《食品科学》：河南农业大学张剑教授、赵阳博士等：马铃薯淀粉对荞麦非油炸方便面食用品质和体外消化特性的影响

随着健康饮食理念的深入普及，兼具营养功能性与便捷性的面制品成为研发焦点。非油炸方便面凭借低脂、营养保留度高等特点契合现代消费需求。荞麦作为典型的药食同源杂粮，含有优质蛋白质、膳食纤维等基础营养素，将其与非油炸工艺结合开发的荞麦非油炸方便面，既保留了杂粮的健康属性，又满足了便捷食用需求，具有广阔的市场应用前景。基于此，本课题组已通过复合菌种发酵工艺，成功研制出了以荞麦粉为主要原料的非油炸方便面，为杂粮类非油炸面制品的开发奠定了基础。但产品口感偏硬、弹性不足等问题尚未得到有效解决。

许多学者通过添加淀粉类添加剂对面制品的质构、持水性等特性进行改善，提升产品品质。其中，马铃薯原淀粉及其改性淀粉因来源广泛、糊化特性优良，在面制品中应用广泛。例如，王善荣等发现马铃薯原淀粉常用于改善面制品的弹性、滑爽性和耐嚼性，二者在面制品品质优化中均展现出应用潜力；Choy等发现，当用马铃薯醋酸酯改性淀粉替代20%小麦粉时，可显著降低面制品烹饪损失，提升其柔软度、拉伸性及滑爽性。

因此，为了解决荞麦非油炸方便面的现存问题，且鉴于马铃薯原淀粉及其改性淀粉在面制品品质改良中的明确效果，河南农业大学食品科学技术学院的牛茵茵、张剑*、赵阳*等以适量的马铃薯醋酸酯改性淀粉或马铃薯原淀粉分别替代荞麦粉，通过测定产品的质构特性、感官品质、体外消化特性以及理化特性以确定马铃薯淀粉的最佳替代量，并且对体外消化特性进行综合评估，以期为杂粮方便食品产业的技术创新与可持续发展提供理论支撑。

01

马铃薯淀粉对荞麦非油炸方便面质构特性影响

采用TPA模拟荞麦非油炸方便面在口腔中的物理形变特性，其关键指标为硬度、黏性、咀嚼性，其中咀嚼性是模拟口腔咀嚼至稳定状态所需能量，与样品的黏性、硬度、弹性相关。面条拉伸实验是测定复水后面条弹性的主要方法，以断裂伸长率、拉断力、抗拉强度表示拉伸特性；采用剪切实验反映面条弹韧性，以坚实度、韧性表示。

由表2可知，当荞麦非油炸方便面中马铃薯醋酸酯改性淀粉替代量从0%增至2.5%时，其硬度、咀嚼性和耐泡性逐步上升，这是由于改性淀粉的强黏附性可使面条中的成分相互黏合，其交联的网络结构还能与面筋结构形成相互贯穿的高聚物网络，从而改善面条结构。而当替代量超过2.5%后，上述指标随替代量增加而下降，因过量改性淀粉对面筋的稀释作用增强，从而影响了面筋蛋白与水的相互作用，阻碍了面筋网络结构的形成，且淀粉吸水膨胀影响面筋结构扩展，导致质构特性变差。

由表2可知，当荞麦非油炸方便面中马铃薯原淀粉替代量从0%增至15%时，其硬度、弹性、咀嚼性、坚实度、耐泡性等多项指标均升高，这是因为适量的马铃薯原淀粉糊化后能够填充面筋网络，使面团结构更紧密。当马铃薯原淀粉替代量为20%、25%时以上指标均降低，因为过量原淀粉蒸制时会过度糊化，且降低面粉中面筋蛋白的比例，同时其吸水膨胀在面团内部形成空间障碍，限制面筋蛋白分子之间相互交联，导致面条的质构特性急剧下降。

综合来看，2种淀粉在相对较低替代量时均能提升面条质构特性，但当替代量较高时均会对质构特性产生负面影响，呈现出先优后劣的变化趋势。主要原因均是淀粉适量时通过黏合、填充等作用优化面筋网络，过量时均会稀释面筋蛋白比例或阻碍面筋交联，破坏面筋结构完整性。但适宜淀粉添加量差异显著，马铃薯醋酸酯改性淀粉的适宜用量仅为2.5%，马铃薯原淀粉的适宜用量可达15%，前者需控制更严格的添加比例。

02

马铃薯淀粉对荞麦非油炸方便面感官评分的影响

根据表3可知，当荞麦非油炸方便面中马铃薯醋酸酯改性淀粉、马铃薯原淀粉的替代量分别为2.5%、15%时，其感官评价总分达到最高。结果表明，适量的马铃薯淀粉替代荞麦粉能够有效改善面条的适口性。具体表现为面条软硬适中，兼具良好的弹性与韧性，煮制后不黏糊、不软烂，咀嚼时呈现爽滑劲道的口感。然而当2种马铃薯淀粉过量时，感官品质出现明显下降，其原因在于过量的淀粉会稀释面筋网络结构，使面条口感过于柔软、发黏，最终降低整体食用体验。

值得注意的是，添加马铃薯原淀粉的产品整体感官评分略高于添加马铃薯醋酸酯改性淀粉的产品。闫晨苗 的研究表明，添加量小于20%的马铃薯粉能够提高面包的整体感官评分，可能是因为马铃薯淀粉自带的轻微天然香气所致。而醋酸酯改性淀粉的产品整体评分较差，推测是因为淀粉经化学修饰后天然风味物质有所损失。

03

马铃薯淀粉对荞麦非油炸方便面体外消化特性的影响

对于马铃薯醋酸酯改性淀粉，2.5%替代量为质构特性和感官评价实验确定的最佳替代量，因此选择该替代量以评估在品质最佳状态下的体外消化特性；而1%、10%分别为低于和显著高于最佳点的添加量，选择它们的目的是观察从较低添加量（1%）到最佳添加量（2.5%）再到远超最佳品质所需替代量（10%）时eGI的变化规律。同理，对于马铃薯原淀粉，选择最佳替代量15%以及5%、25%进行消化实验。

由图1可知，0～20 min各样品的淀粉消化率均迅速增加。造成这一现象的原因在于该阶段被消化淀粉类型是RDS，能较快地被消化酶水解并生成葡萄糖被人体吸收。eGI与SDS和RS含量有关，RS含量升高表示淀粉的抗消化能力增强。这一机制在本研究中可被再次证实，所用的马铃薯醋酸酯改性淀粉通过酯化反应引入乙酰基，改变了原淀粉的分子结构，形成了难以被α-淀粉酶和糖化酶等消化酶降解的空间结构。这一结构变化对淀粉消化特性的影响可通过图1和表4的eGI体现，即马铃薯醋酸酯改性淀粉的替代量从0%升高至10%，体系中的RS含量升高，eGI从52.13降低至46.48。

由图1可知，马铃薯原淀粉的消化率随替代量的升高呈现升高的趋势。已有研究表明，煮制过程会影响淀粉的消化率及体内葡萄糖应答，进而提升马铃薯原淀粉的eGI。这与本实验中马铃薯淀粉替代量从0%升高至25%、eGI从52.13升高至54.90的结果相似。徐箐等的研究已证实马铃薯淀粉的eGI为70.3，属于高eGI食品。此外，根据《低GI食品认证实施规则》可知，GI≤55的食品被定义为低GI食品。据此判断，本实验中所有接受体外消化测试的荞麦非油炸方便面均属于低GI食品。但这一判断仅基于体外估算的结果，与ISO 26642:2010所规定的人体GI并不等同。

04

马铃薯淀粉对荞麦非油炸方便面红外光谱的影响

由图2可知，6组含有马铃薯淀粉的产品红外光谱峰形、峰位、峰高基本相近，所含特征峰及其形状基本一致，这一结果表明所有样品含有类似的化学成分。进一步对红外光谱的特征峰进行解析可知，所有样品在1 024 cm—1附近出现吸收带，表明存在与无定形淀粉结构相关的C—O—H弯曲振动；在2 923 cm—1附近的吸收峰为C—H不对称伸缩振动；在1 703 cm—1处的吸收峰对应C＝O的伸缩振动，说明存在淀粉-脂质复合物。此外，与对照组相比，添加马铃薯淀粉的样品在3 260～3 650 cm—1区间内峰形发生了变化，在此范围内的吸收峰对应O—H伸缩振动，说明加入马铃薯原淀粉和马铃薯醋酸酯改性淀粉后导致O—H的振动发生了变化。

05

马铃薯淀粉对荞麦非油炸方便面X射线衍射图谱的影响

由图3可知，所有产品在20°附近都有较强的V型峰，该峰的形成是因方便面在蒸制过程中使淀粉糊化。从淀粉结构与消化特性的关联来看，V-型结晶结构有利于增强淀粉的抗消化特性，直链淀粉的含量越高，淀粉越难消化，血糖上升越慢，对应的eGI越低，这与上述样品的eGI均小于55，属于低GI食品的结果相印证。V-型结晶结构还与直链淀粉复合物的形成密切相关。直链淀粉由线性分子组成，具有螺旋结构，在适当的条件下脂质等小分子可以进入疏水螺旋空腔内，进而形成直链淀粉-脂类复合物。

由表5可知，当马铃薯醋酸酯改性淀粉替代量从0%增加到10%，荞麦非油炸方便面结晶度从5.45%增加到9.74%，说明晶体结构变得更为致密，稳定性较好，抗酶解能力更强，与上述RS含量随改性淀粉替代量的升高而增加，抗消化性提高的结果相印证。从分子结构层面解释，淀粉经过乙酰化引入醋酸酯基团，使得支链淀粉的分支结构堆积更加紧密，分子链在特定方向上排列，促使形成更多的结晶区域 。

荞麦非油炸方便面结晶度在马铃薯原淀粉替代量为15%时达到最高（6.27%），主要因原淀粉的结晶特性与荞麦粉中淀粉的协同作用，马铃薯原淀粉晶型为B型 ，荞麦精粉的晶型主要由荞麦淀粉决定，其淀粉晶体结构为典型的A型晶型 ，当两者混合时，即使是糊化后的样品，在其重结晶时不同晶型的淀粉也可能会相互作用，从而对结晶区域的形成产生影响，促进了结晶区域的形成和扩展。当马铃薯原淀粉替代量为15%时，结构最致密，与该替代量下面条硬度最大的质构数据相印证。当马铃薯原淀粉替代量为25%时结晶度降低至5.71%，因为过多的马铃薯原淀粉会稀释混粉体系中面筋蛋白 ，破坏面筋网络结构的有序性和连续性，导致淀粉分子链的排列受到干扰，不利于结晶结构的稳定。

06

马铃薯淀粉对荞麦非油炸方便面微观结构的影响

如图4所示，不同马铃薯醋酸酯改性淀粉含量的荞麦非油炸方便面微观结构存在显著差异。对照组的内部孔洞尺寸较大且分布不均，结构松散；马铃薯醋酸酯改性淀粉替代量为1%的样品孔洞均一性较对照组提升，但孔洞主要集中在中间，整体分布仍不均衡；马铃薯醋酸酯改性淀粉替代量为2.5%的样品孔洞分布最均匀，结构致密规整；马铃薯醋酸酯改性淀粉替代量为10%的样品孔洞尺寸再次增大，微观结构完整性变差。含有马铃薯醋酸酯改性淀粉的样品随替代量的增加结构先改善后变差，这源于过量改性淀粉对面筋的稀释作用增强，导致面筋网络结构变差，该变化趋势与质构特性及感官评价结果高度呼应。结果表明，当加入2.5%的马铃薯醋酸酯改性淀粉时样品结构最优，对应产品品质最佳。

由图4可知，不同马铃薯原淀粉替代量的荞麦非油炸方便面微观结构同样存在显著差异。相较于对照组，马铃薯原淀粉替代量为5%的样品结构略有改善，但改善效果有限。马铃薯原淀粉替代量为15%的样品孔洞大小均一、分布均匀。马铃薯原淀粉替代量为25%的样品孔洞明显变大且分布不均。从马铃薯原淀粉替代量5%样品的切面可见，其淀粉与蛋白质形成的复合结构比替代量15%和25%的样品更加均一致密。这种结构能显著减少淀粉与消化酶的接触机会，这是马铃薯原淀粉替代量为5%样品的eGI（52.98）低于替代量为15%样品（53.98）和25%样品（54.90）的原因之一。

面团网络结构对面条的质构和感官品质以及面筋蛋白网络和淀粉结构之间的形态起着关键性的作用。由图5可知，与对照组相比，马铃薯醋酸酯改性淀粉替代量为2.5%样品和马铃薯原淀粉替代量为5%的淀粉与蛋白质分布都更加均匀，蛋白质连续性好，说明马铃薯淀粉促进了淀粉与蛋白质的结合，使面筋网络更致密。与较对照组硬度有所增加的结果相呼应。同时，加入淀粉后荞麦非油炸方便面可能形成了糖蛋白（黑色箭头），并且淀粉颗粒和蛋白质网络结构较对照组明显聚集，形成了大小适中的聚团（灰色箭头）。

结论

2种马铃薯淀粉均能对荞麦非油炸方便面品质产生显著的优化作用，改善了产品的质构特性与感官品质，优化了微观结构，改善了面团面筋网络结构，促使淀粉-脂质复合物的形成。然而，2种淀粉的最佳替代量不同，且产品在eGI及结晶度的变化趋势上也表现出不同规律。马铃薯醋酸酯改性淀粉具有强黏附性，适当使用可使面条中的成分相互黏合，改善产品质地松散、口感软烂问题；当其替代量从0%增加到10%时，结晶度最高可达9.74%，其eGI从52.13降低至46.48，晶体结构更为稳定，抗消化能力更强；马铃薯醋酸酯改性淀粉最佳替代量为2.5%。马铃薯原淀粉糊化后填充面筋网络，使面团结构更紧密，提升了产品的质构特性和感官特性；马铃薯原淀粉的最佳替代量为15%，此时荞麦非油炸方便面的质构特性最佳，淀粉结晶度为6.27%，eGI略高于对照组但仍低于55。综上所述，马铃薯醋酸酯改性淀粉在低替代量（2.5%）条件下即可实现质构优化与eGI降低，而马铃薯原淀粉则适配较高的替代量（15%）以优化质构特性，本研究可为不同需求的面制品提供原料方案的参考。

未来将从以下3个方面进一步提升荞麦非油炸方便面的综合品质：1）风味特性改善及风味物质成分分析，即通过气相色谱-质谱联用和电子鼻等分析手段对荞麦非油炸方便面的风味进行评价与表征。2）结合原料预处理工艺进一步提升口感及贮藏特性，如改良磨粉工艺、原料热处理等。3）本实验只研究了产品的体外消化特性，而没有进行体内实验，后续可以开展动物或人体实验以明确抗消化淀粉及其他营养成分的健康功效。

作者简介

通信作者：

张剑，教授，硕士生导师，河南农业大学食品科学技术学院副院长。现任中国粮油学会食品分会常务委员、中国粮油学会小麦加工及面条制品分会常务委员、河南省农产品加工与贮藏学会常务理事、河南省教学名师、河南省首席科普专家。长期从事谷物深加工技术与原理、食品工程设计方面的研究与教学工作。近年来，先后主持与参加了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、河南省重大科技攻关项目、郑州市重大科技攻关项目等20余项；先后有10 项成果通过省级鉴定与成果评价，获河南省科技进步二等奖1 项，发表论文120多篇（SCI与EI收录10余篇），已申请与授权国家发明专利10 项。近年来，大力进行科技服务，10余项科技成果在企业转化生产，有效地推动食品产业的发展与乡村振兴。

赵阳，博士，河南农业大学校聘教授，硕士生导师。从事粮油加工相关基础研究，近5 年主持河南省博士后资助项目、河南农业大学拔尖人才项目、河南省高校重点研发项目各1 项，作为第三完成人参与国家“十三五”重点研发项目子课题1 项。以第一作者在Food Chemistry、Food Hydrocolloids等杂志发表面制品加工相关研究性SCI论文5 篇（累计IF=35.6）、EI及核心论文20余篇。

第一作者：

牛茵茵，2021年9月-2025年6月，就读于河南农业大学食品科学技术学院，获工学学士学位。2025年9月至今，在河南农业大学食品科学技术学院攻读硕士学位。研究方向粮油精深加工。曾获院级三好学生，院级文明学生，国家一等奖学金，国家助学金。

引文格式：

牛茵茵, 杨士展, 魏鹏飞, 等. 马铃薯淀粉对荞麦非油炸方便面食用品质和体外消化特性的影响[J].食品科学, 2026, 47(4): 79-87. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250902-009.

NIU Yinyin,YANG Shizhan,WEI Pengfei,et al.Effect of potato starch on the eating quality and in vitro digestibility of non-fried buckwheat instant noodles[J]. Food Science, 2026, 47(4): 79-87. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250902-009.

实习编辑：南伊；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

为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。

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