荞麦属廖科荞麦属，分为甜荞和苦荞2个食用品种。甜荞又称普通荞麦，在我国主要分布于北方产区，包括内蒙古、陕西、甘肃、山西、宁夏等。苦荞主要分布于西南高寒山区、少数民族地区，包括云南、贵州、四川、西藏各省[1]。2种荞麦富含生物类黄酮、手性肌醇、膳食纤维等多种功能组分，具有控制血糖、降血压、降血脂、抗氧化等多种健康作用[2]，其中苦荞的黄酮类功能成分更为突出[3]。随着心脑血管疾病、糖尿病及其他慢性疾病发病率在我国逐年攀升，人们越来越关注膳食营养对健康的益处，注重食材的营养价值。荞麦具有多种生理功能，是功能型食品的理想原材料[4]。多种多样的荞麦食品也相继出现在消费者面前，而作为我国主食的面条也成为荞麦食品深受欢迎的产品形式之一[5-6]。
荞麦面条虽然营养健康，但是存在蒸煮损失大、面条易断、口感不筋道、易黏牙等缺陷[7]，因此，许多研究开始关注影响荞麦面条品质的因素，并不断尝试改善其品质。面条是我国重要的传统主食之一，面条食用品质评价通常包括颜色、质地、味道等感官品质，另外煮制损失、面条的硬度、黏聚性、拉抻强度等理化指标也是评价面条品质优劣的重要依据。荞麦面条具有独特的风味和原料特性，因此研究加工方式对其品质的影响变得至关重要[8]。本文对影响荞麦面条品质的具体因素以及现有生产工艺及其品质提升方法的相关研究进展进行综述，提出荞麦面条品质改良的建议，以期为荞麦面条的开发和利用提供思路。
1 工艺制备对荞麦面条品质的影响
1.1 传统压延工艺制备的荞麦挂面
荞麦粉不含面筋蛋白无法直接形成面团，因此通过传统压延工艺生产的荞麦挂面是以小麦粉为主料，再配以荞麦等其他辅料，经过和面、压片、切条、悬挂干燥等工序加工而成的产品。这种工艺依赖于小麦中的面筋蛋白促使面条成型，需要避免荞麦等杂粮中的淀粉颗粒干扰面筋蛋白形成支撑面条的骨架结构[8-9]，因此，杂粮的添加量很有限，一般超过30%就会破坏小麦面筋形成的网络结构，进而影响挂面品质。Jia等[9]研究发现，向小麦粉中添加苦荞粉制得的挂面，可以明显增加黄酮含量并降低淀粉消化率，但随着苦荞粉占比的增多，面条的质地变得松散、味道发苦，当苦荞粉添加量达到30%时，断条率和煮制损失率就会出现明显上升。这是由于荞麦淀粉颗粒增多，导致小麦中面筋蛋白浓度被稀释，附着在蛋白质骨架上的淀粉颗粒增多，促使面团网络结构被破坏，进而使面条品质下降[8-9]。
通过传统压延工艺制备出的荞麦挂面尽管口感比较接近小麦挂面，但受限于荞麦添加量，不能充分发挥其营养价值和健康功效。因此，人们开始尝试采用各种方法提高挂面中荞麦的添加量。最常用的是在原料中加入适量的食品添加剂，例如，谷朊粉的添加可以增强面筋蛋白网络的稳定性，改善荞麦等无面筋蛋白杂粮面条的断条、不成型等问题。食用胶也可以通过增强蛋白质或淀粉凝胶特性来改善荞麦面条的品质。李林静等[10]在添加谷朊粉、瓜尔豆胶等添加剂后，苦荞面条中苦荞粉的添加量可以达到40%～50%。郭晓娜等[11]在添加高达15%谷朊粉的条件下，荞麦面条中荞麦粉的添加量可超过50%。目前，市面上荞麦粉添加量最高的挂面可以达到70%，很多厂家都推出了高荞麦含量的挂面或半干面。但即使添加了谷朊粉和食用胶，荞麦的添加量也是有限的，仍然会影响依赖于面筋蛋白成型的荞麦面条的品质。
1.2 挤压工艺制备的全荞麦面条
挤压加工技术是生产杂粮、杂豆等无面筋蛋白面条的理想加工方式。因为挤压加工技术通过高温、高压、剪切力、摩擦力等过程，使得淀粉颗粒部分崩解，淀粉分子结构重排、重新交联，形成胶束，即形成了以淀粉网络结构为支撑骨架的面条[12]，所以这种淀粉代替面筋蛋白的加工方式非常适用于淀粉基面条或粉条的生产，能够实现全杂粮面条的制备。其实这一技术早已用于以无面筋蛋白的玉米为原料的意大利面的生产[7]，近年来也在荞麦面条制备上得以应用[6]。全苦荞面条可以采用双螺旋或单螺旋挤压机制备，过程中针对不同原料属性，通过进料速度及螺杆转速等机械处理方式调控原料的物理特性，再通过调节温度、水分等控制淀粉糊化程度，进而获得理想品质的荞麦面条。挤压加工技术成功解决了荞麦面条因缺乏面筋蛋白而导致的易断条、易糊汤等问题。郭兴国等[13]研制出通过挤压加工制备全苦荞面条的方法，在合适的挤压参数条件下加工制得的苦荞面条具有稳定的面条质构、良好的煮制品质以及更高的抗性淀粉含量和调控餐后血糖的作用。在胡耀辉等[14]挤压制备全荞麦鲜面的技术中，挤压加工分成了三段式：一段螺杆挤压、冷却；二段螺杆挤压熟制、冷却；三段螺杆挤压，为杂粮加工提供了新途径。挤压加工技术能够制备100%全杂粮面条，并且可以在提高其健康功效价值的同时，获得良好的口感、煮制品质，为注重健康或具有特定营养需求的消费者提供了理想的主食选择。挤压工艺对荞麦面中荞麦粉添加量和品质影响如表1所示。
表1 挤压工艺对荞麦面条中荞麦粉添加量和品质影响
Table 1 Effects of extrusion on the flour addition and noodle quality of buckwheat
面条品类 荞麦含量/% 感官品质 理化指标 参考文献苦荞面 30～60 色泽越来越深，口感逐渐变苦，感官评分显著低于小麦面条随着荞麦含量的增加，面条的硬度、黏性逐渐降低，淀粉糊化温度升高，淀粉消化率降低[9]甜荞面 50～80 添加食品添加剂的高含量荞麦半干面表面光滑、口感滑爽筋道、有荞麦独特的香味荞麦半干面条中膳食纤维含量较高，随着荞麦粉添加量的增加，面条的硬度和拉伸力逐渐增强[11]
续表1 挤压工艺对荞麦面条中荞麦粉添加量和品质影响
Continue table 1 Effects of extrusion on the flour addition and noodle quality of buckwheat
面条品类 荞麦含量/% 感官品质 理化指标 参考文献苦荞挤压面 95～99.5 面条更筋道，蒸煮不糊汤、不发黏 具有良好的质构特性，缩短了蒸煮所需要的时间 [13]甜荞挤压面 85～95 风味独特、筋性良好、口感爽滑，改善了传统荞麦面条筋性差、黏弹性差的缺点挤压改性后的荞麦粉添加量过高时，容易造成产品断条率较高、黏弹性不足，影响口感[14]100 荞麦面黏弹性高、蒸煮损失低，具有良好的感官品质适当的挤压参数可以改变荞麦面中各组分的交联情况，使淀粉糊化度提高，淀粉凝胶结构稳定[15]
2 原料特性对荞麦面条品质的影响
2.1 对荞麦营养成分的影响
面筋蛋白是传统面条、挂面制作的关键。小麦中的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白吸水后能形成具有网络结构的湿面筋，使小麦面团具有独特的黏度和弹性特征[16]。小麦蛋白中面筋蛋白占比为75%～85%[16]，是面条拉伸、延展、不易断条的基础[17]。与小麦蛋白不同的是，荞麦蛋白主要由清蛋白和球蛋白组成，含量占50%～70%[18]，醇溶蛋白、谷蛋白占比很低，因此，无法形成面筋蛋白特有的稳定网络结构，即面团不易成型、面条不具有拉伸和延展特性。荞麦蛋白特性不利于面团及面条的成型，而且其富含的淀粉还可能干扰面筋蛋白结构的稳定性[9]。这就导致在以小麦粉为主的挂面生产过程中，荞麦的添加量很有限。
在传统压延工艺制备面条的过程中，面筋蛋白和淀粉在面团中分别扮演着骨架和填充物的角色[19]。而挤压工艺则主要是利用淀粉凝胶特性，促使面条成型，因此，对于缺乏面筋蛋白的荞麦，挤压工艺更适合制备高含量荞麦或纯荞麦的面条，能够更充分地发挥荞麦的营养价值。淀粉形成凝胶依赖于淀粉糊化与回生，即在一定温度和压力下，淀粉颗粒迅速膨胀，固有结构完全被破坏，直链淀粉浸出，冷却后产生具有弹性的三维网状结构[20]。淀粉糊化后形成的凝胶结构可以代替面筋蛋白以支撑荞麦面条的成型[7]。荞麦中淀粉含量高达干重的70%，其中含有20%～40%的直链淀粉[21]。直链淀粉比支链淀粉更利于糊化淀粉的凝胶化[9]，使得挤压制备面条的煮制损失较低，具有更好的质构特性[22]。同时，直链淀粉比例越高，淀粉相对结晶度越低，淀粉糊化后越容易回生，使凝胶结构硬度增强[23]。淀粉凝胶硬度还与抗性淀粉含量有关。不同检测方法获得不同荞麦（包括苦荞）品种的抗性淀粉含量差异较大，据报道含量范围为1.75%～34.64%[24-29]。抗性淀粉含量与直链淀粉含量、凝胶硬度呈正相关[21]。
荞麦籽粒的膳食纤维主要集中于麸皮[30]。脱壳后荞麦籽粒中含有约2.9%的不溶性膳食纤维和约2.4%的可溶性膳食纤维[31]，而荞麦麸皮中含有至少16%的膳食纤维，其中约75%为可溶性膳食纤维[32]。苦荞麸皮的膳食纤维含量更高，可以高达24.76%[33]。可溶性膳食纤维能够促进胆汁酸吸附、降低胆固醇水平，具有控制餐后血糖，预防肥胖、结肠癌等功效[33-34]，因此，其在膳食结构中越来越受到重视，荞麦等杂粮的麸皮也开始应用于各种食品加工中。然而，荞麦麸皮的添加会干扰蛋白或淀粉形成网络结构，阻碍面条成型。挤压制备的荞麦面条成型依赖于糊化淀粉黏聚形成凝胶，而膳食纤维不仅会与淀粉争夺水分，其自身疏松多孔的结构还会干扰淀粉粘连和糊化，使得凝胶结构变得不够紧密[34]。挤压加工麦麸时由于膳食纤维的存在，结构变得疏松多孔，吸水率升高，进而动态黏度降低[35]。因此，荞麦麸皮不利于挤压荞麦面条的制备，容易导致面条成条性差、煮制易断条等问题。如何利用荞麦麸皮的营养价值，同时不影响面条煮制品质，仍需探索。
荞麦也是多酚类物质的良好来源，具有抗氧化、抗炎症、抗疲劳和提升免疫力等多种生理功能[2]。其中，生物类黄酮被公认为荞麦中最具代表性的生物活性物质，是荞麦健康功效的特征功能因子，特别是苦荞中的芦丁和槲皮素。苦荞中总黄酮类含量为2.19%～4.02%，大部分来源于麸皮，其中芦丁和槲皮素2种化合物的含量占总黄酮的80%～90%，芦丁含量更高[36]。研究表明，黄酮类物质可以改变淀粉糊化、回生等理化性质，但影响因素众多[37]。研究表明[38]，苦荞中的芦丁和槲皮素可以减少苦荞淀粉糊化过程中直链淀粉浸出，降低淀粉的溶胀能力，抑制淀粉回生，并改变凝胶的强度和结构，这些变化与其浓度密切相关。同时，由于芦丁二糖基团（芦丁糖）形成了空间位阻，导致芦丁与淀粉通过非共价键结合的位点与槲皮素不同，因而芦丁比槲皮素能更好地促进淀粉颗粒聚集和保持淀粉凝胶的完整性。此外，全荞麦面条抗性淀粉的健康作用也是评价其加工特性及营养品质的重要指标，降低淀粉消化率是很多学者正在研究的热点。研究发现，芦丁和槲皮素既可以与苦荞淀粉分子结合来限制淀粉消化，也可以通过游离形式包埋于淀粉基质中抑制消化酶活性，从而降低淀粉消化速率。其中，结合形式的芦丁和槲皮素展现出相似的抗消化特性，而游离形式的槲皮素抑制淀粉消化的作用比芦丁更强，这是由于二者与α-葡糖苷酶及α-淀粉酶的结合位点均不同，槲皮素单元是抑制活性的主要结构，而芦丁中的糖苷结构与酶互作引起了空间位阻，进而限制了槲皮素单元的抑制作用[39]。
2.2 对荞麦粉质特性的影响
荞麦可食用部分是由荞麦全籽粒去壳处理后所得，去壳籽粒的应用及详细工艺步骤如图1所示。
图1 荞麦食品制备工艺
Fig.1 Preparation process of buckwheat food
荞麦面条由荞麦粉制得，因此荞麦粉质特性是面条品质的重要影响因素。当粉体颗粒细腻、粒度分布均匀时可以有效改善面条的质地和口感。微粉化处理是获得较细荞麦粉体颗粒的理想方式，可以降低相对结晶度、改变淀粉颗粒的聚集方式，使得淀粉吸水率和膨胀度显著提高[40]。值得注意的是，更小的粉体粒度利于提升荞麦面条口感，但也会提高淀粉消化率[41]。研究表明，采用以中等粒径（100 μm～140 μm）为主的大米粉制备出的小麦基无麸质大米面条表现出最大的延展性和最低的烹饪损失[42]。
荞麦制粉是将荞麦粒从外到内逐层碾磨，再经风选筛分而得。由图1可知，荞麦全粒经脱壳后得到荞麦瘦果（碎粒），再经碾磨逐层磨出荞麦麸皮粉（含胚乳、糊粉层）和芯粉（主要是胚乳部位）[43]。麸皮粉和芯粉按照在籽粒中的占比混合成荞麦全粉[44]。荞麦粉的制粉方式有干磨和湿磨两种方法。目前，工业化常用的碾磨设备有石磨磨粉机、对辊粉碎机、气流对冲粉碎机等。其中，石磨磨粉机传承了古法制备原理，经过现代化机械技术改良，可以保留更多胚芽和麸皮[45]。对辊粉碎机是目前应用最为广泛的荞麦制粉方式，具有能耗较低、制得的荞麦粉粒径分布均匀等优点，但不适用于纤维含量高的谷物[46]。气流对冲粉碎机配合空气筛分，制得的荞麦粉体颗粒更细，且可以整籽粒碾磨，因此较适用于麸皮的碾磨[43]。湿磨可以减小荞麦粉的粒径，使粒径分布更均匀，而且能够减少干磨法对淀粉的机械损伤，使得淀粉颗粒更加完整，但却可能带来荞麦中酚类物质的流失[41]。
粒径分布一方面受淀粉组成的影响，淀粉中直链淀粉比例越高，磨粉过程中破损淀粉导致的粒径分布不均匀现象就越明显，因为直链淀粉比支链淀粉更容易受到机械损伤[21]。同时，直链淀粉易与脂质形成包合物，可以增强淀粉颗粒结构的牢固性，进而限制淀粉的膨胀和浸出[21]。另一方面，粒径分布也受到制粉方式、机械力大小的影响。不同制粉方式对淀粉的损伤程度不同，因此，粒度分布和破损淀粉导致的淀粉内部结构变化也存在较大差异[43]。破损淀粉是制粉过程中淀粉颗粒因受到机械外力而导致的原有排列方式和内部结构被破坏，是一个非常重要的面粉质量指标[40]。破损淀粉可以增加面粉的吸水率、膨胀力及对α-淀粉酶的敏感程度，致使淀粉容易水解成还原糖。这一特性对挤压制备面条时控制淀粉糊化度至关重要。这是由于破损淀粉会暴露更多羟基结构，与水分子结合能力增强，在淀粉糊化过程中，淀粉之间的黏聚力增强[41]。随着破损淀粉含量增加，相对结晶度逐渐下降，大米粉的水合能力增强，使无麸质大米面条具有较高的黏性及延展性[42-43]。但当磨粉机械力对淀粉损伤过大时，反而会使淀粉的膨胀能力减弱、糊化温度增加[36]。这是由于破损淀粉过多的聚集会限制淀粉颗粒膨胀，导致糊化过程所需热能升高，即不利于糊化。而且，过多的破损淀粉会增加煮制损失，有研究表明，破损淀粉会增加饺子皮的煮制损失[47]。荞麦面条品质的其他影响因素见表2。
表2 荞麦面条品质影响因素
Table 2 Factors influencing the quality of buckwheat noodles
影响因素 感官品质 理化指标 参考文献营养成分 面筋蛋白 影响面条的黏弹性和延展性 面筋蛋白吸水后可以形成紧密的网状结构，因荞麦粉中缺乏面筋蛋白，荞麦面条没有良好的黏弹性和延伸性，使面条易断条、蒸煮损失高[8-9，17-18]淀粉 淀粉预糊化后，荞麦面条具有良好的黏弹性、蒸煮损失低、品质较好淀粉糊化后，可以形成较为稳固的凝胶结构，减少荞麦面条的蒸煮损失[20-23]膳食纤维 过高含量的膳食纤维使面条表面变得粗糙，口感变差面条吸水性过高，黏聚性变差，结构松散；降低面条的黏弹性，容易断条，面条品质变差[34-35]黄酮 黄酮含量与面条颜色有一定关联，并且可以促进面团黏弹性的提高减少淀粉糊化过程中直链淀粉浸出，降低淀粉的膨胀能力，促进淀粉凝胶结构的形成[36-39]
续表2 荞麦面条品质影响因素
Continue table 2 Factors influencing the quality of buckwheat noodles
影响因素 感官品质 理化指标 参考文献粉质特性 粒径 粒径分布均匀，可以有效改善面条质地和口感淀粉粒径分布均匀，可以提高淀粉颗粒的吸水性和膨胀度，利于淀粉糊化，且利于消化[40-42]破损淀粉 提高面条的黏度和延展性 有利于增强直链淀粉的内部结构，限制直链淀粉浸出，增强面团黏性和弹性[42-43]制粉方式 直接影响面粉的粗细程度和营养结构不同的磨粉方式会影响面粉的粒径分布和营养成分 [44-46]
3 改善荞麦面条品质的方法
3.1 食品添加剂
为了使面条更加筋道，面团中常加入食用碱来增强面团的柔韧性，比较常见的有碳酸钠、氢氧化钠或碳酸钾[48]。在小麦粉中加入食用碱后，可以增加面团吸水性，增强面条拉伸性能，这是由于碱使面筋蛋白形成的网络结构致密均匀，淀粉颗粒被这种网络结构包裹得更加紧实，淀粉颗粒膨胀度增加、黏度增大[49]。食用碱通过促进面团中的游离巯基转换为二硫键，增加面团中的氢键，减少疏水性相互作用，使小麦谷蛋白的聚集体含量增加，进而改变蛋白网络结构[17]。在以小麦为主料，添加一定量荞麦制成的传统面食中，碱都能发挥如上所述的作用。例如，在小麦基荞麦面条制备过程中，加入碳酸氢钠或碳酸钠，同样可以增强面筋蛋白质聚集能力，增强荞麦面条拉伸特性。同样，在荞麦馒头制作时，添加碱可以提高荞麦馒头的韧性和硬度[50]。已有研究证实，碱可以诱导荞麦粉中蛋白质聚集，形成紧密稳定的网络结构，并且保护蛋白质结构中淀粉颗粒的完整性，水煮时抑制面条吸水量，提高面条品质[51]。
酶制剂也是常用于面制品制作的改良剂，用来代替化学制品改善面团成型及面条品质[52]。谷氨酰胺转氨酶是一种广泛应用于烘培制品制作的酶制剂。因其具有交联活性，可以使蛋白质分子之间形成共价交联键，增强蛋白质聚集和致密网络结构的形成，提高面筋蛋白含量，进而提高面团弹性及吸水率，延长和增加面条成熟时间及稳定性[52-53]。另外，葡萄糖氧化酶和脂肪酶能够将蛋白中的巯基氧化为二硫键，增强小麦面条的面筋强度和面团弹性[54]，但这2种酶在荞麦面条中的应用还有待研究。
谷朊粉作为蛋白质补充或营养强化剂，是荞麦挂面品质改良最常用的食品添加剂，还包括大豆分离蛋白、蛋清蛋白等，均是作为外源蛋白补充，通过促进面筋网络结构的形成来改善小麦基荞麦挂面品质。谷朊粉是从小麦中提取得到的天然植物蛋白质，由于其良好的黏性和延展性被广泛应用到面制品生产中，特别是缺乏面筋蛋白的杂粮挂面的生产[55]。谷朊粉添加到无麸质面团中可以增强其网络结构，提高疏水性和黏弹性[56]。但是过大的添加量反而会破坏面团结构的稳定性，形成不均一的孔洞结构，影响面条品质[57]。与谷朊粉类似，大豆分离蛋白和蛋清蛋白也可以用于小麦基无麸质面条制备。研究表明，大豆分离蛋白与可溶性蛋白相互作用，通过形成新的二硫键促进面筋网络形成，增强杂粮面条的拉伸及延展性[58]。蛋清蛋白能够提高燕麦挂面的硬度、耐嚼性和拉伸力[59]。
亲水食品胶具有较高的黏度，不仅自身可以形成凝胶网络结构，而且可以与面筋网络交叉聚合，形成稳定的复合网络结构，增加面团拉伸特性，降低面条断条率[60]。常用亲水食品胶有魔芋胶、黄原胶、瓜尔豆胶、卡拉胶、刺槐豆胶、海藻酸钠等。魔芋胶分子中的乙酰基能阻碍分子内和分子间氢键的形成，使其表现出较好的粘连性、胶凝性和成膜性[60-61]。黄原胶的假塑性可以防止面团制备过程中团块的形成。有研究将黄原胶添加0.5%时，小麦基荞麦面条中荞麦粉的添加量可以达到25%，面条仍具有与小麦面条同样的煮制品质[62]。海藻酸钠添加0.4%时，能使70%的荞麦挂面具有筋道、爽滑、不粘连的口感[63]。这些食品胶都是通过增强凝胶网络来弥补面筋蛋白的缺失，以提升杂粮面条品质。因此，食品胶不仅能够增强面筋蛋白网络结构，适用于小麦基高含量荞麦挂面的制备[64]，而且也能够增强淀粉黏聚性，适用于挤压制备全荞麦面条[13]。
3.2 热处理
预糊化是指在水或亲水溶剂存在的条件下对原料进行加热，使其淀粉分子间氢键断裂，破坏淀粉的胶束结构，改变其物理特性的过程[65]。蒸制是杂粮加工过程中最传统的预糊化方式。蒸制温度一般为100℃，物料与蒸汽直接接触，水分充足。蒸制处理对设备要求低、操作简便且处理温度低，利于荞麦总黄酮等功能因子的保持，但能耗高、处理时间长[66]。因此，研究及工业生产中开始关注其他热处理方式，以实现对荞麦等杂粮的预糊化，并改善其面制品品质。微波加热是一种快速、高效的加热方式，可以促使淀粉在高温下糊化，与传统蒸制处理相比能够显著缩短淀粉改性的时间[67]。微波处理可以有效提高淀粉的保水能力和蛋白质溶解性[68]。例如，微波处理后的无麸质大米粉的黏弹性、蓬松度、吸水性均有明显提高[69]。微波处理可以增强荞麦面条的延展性[65]，但微波处理对设备要求较高、成本较高。
过热蒸汽是有效灭酶和抑制微生物生长的粮食加工前处理方法，能够提升谷物贮藏品质，延长产品货架期，在荞麦贮藏稳定性上已得到验证[70]。研究发现，处理条件为170℃、5 min时，过热蒸汽处理能通过灭活荞麦籽粒脂肪酶，抑制荞麦不饱和脂肪酸的氧化，显著延缓荞麦贮藏过程中饱和脂肪酸的增加和多不饱和脂肪酸的减少，改变甘油酯和甘油磷脂亚类代谢，从而延缓荞麦贮藏过程中脂质水解酸败和脂质营养损失[70]。还有研究发现，过热蒸汽通过淀粉预糊化改善了荞麦粉质特性和产品品质。经过处理的荞麦籽粒制粉后，过热蒸汽处理提高了淀粉糊化度，降低了制粉过程中荞麦的细胞内断裂，通过促进蛋白质聚集，使淀粉被蛋白质紧紧包裹，保护了荞麦淀粉颗粒不受机械损伤[71]，过热蒸汽促进荞麦淀粉预糊化改变粉质特性的作用原理如图2所示。
图2 过热蒸汽促进荞麦淀粉预糊化改变粉质特性的作用原理
Fig.2 The principle of superheated steam to promote the pregelatinization of buckwheat starch and change the characteristics of flour quality
SS-处理为过热蒸汽处理。
过热蒸汽处理有利于荞麦面条制品的品质提升，能够很好地保持荞麦新鲜感风味，3-甲基丁醛和己醛可能是荞麦籽粒贮藏过程中脂质氧化和风味变化的标志物质，可以作为荞麦新鲜度分级的指标[72]。此外，过热蒸汽也应用于大米粉预糊化处理，通过重新排列直链淀粉和支链淀粉，改变淀粉结晶度，使得大米粉颗粒的膨胀力和淀粉凝胶力明显提高[73]。
挤压技术可以有效解决无麸质面条因缺乏面筋蛋白而导致的不成型问题，主要是利用杂粮中淀粉凝胶特性使面条成型。最典型、最广泛的应用是制备纯大米粉条（或称米粉、米线）[74]。已有研究表明，挤压处理使得荞麦粉的吸水率和溶解度增加，而且在高温、高剪切压力条件下挤压处理能比其他热处理获得更高的淀粉糊化度，面条黏性更强[65]。大量研究表明，面条的糊化度与蒸煮品质呈正相关，但当糊化度到达87.96%时，面条的品质会因为过熟而下降[15]。这说明糊化度的控制对于提升荞麦面条品质至关重要。同时，挤压处理不仅能够促进淀粉糊化，而且还利于营养成分的保持或转化。例如挤压制备的全荞麦面条在高温、高剪切力的条件下，可溶性膳食纤维的含量从3.13%增加到4.73%[15]，但挤压处理会导致黄酮类化合物的流失，荞麦中总黄酮含量会随着挤压温度的升高而降低[15，75]，这是由于黄酮类化合物会从束缚态转化为自由态，较高的温度导致游离酚类物质的降解[76]。芦丁和槲皮素是苦荞中含量最高的黄酮类化合物，芦丁在芦丁降解酶的作用下生成槲皮素，这是苦荞食品中苦味的来源[77]。然而，芦丁水解酶存在一定的温度阈值，当水热处理温度高于80℃时，芦丁水解酶无法发挥作用[78]。因此，不同热处理方式的结合应用是获得糊化度适宜，且较好保持芦丁含量的生产荞麦粉的可行途径，不仅保证面条品质而且减少苦味的生成。
3.3 低温处理
上述提及的挂面或者挤压面条多数都是以干面形式销售，即水分含量一般低于14%。干面尽管因水分含量低而具有更长的保质期，但新鲜面条具有更好的食用性和营养品质。因此，市面上除了荞麦干面，还有荞麦半鲜面（或称半干面）。半鲜面一般是4℃低温保存，也有通过臭氧水处理或采用70%CO2充气包装等方式来延长荞麦面条保质期[79]。在储存过程中细菌增殖是鲜面条品质劣变的主导诱因[80]，而对温度、pH值、含水量和水分活性的控制是防止变质的关键[81]。低温处理一方面抑制新鲜面条中微生物的生长、延长保质期，另一方面防止水分流失、淀粉老化、面条质构变化、营养成分流失等品质劣变。
除此之外，有研究表明，4℃低温对面条中淀粉及蛋白结构的改变会影响面条煮制品质。随着储存期的增长，新鲜面条中蛋白质和淀粉等成分会发生部分解聚，淀粉溶胀力和黏度降低，导致面条弹性降低、品质变差[82]。长期冷冻（-18℃）使得面条疏水基团会暴露在面筋蛋白中，导致吸水能力下降，进而影响煮制品质，增加面条煮制损失[83]。但也有研究发现，经过适合的温度和时间处理可以使淀粉达到理想的老化程度，而淀粉老化对于无面筋蛋白杂粮面条的品质具有积极影响。对于挤压制备的荞麦面条而言，低温（4℃）处理导致的淀粉回生有利于淀粉凝胶网络结构的形成和水分子在面条中的滞留，使得面条煮制损失率降低；同时，直链淀粉形成的重结晶结构降低了淀粉酶的催化效率，进而降低了淀粉消化率[7]。然而，以淀粉老化方式应用在工业化上的优势尚不成熟，仍需进一步研究开发。而一些新型冷冻技术，例如微波辅助冷冻、射频辅助冷冻、磁冻结等方法的出现也为低温处理技术在挤压制备荞麦等全杂粮面条生产上的应用提供了更多可能。荞麦面条品质改良关键技术如表3所示。
表3 荞麦面条品质改良关键技术
Table 3 Techniques for improving the quality of buckwheat noodles
方法 品质变化 原理 参考文献添加剂 碱 柔韧性、面筋强度、面团稳定性、面条硬度和弹性增强利于蛋白质交联的网络结构形成 [48-51]谷氨酰胺转氨酶 面团弹性增强，面条蒸煮时间缩短 提高面筋含量，增加面条吸水率，提高成熟时间和稳定值 [52-53]谷朊粉 提高疏水性和黏弹性 直接在无麸质面团中添加面筋蛋白，使其具有骨架结构 [55-56]亲水食用胶 增强面团拉伸特性，降低面条断条率 与面筋网络交叉聚合形成复合网络结构 [60-61，63]热处理 微波 提高无麸质面团的黏聚性、吸水性和蓬松度使淀粉短时间内改性，预糊化后淀粉结构改变，促进凝胶结构的形成[65，67-69]蒸制 预糊化增强面团弹性 淀粉颗粒吸水膨胀，增加淀粉颗粒之间黏聚性 [66]过热蒸汽 有利于增强面团黏弹性 直链淀粉和支链淀粉重新排列，导致淀粉结晶度和凝胶化能力改变[71，73]挤压加工 黏弹性好，具有良好品质，但苦味严重 经过高温、高压、高剪切力作用，使淀粉充分糊化，形成新的凝胶结构[15，65，74]低温处理4℃ 保持新鲜面条的口感，使预糊化处理的面条具有良好的黏弹性低温使淀粉回生，促进淀粉凝胶结构的形成 [7]
4 结语
随着人们健康意识的不断提高，具有特殊营养价值及功能特性的荞麦等杂粮面条越来越符合健康消费的需求，而杂粮面条品质提升是进一步满足人们消费需求、扩大市场的必经之路。针对荞麦等杂粮面条不易成型、易断条、易糊汤等问题，已有微粉化改变原料粉质特性、热加工对原料预糊化处理、挤压制备淀粉凝胶形成结构致密的面条、低温处理保持面条耐煮劲道口感等。这为进一步开发品质优良的全荞麦面条以及全杂粮面条提供了有力的支撑。然而，淀粉基无面筋蛋白荞麦等杂粮自身属性在不同工艺条件下如何影响面条煮制品质尚不清晰，适合于中国人的面条或粉条消费口感的全杂粮面条制备技术以及常温保存长货架期杂粮鲜面制备技术可借鉴的思路甚少。基于此，建议荞麦面条品质改良技术未来可着重考虑以下几方面：1）进一步挖掘荞麦制粉工艺对荞麦面条品质的改善作用，从原料特性上筛选适用于制备荞麦面条的荞麦粉，包括荞麦现有制粉工艺获得皮粉、芯粉的利用与配比，以及微粉化技术在专用荞麦粉制备中的应用。2）淀粉糊化度仍然是无面筋蛋白杂粮面条制备的关键。原料预糊化既是提高荞麦在挂面中含量的有效措施，也是挤压制备全荞麦面条及提升其食用品质的关键。其中，高温、短时的预糊化方式在工业上的应用仍然不足，是未来突破无面筋蛋白杂粮面条品质瓶颈的切入点。3）利用低温下淀粉老化针对性改善荞麦面条煮制品质的研究较少。虽然低温淀粉回生、冷冻重结晶已在一定程度降低了面条煮制损失率，但如何精准控制低温处理条件改善淀粉基挤压面条的煮制品质，仍是食品工业需要攻克的难题。4）荞麦等杂粮通过挤压制备的面条品质特性与小麦面条有非常大的差异，因此，考虑煮制条件对荞麦面条品质的影响也很有必要。目前关于煮制这一关键环节的控制对面条品质影响的相关研究鲜有报道。5）低水分面条虽然利于面条保存及流通，但失水与复水导致的面条不良口感严重影响消费者对全荞麦面条的接受度。因此，研制适于中国消费者的滑爽、筋道、软糯口感面条，制备长货架期常温保鲜湿面条，亦是食品工业另一个待攻克的技术难题。
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