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超声作为一种绿色无污染的物理加工技术,其在食品中的应用越来越受到人们的关注。面条是最受欢迎的面制品之一,面团醒发工艺对其品质有着重要的影响。本课题探索了在面团醒发过程中辅助超声作用,以期望提高面条的品质。试验利用质构仪和综合加权评分法对面条品质进行了分析,考察超声功率密度、超声作用时间、面胚厚度和醒发温度等因素的影响,在此基础上对工艺进行了响应面优化;并从水分迁移、小麦淀粉热力学性质和微观结构、面筋蛋白的网络结构和氢键作用等方面探讨了超声作用的机制,试验结果表明: 1.超声有助于改善面条的品质。随超声功率密度和超声作用时间的增加,面条的回复性和弹性均呈先增加后减少的趋势,而黏着性和硬度则呈先减少后增加趋势。在超声功率密度26.72 W/L、辐照时间为31 min、面胚厚度为5 mm和醒发温度30℃时,面条的质构加权综合评分和蒸煮得率均最高,而蒸煮损失率较低,相对于空白组面条其回复性增加 17.65%,黏着性降低 37.92%,弹性增加5.06%,硬度降低 10.19%,凝聚性增加 4.17%,蒸煮损失率降低了4.46%。表明在一定条件下超声可以明显改善面条的质构特性和蒸煮特性,提高面条的品质。 2.超声促进面团中弱结合水向自由结合水迁移。核磁共振(NMR)分析结果表明,在较低超声功率密度(<25.55 W/L)和作用时间(<30 min)下,超声辅助面团醒发使面条中的弱结合水向紧密结合水迁移。但随超声功率密度和作用时间的进一步增加,面条中的水分又会由紧密结合水向弱结合水迁移。在超声功率密度为25.55 W/L、醒发30 min时,紧密结合水所占的比例相对空白组提高了21.22%。面条的紧密结合水的驰豫时间也随着超声功率密度和作用时间的增加先减小后增加。说明一定功率密度和作用时间的超声不仅使面条中弱结合水向紧密结合水迁移,还降低了面团中紧密结合水的自由度,促进了面团中面筋蛋白与水分子间的水合作用。 3.超声提高了淀粉的热稳定性,但促进了淀粉的老化。黏度计测试结果显示,与空白组相比,经超声作用后的小麦淀粉糊化温度显著升高,在超声功率密度为42.59 W/L、作用时间50 min时,其糊化温度增加了13.70%,崩解值降低了7.27%,而糊化峰值黏度和回生值无显著变化;差示扫描量热(DSC)测试结果显示,经超声作用后的小麦淀粉糊化焓值降低了41.10%,糊化温度范围减少了18.55%,老化率增加了154.42%;傅里叶变换红外(FTIR)分析结果显示,小麦淀粉的分子间氢键的含量随超声功率密度和作用时间的增加呈先增加后降低的趋势,在超声功率密度 25.55 W/L和作用时间 10 min 时达最大值;扫描电子显微镜(SEM)结果显示,超声作用能引起小麦淀粉颗粒表面产生细小的孔洞,且孔洞的大小和数量随超声功率密度和作用时间的增加而更加明显;损伤淀粉测定仪测试结果显示,在超声功率密度为42.59 W/L、作用时间50 min时,小麦淀粉中损伤淀粉的含量比空白组增加了9.36%。综合而言,超声作用导致小麦淀粉糊化难度增加但糊化消耗的能量减少,促进了小麦淀粉的老化,破坏了小麦淀粉内部不太稳定的晶体结构,使小麦淀粉颗粒因表面出现细小的孔洞而破损。 4.超声使面筋蛋白结构疏松。FTIR结果显示,超声作用降低了面筋蛋白分子间氢键的作用;SEM图谱表明,超声使面筋蛋白表面出现絮状结构,面筋蛋白网络结构随着超声功率密度和作用时间的增加而变得疏松,但是当超声功率密度为42.59W/L和作用时间50 min 时面筋蛋白又重新聚合在一起,蛋白质表面变得粗糙。