冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条制备工艺的优化

李洁，刘玫*，李波轮，孙乐，党文谦，马豪，郑学玲*，李利民，刘翀，梁赢

（1.河南工业大学粮油食品学院，河南 郑州 450001；
2.河南工业大学国家工程实验室/省重点实验室，河南 郑州 450001；
3.河南工业大学生物工程学院，河南 郑州 450001）

冷冻熟面是将新鲜面条煮制后经快速冻结和冻藏，通过低温贮藏有效保持面条的口感、质地和营养价值，后经短暂复热便可食用的新型面制品。因其具有存储时间长、制备方便等优点，近年来受到广泛重视并得到快速发展[1-2]，其满足了当下消费者对方便性食品的需求。目前主要研究以精制小麦粉为主要原料的冷冻熟面，其种类单一且淀粉含量高，缺乏必需的矿物质和膳食纤维成分。此外，冷冻熟面经过冻藏期间冰晶的破坏及后续复煮过程中淀粉的再糊化，导致其消化程度明显高于鲜湿面，容易造成血糖较大的波动。因此，为了解决营养失衡的问题，可以通过添加适当杂粮来提高面条的营养性和抗消化性，开发出新型冷冻熟制杂粮面条。

鹰嘴豆属于豆科植物，其籽粒富含蛋白质、碳水化合物、膳食纤维、不饱和脂质、矿物质和具有抗氧化活性的生物活性物质，有助于控制胆固醇水平和维持血糖平衡，预防心血管疾病和Ⅱ型糖尿病的发生[3]。除此之外，鹰嘴豆中具有较高含量的抗性淀粉，占比可达其淀粉总含量的35%[4]，而小麦中抗性淀粉仅占9.2%。研究显示，以抗性淀粉和膳食纤维为主要原料制作食物可以明显降低食物的消化速度和餐后血糖指数，还可以增强饱腹感[5]。由于鹰嘴豆具有良好的营养和健康特性，很多研究已尝试将其应用于面包、饼干和面条中[6-7]，但目前关于鹰嘴豆面条的研究中，鹰嘴豆粉的添加量较低，难以消除以谷物为基础饮食中的营养不足[8]。

因鹰嘴豆的蛋白质组成中缺乏形成面筋网络所必需的麦谷蛋白和醇溶蛋白[7]，因此过量添加鹰嘴豆粉会导致面筋网络结构受损，面条品质劣变。目前针对杂粮面条品质的改善主要集中于杂粮粉粒度、加水量、外源添加剂、和面方式和温度等[9-10]。杂粮粉粒度主要通过影响其吸水率、破损淀粉含量以及感官品质，改变面团的吸水性和流变学特性，进而影响面条的色泽、弹性和表面光滑度[11]。面团中的水分含量和状态也是影响面条制备过程和最终产品质量的重要因素，水分过多会使面团过于黏稠，面条的抗拉伸能力降低，不适合后续加工；
水分过少会导致面筋网络结构形成不完全，难以包裹全部淀粉颗粒，煮制过程中的蒸煮损失增大[12]。和面温度主要通过影响淀粉颗粒和蛋白质分子与水分子的结合程度进而影响面条的品质，水温升高促进面筋网络的形成，面条的弹性增强，但当水温过高时，蛋白质发生变性，面筋网络逐渐凝固、硬化，与淀粉的相互作用减弱，面条品质下降[13]。

因此，本文选用鹰嘴豆粉作为添加对象，将鹰嘴豆粉与小麦粉以质量比4∶6进行复配，以粒度、加水量与和面温度3个因素建立正交试验，通过蒸煮损失率、质构特性、拉伸特性、色度和感官评分评价冻融循环10次后的面条品质，以期获得色泽、口感兼顾的高品质冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条，进一步拓宽鹰嘴豆在冷冻熟制面制品加工行业中的应用。

1.1 材料与仪器

鹰嘴豆：乌鲁木齐新边界贸易有限公司；
小麦粉：河北金沙河面业集团有限责任公司；
食用盐：市售。

JHMZ-200型和面机、JMTD-168/140试验面条机：北京东孚久恒仪器技术有限公司；
JHY-H80L低温试验箱：郑州格美制冷设备有限公司；
TX.XT plus物性分析仪：英国Stable Microsystem公司；
SMY-2000色彩色差仪：北京盛明扬科技发展有限公司；
FR-1210精密烘箱：上海发瑞仪器科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的制备

参照Liang等[2]的方法，称取总质量为100 g的混合粉（干基），其中鹰嘴豆粉（鹰嘴豆经粉碎后过40、60、80、100、120目筛得到鹰嘴豆粉样品）和小麦粉的质量比为4∶6（鹰嘴豆粉和小麦粉的含水量分别为9.05%和14.30%），食盐添加量为混合粉质量（干基）的1%。

1.2.2 冻融循环处理

将冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条样品在-18℃冰箱中冻藏22 h，然后置于25℃保持2 h，以此为1个循环，依次累加并记录数据。

1.2.3 正交试验

为了优化冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的制作工艺，分别选取粒度、加水量与和面温度3个因素作为考察因素，设计L25（53）正交试验，具体方案如表1所示。以冻融循环10次后面条的质构特性、拉伸特性、蒸煮损失率、色度和感官评分作为试验评价指标。

表1 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条正交因素水平Table 1 Levels and orthogonal factors for frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

1.2.4 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条蒸煮损失率的测定

称取一定质量样品（W0），精确至0.01 g。按照1.2.1的方法制作冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条，收集面条复煮过程中的面汤，冷却至25℃后转入500 mL容量瓶中定容，用移液管取50mL面汤移入干燥铝盒（W1）中，放入 105℃烘箱中烘至恒重（W2），按照公式（1）计算蒸煮损失率。

式中：W0为生面条的质量，g；
W1为恒重铝盒的质量，g；
W2为恒重的含有干物质的铝盒质量，g。

1.2.5 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条质构特性的测定

参照Liang等[2]的方法，使用HDP/PFS探头在压缩模式下进行质构特性测定。

1.2.6 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条拉伸特性的测定

参照Liang等[2]的方法，使用A/SPR探头在拉伸模式下进行拉伸测试。

1.2.7 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条色度的测定

参照Hong等[14]的方法，将冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条冻干后磨粉，并通过80目筛网。通过测定ΔL*（亮度）、Δa*（红-绿）、Δb*（黄-蓝），按照公式（2）计算面条的色度（ΔE）。

式中：ΔL*、Δa*、Δb*为面条样品与标准值（L*、a*、b*）之间的差值，其中 L*=100、a*=0、b*=0。

1.2.8 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条感官评价

感官评价由10名经过食品感官评价培训和经验丰富的评价员组成，要求从色泽、表观状态、硬度、黏度、爽滑度和风味6个方面对样品进行评分，具体评分标准如表2所示。

表2 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standard of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

1.3 数据处理

运用Excel软件进行数据分析处理，所有样品均设置3个重复试验，最终结果以平均值±标准差表示。

2.1 基于正交法分析冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条蒸煮损失率

蒸煮损失率反映面汤中干物质的总含量，与煮制时面条中的直链淀粉和可溶性蛋白融入到水中而使面汤变得浑浊而黏稠有关[14]。冻融循环过程中冰晶的生长和重结晶会对面筋网络结构造成机械损伤，导致蛋白质解聚，小分子蛋白增多[15]，并且冻融循环过程加快了淀粉的老化速度，导致在复煮过程中面条表面溶出物增多，复煮蒸煮损失率增大。因此，为了降低蒸煮损失率，对冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的制备工艺进行优化。冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的蒸煮损失率结果见表3。

表3 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的蒸煮损失率结果Table 3 Results of cooking loss of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

续表3 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的蒸煮损失率结果Continue table 3 Results of cooking loss of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

由表3可知，影响冻融10次后冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条蒸煮损失率的因素顺序为C＞B＞A，即和面温度＞加水量＞粒度。制备冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的最优工艺为A4B3C3，即粒度100目～120目、加水量32 g、和面温度40℃。

2.2 基于正交法分析冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条质构特性

质构特性是决定面条食用品质的主要质地属性，也是影响消费者对产品接受度的关键因素。其中硬度被认为是表征质构特性的主要指标，其与面条内部的面筋网络结构密切相关[16]。在冻融循环过程中，冷冻熟面中冰晶的形成和再结晶均会使面筋网络结构和淀粉颗粒遭到严重破坏，而破损的淀粉颗粒更易吸水膨胀，加剧对面筋网络结构的挤压，使其变得疏松、不连贯，冷冻熟面的硬度随之下降[2]。因此，为改善冻藏过程中冷冻熟面的面筋网络结构，即获得较高硬度的冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条，对其制备工艺进行优化。冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的质构特性结果见表4。

表4 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的质构特性结果Table 4 Results of texture properties of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

续表4 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的质构特性结果Continue table 4 Results of texture properties of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表4可知，影响冻融10次后冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条硬度的因素顺序为A＞C＞B，即粒度＞和面温度＞加水量。制备冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的最优工艺为A5B4C3，即粒度120目～140目、加水量34 g、和面温度40℃。

2.3 基于正交法分析冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条拉伸断裂强度

拉伸断裂强度可以反映面条的抗拉伸能力和筋力强度，与冷冻熟面中面筋蛋白网络结构的强弱有关[17]。通常认为面条的拉伸断裂强度越大，面条的筋道感越好，相应的面条品质越好。冷冻熟面在冻藏过程中由于温度的波动会经历反复的冻融循环，导致面筋网络结构遭受破坏，拉伸断裂强度不断下降[2]。因此，为获得拉伸断裂强度较大的冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条，对其制备工艺进行优化。冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的拉伸断裂强度结果见表5。

表5 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的拉伸断裂强度结果Table 5 Results of maximum tensile strength of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表5可知，影响冻融10次后冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条拉伸断裂强度的因素顺序为A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面温度。粒度的大小与面筋网络的水结合能力密切相关，从而影响面条的拉伸断裂强度。较大的颗粒的在和面过程中与水的接触面积较小，吸收的水分难以形成均匀的面筋网络结构，面条易断裂[18]。制备冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的最优工艺为A4B4C4，即粒度100目～120目、加水量34 g、和面温度50℃。

2.4 基于正交法分析冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条拉伸断裂距离

拉伸断裂距离主要反映面条是否容易断裂，与冷冻熟面中的面筋蛋白网络结构的强度呈正相关[17]，与拉伸断裂强度结合共同反映面条的拉伸性能，两者的变化趋势一致。拉伸断裂距离越大表明面条强度和筋力越好。冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的拉伸断裂距离结果见表6。

表6 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的拉伸断裂距离结果Table 6 Results of tensile fracture distance of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

续表6 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的拉伸断裂距离结果Continue table 6 Results of tensile fracture distance of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表6可知，影响冻融10次后冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条拉伸断裂距离的主次因素为A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面温度。制备冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的最优工艺为A4B3C4，即粒度100目～120目，加水量32 g，和面温度50℃。

2.5 基于正交法分析冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条色度

面条的颜色是评价面条品质的一个重要质量参数，对感官品质起着重要的作用，明亮和白色因其具有畅销性通常被认为是积极的属性[14]。Hong等[14]发现随着冻藏时间延长，面筋网络坍塌程度进一步加深，水分流失造成的冷冻熟面表面结构疏松，使得冷冻熟面表面的光线反射增加，导致颜色变亮。一般认为ΔE越小，面团的颜色越好[19]，对于经历冻融循环后的冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条，ΔE越小表明其与标准色差的差异越小，面条的颜色更加明亮，更符合目前市场的消费趋向。表7为冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的色度结果。

表7 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的色度结果Table 7 Results of color properties of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

续表7 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的色度结果Continue table 7 Results of color properties of frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表7可知，影响冻融10次后冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条色度的因素顺序为A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面温度。粒度对杂粮面条的影响主要归因于不同粒度的鹰嘴豆粉表面积不同，通常认为粒度越小，颗粒的表面积越大，引起面条对光的反射强度增大，色泽更加明亮。制备冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的最优工艺为A4B1C1，即粒度100目～120目、加水量28 g、和面温度20℃。

2.6 基于正交法分析冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条感官评价

感官评价是食品质量评价的另一种重要方法，可以直接反映出消费者对产品的喜爱度和接受度[17]。不同工艺对冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的影响主要从色泽、表观状态、硬度、黏度、爽滑度和风味6个方面进行感官评价，能够直接反映冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的品质。表8为冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的感官评价结果。

表8 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的感官评价结果Table 8 Results of sensory evaluation of frozen cooked highcontent chickpea multigrain noodles

由表8可知，影响冻融10次后冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条感官评价的因素顺序为A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面温度，说明粒度对冷冻熟制杂粮面条的感官评价影响最大，加水量次之，和面温度最小。这可能是因为粒度较大的鹰嘴豆粉与小麦粉复配制备出的面条其颗粒感、粗糙感更明显，而粒度较小的鹰嘴豆粉与小麦粉复配制备出的面条内部构造更为细腻致密均匀，食用口感较好[20]。制备冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的最优工艺为A4B2C3，即粒度100目～120目、加水量30 g、和面温度40℃。

2.7 正交试验综合结果与分析

表9为冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条正交试验综合结果。

表9 冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条正交试验综合结果Table 9 Comprehensive results of orthogonal experiments on frozen cooked high-content chickpea multigrain noodles

由表9可知，在本研究的多指标正交试验中，最优试验方案之间存在一定的矛盾，需兼顾6项指标进行综合比较[21]。因此，以出现频次为依据，寻求尽可能优化每个指标的试验方案[22]。将影响冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条6个指标的主次顺序认定为A＞B＞C，即粒度＞加水量＞和面温度。以6个评价指标得出的最优水平中不同工艺的出现频次，可得出制备冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的适宜水平为A4B3C3或A4B4C3，但当加水量较多时，面条的制备过程容易出现黏辊现象，综合考虑面条制备时的表观形态等因素，最终选取制备工艺条件为A4B3C3，即粒度100目～120目、加水量32 g、和面温度40℃。

本文通过选取鹰嘴豆粉粒度、加水量和和面温度3个因素进行L25（53）正交试验，并对冻融10次后的冷冻熟制鹰嘴豆杂粮面条的蒸煮损失率、质构特性、拉伸断裂强度、拉伸断裂距离、色度和感官评价进行分析，最终确定制备冷冻熟制高含量鹰嘴豆杂粮面条的最佳工艺为鹰嘴豆粉粒度100目～120目、加水量32 g、和面温度为40℃。

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