莜面是将裸燕麦炒制、磨粉后制得的，具有降血糖和降血脂的功效，是内蒙古中西部地区的传统主粮。在当地，人们大多将莜面与水和成面团、制成面条后蒸熟食用。为了获得较好的品质，人们用沸水和面并需控制蒸制时间。若和面用水温度较低，最终蒸制好的面条缺乏弹性、硬度较大；蒸制时间短，面条不能蒸熟，但若蒸制时间太长，面条软塌、变形、发黏，品质变差。其中的机理，目前还未见相关研究报道。
质构特性是面制品品质的重要参数。水分状态是影响食品产品品质的关键因素，近年来受到广泛关注。李雪琴等研究了加水温度对烫面蒸饼水分分布状态的影响，发现加水温度改变烫面蒸饼中结合水的含量，随着加水温度的升高，烫面蒸饼结合水含量先降低后升高。可见，加水温度高可改变熟面制品中的水分存在形式。Bosmans等利用低场核磁技术 Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）脉冲序列研究了淀粉-水、面粉-水体系的水分状态及其变化。研究发现，温度对面粉-水体系水分状态的改变是由淀粉凝胶化引起的。升高加水温度可显著改变如面类等高淀粉制品的感官品质，但对其机理的研究很少。Jun等的研究表明加水温度能显著影响米线的质构特性。目前，质构特性经常被作为面条品质的评价指标。Li和Shi研究了蒸制时间对中国北方馒头水分迁移和结构特性的影响。Zohoun等研究了改变蒸制时间时的大米物化特性和营养特性，发现改变蒸制时间可显著改变大米的硬度和黏性。至今尚未见到蒸制时间改变蒸面条质构特性的研究。加水温度和蒸制时间是莜麦面面条品质的决定性因素，一直以来，未见到这两个因素对莜麦面面条品质影响的相关研究，对莜麦面面条品质改变的机理研究亦是空白。
张乐道团队采用低场核磁共振成像分析仪和食品物性仪测得莜面面条的水分分布状态和质构特性，旨在研究加水温度和蒸制时间变化时莜面面条的水分分布状态和质构特性，以期为莜面面条的规模化生产提供实验依据。
莜麦面面条中的膳食纤维、淀粉、蛋白质都在争夺可用的水，使得水在生物分子之间重新分配。T2值越小，表明水与底物结合越紧密，越大表明水分自由度越大。图1为蒸制时间10 min，在不同加水温度下由莜麦粉制作的面条的T2反演图，图中每条曲线都有3个明显的波峰，表明面条中水分存在的3种状态。峰1代表深层结合水，峰2代表弱结合水，峰3代表自由水。其中，T22的峰为主峰，说明面条中的水分主要以弱结合水的形式存在。
表1为蒸制时间10 min，加水温度改变时莜麦面面条水分弛豫时间T2和峰面积占比的变化。加水温度70℃的T21值显著（P＜0.05）低于加水温度75~90℃的。加水温度从70℃升高到80℃时，T22值没有显著变化（P＜0.05）。加水温度从70℃升高到90℃时，T23值先减小后增加。加水温度的变化会改变面条中的水分自由度，这是因为热水温度升高引起面团中面筋网格结构的变化，从而影响面条对水分的束缚能力。
当加水温度从70℃升高到90℃时，T2值对应峰面积占比变化显著（P＜0.05），弱结合水A22值最大。加水温度70℃的A21值高于加水温度75~90℃的。提高加水温度会使面条中深层结合水减少并向弱结合水和自由水方向迁移。当加水温度从70℃升高到90℃时，A22值和A23值均先升高后降低，A22和A23峰值对应的加水温度分别为75℃和80℃。这与文献中随着加水温度的升高，自由水含量先增加后减小的结果一致。在文献中，通过扫描电镜观察发现，随加水温度升高，淀粉颗粒变形加剧并逐渐暴露于凝固的蛋白结构之外，直至与凝固的蛋白质融为一体，当加水水温达到90 ℃时，淀粉颗粒完全糊化成为片状，与蛋白质骨架紧密结合在一起。提高加水温度使面团中的淀粉、蛋白的结构发生变化，进而改变了水分子的水合形式。
Li等的研究表明，随着蒸制时间的延长，若T21的值变大，说明凝胶化作用持续强化且水分逐渐变得易于移动。图2为加水温度85 ℃时，在不同蒸制时间下莜麦粉面条的T2反演图。从图中可以看出，面条中的水分主要以弱结合水的形式存在。
表2给出了加水温度85 ℃时，蒸制时间改变时莜麦面面条水分弛豫时间T2和峰面积占比的变化。从表中可以看出，蒸熟面条中的水分主要以弱结合水的形式存在。这一结果与文献中在蒸熟的小麦面馒头中，弱结合水的含量最高的结果一致。当蒸制时间从6 min增加到10 min时，T21的值先增大后减小，水分自由度先增大后减小；T22值和T23值均先减小后增大。文献的研究表明，蒸制时间增加可提高大米中淀粉的凝胶化程度，淀粉是否能够凝胶化与蛋白质相关。增加蒸制时间改变了面条的凝胶化程度，从而改变面条对水分的束缚能力。与蒸制前（蒸制时间0 min）相比，蒸制后面条的T21、T22和T23均明显增大。其中，T21的值由0.248增加到2.31，增加了831%，增幅最大；T23的值由18.74增加到86.98，增加了364%，增幅最小。可见，蒸制使面条中深层结合水、弱结合水和自由水的自由度加大。
从T2值对应峰面积百分比可以看出，当蒸制时间从6 min增加到9 min时，延长蒸制时间会使面条中深层结合水减少并向弱结合水和自由水方向迁移，若蒸制时间继续延长至10 min，则弱结合水和自由水向深层结合水分方向迁移并使得深层结合水含量增加。从表2中还可以看出，当蒸制时间从6 min增加到10 min时，A22值和A23值均先升高后降低，A22和A23最大值对应的蒸制时间均为9 min。Li和Shi研究馒头的蒸制过程，发现蒸制时间达到8min时，馒头的凝胶化过程结束，这是因为再延长蒸制时间，深层结合水的弛豫时间和相对含量仍保持不变。这与蒸制过程中馒头的组织状态变化相一致，延长蒸熟馒头的蒸制时间并不会出现使馒头塌陷或者膨大等组织状态的改变。蒸制前（蒸制时间0 min），莜麦面条中水分主要以自由水的形式存在。蒸制后，莜麦面条中水分主要以弱结合水的形式存在。蒸制使莜麦面条中水分由自由水向弱结合水形式转变。
表3给出了蒸制时间10 min时，不同加水温度下莜麦面面条质构特性包括硬度、黏着性、弹性、黏聚性、咀嚼性、回复性等的变化。从表中可以看出，当加水温度从70℃升高到90℃时，硬度、黏着性、回复性逐渐减小，弹性、黏聚性逐渐增大，咀嚼性先减小后增大。文献[11]的研究发现，加水温度为80℃时会使米粉的弹性增加，黏聚性增大，使用80℃的热水和面会增加口感。这与文献[11]中加水温度升高会使米粉黏聚性增加的结论一致。
表4给出了加水温度85 ℃时，不同蒸制时间下莜麦面面条质构特性包括硬度、黏着性、弹性、黏聚性、咀嚼性、回复性等的变化。从表中可以看出，当蒸制时间从6 min升高到10 min时，硬度、黏着性、咀嚼性、回复性先增大后减小，峰值对应的蒸制时间均为8 min；弹性、黏聚性先减小后增大，最低值对应的蒸制时间分别为8 min和7 min。从表中还可以看出，蒸制使面条的硬度、黏着性和回复性显著降低，使面条的弹性、黏聚性和咀嚼性显著升高（P＜0.05）。该结果与蒸制后面条富有弹性、不粘牙、咀嚼口感好的生活经验相一致。
将莜面与水混合和成面团、制成生面条，生面条蒸熟后制得莜麦面面条。以水分状态和质构特性为指标，研究了加水温度和蒸制时间对莜麦面面条水分状态和质构特性的影响规律。结果表明：面条中的水分主要以弱结合水的形式存在；提高加水温度可使莜麦面面条水分自由度增大，使面条中深层结合水减少并向弱结合水和自由水方向迁移；随着加水温度的升高，自由水含量先增加后减小；蒸制过程中，T21和A21的值持续变化；当加水温度从70℃升高到90℃时，硬度、黏着性、回复性逐渐减小，弹性、黏聚性逐渐增大，咀嚼性先减小后增大；当蒸制时间从6 min升高到10 min时，硬度、黏着性、咀嚼性、回复性先增大后减小，弹性、黏聚性先减小后增大。研究结果有望为莜麦面面条的工业化提供实验数据和理论基础。
通信作者简介
张乐道，女，1984年11月出生，博士，讲师，内蒙古科技大学生命科学与技术学院食品科学与工程系。研究方向：内蒙古特色果蔬干燥技术研究、马铃薯和莜麦面产品开发及基础研究、农产品干燥质热传递研究、微尺度流动研究；
主持国家自然科学基金青年项目1项、省部级项目2项，发表学术论文20余篇，授权发明专利3项
[1]Guang-Yue Ren, Le-Dao Zhang, Fan-Lian Zeng, Ye-Bei Li, Lin-Lin Li, Xu Duan*. Effects of hot air drying temperature and tempering time on the properties of maize starch [J]. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2020, 13(06): 236-241.
[2]Le-Dao Zhang#, Hang-Liu, Wei-Peng, Zhong-Jie Zhang, Guang-Yue Ren*. Experiment and simulation research of storage for small grain steel silo. International Journal of Agriculture & Biological Engineering, 2016, 9(3): 170-178.
[3]Guang-Yue Ren#, Ya-Nan Liu, Wei Peng, Xu Duan, Le-Dao Zhang*. Experimental and numerical research on squat silo and large size horizontal warehouse during quasi-steady-state storage. International Journal of Agriculture & Biological Engineering, 2016, 9(6): 214-222.
[4]Le-Dao Zhang#, Xue-Yi You*. Combined Effects of EDL and Boundary Slip on the Stability of Liquid-Liquid Stratified Flow in Microchannels. Journal of Mechanics, 2015, 31(5): 597-606.
[5]Xue-Yi You#*, Le-Dao Zhang, Jing-Ru Zheng. The Stability of Finite Miscible Liquid-Liquid Stratified Microchannel Flow with Boundary Slip. Journal of Mechanics, 2014, 30(1): 103-111
[6]Xue-Yi You#*, Le-Dao Zhang, Jing-Ru Zheng. Double Film Model and Its Application to Stability of Liquid-Liquid Stratified Flow. Physica Scripta, 2014, 89: 065001.
[7]Xue-Yi You#*, Le-Dao Zhang, Jing-Ru Zheng. Marangoni instability of immiscible liquid–liquid stratified flow with a planar interface in the presence of interfacial mass transfer. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2014, 45(3):772-779.
应急管理视角下食品安全风险交流的应用研究
食品流通领域风险分析与风险控制
辣木抗氧化成分提取方法和抗氧化能力研究进展
辣木叶酶法水解提取蛋白质工艺优化
响应面优化泡沫法提取辣木叶蛋白工艺
我国特殊医学用途配方食品产业现状与政策建议
苦瓜挥发油超临界二氧化碳萃取工艺优化及其抗炎活性研究
小分子糖时-空特征及在高糖食品加工保藏中应用的研究进展
不同含量功能红曲工程米的智能电子感官评价比较研究
本公众号推送文章仅为学术交流使用，‘原创’为原创编译之标记，不表示本平台对文本主张版权。作者团队或单位如需使用编译文本，可联系编辑开放白名单。凡是注明“转载”的稿件，均已注明直接来源，如需使用，请联系版权人。如有侵权，请联系我们，我们会尽快删除。
