麩皮粒徑對全麥面團流變特性和饅頭品質(zhì)的影響

劉麗婭，岳穎，藺艷君，周閑容，佟立濤，王麗麗，周素梅

（中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193）

隨著公眾對全谷物營養(yǎng)健康概念認知的深入，全谷物食品日益深入人心[1]。全麥粉及其制品在全谷物產(chǎn)業(yè)發(fā)展中所占比重高達50%以上。西方發(fā)達國家在應(yīng)用全麥粉類原料制作烘焙食品上的研究已取得很大進步[2]。但是在我國，由于加工技術(shù)水平低、全麥粉起步較晚等問題，目前全麥粉及其制品所占消費比重仍較低（不足總產(chǎn)的10%）[2]。饅頭作為我國的傳統(tǒng)主食，占小麥消費總量的40%以上，若采用全麥饅頭代替普通饅頭，對我國居民健康飲食、膳食營養(yǎng)具有重大意義。但由于全麥饅頭普遍存在口感粗糙、氣味和色澤不佳的問題而難以推廣，我國全麥饅頭的口感品質(zhì)亟待解決。

迄今為止，有關(guān)麩皮粒徑大小對面制品品質(zhì)影響的研究已較為廣泛。研究表明，大顆?；蛐☆w粒麩皮均不利于面制品品質(zhì)[3]。但是，研究者們在適宜麩皮粒徑的控制上仍存在爭議。有研究認為制作全麥面包最適宜的麩皮平均粒徑應(yīng)在400～500 μm[4]；但有研究認為粒徑最好小于280 μm[5]；李娟等[6]則認為全麥粉粒徑分布曲線擬合得到的平均粒徑在97 μm左右時，全麥面包孔隙度、均勻度最佳，面包芯質(zhì)地細膩，烘焙品質(zhì)最好。此外，酶制劑在面制品品質(zhì)改良中的作用已被廣泛認可。以往研究結(jié)果表明，在面制品中適量添加Gox，可使面團筋力增強，面團干爽，顯著改善饅頭品質(zhì)[7,8]。戊聚糖酶（Pn）可使面團變得柔軟，延伸增強，饅頭心柔軟細膩[9]；添加纖維素酶（Ce），有利于改變纖維素結(jié)晶結(jié)構(gòu)，水分子的介入使纖維素分子之間的氫鍵破壞，產(chǎn)生部分可溶性的微結(jié)晶因而可能對全麥制品品質(zhì)產(chǎn)生有利影響[10]。

本團隊前期采用復(fù)合酶顯著提高了全麥粉饅頭的品質(zhì)，即：葡萄糖氧化酶（Gox）、戊聚糖酶（Pn）和纖維素酶（Ce）三酶協(xié)同作用，且當添加量分別為Gox 40 mg/kg、Pn 40 mg/kg、Ce 30 mg/kg效果最佳。然而，但針對麩皮粒徑對饅頭品質(zhì)的影響相關(guān)研究報道較少，麩皮粒徑對酶法改良饅頭品質(zhì)的影響更鮮有報道?；诖?，本研究采用布勒磨配套粉篩從市售全麥粉中分離出100目以上的麥麩，經(jīng)旋風磨粉碎，獲得不同粒徑大小的麩皮，按比例回添制成含有不同麩皮粒徑的全麥粉。在此基礎(chǔ)上，研究麩皮粒徑對空白和添加復(fù)合酶(Pn+Gox+Ce)的全麥饅頭比容、硬度及感官品質(zhì)的影響，確定適宜全麥饅頭制作的麩皮粒徑大?。煌ㄟ^分析麩皮粒徑對空白及加酶全麥面團熱機械學特性、吹泡特性和發(fā)酵特性的影響，初步揭示麩皮粒徑對全麥面團品質(zhì)特性的影響及其與全麥饅頭品質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系。相關(guān)研究成果有望為全麥饅頭加工原料的選取提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

全麥粉：Bob's Red Mill全麥粉（蛋白質(zhì)10%、脂肪1%、碳水化合物9%、膳食纖維20%），美國Bob's Red Mill Natural Foods公司；低糖高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；葡萄糖氧化酶（GLUZYME Mono 10000 BG，10000 GODU/g）、戊聚糖酶（Pentopan Mono BG，2500 FXU(W)/g）、纖維素酶（Celluclast BG，3500 EGU/g），均為諾維信生物技術(shù)有限公司惠贈；氯化鈉（分析純），國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

電子天平：YP 30002型，上海越平科學儀器有限公司；和面機：KENWOOD (major classic)型，邑隆貿(mào)易（上海）有限公司；面團成型機：JCXZ型，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；醒發(fā)箱：FX-10A型，廣東恒聯(lián)食品機械有限公司；電蒸鍋：ZN28YK807-150型，浙江蘇泊爾家電制造有限公司；面包體積測定儀：JML型，杭州大吉光電儀器有限公司；質(zhì)構(gòu)儀：TA-XT 2i/5型，英國Stable Micro System公司；旋風磨：CT410型，福斯賽諾分析儀器蘇州有限公司；粉篩：LFS-30型，布勒糧食檢驗儀器無錫有限公司；激光粒度測定儀：Microtrac S3500型，美國麥奇克（Microtrac）有限公司；混合實驗儀：Mixlab2型，法國肖邦技術(shù)公司；流變發(fā)酵儀：RheoF3型，法國肖邦技術(shù)公司；全自動吹泡儀：Alveolab型，法國肖邦技術(shù)公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同粒徑加酶全麥粉制備方法

首先將市售紅磨坊全麥粉經(jīng)100目粉篩篩理200 s，分離篩上物，定義為大粒徑麩皮（粗麩）；篩下物視為“面粉”。大粒徑麩皮經(jīng)內(nèi)帶40目篩的旋風磨粉碎，定義為中粒徑麩皮（中麩）。大粒徑麩皮經(jīng)內(nèi)帶80目篩的旋風磨粉碎，定義為小粒徑麩皮（細麩）。不同粒徑麩皮與“面粉”按照最初的比例（77.9 g“面粉”/100 g全麥粉）混合，向其中加入一定量的復(fù)合酶制劑（40 mg/kg Gox+40 mg/kg Pn+30 mg/kg Ce），混合均勻，得到不同粒徑加酶全麥粉，備用。

1.2.2 粒徑測定方法

取適量混合均勻的不同粒徑麩皮和全麥粉，參考Wang的方法[11]，使用激光粒度粒徑分析儀測定粒徑分布，D10、D50、D90分別表示小于或等于此粒徑值的體積占測量樣品全部體積的10%、50%、90%。

1.2.3 全麥面團熱機械學特性測定

參考李娟的實驗方法，采用Mixolab混合實驗儀對空白和加酶全麥粉的熱機械學特性參數(shù)進行測定。實驗條件選用 Chopin+標準。試驗前，首先需對待測粉樣的水分含量進行測定。整個測試過程獲得的參數(shù)（C1、C2、C3、C4、C5、α、β、γ）釋義見文獻[12]。

1.2.4 全麥面團吹泡特性的測定

參考GB/T 14614.4-2005的方法，采用Alveograph吹泡儀，對空白及添加復(fù)合酶的全麥面團的吹泡特性進行測定，加水量按Mixolab測得的吸水率添加。具體操作過程如下：先將250 g面粉倒入和面缽中，開啟攪拌刀，在25 s內(nèi)將適量2.5% NaCl溶液加入和面缽，與面粉混合8 min直至面團均勻，反轉(zhuǎn)和面刀使面團從面缽右側(cè)擠出，將適量面團切下并放至配套平板上進行壓片，再將壓好的平整面片切成圓形，置于醒發(fā)室中25 ℃醒發(fā)20 min，然后進行吹泡。儀器記錄下的是面泡內(nèi)壓力變化的曲線，每個樣品分成5個面片進行吹泡，最終實驗結(jié)果對5次實驗取平均值，如有因氣泡過早破裂而造成偏離的曲線，則應(yīng)刪除。從吹泡測試中得到的參數(shù)有P、L、W、G、P/L和Ie，各參數(shù)的釋義見文獻[13]。

1.2.5 全麥面團發(fā)酵流變特性測定

采用 F3流變發(fā)酵儀對空白及添加復(fù)合酶的全麥面團流變發(fā)酵特性進行測定[14]。稱取300 g加酶全麥饅頭粉，向其中加入3 g酵母，混勻。加入適量水，邊加邊用筷子攪拌成均勻面絮；使用和面機最低檔和至面絮成團，再換1檔和面10 min，稱取315 g和好的面團放入發(fā)酵籃中進行測定。測試在30 ℃下進行，負重砝碼為0 kg，測試時間為3 h。每個樣品重復(fù)測試2次，最終結(jié)果取平均值。

實驗結(jié)束可得到兩個曲線，即面團發(fā)酵曲線和氣體釋放曲線。Hm是面團發(fā)酵曲線的最大高度，代表面團發(fā)酵過程中達到的最大高度，是酵母產(chǎn)氣能力和面團持氣能力的綜合反映；h是測試結(jié)束時（對于本實驗測試時間是3 h）的面團高度；(Hm-h)/Hm為發(fā)酵3 h的耐受性。H’m是氣體釋放曲線的最大高度，代表發(fā)酵過程中氣體釋放的最大速率，氣體釋放曲線反映發(fā)酵過程中酵母的產(chǎn)氣能力；Total volume是整個實驗過程中（3 h）的氣體總釋放量。

1.2.6 全麥饅頭制作

將和好的面團置于37 ℃，85% RH發(fā)酵箱中發(fā)酵60 min。面團均分為6份，調(diào)整輥距為6 mm，壓面20次，手工搓圓，塑型至高約5 cm。于37 ℃、85% RH發(fā)酵箱中再次醒發(fā)30 min后，放入已煮沸并墊有紗布的鋁蒸鍋屜上蒸制25 min。取出于室溫下冷卻1 h，進行相關(guān)指標測定。

1.2.7 全麥饅頭比容測定及品質(zhì)評價

饅頭感官評分標準參考GB/T 17320-2013附錄A，并根據(jù)全麥饅頭特點進行適當修改。優(yōu)選7名感官評價人員根據(jù)表1對產(chǎn)品進行感官評價。

表1 全麥饅頭感官評分標準Table 1 The standard of the sensory score of whole wheat steamed buns

1.2.8 全麥饅頭質(zhì)構(gòu)測定

參照文獻并作適當修改[15]，采用TA-XT 2i/5型質(zhì)構(gòu)儀測定。具體步驟為：饅頭冷卻1 h后，用刀將饅頭縱切成厚度為20 mm的薄片，進行TPA測試，獲得饅頭硬度、咀嚼性數(shù)據(jù)，每個樣品重復(fù)測定4次，取平均值。測定條件：P/36R探頭；壓縮率50%；測前速度、測后和測試速度均為1.00 mm/s；間隔時間5 s；觸發(fā)類型為：Auto；起點感應(yīng)力：5 g；數(shù)據(jù)采集速率：200 pps。

1.2.9 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel進行數(shù)據(jù)整理，試驗數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示。采用 SAS9.2軟件進行單因素方差分析，并在圖表中用不同字母上標來表示顯著差異（p＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 麩皮及全麥粉粒徑測定

不同粗細度麩皮、全麥粉以及面粉粒徑的測定結(jié)果見表 2。由表可知大、中、小三種不同粗細度麩皮的D50值分別為285.0、186.7、75.7 μm，粒徑依次減小，D10和D90值也表現(xiàn)出相同趨勢。比較同一樣品的D10、D50和D90值，不難發(fā)現(xiàn)經(jīng)旋風磨粉碎的麩皮，粒徑分布范圍較大，這與以往的研究相一致?？赡苁怯捎邴熎ぶ械牟煌M分機械強度存在較大差異，特別是麩皮的外層果皮質(zhì)地非常堅硬，因此粉碎困難。隨著麩皮粒徑的減小，全麥粉粒徑降低，但下降程度不如麩皮明顯，這主要是因為全麥粉中比例較高的面粉組分對平均粒徑影響更大。含有小粒徑麩皮的全麥粉與面粉粒徑分布及其平均值最為接近。

2.2 麩皮粒徑對全麥面團熱機械學特性的影響

采用Mixolab測試儀分析麩皮粒徑對空白及加酶全麥面團熱機械學特性的影響，結(jié)果見表 3。對于空白全麥粉，隨著麩皮粒徑降低，全麥粉吸水率顯著增大。這與Noort等人的報道相一致[4]。以往研究表明，超細粉碎的燕麥麩皮具有更高的持水能力，這可能是因為麩皮進一步粉碎后，比表面積增大從而增加了與水的接觸面積[16]。然而，對于小麥麩皮，過細的麩皮粒徑反而造成其持水能力的降低[17]。這是由于不溶性膳食纖維的水合能力主要與其多糖鏈鏈形成的多孔結(jié)構(gòu)有關(guān)，這些多孔可通過氫鍵保持大量水分。但由于過度粉碎可引起糖鏈結(jié)的破壞，因此不利于獲得高的持水性[18]。因此，本研究中麩皮粒徑減小引起的全麥粉吸水率增加，可能是由于面筋網(wǎng)絡(luò)吸水率的變化[4]。

空白全麥粉面團形成時間隨麩皮粒徑減小呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢?？赡艿脑蚴谴罅禁熎γ娼畹鞍谆|(zhì)產(chǎn)生稀釋作用，面筋網(wǎng)絡(luò)形成困難，形成時間較長；而麩皮粒徑的適當減小，有利于大量羥基暴露在外加快面團吸水速率，使面團形成時間減少；但麩皮粉碎過細，面團的形成時間反而有所增加，可能由于表面上粘附著一定胚乳顆粒，其吸水溶脹時間延長，所以形成時間增大。此外，空白面團穩(wěn)定時間和蛋白弱化度隨麩皮粒徑的減小有降低趨勢，即筋力減弱，可能因為麩皮越小，與面筋的結(jié)合越充分，對面筋結(jié)構(gòu)的破壞也越嚴重。且麩皮過細，面團糊化粘度（C3）降低，淀粉回生值顯著增加。另一方面，加酶全麥面團吸水率也隨麩皮粒徑的減小而增加。并且隨著麩皮粒徑的減小，加酶面團穩(wěn)定時間所下降的程度較空白面團更為明顯，面筋網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和面團粘度也有顯著降低，但淀粉回升特性與麩皮粒徑大小關(guān)系不大。

表2 麩皮、全麥粉及面粉粒徑Table 2 The particle size of wheat bran, whole wheat flour and flour

表3 不同麩皮粒徑全麥粉的Mixolab參數(shù)Table 3 The Mixolab parameters of whole wheat flour with different bran particle size

2.3 麩皮粒徑對全麥面團吹泡特性的影響

表4為麩皮粒徑對添加復(fù)合酶前后的全麥面團吹泡儀特征參數(shù)影響的測定結(jié)果。由表可知，與粗麩全麥粉相比，中麩和細麩全麥粉面團的韌性雖有一定程度的降低，但延展性卻大幅提高。并且中麩和細麩全麥面團W值相當，顯著高于粗麩全麥面團，意味著氣泡膨脹到破裂所需要的總能量顯著提高，面團的膨脹性能更為優(yōu)異。鮑慶丹[19]研究表明，大顆粒麩皮的存在阻礙面筋網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性，對面團充氣膨脹后形成的膜狀面筋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生穿刺作用，在內(nèi)部氣壓升高時容易破裂，隨著麩皮粒徑的減小，更好地與面筋結(jié)合，這種穿刺作用減弱，這一結(jié)論很好的解釋了上述實驗現(xiàn)象。添加復(fù)合酶對不同粒度全麥面團吹泡參數(shù)的影響趨勢一致，即L值和W值均增大，P/L減小，證明了復(fù)合酶對不同麩皮粒徑全麥粉均有顯著改良作用。從吹泡儀的結(jié)果可以看出，粗麩和細麩加酶全麥面團L、W 及 P/L值都更接近于饅頭專用粉參數(shù)（L=65～105 mm，P/L=0.5～1.2），且細麩面團的延展性優(yōu)于中麩面團。結(jié)合Mixolab分析結(jié)果，這可能與細麩全麥面團韌性降低以及面筋蛋白弱化程度增加存在一定聯(lián)系。

表4 不同麩皮粒徑全麥面團的吹泡參數(shù)Table 4 The alveograph parameters of whole wheat dough with different bran particle size

表5 不同麩皮粒徑全麥面團發(fā)酵特性分析結(jié)果Table 5 The fermentation properties of whole wheat dough with different bran particle size

圖1 不同麩皮粒徑全麥面團發(fā)酵（a）和氣體釋放曲線（b）Fig.1 The fermentograph (a) and Gas release curve (b) of whole wheat dough with different bran particle size

2.4 麩皮粒徑對全麥面團吹泡特性的影響

麩皮粒徑對加酶前后全麥面團發(fā)酵流變特性的影響結(jié)果見表5和圖1。由結(jié)果可知，對于空白和加酶面團，雖然隨著麩皮粒徑的減小，面團發(fā)酵3 h內(nèi)的氣體總釋放量具有一定程度的提高，但細麩全麥面團的最大膨脹高度（Hm）顯著低于粗粗麩和中麩全麥面團。細麩較高的產(chǎn)氣能力可能與麩皮二次粉碎時產(chǎn)生了更多的破損淀粉，有利于酵母的利用相關(guān)。分析復(fù)合酶對不同粒徑全麥面團的改良作用，可以發(fā)現(xiàn)，酶制劑的添加對不同粒徑全麥面團最大膨脹高度（Hm）及實驗結(jié)束時面團高度（h）均有積極作用，提高幅度在30%左右，這可能與復(fù)合酶增強了面團的延展性，有利于面團膨脹有關(guān)。同時，添加復(fù)合酶的體系氣體釋放曲線的最大高度略有提高，同時發(fā)酵面團在前2小時內(nèi)的產(chǎn)氣量增多。

2.5 麩皮粒徑對全麥饅頭品質(zhì)的影響

許多研究者就麩皮粒徑對面制品品質(zhì)的影響進行了研究，但多集中在面包品質(zhì)方面。Moder等[20]認為細麩面包屑紋理優(yōu)于粗麩；但若麩皮過于細小，則其中的化學組分容易與面筋相互作用而弱化面團筋力。Shetlar等[21]研究表明麩皮面包的體積與麩皮的粒徑呈負相關(guān)。圖2和圖3為麩皮粒徑對全麥饅頭加酶前后比容、硬度和感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，對于空白樣品，隨著麩皮粒徑的減小，饅頭比容不斷降低、硬度逐漸升高，高徑比有一定程度的下降。從表6感官評分結(jié)果可知，隨著麩皮粒徑的降低，饅頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)、粗糙感得到改善，但含細麩皮的全麥饅頭，韌性顯著降低、粘性增大，且產(chǎn)生難聞的麩皮蒸煮味；相對而言，中麩饅頭感官總評分最高，為79分，粗麩和細麩饅頭評分不足75分。與空白樣品相比，復(fù)合酶對含有不同粒徑麩皮的全麥粉均表現(xiàn)出較好的改良效果。饅頭比容增大、硬度減小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈性、粗糙感均得到顯著改善，含粗、中、細麩的全麥饅頭感官評分分別增加到90.0、93.5和84.0。同時，加酶樣品的感官品質(zhì)隨麩皮粒徑變化趨勢亦與空白樣品相類似，酶法改良后的粗麩和中麩全麥饅頭品質(zhì)最佳，顯著優(yōu)于細麩饅頭，但加酶后粗麩和中麩饅頭感官評分無顯著差異。

圖2 麩皮粒徑對全麥饅頭比容、高徑比的影響Fig.2 Effect of bran particle size on the specific volume and height/diameter ratio of whole wheat Chinese steamed buns

圖3 麩皮粒徑對全麥饅頭硬度的影響Fig.3 Effect of bran particle size on the hardness of whole wheat Chinese steamed buns

表6 不同麩皮粒徑全麥饅頭的感官評分Table 6 The sensory score of whole wheat Chinese steamed buns of different bran size

3 結(jié)論

本研究對比了麥麩粒徑對空白及加酶全麥面團流變特性及全麥饅頭的品質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，全麥面團的流變特性和全麥饅頭的品質(zhì)與麩皮的粒徑大小密切相關(guān)。對于空白全麥饅頭，以中等粒徑麩皮制得的產(chǎn)品品質(zhì)最好；粗麩面團延展性差，產(chǎn)品口感粗糙；麩皮粒徑減小，面團吸水率增大、穩(wěn)定時間及弱化度下降，饅頭的彈性、韌性和粘性評分均顯著降低。添加復(fù)合酶對不同粒度全麥面團延展性、膨脹能力和發(fā)酵性能均有改善作用，顯著改善不同粒徑全麥饅頭的感官品質(zhì)。對于加酶全麥饅頭而言，粗麩和中麩饅頭感官評分相當，且顯著優(yōu)于細麩饅頭。