醋酸酯變性淀粉對(duì)低筋面團(tuán)熱機(jī)械學(xué)特性的影響

李 麗，牛黎莉，王曉璇，張盛貴

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730070)

蕎麥中含有豐富的營養(yǎng)價(jià)值［1］，但因?yàn)槭w麥面中不含面筋，且其淀粉糊化特性差等原因，蕎麥不具有很好的成型性，需要添加增稠劑、穩(wěn)定劑等添加劑來改善。醋酸酯淀粉是利用淀粉分子中部分2，3，6－位的羥基與乙?；瘎┻M(jìn)行取代反應(yīng)而制備的，通過乙?；饔酶纳频矸叟c溶劑的親和力，使其具有糊化溫度較低、粘度高、凝沉性弱、儲(chǔ)存穩(wěn)定等特性，可作為理想的面團(tuán)改良劑［2］。混合實(shí)驗(yàn)儀是測(cè)定面粉加水混合形成面團(tuán)過程和面團(tuán)加熱糊化及冷卻過程面團(tuán)流變特性變化的儀器［3］，通過兩個(gè)攪拌刀對(duì)面團(tuán)的攪拌獲得的扭矩值(N·M)及其曲線來測(cè)定面團(tuán)在機(jī)械及熱作用下的特性，如面團(tuán)的蛋白質(zhì)特性、淀粉糊化特性等。本實(shí)驗(yàn)以蕎麥面混合小麥面為面團(tuán)的基礎(chǔ)配方，利用混合實(shí)驗(yàn)儀，在不同溫度下測(cè)定面團(tuán)的特性，從而研究不同添加量的馬鈴薯、木薯醋酸酯淀粉對(duì)低筋面粉混合及糊化特性的改良作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蕎麥粉、小麥粉 市售;木薯醋酸酯變性淀粉(118C)、馬鈴薯醋酸酯變性淀粉(017B)實(shí)驗(yàn)室自制，取代度為0.016;其他化學(xué)試劑均為分析純。

mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀 法國肖邦公司;FA2004B電子天平 上海越平科學(xué)儀器有限公司;DHG－9055A型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 混合粉的制備及變性淀粉的添加量 低筋粉:將蕎麥面和小麥面分別以60%及40%的比例充分混合制成低筋粉(濕面筋含量10.4)，備用?；旌戏?變性淀粉與低筋粉分別按 0/100、2/98、4/96、6/94、10/90(w/w)的比例混合，配制成混合粉，備用。

1.2.2 水分及濕面筋含量的測(cè)定［4－5］

1.2.3 面團(tuán)流變學(xué)特性的測(cè)定 依據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，在混合儀的和面缽中加入適量的混合粉?；旌蟽x的操作程序設(shè)定見表1。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)分析采用spss10.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 含水量與濕面筋含量

小麥面粉與蕎麥面粉混合成的混合粉的含水量為14%。小麥面粉濕面筋含量為26%。

表1 混合實(shí)驗(yàn)儀的工作程序設(shè)置Table 1 Instrumental settings defined in the Mixolab for running the samples

2.2 混合實(shí)驗(yàn)儀特性曲線分析

通過混合儀得到面團(tuán)特性曲線(圖1)，曲線中A、B分別為面團(tuán)在混揉過程中的扭矩、溫度曲線，C為揉面缽溫度;C1、C2、C3、C4、C5 為面團(tuán)在混揉的不同過程中的扭矩值;α、β、γ分別為扭矩曲線不同階段的曲線斜率［6－7］。

圖1 混合實(shí)驗(yàn)儀典型曲線Fig.1 Typical Mixolab curve

2.3 醋酸酯變性淀粉對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

面團(tuán)的吸水率指使面團(tuán)的目標(biāo)扭矩到達(dá)C1所需的水分，在此條件下可確保各成分的充分水解［8］;形成時(shí)間指在第一溫度梯度下(30℃)，達(dá)到最大扭矩所需要的時(shí)間，時(shí)間越長，面團(tuán)越難捏合;幅度及穩(wěn)定時(shí)間分別表示面團(tuán)形成后的彈性和穩(wěn)定性。木薯、馬鈴薯醋酸酯變性淀粉對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響見表2。

由表2可知，118C增加了面團(tuán)的吸水率而017B對(duì)其有降低作用。添加118C使得面團(tuán)幅度呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，只有在添加量為6%時(shí)，幅度值比空白有所提高，之后呈下降趨勢(shì);而017B對(duì)其幾乎無影響?？梢钥闯觯谠黾訌椥苑矫?，兩種醋酸酯淀粉的效果均不明顯。這與栗瑞娟［9］等的研究結(jié)果一致。林瑩［10］等人的研究表明馬鈴薯醋酸酯淀粉可以顯著的提高冷凍面團(tuán)的吸水率，但木薯醋酸酯淀粉對(duì)其幾乎無影響，與本研究結(jié)果不一致，是由面團(tuán)的處理方式不同引起的，林瑩等實(shí)驗(yàn)對(duì)象為冷凍面團(tuán)。

表2 兩種變性淀粉對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響Table 2 Effect of acetate starch on farinograph properties

當(dāng)118C、017B添加量分別為8%、2%和4%時(shí)，顯著的延長了面團(tuán)的形成時(shí)間(p＜0.05)，之后隨著變性淀粉的增加形成時(shí)間呈減少趨勢(shì);2%的118C可顯著地將穩(wěn)定時(shí)間延長0.86min(p＜0.05)，8%時(shí)有所下降;而017B僅在添加量為2%時(shí)延長了穩(wěn)定時(shí)間。形成時(shí)間越長，穩(wěn)定性越好，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)越高［11］，所以醋酸酯變性淀粉可以有效的提高低筋粉的粉質(zhì)特性，且118C的效果優(yōu)于017B。穩(wěn)定時(shí)間的增加可能是由于變性淀粉吸水后會(huì)膨脹，粘度增加，與面粉中的各個(gè)成分更好的結(jié)合，形成了更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)了面團(tuán)的穩(wěn)定性，但過多的變性淀粉吸水后爭(zhēng)奪了面團(tuán)中淀粉及少量面筋膨脹所需的水分，使其不能形成很好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以隨著118C含量的進(jìn)一步增加，穩(wěn)定時(shí)間反而有所下降［12］。而017B對(duì)穩(wěn)定時(shí)間幾乎沒有影響，則可能是017B沒有發(fā)生上述作用，這種差異是否由原淀粉性質(zhì)差異所決定，需要更近一步的研究。丁士勇［13］等人的研究結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)相反，其研究認(rèn)為木薯醋酸酯淀粉將面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間由6.9min降低到4.3min，形成時(shí)間也降低了42%。丁士勇等在實(shí)驗(yàn)中使用的是面筋含量較高的面團(tuán)，其形成時(shí)間及穩(wěn)定時(shí)間主要由面團(tuán)中麥谷蛋白的二硫鍵決定的［14］，所以變性淀粉對(duì)形成時(shí)間的影響不明顯，而在和面階段形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，高面筋含量意味著更高的吸水率，導(dǎo)致添加更多的變性淀粉加劇了水分的爭(zhēng)奪，從而降低了穩(wěn)定時(shí)間。而本實(shí)驗(yàn)中所使用的混合粉蛋白質(zhì)含量很低，整體的形成時(shí)間較短，在這種情況下，變性淀粉的作用可以突出，從而表現(xiàn)出增強(qiáng)面團(tuán)粉質(zhì)特性的效果。

2.4 醋酸酯變性淀粉對(duì)面團(tuán)強(qiáng)度的影響

C2指面團(tuán)在受到機(jī)械及熱作用后扭矩降低的最小值;機(jī)械弱化表示在30℃溫度不變的情況下，面團(tuán)對(duì)機(jī)械力的抵抗能力，值越小，面團(tuán)的機(jī)械力穩(wěn)定性越強(qiáng);熱弱化值指面團(tuán)在加熱過程中扭矩值的減少，表現(xiàn)出面團(tuán)抵抗熱的能力，值越小，則抵抗熱的能力越強(qiáng)。兩種醋酸酯淀粉對(duì)面團(tuán)C2、機(jī)械弱化、熱弱化值的影響見表3。

表3 兩種醋酸酯淀粉對(duì)面團(tuán)強(qiáng)度的影響Table 3 Effect of acetate starch on dough strength

由表3可知:118C添加8%時(shí)C2值增大了14%;且在添加量為6%時(shí)，有效的減緩了機(jī)械弱化作用，其值降低了84%;但對(duì)熱弱化有促進(jìn)作用，值由0.567增加到0.577，添加量增加到8%時(shí)才有所下降(p＜0.05)。而017B對(duì)C2值、機(jī)械力穩(wěn)定性，幾乎沒有作用;但添加2%就可以顯著的降低熱弱化作用(p＜0.05)，而且隨著添加量的增加，弱化值繼續(xù)降低，最大可降低18%。也有實(shí)驗(yàn)表明醋酸酯淀粉添加范圍在2%之內(nèi)，可以降低面團(tuán)的跌落值(表示抵抗機(jī)械力的能力，值越小，抵抗能力越強(qiáng))，且木薯淀粉的作用強(qiáng)于馬鈴薯淀粉，由18分別降低到11、13［15］。

兩種變性淀粉對(duì)面團(tuán)強(qiáng)度的影響不同可能是因?yàn)閮烧叩淖饔梅绞讲煌?18C減弱了機(jī)械弱化而增加了熱弱化值，可能是因?yàn)?18C在和面階段與少量的面筋及原淀粉形成了比較穩(wěn)定的共同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)強(qiáng)度增加，減弱了機(jī)械弱化值，但當(dāng)面團(tuán)加熱時(shí)，118C及原淀粉開始糊化膨脹，破壞了之前形成的穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而促進(jìn)了面團(tuán)在加熱過程中的弱化。而017B對(duì)面團(tuán)的機(jī)械弱化幾乎沒有影響，但是卻降低了熱弱化值，可能是由于其在面團(tuán)形成時(shí)，并沒有與面團(tuán)中的成分形成可抵抗機(jī)械作用的共同結(jié)構(gòu)(對(duì)穩(wěn)定時(shí)間幾乎無影響也可說明這一點(diǎn))，并且017B的糊化溫度低于118C［16］，在加熱過程中，首先糊化，糊化后的淀粉顆粒粘度增加，更好的粘附了面團(tuán)中的面筋及淀粉，從而使得其熱弱化值降低。

2.5 醋酸酯變性淀粉對(duì)面團(tuán)糊化性質(zhì)的影響

C3是面團(tuán)在糊化過程中的最大扭矩;糊化作用是糊化過程中，最大扭矩與最小扭矩的差值，差值越大，糊化作用越強(qiáng);蒸煮穩(wěn)定性指在90℃保溫過程中，C4與C3的比值，值越大，則說明面團(tuán)的蒸煮穩(wěn)定性越強(qiáng)。兩種醋酸酯淀粉對(duì)面團(tuán)C3值、糊化作用、蒸煮穩(wěn)定性的影響見表4。

由表4可知，兩種醋酸酯淀粉都可以顯著的降低C3值，減弱糊化作用(p＜0.05)，隨著添加量增加，其值越小。這可能是由于醋酸酯淀粉比原淀粉更易糊化，從而降低了面團(tuán)的最大扭矩，進(jìn)一步減弱了面團(tuán)中淀粉的糊化作用，也可能是因?yàn)榈矸垡胍阴；?，即酯化后，淀粉剪切變稀現(xiàn)象更明顯［2］，所以表現(xiàn)為扭矩值減少。在蒸煮穩(wěn)定性方面，兩者都可顯著提升蒸煮穩(wěn)定性(p＜0.05)，這在面條蒸煮過程中具有重要的意義。通過對(duì)兩組值的比較，017B對(duì)面團(tuán)蒸煮穩(wěn)定性的提升效果優(yōu)于118C。

表4 兩種醋酸酯淀粉對(duì)面團(tuán)淀粉糊化特性的影響Table 4 Effect of acetate starch on pasting properties

面團(tuán)的最大扭矩值與淀粉的糊化也有關(guān)系，王善榮［17］等的實(shí)驗(yàn)表明，原淀粉經(jīng)過乙?；揎椇笃湎鄳?yīng)的淀粉醋酸酯的糊化溫度及峰值粘度均有所降低，更有利于淀粉的糊化。面團(tuán)的烹煮穩(wěn)定性與淀粉糊化的衰落值有關(guān)，王坤［13］等在面粉中加入醋酸酯變性淀粉，然后測(cè)其糊化曲線，發(fā)現(xiàn)添加了醋酸酯變性淀粉的樣品的衰落值有顯著的降低。所以，醋酸酯淀粉可以改善蒸煮穩(wěn)定性可能是由于其穩(wěn)定性比谷物原淀粉的穩(wěn)定性好而導(dǎo)致的，還有可能是因?yàn)樵邗セ矸酆蛎浐?，變性淀粉?huì)有交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)溶脹在水中，這樣就有可能與混合粉中的其他物質(zhì)互相貫穿，形成高聚物網(wǎng)絡(luò)，從而維持面團(tuán)糊化過程的強(qiáng)度［18］。

2.6 醋酸酯變性淀粉對(duì)面團(tuán)面筋弱化及淀粉糊化速率性質(zhì)的改變

α、β、γ的值是由扭矩曲線不同階段的角度決定的［19］。α是指面團(tuán)在機(jī)械和熱作用下面筋弱化曲線的斜率，斜率值越大，則弱化速率越小。β是指面團(tuán)在加熱過程中，淀粉發(fā)生糊化后，面團(tuán)扭矩上升曲線的斜率，β值越大，則表明糊化速率越大。γ是指在90℃保溫時(shí)，扭矩的下降速率，即酶促降解速率，γ值越大，則降解速率越小。兩種醋酸酯淀粉對(duì)面團(tuán)α、β、γ值的影響見表5。

118C添加量大于8%，017B添加量大于4%之后，可以明顯的降低面團(tuán)的弱化速度。兩種變性淀粉都會(huì)降低面團(tuán)淀粉的β值，而隨著添加量的增加，糊化速率遞減。而兩種變性淀粉的添加均明顯的增大了γ值，但其添加量與斜率之間，沒有明顯的趨勢(shì)［20］。這與 R.Moreira［21］等人的研究結(jié)果相似，他們?cè)诶踝用嬷屑尤肜踝拥矸?，可以顯著的降低面筋弱化、淀粉糊化及淀粉酶酶促降解的速率，而在添加的不同梯度之間，并沒有顯著的變化。

表5 兩種醋酸酯變性淀粉對(duì)面團(tuán)弱化及淀粉糊化速率的影響Table 5 Effect of acetate starch on the rate of dough weakening and pasting

3 結(jié)論

通過混合實(shí)驗(yàn)儀，測(cè)定了分別添加不同含量的木薯醋酸酯淀粉(118C)及馬鈴薯醋酸酯淀粉(017B)對(duì)蕎麥與小麥混合粉面團(tuán)的流變學(xué)特性的影響。兩種醋酸酯淀粉均可以改善低筋面團(tuán)的粉質(zhì)特性，而118C的效果更好，017B對(duì)吸水率甚至有降低的作用。在面團(tuán)強(qiáng)度穩(wěn)定性方面，118C可以增強(qiáng)面團(tuán)的機(jī)械穩(wěn)定性，而017B可以增強(qiáng)其熱穩(wěn)定性，所以都可以降低面團(tuán)弱化的速率，但作用效果不同。在面團(tuán)糊化性質(zhì)方面，二者都顯著的降低了面團(tuán)的最大扭矩，減弱了糊化作用和速率，且增強(qiáng)了面團(tuán)的烹煮穩(wěn)定性，減弱了淀粉酶的降解作用，017B增強(qiáng)穩(wěn)定性的作用要優(yōu)于118C。兩種醋酸酯淀粉在各個(gè)性質(zhì)中表現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)，這需要進(jìn)一步的研究兩種變性淀粉各自在面粉中起到的不同作用，從而將其更有利的應(yīng)用于各種產(chǎn)品的加工。

［1］劉玉江，王菁莎，劉景彬.蕎麥的加工利用［J］.糧食加工，2006(2):20－23.

［2］于泓鵬，朱婉怡，高群玉.食用醋酸酯淀粉制備和性質(zhì)的研究［J］.食品科學(xué)，2003，24(7):70－74.

［3］王鳳，黃衛(wèi)寧，劉若詩，等.采用Mixolab和Rheometer研究含外源蛋白燕麥面團(tuán)的熱機(jī)械學(xué)和動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性［J］.食品科學(xué)，2009，30(13):147－152.

［4］國家糧食局科學(xué)研究院，北京市糧油食品檢驗(yàn)所.GB/T 5506.4－2008面筋含量的測(cè)定［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社2008.

［5］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 5009.3－2010－直接干燥法［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［6］張艷，王彥飛，陳新民，等.Mixolab參數(shù)與粉質(zhì)、拉伸參數(shù)及面包烘烤品質(zhì)的關(guān)系［J］.作物學(xué)報(bào)，2009，35(9):1738－1743.

［7］Hamit Koksel，Kevser Kahraman，Turgay Sanal，et al.The potential utilization of Mixolab for the quality evaluation 1 of bread wheat genotypes［J］.Cereal Chemistry，2009，86(5):522－526.

［8］CristinaM.Rosell，ConcepciónCollar，MónicaHaros.Assessment of hydrocolloid effects on the thermo－mechanical properties of wheat using the Mixolab［J］.Food Hydrocolloids，2007(21):452－462.

［9］栗瑞娟，熊善柏，趙思明，等.面團(tuán)組成對(duì)魚面面團(tuán)及面片流變學(xué)特性的影響［J］.食品科學(xué)，2008，29(9):83－86.

［10］林瑩，辛志平，古碧，等.不同變性淀粉對(duì)冷凍面團(tuán)熱力學(xué)特性的影響［J］.食品工業(yè)科技，2012，33(5):59－62.

［11］李歆，凌家煜，郝希成.粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)與其他粉質(zhì)指標(biāo)間相互關(guān)系的研究［J］.糧油食品科技，2003，11(1):8－10.

［12］吳建平，丁霄霖.變性淀粉對(duì)新鮮面品質(zhì)改良的研究［J］.糧食與飼料工業(yè)，1997，4:41－43.

［13］丁士勇，劉文豪，熊善柏.變性淀粉及谷朊粉對(duì)面團(tuán)特性的影響研究［J］.食品研究與開發(fā)，2007，28(7):43－48.

［14］趙曉光，王淼，徐榕榕，等.酶改性蛋黃粉對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響［J］.中國糧油學(xué)報(bào)，2009，24(6):7－11.

［15］王坤，呂振磊，王雨生，等.變性淀粉對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性和面包品質(zhì)的影響［J］.食品與機(jī)械，2011，27(4):20－24.

［16］王曉燕，童群義.原料和制備方法對(duì)醋酸酯淀粉糊化特性的影響［J］.食品工業(yè)科技，2005，26(11):62－65.

［17］王善榮，陳正宏，鄭廣新.淀粉對(duì)油炸方便面品質(zhì)影響的研究［J］.食品科學(xué)，2004，25(11):109－111.

［18］王放.變性淀粉在面條生產(chǎn)中的應(yīng)用研究［J］.食品工業(yè)，1996，5:6－7.

［19］Weining Huang a，Lingling Li a，F(xiàn)eng Wanga，et al.Effects of transglutaminase on the rheological and Mixolab thermomechanical characteristics of oat dough［J］.Food Chemistry，2010，121:934－939.

［20］RMoreira，F(xiàn)Chenlo，MD Torres，et al.Influence of the particle size on the rheological behaviour of chestnut flour doughs［J］.Journal of Food Engineering，2010，100:270－277.

［21］R Moreira，F(xiàn)Chenlo，MD Torres.Effect of sodium chloride，sucrose and chestnut starch on rheological properties of chestnut flour doughs［J］.Food Hydrocolloids，2010，25(5):1014－1050.