将螺旋藻粉(添加量分别为0、2%、 4%、 6%、 8%)和小麦粉置于针式和面机中加入适量蒸馏水和面2 min,将和好的面絮捏成面团,静置于恒温恒湿箱(温度30℃,相对湿度75%)中熟化20 min。复合压延2次,在3 mm、2.4 mm、1.8 mm、1.4 mm进行连续压延,得到厚1.0 mm的面片，并对其面团面筋蛋白分子间作用力的测定、面条的水分分布状态测定、面片色泽的测定与表征、面条蒸煮时间测定（最佳时间、吸水率、蒸煮损失率、面条感官品质测定）面条结构测定后进行数据归纳和总结。

01 螺旋藻粉添加量对面团分子间作用力的影响

图1螺旋藻粉添加量对面团分子间作用力的影响

图1为螺旋藻粉添加量对面团中分子间作用力的影响,面团中二硫键起主导作用,然后分别是氢键和疏水相互作用。螺旋藻粉的添加使二二硫键和氢键作用减弱,疏水相互作用增强,说明螺旋藻粉使面筋蛋白分子展开程度增加,面筋结构的稳定性降低。二硫键作用减弱,表明螺旋藻粉的存在可能阻碍了面团原有二硫键的形成,从而影响了面筋网络结构的形成,二硫键被破坏可能促使蛋白质大分子解聚成小分子,表面疏水基团增多,疏水相互作用增强。氢键作用减弱,可能是因为螺旋藻蛋白自身不产生聚集作用,同时干扰了小麦粉中蛋白质的交联形成二二硫键和氢键,同时螺旋藻粉与小麦粉竞争吸收水,也可能阻碍面筋蛋白吸水形成氢键,同时增强了面筋蛋白的疏水相互作用。当螺旋藻粉的添加量大于6%时,疏水相互作用开始大于氢键作用,说明面筋蛋白的聚集受到较大影响。也有学者指出螺旋藻粉的添加星高于6%会破坏面筋蛋白的网络结构,面团的流变性质也一定程度受到影响。这也印证了螺旋藻粉添加后对面团中面筋蛋白分子间作用力的影响。

02 螺旋藻粉添加量对面条水分分布情况的影响

水分在面条的加工过程中发挥着重要的作用,面条的品质与水分在面条中的分布状态以及水分与淀粉颗粒、蛋白等结合的紧密程度密切相关。螺旋藻粉有较强的吸水能力,添加螺旋藻粉后面条中水分的状态、含量以及迁移会受到影响。图2可见,每条曲线上都有3个峰,代表着面条中水分存在的3种状态(从左往右):强结合水A21、弱结合水A22及自由水A23。

图2和表3可见,随着螺旋藻粉添加量的增大,面条的T21、T22、 T23减小， A21增大，A22、A23降低,表明添加螺旋藻粉之后,面条中的强结合水相对含量增加、弱结合水和自由水相对含量减少,面条中的弱结合水和自由水逐渐转化为强结合水,面条与水的结合能力增强。这可能是因为螺旋藻粉中的膳食纤维和多糖等成分有较强的水分结合能力,使结合水的比例增加。研究也发现,紫菜粉使面条中结合水的含量增加,自由水的含量下降。

图2 螺旋藻面条的低场核磁分析

表3 螺旋藻粉添加量对面条水分分布的影响

03 螺旋藻粉添加量对面片色泽的影响

由表4可见,添加螺旋藻粉后,面条的总体亮度、a和b’降低。随着螺旋藻添加量的增大,L*、b*降低, a*有所提高。Ozyurt也有类似的发现,将螺旋藻粉添加到意大利面中,意大利面的亮度显著降低,a*、b* 也出现减小趋势。色泽参数仅以数值形式表达面片的色泽，虽然便于做横向对比,却不能直观地反映样品的颜色,因此同时采用劳尔色卡中的颜色表征螺旋藻面条的颜色。RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准,通过对红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)3个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色, RGB即是代表红、绿、蓝3个通道的颜色强度,这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色,是运用最广的颜色系统之一。可利用劳尔色卡直观表征螺旋藻面条的颜色情况。

表4 螺旋藻粉添加量对面片色泽的影响

经过比对,当不添加螺旋藻粉时,面条的颜色对应色卡中的RAL 1014(象牙色),R、G、B的亮度强度都很高,最接近于白色；添加螺旋藻粉后,各颜色通道的强度均降低。当螺旋藻粉添加量为2%时,面条的颜色对应RAL 6002(叶绿色);:螺旋藻粉添加量为4%、6%、8%时,分别对应色卡中的RAL 6028(松绿色)、RAL 6009(冷杉绿)、RAL 6012(墨绿色)。由表5可见,当添加量为2%时, G最大,此时面条主要表现为绿色,这主要是叶绿素的艳,当添加量为4%时, G和B均较大。随着螺旋藻粉添加量的增加,螺旋藻面条的绿蓝比值(G: B)逐渐降低,说明面条蓝色调逐渐呈现,这是螺旋藻中藻蓝蛋白的颜色。当添加量高于4%,面条的色泽逐渐变得暗沉,可能会影响其感官品质。

表5 色卡比对螺旋藻面条的颜色

04 螺旋藻粉添加量对面条蒸煮特性的影响

面条的蒸煮特性是反映面条品质的重要指标。由图3(a)可见 ,不同的螺旋藻粉添加量会影响面条的最佳蒸煮时间,随着螺旋藻粉的增加,面条的最佳蒸煮时间呈现先降低后增高的趋势,螺旋藻粉添加量为4%时,最佳蒸煮时间最短。少量添加螺旋藻粉时,最佳蒸煮时间缩短,这可能是由于螺旋藻面条中水分含高,提高了面体的导热系数,在煮制的过程中,面条与水分子的热交换增强,促进淀粉的糊化,缩短了蒸煮时间[27。当螺旋藻粉添加量高于4%时,最佳蒸煮 时间又开始增加,这可能是因为煮制过程中螺旋藻粉竞争性吸水作用愈加明显,阻碍了淀粉分子的溶胀吸水及糊化导致最佳蒸煮时间延长。

面条的干物质吸水率反映了在蒸煮过程中面条组分吸收水分的情况,与淀粉和蛋白质的溶胀能力密切相关,吸水率对产品的感官品质有重要作用。面条的干物质吸水率与面条本身的组分有关,也受蒸煮时间的影响,通常来讲,蒸煮时间越短,面条的吸水率越低。因此,在少量添加螺旋藻粉的情况下,由于最佳蒸煮时间缩短,面条的干物质吸水率也持续降低(图3(),螺旋藻粉添加量高于6%之后,随着最佳蒸煮时间的延长,面条的干物质吸水率也明显升高。面条的蒸煮损失率主要与淀粉分子的溶出有关,过高的蒸煮损失率会造成糊汤现象。由图3(b)可见,随着螺旋藻粉的添加,面条的蒸煮损失率先降低后升高，螺旋藻粉添加量 为4%时蒸煮损失最低。根据李平的研究,少量添加螺旋藻粉会使面筋网络结构更加紧密有序,因此淀粉颗粒被面筋网络结构包裹得更加紧致,这可能会阻碍淀粉分子的溶出,减少面条的蒸煮损失。若继续增加螺旋藻粉,面筋网络结构被破坏,随着煮制的进行,面筋蛋白和淀粉之间的氢键逐渐断裂,淀粉分子溶出,大量的支链淀粉和直链淀粉从淀粉颗粒中扩散出来,增大了面条的蒸煮损失。杨怡飞发现面筋网络被破坏时,不能有效地保留淀粉颗粒,导致面条吸水率和蒸煮损失增大。Raczyk等得出了相似的结论,意大利面中添加适量的螺旋藻时,面条的蒸煮品质较好,过量的螺旋藻会对面筋网络产生空间阻扰,破坏完整的网络结构，导致意大利面的蒸煮损失升高。据此推测出螺旋藻粉对面条面筋网络结构及蒸煮过程的影响，图4为添加螺旋藻粉后面筋网络的变化和淀粉分子溶出情况的示意图。

图3 螺旋藻粉添加量对面条蒸煮品质的影响

图4 添加螺旋藻粉后面筋网络的变化和淀粉分子溶出情况的示意图

05 螺旋藻粉添加量对面条感官品质的影响

感官品质是食品品质优劣最直观的呈现,也是消费者对食品喜爱度的一个评价标准。由图5(a)可 见,随着螺旋藻粉添加量的增大,面条的感官评分呈现先增大后减小的趋势, 其中螺旋藻粉添加量为2%和4%时,面条的感官评分较高且优于未添加螺旋藻粉的面条。从图5(b)可以看出,螺旋藻粉添加量对面条的色泽、食味、黏弹性、表观状态以及适口性均有较大影响。当螺旋藻粉添加量为2%时,面条的色泽和适口性较佳;当添加量为4%时,面条的食味、表观状态和黏弹性较佳,且色泽仅次于添加量为2%的面条。当添加为6%-8%时,面条的色泽较深且吃起来有腥味,面条的整体感官品质不佳。螺旋藻粉添加量为2%和4%时,面条的总体感官品质较好。

06 螺旋藻粉添加量对面条质构特性的影响

由表6可知,随着螺旋藻粉添加量的增大,面条的硬度、回复性和咀嚼性总体呈增大趋势(P <0.05)、弹性无显著性变化(P> 0.05),这与Rodriguez De Marco的研究结果一致。原因可能是螺旋藻粉中的多糖、膳食纤维吸水膨胀,增加了面条内部的坚实度和韧性。面条的内聚性随着螺旋藻粉添加量的增加呈现先增大后减小的趋势,中添加量为4%时,面条的内聚性最佳,这应该是由于此时蛋白质网络结构比较致密,与拉伸特性的结果一致。

图5 螺旋藻粉添加量对面条感官品质的影响

表6 螺旋藻粉添加量对面条质构特性的影响

随着螺旋藻粉添加量的增大,面条的拉断力和拉断距离呈现先增加后降低的趋势。螺旋藻粉添加量为6%时,面条的拉断力最大，可能是面条的硬度高导致拉断力增大,添加量为8%时,拉断力又降低了,这是因为此时面条的面筋蛋白分子间疏水作用增大,面筋网络强度较差。拉断距离在添加量为4%时最大,说明此时面条的面筋网络较好,这与添加量为4%时感官品质中黏弹性较佳相符合。

通过研究螺旋藻粉对面团特性以及面条品质的影响发现,添加螺旋藻粉会减弱面筋蛋白的二硫键和氢键作用,增强疏水相互作用,促进面条中的自由水和弱结合水向强结合水转化,增强面条与水结合的能力。螺旋藻粉添加量为4%时,能有效缩短面条蒸煮时间,降低蒸煮损失率,增加面条的咀嚼性和硬度,面条的感官品质较佳。但螺旋藻粉添加量高于6%时, 会导致面团的面筋结构的稳定性降低,面条的蒸煮特性和感官品质变差。螺旋藻面条具有特殊的色泽,将色差模式与RGB色彩模式结合,可更全面地表征螺旋藻面条的颜色。螺旋藻作为一种具有巨大潜力的食物原料,探索其在面制主食中的应用效果,将为面制主食的创新开发与可持续发展提供更多的思路。