《食品科学》：河南农业大学张剑教授、赵阳讲师等：NaHCO3对非油炸全麦方便面品质及体外消化特性的影响

方便面自诞生以来，因具有食用方便、价格低廉、易于保存等特点，已成为畅销的速食食品。传统油炸方便面虽口感独特，但因脂肪含量高、易发生氧化酸败等问题，逐渐难以满足消费者对健康饮食的需求。在此背景下，非油炸方便面因脂肪含量低、营养保留更完整、贮藏稳定性更佳等优势，受到市场青睐。已有研究表明，荞麦类原料的淀粉消化速率显著低于小麦、玉米淀粉。本课题组前期研究将复合菌发酵技术应用于非油炸方便面制备，采用酵母菌、保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌进行二次发酵，可将产品最佳复水时间由7.0 min缩短至4.0 min。但该发酵工艺在杂粮面中的适用性尚未明确，仍需进一步验证。目前已成功研制出以荞麦为主要原料的非油炸方便面，但其仍存在复水性差、口感不佳和韧性不足等问题。

NaHCO3在面制品加工中应用广泛，可以调节面团pH值，改善产品的复水性和质构特性，优化产品风味。例如杨怡飞等发现添加食用碱面筋指数增高，吸水率随食用碱添加量的升高而变大，可提高相应面制品的感官评分；杜文凯等发现食用碱可以抑制冷冻面团中的水分迁移，进而保持良好的持水性，且能有效改善冷冻杂粮面团面筋蛋白网络；张智勇等发现添加食用碱可显著降低面条的表面黏性，提高淀粉的糊化稳定性、凝胶弹性以及冻融稳定性，降低面条的粘连程度。然而NaHCO3在非油炸方便面中应用鲜有详细研究。

因此，河南农业大学食品科学技术学院的胡俊菡、张剑*、赵阳*等将以非油炸全麦方便面为研究对象，探究不同NaHCO3添加量对非油炸方便面复水性、质构特性、微观结构、蛋白质二级结构及消化特性的影响，结合感官评价选出最适添加量，旨在揭示NaHCO3改善非油炸全麦方便面的作用机制，为其工业化生产提供理论支撑和技术参考。

1 NaHCO3添加量对非油炸全麦方便面的复水性和耐泡性的影响

由图1可知，随着NaHCO3添加量的增加，非油炸全麦方便面的复水时间整体呈上升趋势，这可能因为添加NaHCO3可通过促进二硫键交联影响蛋白质结构。具体表现为，麦谷蛋白亚基间通过—S—S—键结合形成高分子聚合物，这种交联作用增强了面筋网络的致密性。由于蛋白质分子间作用力加强，水分子不易渗透，复水时间得以延长。复水10 min的面条硬度反映了非油炸方便面的耐泡性，硬度越高表明样品耐泡性越好。在NaHCO3添加量为0.2%时，面条的硬度显著高于其他各组，此时方便面的耐泡性最佳。

2 NaHCO3添加量对非油炸全麦方便面质构特性的影响

由表2可知，随着NaHCO3添加量增加，硬度、弹性和咀嚼性均呈现在添加量为0.2%时达到最大值后又降低的趋势。剪切力和韧性整体上也呈现在NaHCO3添加量0.2%处达到峰值的趋势，随后随添加量继续增加整体呈下降趋势。在硬度上，与复水性实验结果一致；黏性随着NaHCO3添加量的增加总体呈现下降的趋势；在拉伸方面，与空白组相比，拉断力和断裂伸长率都随着NaHCO3添加量的增加显著增大（P＜0.05），并在添加量为0.2%时达到最大。

3 NaHCO3添加量对非油炸全麦方便面感官评价和pH值的影响

如图2A、B所示，NaHCO3添加量对感官总分有显著性影响（P＜0.05），并在添加量为0.2%时达到最大，为94.8 分。NaHCO3添加量对非油炸全麦方便面的爽滑性、弹性和气味上总体并未表现出较大的差异；而在色泽和表观状态上，食用碱添加量为0.2%时最优，添加量为0.5%时最差。这是因为添加碱会使其含有的类黄酮物质游离出来，面条颜色变黄，适量的食用碱可以让面团具有令人愉悦的颜色，而过量添加NaHCO3会使面条颜色过深。申倩等的研究表明由于面团中加了碱，使其含有的类黄酮物质游离出来，面团会呈黄色或者绿色。碱量的增加会让面团的颜色加深，郑芃园等的研究表明，随着碱量的增加，面条色度呈直线上升，显著变黄。杨怡飞等的研究表明，面片中碱与面粉中黄酮类化合物发生反应呈现亮黄色，并且随着食用碱添加量的升高，面片的黄蓝色值呈升高趋势。这与本研究结果一致。杜文凯等的研究表明，添加适量的NaHCO3可使淀粉颗粒变得细小，淀粉颗粒表面组织变得光滑无凹陷，而且由于二硫键、氢键数目的增多可以促进蛋白质的联结，使面筋网络结构更加致密，表观状态良好；而过量添加NaHCO3会使面团产生不规则的气孔，表观状态变差。在食味上，随着NaHCO3添加量的增多，评分呈现先升高后降低的趋势，添加适量的NaHCO3可以中和面条的发酵酸味，提升整体的风味，但添加过量会使面条有明显的碱味，甚至苦涩，影响整体的口感。毛羽扬等的研究表明，碱量不足时面制品有较浓的酸味；碱过量时面制品偏碱发黄，表面易开裂，风味较差，这与本研究结果一致。在硬度方面，非油炸全麦方便面的评分与质构测试中硬度的变化趋势一致。

pH值会影响面团中各种酶的活性、微生物的生长以及发酵面食的最终品质。由图2C可知，面条的pH值与NaHCO3添加量呈正相关，随着NaHCO3添加量的增多，面条的pH值显著升高（P＜0.05），这是因为NaHCO3是强碱弱酸盐，容易发生水解，可以中和面团中的酸性物质，导致pH值的上升，与Wang Jinrong等的研究发现一致。此外，pH值环境可以影响蛋白质组分间的静电相互作用，麦醇溶蛋白组分的表面电荷对碱敏感，添加一定量的碱可以增强面筋蛋白相互作用，增强面团的稳定性和面条强度，并导致更发达的面筋网络结构，从而有助于面条质构性能的优化。

4 NaHCO3添加量对非油炸全麦方便面消化特性的影响

如图3所示，各组样品淀粉水解率随时间变化呈现的趋势高度一致。具体而言，在反应进程的前20 min时段内，淀粉的水解速率迅速升高，表现为最为迅速的水解阶段。随后，在20～120 min的时间跨度内，淀粉水解率的增长速率相较于初始阶段出现明显减缓。当反应120 min后，淀粉水解率的变化曲线逐渐趋于平缓，这一现象表明，在120 min这一时间节点上，淀粉的水解过程已基本完成，后续水解程度趋于稳定。这与马雨洁等的研究结果一致。淀粉消化率由高到低依次为NaHCO3添加量0.3%＞0.4%＞0%＞0.5%＞0.1%＞0.2%，其中NaHCO3添加量为0%、0.1%、0.4%、0.5%组的总淀粉水解率并未表现出较大差别。

淀粉根据其在消化过程中消化率的快慢可分为RDS、SDS和RS。如图3所示，在不同的NaHCO3添加量下，RDS的相对含量由高到低依次为NaHCO3添加量0%＞0.3%＞0.2%＞0.5%＞0.1%＞0.4%。与未添加NaHCO3的非油炸全麦方便面相比，添加一定量的NaHCO3，非油炸全麦方便面的RDS含量减少。SDS的含量随着NaHCO3添加量的增大而波动变化，当NaHCO3添加量达到0.3%时，其相对含量又增至32%，其后随着NaHCO3添加量的增大而减小。RS的含量随着NaHCO3添加量的增大先上升后下降再上升，当NaHCO3添加量为0.3%～0.5%时其相对含量降低至36%～39%。

淀粉消化动力学参数和eGI值见表3。模型拟合度值R2处于0.963 6～0.997 6之间，表明淀粉消化动力学模型的拟合度较好，数据可靠性高。NaHCO3添加量为0%～0.2%时，最终水解率C∞随着添加量的增大而减小，这表明低添加量的NaHCO3可以减慢淀粉的水解。当NaHCO3添加量为0.3%时，其最终水解率最大，随后随着NaHCO3添加量的增大而减小，这表明高添加量的NaHCO3可以促进淀粉的水解。k值越高则代表淀粉体外消化的速率越高，与未添加NaHCO3组相比，处理组k值为0.03 min-1，说明添加NaHCO3可能略微减慢水解速率。如表3所示，eGI值随着NaHCO3添加量的增大总体减小，当NaHCO3添加量为0.2%降至最低，为62.68，NaHCO3添加量为0.3%增至73.05，之后又随着NaHCO3添加量的增大而减小。

添加适量NaHCO3时，NaHCO3水解使体系呈弱碱性，Na+与淀粉分子羟基发生离子络合，抑制淀粉颗粒吸水溶胀和糊化，减少直链淀粉溶出和淀粉酶可结合位点；且弱碱性环境会轻微降低消化酶催化活性，与致密蛋白质网络的物理包覆作用叠加，共同降低淀粉水解率。杨怡飞等研究表明，Na+可与淀粉羟基结合，提高淀粉糊化温度，抑制淀粉与水的相互作用，减少淀粉酶作用位点，这与本研究结果一致。

当NaHCO3添加量超过0.2%时，体系碱性过强且高浓度Na+打破淀粉分子间氢键，促进淀粉过度糊化并破坏其结晶结构，使淀粉分子解聚为小分子片段，大幅增加淀粉酶作用位点；此效应远大于碱性对酶活性的抑制作用，且过量NaHCO3导致的蛋白质网络松散进一步暴露淀粉颗粒，最终使淀粉水解率回升。杜文凯等的研究表明，过量碱会破坏淀粉与蛋白质的相互作用，促进淀粉颗粒溶胀与糊化，间接增加酶解效率，这与本研究结果一致。

5 NaHCO3添加量对非油炸全麦方便面微观结构的影响

由图4可知，随着NaHCO3添加量的增加，样品的气孔数量和大小呈先降低后升高的趋势，在0.2%时达到最小值，这可能是因为适量添加NaHCO3促进面团中游离巯基转化为二硫键，使面筋蛋白分子结合更紧密，形成更加致密的面筋网络结构。NaHCO3添加量为0.5%时，孔洞大小不一，出现了较大的气孔，这些气孔造成面筋网络结构支撑失衡，使得面条内部结构易受到破坏。任佳影等的研究表明适量加碱可提高面团中二硫键密度，促进麦谷蛋白大聚体形成，使面筋蛋白分子交联更紧密，过量加碱会导致面团pH值异常升高，引发二硫键断裂，使面筋网络松散。杨怡飞等的研究表明食用碱的添加可促进蛋白质交联形成更紧密的网络结构，使面制品结构稳定性提升，但过量添加会导致面制品结构致密性下降，这与本研究结果一致。

气孔通过吸收水分可调节面筋网络的水分分布与结构松紧度，以此缓解面条紧实结构产生的硬度，使面条易于咀嚼。NaHCO3添加量为0%～0.2%时，气孔数量减少、孔径缩小，网络结构致密，水分子渗透阻力增大，耐泡性、硬度、咀嚼性、拉断力呈上升趋势；NaHCO3添加量为0.3%～0.5%时，网络结构松散，气孔数量增加、孔径增大，降低水分子渗透阻力，耐泡性、硬度、咀嚼性、拉断力呈下降趋势。申倩等的研究表明少量添加食用碱能够改善拉伸特性，提升硬度、弹性及回复性；而过量添加食用碱时，拉断力、拉断距离、硬度、弹性及回复性则会出现明显降低。郑芃园等的研究表明低浓度碱的添加可改善面团流变学特性，但是在过量加入食用碱后，面团的流变性质明显变差，这与复水性和质构特性结果一致。

NaHCO3添加量为0%～0.2%时，气孔数量减少，面团网络结构致密，限制了淀粉颗粒的溶胀性，致使酶不易进入内部与淀粉发生作用，SDS和RDS含量有所减少，RS含量有所增加，使得样品淀粉水解率降低；NaHCO3添加量为0.3%～0.5%时，网络松散气孔增多且孔径不均，增加淀粉暴露面积，此时酶与淀粉接触机会增多， 酶解速率加快，SDS含量回升，RDS和RS含量减少，使得样品淀粉水解率回升。这与消化实验结果一致。

6 NaHCO3添加量对非油炸全麦方便面FTIR和蛋白质二级结构的影响

FTIR分析通过评价化学键和分子振动揭示结构变化。如图5所示，尽管NaHCO3的添加量不同，但红外谱图的峰值位置和趋势基本一致，这表明NaHCO3的添加未改变面团中特定基团的性质。

通过二阶导数，傅里叶自去卷积和曲线拟合对酰胺I带（1 600～1 700 cm-1）进行分析，以量化非油炸全麦方便面的蛋白质二级结构。α-螺旋是依靠氢键形成较好稳定性的有序结构；β-折叠是需要大量氢键固定的片层结构，与面团的弹性和硬度呈正相关；β-转角与无规卷曲是一种弱稳定性的无序结构。表4数据表明，随着NaHCO3含量的增加，蛋白质二级结构发生显著变化：β-折叠结构比例整体升高，而α-螺旋和β-转角构象则总体呈下降趋势，这表明添加NaHCO3促进了蛋白质构象从α-螺旋和β-转角向β-折叠转变，使得蛋白质的结构变得更加有序，面团的延伸性增加。研究推测，碱性环境可能导致蛋白质分子构象发生解旋，使得原本稳定的螺旋结构和肽链转角遭到破坏。在此过程中，分子链趋向于形成更伸展的β-折叠构象，从而导致α-螺旋和β-转角比例相应减少。β-折叠在蛋白质分子之间表现出强烈的氢键相互作用，而氢键有利于促进蛋白质聚集，此外，α-螺旋结构的减少与蛋白质网络的形成有关。因此，加碱可以进一步促进蛋白质之间的氢键相互作用，形成更紧密的蛋白质网络结构，这可能是面团强度增强和面条质地改善的原因之一。然而，无规卷曲总体先下降，在添加量为0.2%时达到最低后（（17.23±0.36）%），又呈现上升趋势，这是因为过量碱性物质会引发蛋白质分子异常聚集，导致结构变化，如分子间氢键网络被破坏，促使蛋白质解聚为较小片段，无序构象比例显著上升，使无规卷曲含量增加。

NaHCO3添加量为0%～0.2%时，蛋白质二级结构呈现β-折叠比例持续升高、α-螺旋与β-转角逐渐降低、无规卷曲降至最低的有序化趋势。β-折叠通过增强分子间氢键作用，促进面筋蛋白聚集形成致密网络结构，这种结构减少了面条内部的孔隙通道，可增加水分子渗透阻力，导致复水时间延长；同时，有序化结构提升了面筋网络的弹性与稳定性，使拉伸实验中弹性、拉断力指标呈上升趋势，这与任佳影等研究结果一致，杨怡飞等的研究也表明适量食用碱可通过促进蛋白质交联形成紧密网络，提升面团拉伸阻力与结构稳定性；在消化特性方面，致密网络结构可有效包覆淀粉颗粒，阻碍其与淀粉酶的结合，同时Na+对淀粉结晶结构的稳定作用进一步减少酶解位点，使RDS含量持续下降、RS含量增加，SDS因酶解进程延缓维持较高水平，最终导致总消化率持续降低。许芳溢等的研究表明致密的网状结构，有效地降低消化酶的敏感性，延缓淀粉的消化，这与本研究结果一致；NaHCO3添加量为0.3%～0.5%时，尽管β-折叠比例仍小幅上升，但无规卷曲比例回升，蛋白质结构无序性增加。无序结构破坏了面筋网络的稳定性，导致出现松散区域和微小孔洞，水分子渗透阻力减小，复水时间延长趋势放缓；同时，蛋白质网络稳定性下降，复水后面条易因结构松散出现软烂，耐泡性降低，与复水性测试中“超过0.2%后耐泡性下降”的结果一致。这与杨怡飞等观察到的“过量食用碱会导致面团筋力变差、拉伸性能下降”的现象相符。此阶段，拉伸实验中弹性、拉断力指标随网络稳定性下降而降低；消化特性方面，无序结构减弱了面筋网络对淀粉的包裹作用，且高浓度Na+促进淀粉过度糊化，淀粉颗粒暴露面积增加，导致RDS含量回升、RS含量减少，SDS因酶解速率加快而下降，总消化率逐步回升。张莉等的研究表明面筋网络松散会增加淀粉颗粒暴露，使淀粉水解速率提升，这与本研究结果一致。上述蛋白质二级结构的微观变化与面团延展性能下降的宏观特性相吻合，且与拉伸实验、复水性测试及消化实验结果均相互印证。

结 论

适量添加NaHCO3能够显著提升产品质量。一方面，适量NaHCO3的加入可减小孔隙，增强耐泡性，促进蛋白质交联，形成致密的面筋网络结构，从而优化产品的质构性能；另一方面，蛋白质交联可以形成物理屏障，提升产品的抗消化特性。然而，过量添加NaHCO3会导致产品孔隙过大，耐泡性下降；同时，酶作用位点过多，对产品的抗消化特性产生不利影响。综上所述，建议NaHCO3的添加量为0.2%。

本研究已明确NaHCO3能够优化面筋蛋白的二级结构，然而其对蛋白质分子质量分布及聚集行为的影响尚待深入探究；后续研究可借助液相色谱-质谱联用技术，分析NaHCO3作用下面筋蛋白分子质量的变化规律。关于风味特性的改善及风味物质成分的分析，可利用电子鼻与电子舌技术，评估不同NaHCO3添加量下非油炸方便面的味觉与嗅觉响应差异；并通过气相色谱-质谱联用技术，鉴定挥发性风味物质的种类及含量变化。

作者简介

第一作者：

胡俊菡 本科生

河南农业大学食品科学技术学院

胡俊菡，本科生，河南农业大学食品科学技术学院大三在读。从事粮油加工相关基础研究，主持本校本科生科研能力提升计划项目、大学生创新训练计划项目校级一般项目（已结项，并评为优秀项目）各1 项，累计获得校级及以上荣誉5 项，院级荣誉十余项。

通信作者：

张剑教授

河南农业大学食品科学技术学院 副院长

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 讲师

河南农业大学

赵阳，博士，河南农业大学讲师，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你篇（累计IF=35.6）、EI及核心论文20余篇。

引文格式：

胡俊菡, 尚芮仙, 周朋辉, 等. NaHCO3对非油炸全麦方便面品质及体外消化特性的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(11): 69-77. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20260101-002.

HU Junhan, SHANG Ruixian, ZHOU Penghui, et al. Effect of NaHCO3 on the quality and in vitro digestion characteristics of non-fried whole wheat instant noodles[J]. Food Science, 2026, 47(11): 69-77. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20260101-002.

实习编辑：林安琪；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

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