《LWT》：Comprehensive optimization of Low-Sodium Chickpea Nang Formulation through orthogonal experimental design
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本研究针对传统馕高钠、高油可能带来的健康风险，通过添加鹰嘴豆粉、氯化钾、谷朊粉、菊粉和L-赖氨酸，结合质地、色差、水分和感官评价，并运用正交试验法，系统优化了低钠鹰嘴豆馕的配方。研究最终确定了鹰嘴豆馕基础配方（鹰嘴豆粉35%、油9%、水52%、酵母1.35%、盐0.7%）和低钠配方（谷朊粉2.75%、菊粉4%、L-赖氨酸0.2%、30%盐被氯化钾替代），成功开发出低钠、口感适中、色泽金黄的新型馕产品，为传统小麦制品的高营养与功能化改良提供了理论和技术支持。
馕，作为新疆的特色美食，早已超越了简单的食物范畴，成为当地饮食文化和生态适应智慧的结晶。然而，传统的馕以小麦粉为主要原料，在适应干旱气候、便于储存的同时，也带来了高盐、高油的特点。长期作为主食食用，可能增加高血压、心血管疾病等慢性病的患病风险。随着健康意识的普遍提升，如何在保留传统风味的同时，开发出更健康的低钠食品，成为了食品科学领域的一个重要研究方向。这不仅关乎人们的口腹之欲，更是一项关乎公共健康的重要课题。
在这一背景下，新疆医科大学的研究人员王倩、李颖、李静娴和Sailimuhan Asimi（阿思蜜）将目光投向了营养丰富的鹰嘴豆。他们开展了一项题为“通过正交实验设计综合优化低钠鹰嘴豆馕配方”的研究，旨在降低传统馕的钠含量，并通过科学配比优化原料，提升其整体品质。这项研究最终发表在国际食品科学与技术领域的重要期刊《LWT - Food Science and Technology》上。
为了达成研究目标，研究团队采用了一套系统、严谨的实验方法。他们首先进行了单因素试验，分别考察鹰嘴豆粉、油、水、酵母、盐的添加量对馕品质（质地、色差、水分、感官）的影响，初步确定了各因素的有效范围。在此基础上，运用L27(35)正交表对基础配方进行优化。接着，在优化后的基础配方上，再次通过单因素试验探究谷朊粉、菊粉、L-赖氨酸的添加量以及氯化钾替代盐的比例对低钠馕品质的影响，并最终利用L9(34)正交表确定了最佳的低钠添加剂组合。整个研究过程中，对样品的质地（硬度、粘着性、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性）采用质构分析仪（TPA模式）测定；颜色（L， a， b*值及总色差△E）使用色差仪测定；水分含量依据国标（GB 5009.3-2016）的常压干燥法测定；感官评价则遵循新疆地方标准（DBS65/022-2021），由11名经过培训的评审员对形态、色泽、孔隙、气味、滋味、口感进行百分制评分。所有数据均进行标准化处理和综合评分，以正交试验的极差分析和方差分析来确定最优组合。
研究结果
3.1. 鹰嘴豆馕单因素试验结果分析
3.1.1. 鹰嘴豆粉添加量对鹰嘴豆馕品质的影响
研究发现，随着鹰嘴豆粉添加量从30%增至50%，馕的硬度和胶着性显著增加，在50%时达到最大。质构数据标准差较大可能与取样位置有关。添加适量鹰嘴豆粉时，其淀粉与小麦淀粉竞争自由水，蛋白质与小麦面筋蛋白交联，形成稳定的“蛋白-淀粉”复合结构。但过量添加会稀释面筋蛋白，阻碍面筋网络形成，降低面团发酵能力。在色差方面，L（亮度）、b（黄蓝值）和△E（总色差）呈先升后降趋势，a*（红绿值）先降后升再降，这与鹰嘴豆蛋白富含氨基酸、参与美拉德反应有关。水分含量同样呈先升后降趋势，在40%时最高，过量添加会导致水分竞争加剧，削弱面筋网络持水性，并加速烘焙时水分蒸发。感官评价总分也在40%鹰嘴豆粉添加时达到峰值，此时馕色泽均匀、具有豆香、硬度适中、孔隙均匀、风味佳。
3.1.2. 油脂添加量对鹰嘴豆馕品质的影响
油脂添加量从3%增至15%，馕的硬度先升后降，在9%时达到最大。这可能是因为油脂分子能嵌入直链淀粉螺旋腔形成复合物，抑制淀粉糊化，同时适度松弛的面筋网络结构稳定，二者共同作用增加了硬度；但过量油脂会使面筋网络过度松散，导致结构塌陷。L*和△E值先升后降，在6%时最高。适量油脂有助于形成淀粉-油脂复合物，提供适度的美拉德反应底物。水分含量在6%时最高，少量油脂可松弛面筋网络以容纳更多水，过量油脂则会形成疏水膜阻碍水合。感官总分在6%时最佳，内部孔隙均匀，色泽一致，过量则口感油腻。
3.1.3. 水添加量对鹰嘴豆馕品质的影响
水添加量增加，硬度呈下降趋势，咀嚼性先升后降，粘着性先降后升。水分不足时，面筋蛋白水合不足，形成致密网络，限制淀粉颗粒膨胀；水分充足时，蛋白质充分水合形成多孔三维网络，增强持水性。L、b和△E值先降后升再降，在52%水添加时L*和△E最高。水分含量随加水率增加而显著上升，在54%时最高。充分的水分使得面筋网络和多孔结构能锁住大量水分，淀粉也能充分糊化形成持水凝胶。感官总分在52%加水率时最高，此时面团发酵充分，美拉德反应和焦糖化反应适度，赋予馕良好的质地和风味。
3.1.4. 酵母添加量对鹰嘴豆馕品质的影响
酵母添加量增加，硬度和胶着性显著下降。酵母不足时，产气少，面团结构致密，烘焙时水分蒸发快，淀粉糊化不完全，产品硬度高；酵母适量时，产气充分，形成疏松结构。L、b和△E值先升后降，在1.50%酵母时最高。酵母影响面筋网络结构和面团酸度，进而影响美拉德反应程度。水分含量先升后降，在1.50%时最高，与酵母对产气和面筋结构的影响相关。感官总分无显著变化，但孔隙和口感在1.65%酵母时最佳。
3.1.5. 盐添加量对鹰嘴豆馕品质的影响
盐添加量增加，硬度、胶着性和咀嚼性先升后降，在0.85%时达到最大。适量盐能增强面筋网络结构，提高硬度和咀嚼性；过量则会破坏网络，使产品松散。L、b和△E值先升后降，a*值先降后升。适量盐能优化面团气体保持力和水分分布，减缓烘焙加热速度，减弱褐变反应；过量盐则会抑制酵母和淀粉酶活性，并加速表面褐变。水分含量先升后降，在0.85%时最高，适量盐能提高面筋持水性。感官总分先升后降，在0.85%时最高。
3.2. 鹰嘴豆馕正交试验结果分析
通过L27(35)正交试验及综合评分分析，得出影响鹰嘴豆馕品质的五因素主次顺序为：鹰嘴豆粉 > 油 > 水 > 酵母 > 盐。最优组合为A1B3C2D1E1，即鹰嘴豆粉35%、油9%、水52%、酵母1.35%、盐0.7%。方差分析表明鹰嘴豆粉对品质有显著影响。经验证，该配方下馕的综合品质最优。
3.3. 低钠鹰嘴豆馕单因素试验结果分析
3.3.1. 谷朊粉添加量对低钠鹰嘴豆馕品质的影响
谷朊粉添加量增加，硬度显著上升。过量谷朊粉会导致蛋白质过度交联，形成致密刚性结构，而非连续有弹性的面筋网络，从而增加产品硬度。L和△E值显著下降，a和b*值呈波动变化。过量谷朊粉持水性强，降低面团水分活度，且致密网络可能导致局部积热，加剧美拉德反应。水分含量先升后降，在3.5%时最高。谷朊粉的亲水基团能提高吸水率，其形成的网络也能锁住水分。感官总分无显著变化，但孔隙度在5%添加时评分最高。
3.3.2. 菊粉添加量对低钠鹰嘴豆馕品质的影响
菊粉添加量增加，硬度、胶着性和弹性先降后升。过量菊粉会与蛋白质和淀粉竞争自由水，阻碍面筋网络形成和淀粉糊化，导致结构致密硬度增加。L值波动下降，b值先升后降，△E值显著下降。过量菊粉加剧水分竞争，形成致密结构，可能加速表面水分蒸发并局部加剧美拉德反应。水分含量变化不显著。感官总分无显著变化，但口感在5%添加时评分最高。
3.3.3. L-赖氨酸添加量对低钠鹰嘴豆馕品质的影响
L-赖氨酸添加量增加，硬度先降后升，粘着性和弹性先升后降，胶着性波动变化。过量L-赖氨酸会引起蛋白质过度交联和淀粉-蛋白质复合物聚集，破坏面筋网络连续性，形成刚性结构。L、b和△E值先升后降，a*值先降后升。过量L-赖氨酸为美拉德反应提供大量氨基供体，其碱性也可能加速反应。水分含量先升后降，在0.20%时最高。过量L-赖氨酸导致的致密网络会减少水结合位点，降低持水性。感官总分呈波动变化，在0.30%时最高。
3.3.4. 氯化钾替代盐比例对低钠鹰嘴豆馕品质的影响
氯化钾替代比例增加，硬度、胶着性和咀嚼性先降后升，内聚性先升后降，弹性波动变化。替代比例升高，离子强度增加，可能促进蛋白质过度交联形成致密网络，并抑制淀粉糊化。L值先升后降，a值先降后升，b*值先降后升再降，△E值下降。水分含量先降后升，在40%替代比例时最低。离子强度变化影响面筋蛋白交联和酵母活性，进而影响持水性。感官总分无显著变化。
3.6. 低钠鹰嘴豆馕正交试验结果分析
通过L9(34)正交试验及综合评分分析，得出影响低钠鹰嘴豆馕品质的四因素主次顺序为：氯化钾替代盐比例 > 谷朊粉 > L-赖氨酸 > 菊粉。最优组合为F1G2H2I1，即谷朊粉2.75%、菊粉4%、L-赖氨酸0.2%、氯化钾替代盐比例30%。方差分析表明氯化钾替代盐比例和谷朊粉对品质有显著影响。经验证，该低钠配方馕品质良好。
研究结论与意义
本研究成功通过系统的单因素和正交试验，优化了低钠鹰嘴豆馕的配方。研究证实，将质地、色差、水分和感官评价等多指标结合，是探究传统馕配方改良的有效策略。关键参数如硬度、水分含量、L*值和△E值随盐添加量的变化均呈现先升后降的趋势，而感官指标与质构指标在原料水平变化时也表现出协同的变化规律。
最终确定的最优鹰嘴豆馕基础配方为：鹰嘴豆粉35%、油9%、水52%、酵母1.35%、盐0.7%，其中鹰嘴豆粉是影响配方的显著因素。在此基础上，进一步优化得到的低钠鹰嘴豆馕最优配方为：添加谷朊粉2.75%、菊粉4%、L-赖氨酸0.2%，并使用氯化钾替代30%的食盐。该优化产品有效降低了钠含量，同时保持了适中的硬度、金黄的色泽和良好的口感。
这项研究具有重要意义。它直接回应了公众对低钠健康饮食的需求，为改良传统高钠食品提供了科学范例和技术路径。通过引入鹰嘴豆粉，不仅降低了钠含量，还提升了产品的蛋白质和膳食纤维等营养价值，实现了传统食品的功能化升级。研究中所采用的综合评估体系和多指标正交优化方法，也为其他传统谷物制品的营养改良和品质提升提供了可借鉴的研究框架。尽管研究在样本量、长期保质期等方面存在局限，但其核心发现为开发符合现代健康理念的传统特色食品奠定了坚实基础，有助于推动食品加工业向营养、健康方向转型。
