摘 要 雜糧由于富含纖維以及較多的生物活性成分而受到越來越多的關(guān)注和認可,包括雜糧面條在內(nèi)的雜糧產(chǎn)品開發(fā)也逐漸成為食品行業(yè)的研究熱點。文章介紹了燕麥、蕎麥、青稞3種雜糧的營養(yǎng)成分,分析了營養(yǎng)成分對面條品質(zhì)的影響,并重點介紹了工藝改良、添加品質(zhì)改良劑、滅酶、抑菌等改良手段,最后對現(xiàn)有研究中存在的問題進行了分析并提出了今后的重點研究方向,以期為燕麥、蕎麥、青稞的深度開發(fā)提供依據(jù)。

作為最古老的一種加工食品,以小麥粉(面粉)制作的傳統(tǒng)面條是包括中國在內(nèi)的東南亞地區(qū)人民飲食的重要組成部分,目前,已經(jīng)成為全球范圍人民的主食之一。面條在中國的普及程度較高,因其加工簡單、食用方便快捷而深受消費者喜愛。面條種類豐富,可根據(jù)原產(chǎn)地、原材料、加工方法、形狀、大小、包裝材料、烹飪程度、顏色等將其分類。近年來,隨著雜糧營養(yǎng)品質(zhì)和健康作用研究的深入,逐漸出現(xiàn)了種類豐富的雜糧面條,現(xiàn)有的雜糧面條一般是用雜糧代替部分面粉以提高營養(yǎng)質(zhì)量。燕麥、蕎麥、青稞不僅富含蛋白質(zhì)、脂肪等基本營養(yǎng)物質(zhì),還具有高含量的膳食纖維、礦物質(zhì)、生物活性物質(zhì)等健康成分,由其所制作而成的雜糧面條具有降血壓、降血糖、降低心血管疾病風(fēng)險、調(diào)節(jié)腸道菌群、控制膽固醇等作用[1-3]。雖然燕麥、蕎麥、青稞面條營養(yǎng)豐富,但由于其中的蛋白質(zhì)組成與小麥中的蛋白質(zhì)組成不同,在加工制作過程中難以形成穩(wěn)固的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),制成的面團黏彈性較差,導(dǎo)致雜糧面條的品質(zhì)尤其是質(zhì)構(gòu)不佳。圍繞雜糧面條品質(zhì)改良已經(jīng)開展了較多的研究,包括添加無機鹽類、營養(yǎng)強化劑、酶制劑等[4]。本文主要介紹了燕麥、蕎麥、青稞3種雜糧的營養(yǎng)成分,分析了營養(yǎng)成分對面條品質(zhì)的影響,并比較了面條品質(zhì)改良方法,最后討論了其存在的問題并提出解決建議,旨在為燕麥、蕎麥、青稞面條的深度開發(fā)提供依據(jù)。

1 燕麥、蕎麥、青稞的營養(yǎng)成分

1.1 蛋白質(zhì)

燕麥、蕎麥、青稞是優(yōu)質(zhì)的谷物蛋白質(zhì)的來源。燕麥谷物蛋白質(zhì)含量為 9.6%,其中賴氨酸含量豐富,從燕麥蛋白質(zhì)組成看,包括球蛋白(50%～80%)、醇溶蛋白(4%～15%)、清蛋白(1%～12%)和谷蛋白(10%)。蕎麥蛋白質(zhì)含量為6%～13.15%,氨基酸種類齊全,普通蕎麥種子含有64.5%的球蛋白、12.5%的清蛋白、8.0%的谷蛋白和2.9%的醇溶蛋白[5-6]。相比之下,青稞中醇溶蛋白含量高達16.96%,谷蛋白含量高達47.83%,但高分子量谷蛋白亞基含量較少[7]。面筋蛋白是影響面制品品質(zhì)的最主要因素,不同谷物中麥谷蛋白與麥醇溶蛋白的結(jié)構(gòu)與組成差異較大,對面團品質(zhì)的影響也不同。面團的黏彈性是由谷蛋白含量、醇溶蛋白與麥谷蛋白的比例以及高分子量谷蛋白亞基和低分子量谷蛋白亞基比值決定[8]。蛋白質(zhì)間的反應(yīng),如游離巰基氧化成為二硫鍵、二硫鍵之間發(fā)生重整(斷裂),對面筋網(wǎng)絡(luò)的形成起著至關(guān)重要的作用。為解決燕麥、蕎麥、青稞面筋蛋白含量較低的問題,小麥面筋蛋白、大豆分離蛋白、乳清分離蛋白等營養(yǎng)強化劑以及谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶、葡萄糖氧化酶等酶制劑常添加到燕麥、蕎麥、青稞面條中來改善面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[4]。

1.2 淀粉

淀粉是燕麥、蕎麥、青稞的主要營養(yǎng)成分之一,包括直鏈淀粉和支鏈淀粉2種形式。蕎麥中直鏈淀粉和抗性淀粉的含量較高,直鏈淀粉含量在29.1%～33.7%,淀粉顆粒呈A型晶體微晶構(gòu)型,抗性淀粉的直徑較小,一般為2～15 μm[9]。青稞淀粉含量在49.14%～68.62%,呈扁平橢圓形,表面光滑,由A型和B型多晶型組成,直徑為3.02～20.12 μm,由于青稞獨特的淀粉結(jié)構(gòu),使得其具有更高的糊化溫度和更好的回生能力[3]。淀粉的晶型、直鏈淀粉與支鏈淀粉的長短及相對數(shù)量是決定谷類食品功能特性的重要因素。WANG等[10]發(fā)現(xiàn)過熱蒸汽處理使得蕎麥中支鏈淀粉的支鏈長度分布變窄,平均分子量減少,膨脹能力和水溶性降低了15.08%和19.25%。除過熱蒸汽處理外,利用微波的熱效應(yīng)可以破壞淀粉的晶體結(jié)構(gòu),使得燕麥粉的水化程度和熱力學(xué)性質(zhì)得到顯著改善[11]。在面團的形成過程中,淀粉與面筋蛋白相互作用,形成特定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),淀粉被面筋網(wǎng)絡(luò)包裹的程度影響面條的蒸煮損失率、消化特性。此外,淀粉特性與面條食用品質(zhì)密切相關(guān),而關(guān)于面團形成過程中淀粉組分與面筋蛋白之間相互作用機理有待進一步研究。

1.3 脂肪

燕麥中脂肪含量為3.5%～9.7%,主要由甘油三酯、磷脂、甾醇和糖酯組成,不飽和脂肪酸含量豐富[12]。蕎麥中脂肪含量較低,一般在3%左右,其中油酸和亞油酸占總脂肪酸的80%,亞油酸在人體內(nèi)通過加長碳鏈的方式可合成花生四烯酸[13]。青稞脂肪由亞油酸、亞麻酸、油酸、卵磷脂、腦素等組成,含量在1.18%～3.09%,不同部位的脂肪酸含量和組成不同,種子中的不飽和脂肪酸占總脂肪酸的77%以上,主要組成為亞油酸(53.74%)、油酸(16.99%)、亞麻酸(5.04%)和二十碳五烯酸(1.08%)[14-15]。不飽和脂肪酸具有降低膽固醇、降低心血管疾病風(fēng)險的功效,但在谷物加工過程中,脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶從細胞中釋放,不飽和脂肪酸極易被氧化,從而導(dǎo)致產(chǎn)品酸敗及異味的產(chǎn)生,因此在燕麥、蕎麥及青稞食品加工中需要進行適當(dāng)脫脂和滅酶處理。

1.4 其他營養(yǎng)物質(zhì)

燕麥、蕎麥、青稞中膳食纖維、多酚、黃酮類等物質(zhì)含量豐富。燕麥中β-葡聚糖含量為2.5%～8.3%,蕎麥中總膳食纖維含量為8.4%,其中可溶性纖維含量為0.2%,不溶性纖維含量為8.2%,青稞種皮中有大量的膳食纖維(15.00%～21.45%),主要由β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖組成[3,9]。β-葡聚糖的食用有助于腸道運動、調(diào)節(jié)血糖、降低膽固醇和提高免疫力,同時因其具有高親水性,可以與淀粉競爭游離水,從而限制淀粉吸水膨脹,也可與蛋白質(zhì)-淀粉基質(zhì)相互作用而形成淀粉-蛋白質(zhì)-多糖網(wǎng)絡(luò),從而影響面條品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)燕麥中β-葡聚糖含量在3.1%～5.2%會導(dǎo)致面條硬度增加,且糊化黏度與β-葡聚糖含量呈顯著正相關(guān)[16]。除膳食纖維含量豐富外,燕麥、蕎麥、青稞中酚類、黃酮類等活性成分含量較高,賦予其抗氧化、抗腫瘤等功效,但相關(guān)研究表明酚類物質(zhì)可與蛋白質(zhì)之間形成聚合物,黃酮類物質(zhì)會影響淀粉的結(jié)構(gòu)。這些研究表明,膳食纖維的含量影響燕麥、蕎麥、青稞面條的品質(zhì),酚類、黃酮類等活性成分與抗氧化能力密切相關(guān),因此在對面條品質(zhì)進行改良時,除了考慮面筋蛋白質(zhì)量外,還應(yīng)考慮面條中活性成分對面條品質(zhì)的影響。

2 燕麥、蕎麥、青稞面條品質(zhì)改良方法

2.1 滅酶

燕麥、蕎麥中含有豐富的脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶,同時酶的活性較高,極易水解、氧化脂肪,產(chǎn)生環(huán)氧樹脂和羥基脂肪酸等物質(zhì),導(dǎo)致脂肪酸敗及異味的產(chǎn)生,從而影響面條的品質(zhì),因此對原料進行預(yù)處理是提高面條品質(zhì)的有效途徑。燕麥經(jīng)過200 ℃過熱蒸汽處理2 min后,剩余脂肪酶活性下降到3.93 μmol/(h·g),改善了燕麥面條部分質(zhì)地特征和口感品質(zhì);而經(jīng)蒸煮和亞臨界丁烷脫脂處理后,脂肪酶和過氧化物酶完全失活,脂肪殘留量低于1%,燕麥面條吸水率增加25.9%,蒸煮損失降低16.2%,彈性顯著增加[17-18]。除一般加熱蒸煮外,擠壓過程中的高溫、剪切及摩擦作用,也能有效地滅酶,抑制脂肪的水解。YANG等[19]發(fā)現(xiàn)燕麥面條經(jīng)擠壓處理后,脂肪酶和過氧化物酶完全滅活,生育酚含量保持在4.26～6.41 μg/g,燕麥面條中脂肪的水解得到了很好的抑制。滅酶和脫脂可以延長面條貨架期,但在選擇滅酶方式時應(yīng)該考慮對燕麥、蕎麥、青稞中酚類、黃酮類等活性物質(zhì)及面筋蛋白品質(zhì)的影響。

2.2 加工工藝

燕麥、蕎麥、青稞面條的面筋蛋白含量少,難以形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),當(dāng)雜糧含量增加時,面條的風(fēng)味、口感、黏彈性都會下降,同時煮制過程中面條易斷,面湯混濁,營養(yǎng)物質(zhì)損失較多。從原料的預(yù)處理到加工制作過程中,磨粉、和面、壓片、成型等加工工藝對面條的品質(zhì)都有一定的影響。程佳鈺等[20]研究發(fā)現(xiàn)利用超微粉制作的苦蕎麥面條具有易熟化、蒸煮損失小、斷條率低、適口性好等優(yōu)良品質(zhì)特性。真空和面較傳統(tǒng)和面加速了游離巰基生成二硫鍵,促進了面筋網(wǎng)絡(luò)的形成,提高了面條的質(zhì)量。在真空度為0.06 MPa、攪拌時間為10 min時,燕麥面條的抗拉伸性最強,麥谷蛋白大聚體(glutenin macropolymer,GMP)含量最高,面筋網(wǎng)絡(luò)最致密、最均勻;在真空度為0.06 MPa、和面時間為6 min、和面轉(zhuǎn)速為60 r/min 的條件下制得的青稞方便面糊化度為87.25%,復(fù)水率可達280%以上[21-22]。擠壓成型通過改變蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu),使得蛋白質(zhì)分子間的距離變小,游離巰基被氧化,蛋白質(zhì)聚合物形成,從而改善面條的拉伸性能。WANG等[23]以蕎麥粉和小麥粉為原料,在設(shè)定的擠壓條件下制得不同動態(tài)黏度的蕎麥粉,發(fā)現(xiàn)中等黏度(7.37 Pa·s)的擠壓蕎麥粉制作的面條具有連續(xù)的面筋網(wǎng)絡(luò),較高的黏彈性。ZHANG等[24]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)擠壓處理后青稞面條中抗性淀粉含量提高40.58%,水解指數(shù)和血糖指數(shù)分別下降22.23%和20.92%。此外,面片厚度影響蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),面片越薄,蛋白質(zhì)分子的空間占有率越大,其與水和氧氣的接觸面積越大,氧化巰基的可能性就會增加,有利于形成更好的面筋網(wǎng)絡(luò)。BAI等[25]利用臭氧水具有極強氧化性來氧化蕎麥面團中麥谷蛋白與醇溶蛋白中游離的巰基,促進了二硫鍵的形成,增加了面筋的強度?？偟膩碚f,傳統(tǒng)加工工藝不適合燕麥、蕎麥、青稞面條的生產(chǎn)加工,在今后的研究和生產(chǎn)過程中可以優(yōu)先考慮真空和面和擠壓成型。

2.3 品質(zhì)改良劑

外源蛋白、酶制劑、親水膠體、無機鹽類等品質(zhì)改良劑常加入到燕麥、蕎麥、青稞面條中,通過催化蛋白質(zhì)分子間發(fā)生共價交聯(lián),形成連續(xù)而致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高面團的黏彈性,進而改善面條蒸煮和質(zhì)構(gòu)特性[4]。品質(zhì)改良劑在燕麥、蕎麥、青稞面條中的應(yīng)用已有大量報道(表1)。

表1 品質(zhì)改良劑對面條品質(zhì)的影響
Table 1 Effect of quality improvers on noodle quality

雜糧種類品質(zhì)改良劑添加量/%面條品質(zhì)參考文獻燕麥10小麥面筋蛋白蒸煮損失、斷條率降低、不黏連[26]燕麥5～30蛋清蛋白硬度、彈性和咀嚼性顯著提高、蒸煮損失低于6.68%[27]青稞4谷朊粉、0.3黃原膠、1.5食鹽有嚼勁、蒸煮損失率降低[28]青稞0.5～1.0殼聚糖質(zhì)構(gòu)特性、感官評分提高[24]青稞0.5海藻酸鈉硬度和彈性增加[29]蕎麥1～3麥芽糊精蒸煮時間縮短、蒸煮損失降低[30]蕎麥0.01谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶富有彈性,蒸煮損失降低[31]蕎麥0.4 Ca(OH)2、1.5魔芋葡甘露聚糖硬度、抗拉強度增強[32]蕎麥0.2～1.5堿質(zhì)構(gòu)特性提高、富有彈性[33]

由表1可見,品質(zhì)改良劑具有較好的改良作用,但大多屬于化學(xué)來源,隨著消費者對“零添加”食品的追求,在保證安全、營養(yǎng)及品質(zhì)的前提下,可以選擇綠色環(huán)保的酶制劑。

2.4 抑菌

由于燕麥、蕎麥、青稞中面筋含量低,常需要和小麥面粉混合制成面條,根據(jù)需要烹煮的程度分為生/鮮、半即食和即食。生鮮面條因其新鮮、口感好、風(fēng)味獨特而日益受到消費者的青睞,但由于水分含量較高而易腐敗變質(zhì),因此抑制微生物生長是面條銷售首要考慮的問題。TUERSUNTUOHETI等[34]將青稞面粉在800 W的微波功率下處理40 s后,加入0.3%多聚賴氨酸和0.01%丙酸鈣,所制得的青稞面條在4 ℃條件下貨架期延長到12 d(空白為6 d)。研究發(fā)現(xiàn)用流量為2.4 g/h的氣態(tài)臭氧處理15 min或質(zhì)量濃度為232 mg/L ClO2處理均能抑制面條中微生物的生長,延長蕎麥面條的貨架期[35-36]。半干蕎麥面條是一種近年來開發(fā)的蕎麥面條產(chǎn)品,一般由蕎麥粉、小麥粉、水和鹽作為原料,經(jīng)過面團攪拌、壓片、切面、適度脫水和包裝制成。BAI等[37]研究發(fā)現(xiàn)在面條生產(chǎn)過程中用質(zhì)量濃度為2.21 mg/L臭氧水處理,使半干蕎麥掛面初始微生物總數(shù)減少47%,并在V(N2)∶V(CO2)=30∶70的氣調(diào)包裝條件下,可延長蕎麥掛面的貨架期到9 d。由此可見,抑制微生物的生長是提高面條貨架期的關(guān)鍵,研究發(fā)現(xiàn)抗菌肽、多酚、黃酮等天然活性成分具有抑菌作用,此類研究可為燕麥、蕎麥、青稞面條保鮮技術(shù)提供一些研究思路。

3 結(jié)論與展望

近年來,隨著我國慢性疾病發(fā)病率顯著提升,研究人員對燕麥、蕎麥、青稞的認識逐漸深入以及人們對健康的日益重視,燕麥、蕎麥、青稞面條的市場需求也會隨之增加,但同時人們對面條的品質(zhì)要求也會越來越高。雖然目前已有較多關(guān)于燕麥、蕎麥、青稞面條開發(fā)與品質(zhì)改良的報道,但在以下幾個方面還需要進一步研究:(1)目前市場上銷售的燕麥、蕎麥、青稞面條的品種較少,且雜糧添加量較低,導(dǎo)致面條的營養(yǎng)價值不能滿足大部分消費者的需求,建議不斷提高面條中雜糧的含量。(2)燕麥、蕎麥、青稞面條品質(zhì)受多種因素的影響,在對面條品質(zhì)進行改良的同時應(yīng)考慮其活性成分含量的變化,建議深入研究有關(guān)活性成分與面筋蛋白之間相互作用的機理。(3)燕麥、蕎麥、青稞面條中面筋蛋白的含量與質(zhì)量較低,而用于改善面條品質(zhì)的食品改良劑大多屬于化學(xué)來源,建議重點研發(fā)天然優(yōu)良的食品改良劑來提高面條的品質(zhì)。

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