榆树皮粉对小麦面团和面条理化品质的影响

黄一承，陈小宇，张建，李晓磊，李丹

（长春大学农产品加工吉林省普通高等学校重点实验室，吉林 长春 130022）

面条是亚洲范围内的一种重要主食，深受广大消 费者喜爱，但是以小麦作为单一原料的传统面条逐渐不能满足消费者对降血糖、降血脂等营养健康的需求。近年来在面条中添加膳食纤维以及杂粮粉等逐渐成为研究热点[1-2]。

榆树是榆科（Ulmaceae）落叶乔木，全球共有40种，我国有24种，主要分布在东北、华北和南方各省[3]。榆树树皮和根皮含有多种氨基酸、多糖、矿物质元素以及不饱和脂肪酸等[4]。研究表明，榆树皮粉（elm bark powder，EBP）中含有多种生物活性成分，EBP提取物具有很好的抗炎和抗氧化作用[5-6]，可以预防和治疗过敏性哮喘[7]，能有效抑制激素依赖性妇科肿瘤[8]。EBP中的化合物具有抗病毒、护肝、解肝毒、抗皱纹和抗紫外的功能[9]，对放射性皮肤损伤起到高效的防治作用[10]，还可以调节胚胎的发育进程[11]、有效改善多襄卵巢综合征组织学和睾酮紊乱[12]，被广泛应用于医疗卫生、化工以及食品等领域。

研究者对EBP在中医药领域的应用进行了大量的研究工作，但EBP作为一种植物性食品原料研究不多，且EBP面条作为东北和西北地区的传统食品一直被誉为低升糖指数的主食，但至今没有关于EBP面条消化升糖方面的研究，所以本文对EBP在食品中的加工应用进行研究，探讨不同EBP添加量对面团动态流变学特性、面条品质及消化率的影响，获得EBP最适添加量，为EBP作为可食用植物资源的广泛应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

中筋小麦粉：河北廊坊金沙河面业有限责任公司；榆树皮：长春大学农产品加工吉林省普通高等学校重点实验室；猪胰腺 α-淀粉酶（100 U/mg）、鼠肠粉（intestinal acetone powders from rat I1630）：美国 Sigma-Aldrich公司；葡萄糖氧化酶（glucose oxidase-peroxidase，GOD-POD）法试剂盒：长春汇力生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

TA-XT.PLUS物性测试仪：英国Stable Micro System公司；DHR流变仪：澳大利亚NEWPORT公司；ACA全自动面包机：北美电器有限公司；电动面条机：中国俊媳妇厨具有限公司；Multiskan Spectrum酶标仪：美国Thermo公司。

1.3 方法

1.3.1 混合粉的制备

新鲜榆树皮洗净、烘干、粉碎、过50目筛，得EBP，并按照总质量0%（对照组）、5%、10%、15%、20%、25%与小麦粉（W）充分混合即得混合粉（EBP-W）。

1.3.2 面团的制备和面团动态流变学特性的测定

参照张莹莹等[13]、蒋诗雨等[14]和王丹等[15]的方法并作适当修改。称取100 g EBP-W，加入30℃蒸馏水45g，利用ACA全自动面包机制备面团，和面30 min后醒发30 min。醒发完成后，取2.5 cm×2.5 cm×0.5 cm的面团放置在流变仪进行动态流变学特性的测定，测试探头选择P35/Ti，两平行板的间距为2 mm，在边缘涂一层蒸馏水，减少水分挥发。流变仪参数设定：应力0.5%，温度25℃，等待时间1 min，振荡频率为0.1 Hz～20.0 Hz，在线性黏弹性区域测定0.5%的应变以记录面团的弹性模量、黏性模量以及力学损耗因子随频率的变化。

1.3.3 面条的制备和蒸煮品质的测定

1.3.3.1 面条制备

将制备的面团放入面条机中，调至中速压面模式挤压面条[16]。

1.3.3.2 面条最佳蒸煮时间和断条率的测定

将刚压好的鲜湿面条两端切除，长度15 cm，取30根放入1 000 mL的沸水中，煮制200 s，每隔10 s取一次样，观察面条中间白芯的变化情况，记下白芯刚好消失的时间，即面条的最佳蒸煮时间。

将面条捞出计算其中断条数占30根面条的百分比即为面条的断条率。

式中：S为30根面条中断掉的面条根数。

1.3.3.3 面条干物质吸水率和干物质损失率的测定

选取30根15cm长的鲜湿面条，称重，放入1000mL沸水中，煮至最佳蒸煮时间，捞出放置在滤纸上静置8 min，吸干水分，称重并按照下式计算面条的干物质吸水率。

式中：M1为蒸煮后面条的质量，g；M2为蒸煮前面条质量，g；W为蒸煮前面条水分含量31.03%。

将煮完面条剩余的面汤冷却至25℃后，转入500mL容量瓶中定容混匀，量取10 mL面汤，倒入铝盒中，并放入105℃烘箱内烘至恒重，计算干物质损失率。

式中：M为100 mL面汤的干物质的质量，g；G为煮前面条的质量，g；W为煮前面条的水分含量31.03%。

1.3.4 面条质构特性和拉伸特性的测定

参照Klinmalai等[17]和陈书攀等[18]方法稍作修改。把煮熟的面条捞出放置25℃水中1 min，然后捞出沥干8 min，取3根面条水平均匀放置载物台中间，重复试验12次，最终选取其中3组结果，取其平均值。物性测试仪探头：Code HDP/PFS。测前速度：2 mm/s，测中速度：0.8 mm/s，测后速度：0.8 mm/s，测试形变量：70%，接触力：5 g，两次压缩的时间间隔为1 s。

把煮熟的面条捞出放置25℃水中1 min，然后捞出沥干8 min，取一根面条，将两端分别缠绕在探头上，拉伸面条至面条拉断为止，此时面条拉断时所受的力，即面条的拉伸强度。物性测试仪探头：Spaghetti/Noodle tensile rig code A/SPR。测前速度：2 mm/s，测中速度：2 mm/s，测后速度：10 mm/s，测试拉伸距离：80 mm。

1.3.5 面条淀粉消化率的测定

将煮熟面条沥干8 min后放入干燥箱干燥2 h，再将其粉碎即可得到待测面粉。

将200 mg鼠肠粉与2 mL磷酸氢二钠-磷酸氢二钠缓冲液（100 mmol/L pH6.8）混匀，加入 14 mg α-淀粉酶使酶活达到700 U/mL，摇匀溶解后取100 μL加入400 μL的磷酸氢二钠-磷酸氢二钠缓冲液（100 mmol/L pH6.0）中，配制成溶液I。称取10 mg待测面粉，溶于500 μL的磷酸氢二钠-磷酸氢二钠缓冲液（100 mmol/L pH6.0）中，配制成2%淀粉溶液，即为溶液Ⅱ。将溶液I、Ⅱ分别在37℃下预热30 min后立即混匀，开始计时。在 10、20、30、60、120、180 min 时取 20 μL 反应液乙醇灭活并按照GOD-POD试剂盒说明书进行显色处理，并通过酶标仪在510 nm处测定吸光度并求得反应生成葡萄糖浓度，重复测定3次。

1.4 数据处理

通过Microsoft Office Excel 2016与Origin 2019 b进行图表分析和制作，采用IBM SPSS Statistics 20.0分析软件对数据进行Duncan检验（p＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 EBP不同添加量对面团动态流变学特性的影响

图1、图2分别为弹性模量（G′）、黏性模量（G″）随角频率（0.1 Hz～20.0 Hz）变化频率情况。

图1 不同EBP添加量面团弹性模量随角频率变化曲线Fig.1 Variation curve of elastic modulus of dough with angle frequency with different addition of EBP

图2 不同EBP添加量面团黏性模量随角频率变化曲线Fig.2 Variation curve of viscosity modulus of dough with angle frequency with different addition of EBP

弹性模量（G′）即为储能模量，主要表现为恢复的弹性性质，黏性模量（G″）即为损耗模量，主要表现为可以损耗的黏性性质[19]，力学损耗因子tan δ是G″与G′的比值。所有样品的弹性模量和黏性模量均由振荡频率决定。由图1和图2可知，在进行的所有试验组中，G′均大于G″，表明面团的动态流变学特性为弱凝胶特性[20]，G′和G″随着EBP添加量的增多而增大，当添加量为5%、10%、15%时，tan δ大于对照组，表明适量的EBP加入会使面团的黏弹特性增强，而当添加量为20%、25%时，tan δ接近甚至小于对照组，表明过量添加EBP会使面团的黏弹特性降低。当EBP添加量为25%时，G′和G″达到了最大值，此时面团的黏弹特性较低，面团结构相对松散，稠度较差，面条品质一般。综上可知，EBP的最适添加量为15%，此时面团的黏弹特性最好，最适合进行面条的制作[21-22]。

2.2 EBP的不同添加量对面条质构特性和拉伸特性的影响

不同EBP添加量对面条质构特性和拉伸特性的影响如表1所示。

表1 不同EBP添加量对面条质构特性和拉伸特性的影响Table 1 Effect of different addition amount of EBP on texture antensile properties of noodles

由表1可知，EBP的添加对面条硬度、黏聚性、咀嚼度、拉伸力和拉伸长度等方面有明显的影响，这是由于EBP的添加改变了面条的面筋结构，从而在面条的质构特性与拉伸特性方面产生了影响[23]。当EBP的添加量为15%时，试验组中面条硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度、回复性等均达到了最适指标，与对照组相比，各项指标数据得到了相应的改善，这与宋亚珍等[24]研究发现的面条硬度和咀嚼度值越大，面条品质越好的结论一致。

拉伸力与拉伸长度表现了面条的强度以及筋度，拉伸力和拉伸长度值越大，表明面条的强度和筋度越大。由表1可知，随EBP添加量的增大，拉伸力和拉伸长度均呈现了先增大后减小的变化，当EBP添加量为15%时，拉伸力和拉伸长度均达到了最大值，这表明了此时面条的品质最好，面条不易拉断，具有较好的延展性、伸缩性，符合Kang等[25]与张庆霞[26]认为的咀嚼感、硬度等与面条品质的关系。

综上可知，添加一定量的EBP可以有效改变面条的质构特性和拉伸特性，从而改变面条的口感品质，EBP可以作为一种膳食纤维改良添加剂加入到面条中。

2.3 不同EBP添加量对面条蒸煮品质的影响

不同EBP添加量对面条蒸煮品质的影响如表2所示。

表2 不同EBP添加量对面条蒸煮品质的影响Table 2 Effect of different addition amount of EBP on noodle cooking quality

由表2可知，面条的最佳蒸煮时间随着EBP添加量的增多而减少，这说明EBP改变了面条的筋络结构，使面条更容易蒸煮熟。干物质吸水率、干物质损失率和断条率都是衡量面条品质的重要因素，随EBP添加量的增多这些指标呈现先减小后增大的趋势。当EBP添加量为15%时，干物质吸水率、干物质损失率和断条率都处于最小值，表明此时面条的品质最佳，当EBP添加量大于15%时，各项指标开始升高，面条品质逐渐下降[27]。

2.4 EBP面条体外消化率的研究

面条中淀粉的消化能力可以根据相同条件下淀粉酶消化得到的葡萄糖含量来判断[28]。不同EBP添加量对面条中淀粉体外消化的影响如表3所示。

表3 不同EBP添加量对面条中淀粉消化的影响Table 3 Effects of different addition amount of EBP on starch digestion of noodles

由表3可知，不同添加量下面条中葡萄糖释放量均随时间延长而增大，除180 min外，不加入EBP的面条葡萄糖释放量与加入EBP的面条葡萄糖释放量均存在显著性差异（p＜0.05），相同时间下面条葡萄糖释放量随EBP添加量的增大而减小，其中180 min时，15%EBP添加量的面条葡萄糖释放量仅为65.53%，相较于不添加EBP的面条下降了7.75%，说明EBP的添加能够有效减少面条中葡萄糖的释放，为榆树皮面条作为一种低升糖食品提供了依据。

3 结论

EBP中成分的含量差异能明显改变面团流变性质及面条品质：不同添加量的EBP面团流变学特性具有显著差异（p＜0.05），弹性模量（G′）、黏性模量（G″）、力学损耗因子（tanδ）均发生明显改变，且当添加量15%时，tanδ达到最大，此时面团的黏弹之比达到最佳，用这样的面团制作出来的面条感官品质最好。

面条质构特性和拉伸特性结果表明，不同EBP添加量导致面条硬度、咀嚼度、拉伸长度、拉伸力等存在差异，此外，不同EBP添加量会改变面条的最佳蒸煮时间、干物质吸水率、干物质损失率及断条率。当EBP添加为15%时，面条的质构及拉伸特性最佳，干物质吸水率、干物质损失率、断条率均达到最低值，此时的面条品质最佳。体外消化结果表明EBP的添加能够有效减少面条葡萄糖的释放，符合低糖摄入的需求。

综上所述，将EBP添加到面粉中，在面团动态流变学特性及面条品质中，EBP最适添加量为15%，此时制作出来的面条感官品质达到了最佳值。本研究为EBP面条制品加工提供了参考，且为其标准化生产提供了依据。