《食品科学》：山西大学张丽珍教授等：谷朊粉添加量对挤压荞麦-红小豆复合面条品质的影响

面条是我国传统主食，根据原料的不同，面条被分为小麦面条和粗粮面条，如豆面、荞麦面等。荞麦为蓼科荞麦属双子叶植物，营养价值较高。然而，荞麦中的面筋蛋白含量很低，利用传统的加工方式难以使荞麦面成型，这极大地制约了全荞麦面条的发展。

红小豆又名小豆、红豆，不含麸质，是高质量蛋白质的来源，含有大量的生物活性分子。本课题组前期的研究表明，将红小豆加入荞麦面条中能够改善面条的多孔网络结构，提高其降糖活性，但是随着红小豆添加量的增多，面条的蒸煮损失显著升高。

谷朊粉又名小麦面筋，主要从小麦面粉中获得，其蛋白质含量较高（可达70%～80%），主要含有麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，能够增强面粉强度、改善面团耐揉混特性、促进面条成型，通常在面粉中的添加量为2%～10%。谷朊粉的添加有可能提升挤压红小豆-荞麦复合面条的品质。

山西大学生命科学学院的赵超凡、周健康、张丽珍*等人以荞麦、红小豆为主要原料，添加不同质量分数的谷朊粉（0%、2.5%、5%、7.5%、10%）制备复合面条，从结构特性、蒸煮特性、质构特性等多维度探究不同谷朊粉添加量对挤压荞麦-红小豆复合面条食用品质的影响，以期为杂粮面条高值化开发利用提供理论依据和实践基础。

01

面条的基本营养成分分析

如表2所示，面条的淀粉、蛋白质、水分和脂肪质量分数分别为59.9%～62.3%、13.5%～19.3%、8.97%～10.06%和1.75%～1.80%。挤压荞麦-红小豆面条中淀粉质量分数较高，可达到60%左右，这可能是由于荞麦面的配方主体仍然是荞麦（淀粉质量分数约为75%），而随着谷朊粉添加量增多，面条的淀粉含量显著降低，蛋白质量分数从13.5%显著增加到19.3%，这种变化主要是由于谷朊粉中蛋白质量分数较高（85%），可以增加面条中的蛋白质含量。此外，随着谷朊粉添加量增多，水分和脂肪含量分别呈增加和降低趋势，但差异不显著。

02

面条的蒸煮特性分析

蒸煮特性是衡量面条品质的重要指标，决定了面制品在商业上被消费者接受认可的程度。如图1A所示，随着谷朊粉添加量的增加，挤压荞麦-红小豆面条的最佳蒸煮时间显著延长（

P

＜0.05），最长可达325 s。此外，所有面条样品在蒸煮过后均未出现断条现象，说明所有面条样品品质良好。

蒸煮损失率反映面条在蒸煮过程中浸入沸水中固形物的含量，蒸煮损失率过高会引起面汤浑浊和面条表面发黏，导致面条蒸煮品质和食用效果差。本课题组前期的研究表明，随着红小豆添加量的增多，挤压荞麦面条的蒸煮损失显著增加。如图1B所示，添加谷朊粉后面条的蒸煮损失率由16.73%（GLU0）显著降低到12.03%（GLU10），这说明谷朊粉显著增强了杂粮面条的蒸煮品质，有效解决了之前杂粮复合面条蒸煮损失大、面汤糊汤的问题。这种变化可能因为谷朊粉中麦醇溶蛋白和麦谷蛋白的作用，这些蛋白通常辅助强化了面条内部结构，促进面条成型，这对减少烹饪损失至关重要。

吸水率对面条的品质、质地和感官性能有显著影响，吸水率越大表明面条越易产生体积形变。如图1C所示，添加谷朊粉显著降低了面条的吸水率（

P

＜0.05）。有研究表明，蒸煮后面条吸水率与蛋白质含量呈负相关，与淀粉含量呈正相关。Petitot等在富含蚕豆的意大利面中也发现了类似现象。在蒸煮过程中，淀粉分子中葡萄糖残基上的亲水羟基和蜂窝网结构是主要的吸水部位，表现出较强的吸水能力。添加谷朊粉后面条的吸水率下降，可能是由于淀粉和蛋白质通过氢键相互作用，削弱了淀粉和水分子的相互作用，使淀粉凝胶结构更加紧致。SEM观察结果也印证了这一结论。

03

面条的微观结构分析

如图2所示，煮熟的面条均呈现多孔结构。这种结构的产生可能是由于本实验制备的杂粮面条主要原料为荞麦，荞麦中淀粉含量较高，主要通过形成多孔网络结构促进面条成型。此外，在制备用于SEM观察的样品过程中，由于蒸煮使其可溶性淀粉和破碎淀粉浸出，以及在冷冻干燥过程中水的升华也是导致面条呈现多孔网络结构的原因。值得注意的是，不同添加量的谷朊粉均没有导致淀粉凝胶网络结构被破坏，这表明本研究制备的所有面条样品均具有良好的品质。

当谷朊粉添加量从0%增加到10%时，荞麦-红小豆挤压复合面条凝胶结构逐渐变得致密，孔的数量明显减少；尤其当谷朊粉添加量达到7.5%和10%时，网络结构中的孔逐渐被填充；多孔暴露的表面积明显较少，说明可溶性淀粉和破碎淀粉碎片的浸出减少，这与蒸煮损失减少有关。先前的研究表明，多孔结构产生更大的表面积能够促使面条在烹饪过程中实现更高的吸水率和有效的热/质传递，从而缩短最佳蒸煮时间。此外，随着谷朊粉含量的增加，多孔结构暴露的表面积明显减少，水难以进入面条的中心，从而延长了面条的烹饪时间。

04

面条的FTIR分析

如图3所示，5种不同谷朊粉添加量的挤压荞麦-红小豆复合面条红外光谱在600～4 000 cm-1范围内有多个特征峰。在3 000～3 600 cm-1范围内的吸收峰与—OH基团有关，而且该吸收峰的强度随谷朊粉的增加而增强。同时，随着谷朊粉添加量增多，在3 000～3 600 cm-1范围内的峰由3 306 cm-1（GLU0）向3 300 cm-1（GLU10）略有偏移，表明体系内氢键增强，这可能是由于淀粉与蛋白质之间发生相互作用。1 640 cm-1附近的吸收峰归因于淀粉无定形区域内的结合水，虽然谷朊粉添加量的增加没有改变峰的位置，但其强度逐渐增加，表明谷朊粉阻碍了淀粉中水分子的流动，导致无定形区结合水的水平增加。

900～1 200 cm-1的区域为碳水化合物的特征吸收峰；在此范围内，1 047 cm-1和1 022 cm-1处的吸收峰为分别代表淀粉的晶态区和非晶态区，吸收峰在1 047、1 022 cm-1和1 022、995 cm-1处的强度比（

R

1 047/1 022 和

R

1 022/995 ）可作为评价淀粉有序结构的指标。如图3和表3所示，随着谷朊粉添加量的增加，面条的

R

1 047/1 022 升高，

R

1 022/995 降低（ P ＜0.05），表明添加谷朊粉后，谷朊粉中与淀粉颗粒相关的蛋白质减少了直链淀粉的浸出、溶胀以及降低了溶解度，进而降低了淀粉颗粒内部的紊乱程度，使得挤压复合荞麦-红小豆面条淀粉结构更加有序。然而相邻组之间

R

1 047/1 022 和

R

1 022/995 无显著差异。

如表3所示，GLU0中的

-折叠、无规卷曲、

-螺旋、

-转角相对含量分别为40.0%、15.2%、16.4%、28.4%。然而，当谷朊粉质量分数增加到2.5%时，无规卷曲和α-螺旋结构相对含量显著降低，

-折叠和

-转角相对含量显著升高，这与之前研究结果相同。

-折叠含量显著升高的原因是谷朊粉的二级结构是以

-折叠结构为主；无规卷曲结构显著减少可能是由于随着谷朊粉的加入，挤压荞麦-红小豆面条中蛋白质密度增强，其内部肽链之间的氢键增强，从而导致面条中的无序结构显著下降。而当谷朊粉添加量在2.5%～10%范围时，随着谷朊粉添加量增加，

-折叠含量显著升高，而

-转角含量显著降低。这可能是由于谷朊粉经挤压膨化发生变性，其内部一部分

-转角结构转化为

-折叠结构。

05

面条的XRD分析

面条在挤压膨化过程中，其中的淀粉会发生糊化，而风干过程会使其发生老化，因此测定了含有不同谷朊粉添加量的挤压膨化荞麦-红小豆复合面条中淀粉的结晶程度和结晶类型。如图4所示，所有面条在12.9°和19.8°处均出现两个明显的峰，随着谷朊粉含量的增加，这些峰的强度增加表明面条的淀粉晶体结构更丰富。其中19.8°处的峰表明面条中含有淀粉和脂质相互作用形成的V型晶体结构。此外，面条中淀粉的相对结晶度与谷朊粉添加量呈正相关。淀粉相对结晶度的提高可能是由于谷朊粉的添加，其内部蛋白质分子促进了淀粉分子链之间以及蛋白质与淀粉分子链之间的相互作用，从而促进了淀粉分子重排，定形区的分子含量增加。淀粉分子重排本质上是淀粉分子内部和分子之间形成氢键，使淀粉分子由无定形状态转变为晶体状态。淀粉结晶区域的增加意味着非晶体区域的减少，从而减少水分子的渗透，减缓再水合作用。这一机制也解释了面条最佳蒸煮时间随着谷朊粉添加量的增加而延长的现象。

06

面条的质构特性分析

面条的质构特性决定了消费者可接受度，因此基于质构仪对不同煮熟复合面条的质构特性进行了定量评估，包括硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性。弹性是指面条被挤压后恢复原状的能力。由表4可知，随着谷朊粉添加量的增加，面条的弹性呈显著上升的趋势，在谷朊粉添加量为10%时达到最大值（0.98 mm），具有良好弹性的面条更能受到消费者的青睐。硬度是模拟牙齿完全咬穿面条所需力的一项指标。添加谷朊粉后，面条的硬度显著降低（

P

＜0.05）。同样，当谷朊粉添加量从0%增加到10%时，咀嚼性由1.80 mJ降低至1.75 mJ。

胶黏性代表面条在受到牙齿咬合作用时表现出的黏附或黏结能力。如表4所示，添加谷朊粉显著增加了复合面条的胶黏性，这可能因为谷朊粉的添加可增加面条内部作用力，使得面条胶黏性得以提高，这与前人的研究结果类似。上述结果表明，谷朊粉显著改善了杂粮复合面条的质构特性。

07

面条的电子舌分析

电子舌是一种用传感器模仿人类味觉的设备，常用于识别和区分人类感官难以区分滋味的样品。如表5所示，添加谷朊粉后能够显著降低复合面条的酸味和苦味（

P

＜0.05），鲜味和丰富度显著提高（

P

＜0.05）。这些结果表明，谷朊粉对荞麦面条的滋味品质有显著的改善作用。

08

结论

本实验研究不同添加量的谷朊粉对挤压膨化荞麦-红小豆复合面条品质特性的影响。随着谷朊粉添加量增多，复合面条中的淀粉质量分数显著降低，蛋白质量分数显著升高；谷朊粉的添加显著延长了复合面条的最佳烹饪时间，降低了蒸煮损失率和吸水率，提高了面条的蒸煮特性，改善了复合面条煮熟后的糊汤问题；谷朊粉的添加有效改善了挤压复合面条的质构特性；SEM、FTIR、XRD结果表明，谷朊粉能够促进荞麦-红小豆复合面条内部多孔网络结构的形成，使得面条内部淀粉由非晶体结构向晶体结构转变，从而减少水分子渗入，减缓再水合作用，这也印证了复合面条最佳蒸煮时间延长的现象；电子舌结果表明在复合面条中添加谷朊粉能够显著降低复合面条的酸味和苦味，而鲜味强度和丰富度显著提高。综上，谷朊粉对复合荞麦面条的食用品质有明显改善作用。本研究为谷朊粉在杂粮复合面制品中的开发应用提供理论依据，同时为面条加工企业对面条专用粉原料的选择和定制化生产提供技术参考，后续可进一步对面条在加工过程中组分特性变化进行深入研究。

作者简介

通信作者：

张丽珍 教授

山西大学生命科学学院 副院长

张丽珍，山西大学生命科学学院教授，博士生导师，主要研究方向为生物资源筛选与利用。现任中国作物学会黎麦专业委员会副会长，山西省微生物学会常务理事，中国生物化学与分子生物学会农业生物化学与分子生物学分会教学委员会委员，山西省高校生物类教指委秘书长，山西省杂粮产业技术体系岗位科学家。主持完成科技部重点研发项目课题、国家自然科学基金面上项目、省重点研发、省国际合作项目、教育部新工科研究与实践项目、省教学改革创新项目多项。在

Carbohydrate Polymers、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Food Research International

、《食品科学 》 等国内外知名期刊发表高水平论文 70 余篇。获国家科技进步二等奖1 项，省科技进步二等奖1 项；授权专利7 项；制定地方标准2 项；鉴定新品种5 个；获得软件著作权1 项。

第一作者：

赵超凡 硕士研究生

赵超凡，山西大学生命科学学院2022级硕士研究生，本科毕业于山西农业大学食品科学与工程学院，主要研究方向为生物资源筛选与利用。目前以第一作者身份发表SCI二区论文1 篇，北大核心论文1 篇。硕士期间曾荣获国家奖学金、2023-2024学年山西大学“优秀研究生”和2022-2023学年学业一等奖学金。

本文《谷朊粉添加量对挤压荞麦-红小豆复合面条品质的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第7期69-75页，作者：赵超凡，周健康，任贵兴，张丽珍*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240925-201。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：普怡然；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为贯彻落实《中共中央国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》《关于建设美丽中国先行区的实施意见》和“健康中国2030”国家战略，全面加强农业农村生态环境保护，推进美丽乡村建设，加快农产品加工与储运产业发展，实现食品产业在生产方式、技术创新、环境保护等方面的全面升级。由 中国工程院主办， 中国工程院环境与轻纺工程学部、北京食品科学研究院、湖南省农业科学院、岳麓山工业创新中心承办， 国际食品科技联盟（IUFoST）、国际谷物科技协会（ICC）、湖南省食品科学技术学会、洞庭实验室、湖南省农产品加工与质量安全研究所、中国食品杂志社、中国工程院Engineering编辑部、湖南大学、湖南农业大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湘潭大学、湖南中医药大学协办的“ 2025年中国工程院工程科技学术研讨会—推进美丽乡村建设-加快农产品加工与储运产业发展暨第十二届食品科学国际年会”，将于2025年8月8-10日在中国 湖南 长沙召开。

长按或微信扫码进行注册