通过添加基于小麦淀粉的复合改良剂，优化富硒小麦鲜面条的质量和理化性能

《Carbohydrate Polymers》：Optimization of the quality and physicochemical properties of selenium-enriched wheat fresh noodles by incorporating a wheat starch-based complex improver

硒强化小麦鲜面的品质优化及机理研究。采用小麦淀粉（WS）、蛋清粉（EWP）和转谷氨酰胺酶（TG）复合改良剂，通过正交试验确定最佳配比（7%WS、5%EWP、0.15%TG），显著降低烹饪损失（4.53%→2.78%）、提升硬度（21.71N→24.27N）和感官评分（50.50→53.90），揭示了淀粉强化、蛋白补强和酶促交联协同改善硒强化小麦鲜面品质的机制。

　　

张志宏|王慧月|张凯伟|李晓兰|高贤丽

江苏大学食品与生物工程学院，镇江，212013，中国

摘要

富含硒的小麦鲜面条（SeN）有助于增加日常饮食中的硒摄入量，但其面团质地和烹饪特性需要改进。因此，本研究通过添加一种基于小麦淀粉的复合改良剂来优化SeN的质量和理化特性，该改良剂主要包括小麦淀粉（WS）、蛋清粉（EWP）和转谷氨酰胺酶（TG）。结果表明，作为复合改良剂中的关键多糖成分，WS提高了SeN的吸水率和烹饪损失。当WS的添加量为9%时，与对照组相比，自由SH含量增加了10.82%，而SS含量显著降低了19.73%（P<0.05）。相反，EWP和TG降低了吸水率和烹饪损失，同时显著增强了二硫键的形成（P<0.05）。正交实验确定了最佳配方，即7%的WS、5%的EWP和0.15%的TG，使得烹饪损失从4.53%降低到2.78%，硬度从21.71 N增加到24.27 N，感官评分从50.50提高到53.90。这些发现强调了基于淀粉的复合改良剂在提高富含硒的小麦鲜面条质量和消费者接受度方面的关键作用。

引言

面条作为一种传统的主食，在全球范围内被广泛消费，不仅在亚洲国家（如中国）占有重要地位，而且在全球也有庞大的消费者群体（Liu等人，2024年）。然而，随着对更健康食品需求的增长，消费者的饮食选择已经从仅仅满足饥饿转向优先考虑营养健康（Chen、Ni等人，2021年）。传统面条的营养价值和功能性已不再完全满足现代消费者的需求。因此，功能性面条受到了越来越多的关注。其中，富含硒的小麦鲜面条（SeN）作为一种富含硒的功能性食品，因其独特的营养价值而引起了广泛兴趣。

硒（Se）是人体必需的微量元素，主要通过硒蛋白的形式发挥作用（Du等人，2024年）。它参与抗氧化防御系统和免疫功能的调节（Dinh等人，2018年）。硒缺乏与多种慢性疾病有关，包括心血管疾病、骨关节炎和Kashin-Beck病（Chen、Zhao和Zhang，2021年；Wang等人，2021年）。然而，硒的安全摄入范围很窄。硒缺乏和过量摄入都可能导致不良的健康后果。世界卫生组织（WHO）建议成人每日硒摄入量为55至400 μg（Liao等人，2021年）。然而，对中国城市居民的饮食结构调查显示，成人每日硒摄入量约为20–30 μg，远低于WHO推荐的最低值55 μg（Liu等人，2021年）。因此，开发富含硒的食品是一种有效且实用的策略，可以缓解硒缺乏问题。作为硒的天然来源，富含硒的小麦不仅提供了人体所需的硒元素，还保留了小麦中的天然营养成分，如膳食纤维、蛋白质和各种微量元素，从而提供了更全面的营养支持。鉴于面条是一种常见的主食，由富含硒的小麦制成的面条提供了一种实用的方法，可以在保持面条传统特性的同时，帮助人们方便地满足日常硒需求。

尽管富含硒的小麦为面条提供了额外的营养价值，但在其烹饪特性和质地方面仍存在一些挑战。这主要是因为硒的添加可能与小麦面筋和淀粉发生相互作用，改变面团的物理和化学性质，从而影响面条的味道和质地。先前的研究表明，与普通面条相比，富含硒的面条的烹饪和质地特性并未得到显著改善（Zhang等人，2025年）。在某些情况下，它们甚至可能表现出较差的特性，如不理想的味道和风味、煮沸后更容易断裂以及口感不顺滑。因此，提高富含硒的面条的烹饪特性和感官质量已成为亟待解决的问题。添加功能性改良剂已被广泛探索为提高面条质量的有效方法（Nisa，2021年）。诸如小麦淀粉（WS）、蛋清粉（EWP）和转谷氨酰胺酶（TG）等质量改良剂已被广泛用于提高传统小麦面条的结构稳定性和烹饪特性。Guo、Gao和Zhu（2020年）发现，添加新鲜蛋清可以减少燕麦面条的烹饪损失70%，并延长烹饪时间，同时显著增加硬度、咀嚼性和延展性。同样，向麦皮增强型干面条中添加1.0%的转谷氨酰胺酶可以改善质地、减少烹饪损失并提升感官性能（Yang等人，2022年）。这是因为转谷氨酰胺酶可以催化蛋白质中谷氨酸和赖氨酸之间的共价交联。通过这种交联过程，转谷氨酰胺酶可以增强面团中的蛋白质网络，改善面条的质地特性，特别是其延展性和韧性，以及烹饪过程中的保水性。Wang等人（2025年）解释说，淀粉通过与非共价和共价键与面筋相互作用，在面条加工过程中增强了面团的结构稳定性，从而改善了面条的质地特性。

考虑到硒添加可能引起的结构不稳定，选择了三种改良剂——WS用于增强淀粉，EWP用于补充蛋白质，TG用于酶促交联——来开发一个互补的质量提升系统。选择这些改良剂是因为它们在增强淀粉基质、稳定蛋白质网络和促进酶促交联方面的作用机制。此外，这三种物质都是食品级的，其安全性得到广泛认可，并具有成熟的工业应用性。系统研究了它们对富含硒的面条（SeN）的优化效果。在特定浓度范围内（通常为5%–10%的WS、3%–8%的EWP和0.05%–0.20%的TG），可以有效改善面条及相关谷物产品的烹饪特性和质地（Fu，2008年；Xu等人，2025年；Yang等人，2022年）。然而，大多数现有研究都集中在传统小麦面条上，而这些添加剂对新鲜SeN的全面影响尚不明确。鉴于富含硒的小麦蛋白质的独特特性及其对面筋网络形成的潜在影响，硒、淀粉、蛋白质和酶促交联之间的相互作用可能与传统面条系统中的有所不同。

因此，本研究的目的是系统探讨WS、EWP和TG对SeN的烹饪质量、质地特性和理化特性的影响。首先进行了单因素实验，以评估每种添加剂的单独效果。随后，使用因子实验设计来优化这三种成分的组合配方。系统研究这些质量改良剂在SeN生产过程中的效果，特别关注它们对烹饪性能和感官属性的影响。本研究旨在为提高SeN的质量提供科学依据，并支持其作为具有更好烹饪性能和感官特性的功能性主食的进一步发展。

材料

本研究选择的富含硒的小麦种植于2022–2023年期间河南省商丘市虞城县的风德村5号小麦。这种富含硒的小麦的硒含量为0.203 mg/kg。通过在不同时间喷洒硒农药来补充硒，以确保小麦能够充分吸收硒，从而获得富含硒的小麦。然后将富含硒的小麦粉碎并筛分，得到富含硒的小麦面粉。

面团的动态流变特性

面团的粘弹性行为主要受面筋网络结构、面筋蛋白与水之间的相互作用以及淀粉的贡献的影响（Peng等人，2017年）。动态流变测量对于研究半固体食物在不同频率、温度和应力下的粘弹性特性至关重要。面团流变特性由储能模量（G'）和损耗模量（G"）表征，这些模量的变化以及tan δ的变化...

结论

本研究评估了小麦淀粉（WS）、蛋清粉（EWP）和转谷氨酰胺酶（TG）对富含硒的面条（SeN）的烹饪质量和理化特性的影响。最佳配方（7% WS、5% EWP、0.15% TG）通过减少烹饪损失、增加硬度和提升感官评分显著改善了面条的质量。该配方的优化不仅提高了面条的整体质量，使其在市场上更具竞争力，而且...

作者贡献声明

张志宏：撰写 – 审稿与编辑、可视化、方法学、研究、概念化。王慧月：撰写 – 原稿撰写、可视化、方法学、研究。张凯伟：撰写 – 原稿撰写、可视化、研究。李晓兰：撰写 – 审稿与编辑、研究、资金获取、概念化。高贤丽：撰写 – 审稿与编辑、监督、资金获取、概念化。

资助

本工作得到了国家自然科学基金（32572499和32372254）和江苏省自然科学基金（BK20240849）的支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。