

粉丝的TPA检测在正交试验的基础上进行，每个试验号选取每根长10 cm的10根无裂纹、无弯曲、粗细均匀的粉丝，在200 mL蒸馏水中煮沸10 min，捞出，用蒸馏水淋洗，放入蒸馏水中待测定[10]。测试时先用吸水纸吸去粉丝表面水分，每根剪成5 cm长，并用游标卡尺在不同的3个部位量取直径，取平均值，记录d1[11]，再在CT3型质构仪上用TA44探头按以下条件进行测量（感应力20 g，测试形变100.0%，测试前速度2.0 mm/s，测试速度1.7 mm/s，测试后速度2.0 mm/s）。每次测量1根，重复测试3根，取平均值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 淀粉与水的比例对发芽苦荞粉丝品质的影响

淀粉与水的比例对发芽苦荞粉丝品质的影响见图1。

图1 淀粉与水的比例对发芽苦荞粉丝品质的影响

由图1可知，发芽苦荞粉丝的感官评分在面团中含水量的增加呈先上升后下降的趋势。当淀粉与水的比例为1∶0.6时，由于面团中的水分过少而导致面团太硬，挤压出的粉丝过硬而易断条，且成型也不好；当比例为1∶1.0时，由于水分过量导致和成的面粉较稀，挤压形成的粉丝太过于柔软，不利于粉丝的成型。淀粉与水的比例对面团的成型起到决定性的作用，随着水分含量的增加，面团成型效果越来越好，当比例为1∶0.9时达到最佳，超过这个比例的效果则越来越差。根据试验结果可知，适当淀粉与水的比例对面团成型起到很好的作用，不同淀粉与水的比例对感官评分也有一定的影响。因此，为了使发芽苦荞粉丝有较好的色泽、口感及组织状态，选择淀粉与水的比例为1∶0.8，1∶0.9，1∶1.0进行正交试验。

2.1.2 海藻酸钠添加量对发芽苦荞粉丝品质的影响

海藻酸钠添加量对发芽苦荞粉丝品质的影响见图2。

图2 海藻酸钠添加量对发芽苦荞粉丝品质的影响

由图2可知，发芽苦荞粉丝的感官评价分数随海藻酸钠添加量的增加呈现上升趋势，在0.4%时达到最高。这是由于海藻酸钠在和面过程中起到凝胶剂的作用，有利于淀粉面团的形成，制作出的粉丝组织形态也较好，且对挤压出粉丝的弹韧性起到了良好的作用，也有效减少了粉丝断条数。但若添加量过多，则会加重漏粉时粉丝之间的黏连并条现象，从而影响粉丝的产量和品质，故海藻酸钠添加量不宜过多。为了能生产出高品质和高产量的发芽苦荞粉丝，分别选择海藻酸钠添加量为淀粉总量的0.3%，0.4%，0.5%进行正交试验。

2.1.3 冷冻温度对发芽苦荞粉丝品质的影响

冷冻温度对发芽苦荞粉丝品质的影响见图3。

图3 冷冻温度对发芽苦荞粉丝品质的影响

由图3可知，发芽苦荞粉丝的感官评分随冷冻温度的降低呈现先上升后下降的趋势，在冷冻温度为-6℃时感官评分达到最高。冷冻温度对发芽苦荞粉丝的影响主要在于产品的复水时间和复水率，也对粉丝产生一定的回生作用，随着冷冻温度的降低，放入冰箱里冷冻的粉丝会在其内部形成孔洞，孔洞的增加则有利于提高产品的复水率，减少复水时间。随着温度降低到一定程度，产品品质会达到最佳结果，若继续降低冷冻温度则会造成粉丝失水而出现发白的现象，影响粉丝的品质。故为了生产品质较佳的发芽苦荞粉丝，分别选冷冻温度为-4，-6，-8℃进行正交试验。

2.1.4 冷冻时间对发芽苦荞粉丝品质的影响

冷冻时间对发芽苦荞品质的影响见图4。

由图4可知，发芽苦荞粉丝的最佳感官评分所需要的冷冻时间为9 h。冷冻时间对发芽苦荞粉丝的老化和粉丝在冰箱中形成的孔洞有着重要作用，并且对冷冻后的粉丝起到减少黏连的效果，但冷冻时间也不宜过长，冷冻时间过长会使粉丝黏连现象变得严重，也会增加能耗并延长粉丝的生产周期。故为生产品质良好的发芽苦荞粉丝，分别选冷冻时间为8，9，10 h进行正交试验。

2.2 正交试验结果分析

图4 冷冻时间对发芽苦荞品质的影响

根据单因素试验结果，优化发芽苦荞粉丝的制作工艺，据L9（34）正交试验方案，以感官评定为指标来考查各因素对发芽苦荞粉丝制作工艺的影响。

L9（34）正交试验结果见表3。

表3 L9（34）正交试验结果

由表3可知，各因素对试验结果的影响主次顺序为A＞C＞B＞D，即淀粉与水的比例＞冷冻温度＞海藻酸钠添加量＞冷冻时间。从而得到理论上的最优配方为A2B2C2D3，即淀粉与水的比例1∶0.9，海藻酸钠添加量为淀粉总质量的0.4%，冷冻温度-6℃，冷冻时间9 h。但通过正交试验表所得到的数据可知，感官评价分数最高的为A2B1C2D3，因此需要进一步进行试验验证最佳因素配比。用相同的工艺进行试验，对所得到的粉丝进行感官评分，为89分，通过感官评分的对比，所选取的最佳配方为A2B2C2D3。也就是淀粉与水的比例1∶0.9，海藻酸钠添加量为淀粉总质量的0.4%，冷冻温度-6℃，冷冻时间10 h。

2.3 粉丝的质构与烹煮性质测定结果

粉丝的仪器测定结果见表4，粉丝的烹煮性质测定结果见表5。

根据参考文献，粉丝断条数、干物质含量、膨润度与质构仪中的弹性、硬度和黏性有着很好的相关性，这6项指标测得的数据即可表示粉丝的品质[12]。粉丝各项指标为黏性＜-0.5，弹性＜1.67，硬度＞261，每20断条数＜2根，干物质含量＞91%，膨润度＞700%。通过分析质构和耐煮特性检测所得的以上数据，可知在试验号4条件下制作的粉丝在品质上较好，耐煮性也较好。通过正交试验表知该条件下粉丝的制作工艺为A2B1C2D3。但是对正交试验表中的数据进行极差分析得到的各因素对试验结果的影响主次顺序为A＞C＞B＞D，即淀粉与水的比例＞冷冻温度＞海藻酸钠添加量＞冷冻时间。从而得到理论上的最优配方为A2B2C2D3，即淀粉与水的比例1∶0.9，海藻酸钠添加量为淀粉总质量的0.4%，冷冻温度-6℃，冷冻时间10 h。因此，需要进一步进行试验验证最佳因素配比。用相同的工艺进行试验，对所得到的粉丝进行质构和耐煮特性检测，结果为硬度368，黏性-0.068，弹性1.135，膨润度952%，干物质含量93.74%，断条数1根，通过质构和耐煮特性数据的对比，所选取的最佳配方为A2B2C2D3，即淀粉与水的比例1∶0.9，海藻酸钠添加量为淀粉总质量的0.4%，冷冻温度-6℃，冷冻时间10 h。

表4 粉丝的仪器测定结果

表5 粉丝的烹煮性质测定结果

3 结论

发芽苦荞粉丝制作过程中最关键的因素是漏粉时粉团的品质，若粉团品质较好则能顺利漏出粉丝，且漏出的粉丝粗细均匀，也不易出现断条现象[13]。粉团品质的好与坏则体现在黏度上，粉团的黏度随着剪切速率而变化，并且在剪切速率相同的情况下粉团黏度随剪切时间的延长而改变。粉团是一种触变体系，其黏度会随剪切速率的上升而下降，粉团触变性是否显著，直接影响到揉面时间的长短和漏出粉丝的品质[14]。淀粉与水的比例决定着粉团品质，主要包括2个方面，一是打芡时淀粉与水的比例，二是用芡加入淀粉和面时淀粉与水的加入量，这对粉团的触变起到很大影响。在水分加入量过高和过低的情况下对粉团的形成均不利，严重的话会导致粉团的无法形成，而且比例的稍微变动都会对粉团的品质产生很大的影响。在淀粉与水的比例为1∶0.6和1∶1.0时，所和出的面团品质很差，主要是因为淀粉与水的加入量不合适，而在比例为1∶0.9时效果最佳。在粉丝的生产过程中，粉丝的冷冻是十分重要的。当粉丝处于冷冻状态下时，其结构会发生改变，粉丝的内部会形成孔洞，从而增加粉丝的复水率，减少复水时间。另外，冷冻能够改善粉丝的品质、降低粉丝的黏性、增强产品的韧性，也能起到老化淀粉及降低粉丝含水量的作用。粉丝制作中有冷却过程，是为老化做准备，老化是糊化淀粉表现出的一个重要性质，糊化淀粉称为“α-化”淀粉[15]，在适当的温度和含水量条件下，分子又自动排列成序，形成致密、高度晶化的不溶解淀粉分子微粒，老化的目的是增加粉丝的韧性[16]。冷冻有降低或消除粉丝的黏性和脱水的作用，粉丝在最低的温度条件下停放一段时间后，使粉丝内部全部冻结，进一步脱水[16]。