目前,超声在食品方面的应用主要包括提取、乳化、过滤、干燥、结晶、改性、杀菌等,而在面制品加工方面的报道很少。面条是我国传统的面制品之一,其醒发过程是面条制作中一个重要的环节,醒发效果对面条品质有重要的影响。来自河南科技大学食品与生物工程学院的罗登林、杨园园、吴若言和徐宝成等人主要探讨了在面条醒发阶段辅助超声对面条品质的影响,重点考察了超声功率密度、超声作用时间、面胚厚度和醒发温度等因素的影响,并利用综合加权评分法对面条的质构和蒸煮特性进行了评价,以期提高面条的品质和生产效率,为其醒发提供一种新方法。
1. 不同超声功率密度对面条品质的影响
除凝聚性外,超声功率密度对面条其他4 个质构特性指标影响均显着。随超声功率密度的增大,面条的回复性和弹性均呈先增加后减少的趋势,而黏着性和硬度则呈先减少后增加的趋势,特别是在超声功率密度为25.55 W/L时,弹性相对空白组(超声功率密度为0 W/L,即常规醒发)显着增加了15.9%,而硬度相对空白组显着降低了7.8%,并且综合加权评分最高,相对空白组有显着的提高(增加了31.12)。超声作用同样也影响了面条的蒸煮特性,随着超声功率密度的增加,面条的蒸煮损失率逐渐降低,面条的蒸煮得率则是先增加后减小。在超声功率密度为25.55 W/L时,蒸煮损失率较空白组下降了2.7%,蒸煮得率相对提高了0.93%。研究认为,好的面条应具有较低的蒸煮损失率和较高的蒸煮得率。因此,在一定的超声功率密度下,超声辅助面胚醒发能明显改善面条的质构特性和蒸煮特性。
2. 超声作用时间对面条品质的影响
随超声作用时间的延长,面条质构特性的综合加权评分呈现先增加后降低的趋势。超声作用时间对面条质构特性参数的影响均显着。在30 min时,面条的回复性、弹性和凝聚性均达最大值,相对10 min时分别增加了9.4%、30.1%和1.4%;黏着性和硬度则分别降低了28.9%和17.7%;而面条的蒸煮损失率也最低,蒸煮得率相对较高,此时面条的加权综合评分最高,品质较好。
醒发过程是面团面筋网络形成的重要过程,在此期间面团中蛋白质分子和水分子的内应力逐渐减小,蛋白质分子之间相互交联,面筋网络结构形成。面团醒发时间过短,则网络结构形成不完全,过长会增加面条制作的时间成本。随超声作用时间的延长(≤30 min),面条的回复性、弹性和凝聚性逐渐升高,而黏着性和硬度逐渐降低。
但当超声作用时间超过30 min时,随超声作用时间的延长,面条的回复性、弹性和凝聚性逐渐下降,而黏着性和硬度整体呈增加趋势。
3. 面胚厚度对面条品质的影响
在面胚厚度为6 mm时,面条质构特性的综合加权评分最高,面条的蒸煮损失率与其他组无显着差异,蒸煮得率最大,即此时面条的品质最好。面胚厚度对回复性和黏着性影响不显着,而对弹性、硬度和凝聚性影响显着。随面胚厚度的增加,面条的回复性和弹性均呈先增大后减小的趋势,而硬度呈先减小后增大趋势。在面胚厚度为6 mm时,相对3 mm的面胚,面条的回复性和弹性分别增加了5.7%和19.3%;而面条的硬度则在5 mm时达最小值,相对3 mm的面胚降低了3.9%。
4. 面胚醒发温度对面条品质的影响
随醒发温度的升高,面条质构特性的综合加权评分先增加后减小。醒发温度对面条质构特性参数的影响均显着。在醒发温度为30 ℃时,面条的回复性和弹性最高,相对20 ℃时分别增加了12.1%和18.1%;而黏着性最低,相对20 ℃时降低了5.0%,此时面条的质构特性的综合加权评分最高,而对应的蒸煮得率最高且蒸煮损失率最低,即面条的品质较好。
5. 超声对小麦淀粉微观结构的影响
小麦原淀粉颗粒和未经超声处理的小麦淀粉为表面光滑、直径在2~40 μm之间的椭圆形颗粒。随着超声功率密度的增大,淀粉表面出现了明显的变化。当超声功率密度为25.55 W/L时,部分淀粉颗粒表面出现细小孔洞;随着超声功率密度的进一步增大(34.07 W/L),淀粉颗粒表面开始变得粗糙;当超声功率密度达42.59 W/L时,部分淀粉表面出现剥落现象,表面显得非常粗糙,且出现很多大的孔洞,淀粉颗粒破损已较为严重。
随着超声功率密度的增加,超声空化作用显着增强,空化作用会使淀粉分子的机械振动增加,颗粒间的摩擦也会增多,导致颗粒表面粗糙和出现剥落现象;同时,超声产生空化泡核也明显增多,这些空化泡核破裂会产生强烈的微射流作用,使淀粉表面被击穿从而出现孔洞。少量的破损淀粉有利于面条品质的增加,但是过量的破损淀粉会与蛋白质竞争吸水,使面筋网络弱化从而导致面条品质降低。
结 论
在超声功率密度为25.55 W/L时,相对空白组(常规醒发),面条的弹性显着增加15.9%,硬度则显着降低7.8%,面条的蒸煮特性也有一定程度的提高;当超声功率密度25.55 W/L、超声作用时间30 min、面胚厚度6 mm、醒发温度30 ℃时,面条的综合加权评分最高;扫描电子显微镜观察结果显示,当超声功率密度超过25.55 W/L时,小麦淀粉颗粒表面出现明显的孔洞和剥落现象。总体看来,超声辅助面团醒发工艺是可行的,超声能够提高面条的质构特性和蒸煮特性,改善面条的品质。