荞麦和荞麦面条的研究

                                                                               Jin－Ki kim　(金秦基)
                                                                (Pulmuone有限公司，汉城120－600，韩国)

        一、荞麦粉的理化性质
　　(一)成分分析
　　荞麦粉的组成成分会因脱壳方法、制粉方式及种皮含量比例而有很大的差异。本实验使用种皮含量极少的荞麦种子来制粉，其成分分析结果如表1。其中中国台湾荞麦面粉水分含量为14.24％、蛋白质15.75％，灰分1.80％，比韩国、中国内蒙和美国荞麦面粉高。
(二)快速糊液粘度测定
　　许多学者发表过有关面粉或淀粉糊化性质与面食加工品之间的关系研究。虽然Oda(1980)与Crosbie等(1981)学者研究指出：使用Braberder Visograph来分析与面条品质较好，但因Braberder Visograph分析需要60～90分钟的较长时间及大量样品，故本实验采用快速糊液粘度(Rapid Visco Amalyser)法来分析4种不同产地荞麦粉和不同种类的淀粉及面粉在成糊性质上的差异。并以此为本实验荞麦粉制作时原料选择的参考依据。
　　4种荞麦粉、5种不同种类的淀粉和面粉(12％，干基重)的快速糊液粘度测定结果于表2、表3及图1、图2。由结果得知，4种不同产地荞麦粉的成糊温度为65.5％～68.3％，其达到尖峰粘度的温度94.7～95.2℃；与其提取出的淀粉成糊温度及达尖峰温度的温度差异不大。
　　4种荞麦粉尖峰粘度最大是美国样品为4443cp，次为中国内蒙4278cp及中国台湾4270cp，最低为韩国3394cp，差异不大；但4种荞麦淀粉的尖峰粘度则有较大的差异，其差异接近两倍。由此可知韩国淀粉不易膨胀，而谷粉易膨胀，且较耐剪力。
　　热糊粘度以中国内蒙古为最大4240cp，次为美国4041cp和中国台湾3915cp，最小为韩国3903cp。但因热糊粘度较高的中国内蒙和美国其直链淀粉含量较高，故推测热糊粘度与直链淀粉含量有关。
　　崩解粘度的大小顺序为美国　中国台湾　韩国　中国内蒙，故知美国和中国台湾的破裂程度较韩国及中国内蒙高。
　　冷糊粘度，美国最大7964cp、次为中国内蒙7937cp、韩国7433cp，最低为中国台湾7188cp，差异不大。可见，虽然这4种荞麦粉的来源不同，但均为同一类型，故快速糊液粘度结果相似。
　　本实验中的添加淀粉及一种面粉的快速糊液粘度变化如表3、图2。由表3和图2结果可知，除了预糊化马铃薯淀粉外，其它4种淀粉和面粉的成糊温度均介于60.7～67.7℃之间；预糊化马铃薯淀粉在35.5℃时即呈现高粘度。
　　糊化起始温度最高为玉米淀粉(69.7℃)；最低为预糊化过的马铃薯淀粉(35.5℃)，除玉米淀粉外，其它三者的糊化起始温度都比荞麦淀粉低，较易吸水膨胀。
　　添加的淀粉其尖峰粘液温度介于85.1～90.5℃，预糊化淀粉62℃，而荞麦淀粉尖峰粘度温度则高达94.7～95.2℃，因此尖峰粘度温度以预糊化淀粉最低，膨胀较快，煮面时损失率较大，较不耐剪力。而荞麦粉则尖峰粘度温度最高，膨胀最慢，煮面时损失率最小，且较耐剪力。
　　中国内蒙荞麦粉的尖峰粘度温度高达95.2℃，膨胀缓慢，故制作面条时，可添加其它淀粉，以改善其膨胀速度及口感，其性质将于后讨论。
　　尖峰粘度以小麦淀粉最高7299cp，次为玉米淀粉6760cp，最低为小麦面粉2880cp。可知小麦淀粉及玉米淀粉吸水力较高，而小麦面粉吸水力较差。
　　热糊粘度以小麦淀粉3957cp最高，次为玉米淀粉2625cp，最低则为小麦面粉1297cp。崩解粘度大小顺序为小麦面粉　马
铃薯淀粉　小麦淀粉　玉米淀粉　预糊化淀
粉。
　　冷糊粘度以预糊化淀粉最高5353cp，最低为小麦面粉2560cp，大小顺序为预糊化淀粉　小麦淀粉　玉米淀粉　马铃薯淀粉　小麦面粉。
　　总回升粘度大小为预糊化淀粉　玉米淀粉　小麦淀粉　小麦面粉　马铃薯淀粉。
　　(三)水结合力测定
　　4种不同产地的荞麦粉水结合力测定结果如表4所示。
　　由表4可知4种不同产地的荞麦粉，其水结合力范围从119.2～120.4％，差异并不大。而荞麦淀粉其水保性范围则从105.5～107.3％，较荞粉为低。另外有学者Naivikul(1979)等人研究指出，豆类粉水保性介于180～190％之间。
　　(四)膨胀力和溶解度测定
　　荞麦粉在不同温度下加热30分钟后的溶解度及膨胀力如图3、4所示。
　　荞麦粉由65℃开始膨胀，一直到85℃达到最大值，其后95℃时膨胀力除了中国台湾的以外，几乎没有变化。溶解度和膨胀力皆在85℃以后开始下降，原因可能为荞麦粉的品种不同及分子结构改变。Crosbie(1989)认为测定膨胀力可区分不同品种淀粉品质，且粘弹性好的面条和高膨胀力有相关性，粘弹性高者膨胀力也高。此外，Doublier(1987)对马铃薯、高粱、小麦、玉米等作比较试验，发现膨胀力和最大粘度之间有良好的相关性。另外，Tester和Morrison(1990，1993)也指出谷类淀粉的膨胀力和直链淀粉及支链淀粉的相关性，直链淀粉高者膨胀力受限制。
　　二、荞麦面制作及面条品质
　　(一)面条配方
　　荞麦因不含面筋蛋白质，故制作荞麦面条时，大部分人都会添加适量的小麦粉或其它添加物。因本实验目的在于制作出"纯”的荞麦面条，故本实验只将荞麦粉和水混合制作面条，并与添加不同淀粉的荞麦面条作比较。
　　制作面条时除了需先了解其品种等级外，吸水量也是一个很重要的因素。本实验采用家庭式的手动面条制作机。
　　(二)荞麦面条的制作
　　荞麦面条的制作可分为搅拌、醒面、压延、复合以及切条等5个步骤(Oh等，1983)。
　　本实验分别探讨4种不同产地的荞麦对荞麦面条品质的影响，10％不同淀粉或小麦粉添加对荞麦面条品质的影响。面条的制作方法：荞麦粉或淀粉加入40％水后，搅拌5分钟后成团后，在室温下放置30分钟，再重复压面5次，并切条(厚度2mm，长度20cm)。以5倍面条重量的98℃的热水煮面条5分钟后，以流动冷水冷却1分钟，沥干。如图5所示。
　　(三)煮面条增重率
　　一个好的生面条应具有煮面时间短、煮面损失少、耐煮且不容易烂等。煮面时间越长则泡水吸水的时间越长，面重会增加。但煮面时间短，淀粉吸水膨胀力较强。因为煮面时间短，表明水穿透到面条中心的速率较快，即面条加热时其吸水抢水的能力较强，因此两者可能互有增减，故煮面条增重实验没有多大差异。结果如表5、6可知，4种不同产地的荞麦面条增重率大小为韩国　中国内蒙　中国台湾　美国，故韩国和中国内蒙的增重率较中国台湾和美国高。
　　另外，在添加不同淀粉制成荞麦面条煮面实验中，除添加10％预糊化马铃薯淀粉和10％小麦粉＋90％荞麦粉外添加淀粉可增加面条的含水率，而造成增重率增加。
　　(四)煮面条损失
　　煮面条时间的长短，面条中可溶性物质的含量，淀粉颗粒中直链淀粉的含量，面条的组织结构完整与否等性质皆与煮面条损失有关。
　　煮面条损失之测定以煮面条后汤中固形物的量判定。实验所得结果如表5、6所示。由表5、6可知4种不同产地的荞麦面条其损失率约为4.18～4.79％。
　　添加淀粉会造成煮面条损失的增加，因淀粉添加荞麦粉内，会造成蛋白质稀释，进一步减弱面条内淀粉和蛋白质之间的结合力，而使煮面条损失增加。本实验中以添加预糊化过的淀粉(6.6％)损失率最大，而以马铃薯淀粉(4.79％)损失率最小。
三、荞麦面条的品质分析
　　面条的评估有官能品评法及仪器测定法两种。官能品评法必需借助经过训练的品评员来打分数，以感官经验来鉴别品质的差异，是常被采用的一种方法，其缺点为品评员训练不易，若品评素质不均可能造成再现性不佳，又花费人力时间。仪器测定法可解决因为再现性不佳造成的困扰，不过需慎选适当的转换器(Adaptor)决定最佳操作条件。Oh等(1983)曾以强力器(Instron，美国)来测定煮熟面条的切断力和压缩弹性，所得面条品评之结果，表面硬度与咀嚼性的相关性γ值达0.888(P　0.01)，Lee等曾使用变阻器(Rhem
eter，日产)来测定干面条的切断应力。
　　本实验采用Bourne(1978)的方法。荞麦粉或淀粉加入40％或44％水，搅拌5分钟使成团后，在室温下放置30分钟，再重复压面5次，并切条。以5倍面条重量的98℃的热水煮面条5分钟后以流动冷水冷却1分钟，沥干。荞麦生面条煮5分钟后取出，遇冷水并沥干后，以结构分析仪(Fexture analyzer     TA－XT2，可靠微系统，英格兰)进行结构剖面分析(TPA，Texture Profile Analysis)测定以不同产地荞麦制成面条的结构变化。结果如表7和图6。
　　面条的硬度，以中国内蒙(2130.4)最大，次为韩国(1943.36)及美国(1800.33)，中国台湾(1494.36)最软。面条硬度太硬，因淀粉没有完全糊化膨胀，太软可能是淀粉糊化崩解性大。实验结果：中国内蒙和韩国的崩解性小故硬度小，而美国和中国台湾的崩解性大，硬度也大。尤其是中国内蒙淀粉的膨胀力，水溶解度、崩解性均偏小，所以做出的面条质地较硬。
　　咀嚼性和硬度结果相同，中国内蒙(453.2)最高，其次为韩国(452.3)和美国(396.8)，而中国台湾(284.1)则与其它差异较大。但表7结果为中国内蒙和韩国没有显著差异，所以本实验结果以推测硬度和咀嚼性有相关性存在。
　　弹性：最高为韩国(0.97)、其次美国(0.95)、中国内蒙(0.93)，最低中国台湾(0.851)，但差异并不大。
　　外聚自粘性也以中国内蒙(867.2)最高，其次美国(766.5)和韩国(741.9)，中国台湾(630.9)最小，四者有显著差异，其原因可能是因品种来源不同所致。
　　内聚自粘性与外聚自粘性不同，最大为美国(0.42)，其次中国台湾(0.41)，韩国(0.41)，最低中国内蒙(0.38)。但统计学上4种荞麦粉并没有显著差异。粘着性以韩国(－161.9)最大，其次中国内蒙(－138.2)和美国(－119.7)，最低中国台湾(－54.3)并没有显著差异。
　　总之，中国台湾和中国内蒙的品质结果，除内聚自粘性以外，其它结果中国台湾都比较差。
　　另外，不同淀粉的添加对荞麦面条质地的影响由表8、图7结果可得，硬度以荞麦粉(1915.1)最大，其次小麦粉加荞麦粉(1862.5)马铃薯淀粉　荞麦(1662.0)，小麦淀粉　荞麦粉(1511.0)玉米淀粉　荞麦粉(1447.2)，最软预糊化马铃薯淀粉　荞麦粉面条(1281.4)。因添加淀粉后，面条组织间交互作用力变低，故硬度最小。而预糊化马铃薯淀粉　荞麦粉面条硬度最小，因崩解性较大，煮面条损失率亦偏大。
　　咀嚼性和硬度的物性测定结果大致相同，荞麦粉面条(746)最高，其次10％玉米淀粉＋90％荞麦粉面分(727)、10％小麦粉　90％荞麦粉面条(680)、10％马铃薯淀粉　90％荞麦粉面条(660)和10％小麦淀粉　90％荞麦粉面条(612)，最低为10％预糊化马铃薯淀粉　90％荞麦粉面条(248)，咀嚼性由硬度、内聚自粘性及弹性共同决定，而此处以荞麦粉面条咀嚼性最佳，所以本实验结果可以推测硬度和咀嚼性有相关性存在。
　　由表8得知弹性的测定中小麦淀粉　荞麦粉面条、荞麦粉面条、小麦粉　荞麦粉面条、玉米淀粉　荞麦粉面条、马铃薯淀粉　荞麦粉面条的结果类似，但预糊化马铃薯淀粉　荞麦粉面条则明显偏小。但6者内聚自粘性、外聚自粘性和粘着性结果类似。
四、官能品评分析
　　近年来应用在食品检验的各种精密仪器日新月异，使食品的物理、化学性质得到迅速且方便的测定，但食品的优劣，除了能从被设定的物理化学性质来评定之外，还有与人类嗜好性有关的评价，比如风味、色泽、组织、香味各成分间的谐和性等才是评定食品可否被人类接受的重要指标，目前尚无法用仪器完全予以鉴别，只能凭人类五官的感觉来作评判，因此在精密仪器突飞猛进的今日，食品官能检验仍占有极重要的角色。官能检查的目的有两点：(一)利用人类的感觉代替作检测。(二)鉴别人类的嗜好与感受。前者主要是为了工厂品质的管理，应用于研究或出货检查，后者可作为消费者的市场调查；研究室和实验室中的官感检查则兼具这两种的目的。若再加以细分，则可分为：(1)发现品质的差异；(2)品质变化的特性；(3)探求品质的指标；(4)客观的数据(化学分析或物理测定值)与消费者的嗜好(主观的数据)关连性；(5)确立原材料和成品的标准；(6)制品规格化；(7)得到有关人类的嗜好和能力的情报等。本实验采用4种不同产地荞麦粉做成面条，以98℃水煮5分钟后取出，过冷水并沥干后进行官能品评，统计结果由表9可知，色泽及风味并没有显著的差异，但组织和接受度则有显著差异。品评员对不同产地做出的荞麦面条，在组织的品评项目，评分上有很大的差异。大部分的品评员对韩国荞麦品种做成的荞麦面条接受度较高，判断组织为影响接受度的主要因素，又结构的粘着性也为主要因素。
　　本次品评的品评员一致较喜欢全荞麦面条；故不含面筋的荞麦面条是被可接受并颇受好评。故应进一步对纯荞麦面条进行研究和开发，使纯荞麦面条得以商品化。
　五、相关性分析
　　将荞麦粉快速糊液性质、水结合性质与煮面条性质作相关性分析，其相关系数如表10所示。由表10得知尖峰粘度的温度和85℃时的膨胀力有显著相关性(0.99)，但与95℃的膨胀力相关性则降低，由此可推测荞麦淀粉于85℃时膨胀最大以致于极高的粘度产生，但当温度升高至95℃时部分膨胀淀粉粒崩解，以致于快速糊液尖峰粘度与95℃的膨胀力相关性降低。所以可推测煮面条的温度以95℃为宜，以避免太高温度时淀粉粒崩解而造成煮面条时溶出率升高及品质破坏。
　　另外，结构测定(TPA，Texture profile analysis)及官能品评结果的相关性分析可知(表10)，结构测定的硬度与咀嚼性呈显著正相关，而咀嚼性与粘结性呈显著正相关，官能评品的质地与接受度亦呈正相关，而官能品评质地又与结构测定的粘结性呈正相关。由此可推论荞麦面条结构的接受度主要受质地的影响，而色泽及风味的影响并不显著。
结　论
　　(一)本研究使用杨等(1987)的方法(0.1NaOH)来提取及纯化荞麦淀粉，收率可达60％以上，操作方便省时，此结果显示低浓度NaOH溶液也可以达到淀粉提取的良好效果，亦可供今后禾谷类淀粉提取时采用。
　　(二)荞麦籽粒外观为三角形，而胚芽为S形。荞麦淀粉粒外形为多角形或球形，长度约3.8～9．4μm，宽3.1～8.1μm，宽长之比为0.63～0.9。
　　(三)比较淀粉与经划分的直链淀粉和支链淀粉的碘价，碘亲和力及β－淀粉酶值(％)均接近理论值。4个荞麦品种淀粉中国内蒙、美国的直链淀粉含量较韩国和中国台湾为高。进行胶体过滤层析提取时，淀粉的溶离曲线皆呈现两个尖峰，其λmax分别为540nm和650nm，而支链淀粉的溶离曲线则皆呈单一尖峰，故可证明其纯度很高。支链淀粉经酶水解后进行胶体过滤层析所得的溶离曲线皆有3个尖峰，其DP分别为40、20和7，4种荞麦淀粉的DP差异并不大。
　　(四)在分子量特性测定上，4种不同产地的荞麦淀粉所纯化的支链淀粉，分子量均介于500万至4000万之间。
　　(五)荞麦粉和荞麦淀粉的膨胀力、快速糊液粘度变化及水结合力没有差异，但添加不同淀粉者起始糊化温度较低(与荞麦粉相差约3℃)，特别是预糊化淀粉的起始糊化温度差异很大(与荞麦粉相差约30℃)。
　　(六)4种不同产地荞麦淀粉示差扫描热分析仪(DSC)的第一个吸热峰糊化温度和第二个吸热峰的糊化温度有相关性。DSC之ΔH和快速糊液连续粘度的尖峰粘度、热糊粘度、冷糊粘度和最终粘度呈相关性，但水结合力、膨胀力与快速糊液连续粘度的尖峰粘度并无显著相关性。另外，荞麦淀粉的溶解度与快速糊液连续粘度的崩解粘度及总回升粘度有正相关性。
　　(七)全荞麦面条和添加不同淀粉的荞麦面条，经水煮后增重率并无显著差异，但煮面条损失率全荞麦面条低于添加淀粉的荞麦面条。
　　(八)全荞麦面条的质地在硬度上有显著差异，其顺序为中国内蒙　韩国　美国　中国台湾，咀嚼性和外聚自粘性亦有显著差异，其他性质则无显著差异。而添加不同淀粉的荞麦面条的硬度、咀嚼性及弹性亦有显著差异。
　　(九)纯荞麦面条的官能品评结果在组织和接受度有显著差异，本实验中品评员对于荞麦面条的组织喜好度为韩国>中国内蒙>美国>中国台湾，而接受度亦为韩国>中国内蒙>美国>中国台湾。
　　(十)荞麦粉的快速糊液连续粘度的性质、水合性质与煮面条性质相关性中，快速糊液连续粘度性质的尖峰粘度的温度和85℃时的膨胀力有显著相关性，可推测荞麦淀粉于85℃具最佳的膨胀力，因此产生及高脂粘度。由结构测定及官能品评中得知，结构的硬度与咀嚼性呈显著相关。咀嚼性与粘着性亦呈显著正相关，而官能品评的接受度和质地与结构的粘着性成正相关。由此可推论结构是影响荞麦接受的主要因素。