小麥麩皮擠壓加工對(duì)全麥粉面團(tuán)及饅頭的影響

李雪杰，張劍,2*，鄭文剛，艾志錄,2*

1(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州,450002) 2(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大宗糧食加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州,450002)

全麥粉是由全粒小麥經(jīng)過磨粉、篩分(分級(jí)適當(dāng)顆粒大小)等步驟，保有與原來整粒小麥相同比例之胚乳、麩皮及胚芽等成分。其中的麩皮富含膳食纖維、維生素B和維生素E等大量人體必需的營(yíng)養(yǎng)成分，但是以往的麩皮主要是用作飼料，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。隨著生活水平的不斷提高以及社會(huì)的發(fā)展，小麥麩皮的功能性和營(yíng)養(yǎng)性逐漸受到人們的重視，比如，在食品的生產(chǎn)制作過程中，加入小麥麩皮粉碎后制成的麥麩粉，可以有效提高糧食的利用率和食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1-3]。擠壓加工技術(shù)目前在食品領(lǐng)域已經(jīng)獲得了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，擠壓加工后的食品，其物料特性發(fā)生了顯著變化，食品中含有的大分子物質(zhì)在高溫、高壓以及強(qiáng)剪切力的作用下被切形成小分子物質(zhì)，從而改善了食品的口感、提高了可溶性膳食纖維的含量和人體的消化吸收率[4-6]。韓雪等[7]探討分析了擠壓技術(shù)在全麥粉加工中的應(yīng)用狀況以及研究進(jìn)展，為該技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了參考。馮春露等[8]曾將擠壓加工技術(shù)用于處理麩皮并改善了麩片回添粉的儲(chǔ)藏品質(zhì)。目前，在利用擠壓處理對(duì)全麥粉面團(tuán)特性以及饅頭制作的影響方面的研究還未見報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)通過使用雙螺桿擠壓機(jī)對(duì)麩皮進(jìn)行擠壓處理，對(duì)比添加不同比例以及不同粒度的小麥麩皮制成的全麥粉面團(tuán)的流變發(fā)酵特性、粉質(zhì)和淀粉糊化特性以及成品饅頭的外觀色澤、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和感官評(píng)定情況，同時(shí)作空白對(duì)照，得出麩皮添加量的最佳比例，為提高全麥粉的面團(tuán)特性以及改善饅頭的感官品質(zhì)提供依據(jù)[9-11]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

高筋小麥粉、小麥麩皮，鄭州金苑面業(yè)有限公司；食用鹽，中鹽河南鹽業(yè)物流配送有限公司；安琪酵母，安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器及設(shè)備

SYSLG30-IV雙螺桿擠壓膨化機(jī)，濟(jì)南賽百諾科技開發(fā)有限公司；FOSS近紅外谷物質(zhì)分析儀，福斯華(北京)科貿(mào)有限公司；CS-200精密色差儀，杭州彩譜科技有限公司；RISE-2008激光粒度分析儀，濟(jì)南潤(rùn)之科技有限公司；Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀，法國(guó)肖邦技術(shù)公司；FX-15S面包發(fā)酵箱，九陽股份有限公司；FA2004電子天平，上海良平儀器有限公司；RheofermentometreF4流變發(fā)酵儀，法國(guó)肖邦技術(shù)公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 原料處理

使用雙螺桿擠壓膨化機(jī),首先將混合均勻的物料通過喂料機(jī)進(jìn)入到主軸區(qū)域進(jìn)行擠壓，同時(shí)進(jìn)行切割，把擠壓膨化好的物料作為全麥粉放入儲(chǔ)物箱冷卻。在擠壓過程中確定出最佳擠壓參數(shù)。溫度:喂料區(qū)、混合區(qū)、剪切區(qū)、瀉壓區(qū)溫度分別為20、60、90、120 ℃；轉(zhuǎn)速(頻率)：主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)料轉(zhuǎn)速和切斷轉(zhuǎn)速都是10 Hz；水分含量為15%。

第一組:粉碎使用錘式旋風(fēng)磨、杯式磨；過篩使用65目篩網(wǎng)(CB30 JMP6)；將處理好的麩皮按不同添加量(2.5%、5.0%、7.5%、10.0%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加至高筋粉)，分別混合且混勻存放[12]。注：此過程進(jìn)行的同時(shí)將未擠壓的麩皮也采用同樣方法處理，另外做一組空白對(duì)照。

第二組:粉碎使用錘式旋風(fēng)磨、杯式磨；過篩使用CQ10、CQ16、CQ20、CB30、CB36、CB42目數(shù)篩網(wǎng)，過CQ10未過CQ16[(0.58～0.36)mm]的麩皮平均粒徑為342.73 μm、過CQ16未過CQ20[(0.36～0.29)mm]的麩皮平均粒徑為329.03 μm、過CQ20未過CB30[(0.29～0.20)mm]的麩皮平均粒徑為242.99 μm、過CB30未過CB36[(0.20～0.18)mm]的麩皮平均粒徑為175.40 μm、過CB36未過CB42[<0.18 mm]的麩皮平均粒徑為135.52 μm，將處理好的麩皮按m(麩皮)∶m(高筋粉)=5∶100的比例混合當(dāng)做全麥粉樣品混勻存放。

1.3.2 水分、灰分、蛋白質(zhì)的測(cè)定

采用近紅外的方法，使用FOSS近紅外谷物分析儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 粒度的測(cè)定

采用鄭學(xué)玲等[13]的方法，利用激光粒度分布儀測(cè)定谷物粉粒度分布。

1.3.4 面團(tuán)流變發(fā)酵測(cè)定

使用Rheofermentometre F4面團(tuán)流變發(fā)酵儀測(cè)定[14]。

1.3.5 混合特性的測(cè)定

使用Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀按照AACC 54—60.01標(biāo)準(zhǔn)[15],水分基數(shù)14%濕基，對(duì)吸水率、揉混面團(tuán)時(shí)最大扭矩(C1)、面團(tuán)蛋白質(zhì)弱化最小扭矩(C2)、峰值黏度(C3)、熱湖穩(wěn)定時(shí)扭矩(C4)、面團(tuán)冷卻時(shí)扭矩(C5)及穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)行測(cè)定。

1.3.6 色澤的測(cè)定

面粉顏色采用國(guó)際照明組織(commission internationale de Eclairage, CIE)1976年制定的均勻色立體圖表色系統(tǒng)，即L*a*b*色系統(tǒng)表示。其中L*值表示亮度，它的值越大，越明亮；a*值表示紅綠值，值越大，越發(fā)紅；b*值表示黃藍(lán)值，值越大，越發(fā)黃。

饅頭測(cè)定：采用國(guó)標(biāo)GB/T 21118—2007饅頭制作方法制作饅頭。用色差計(jì)測(cè)量饅頭的L*值、a*值、b*值，每次對(duì)饅頭測(cè)定3次，求出白度并取算術(shù)平均值。色差計(jì)每次開機(jī)后都要黑度、白度校準(zhǔn)。

1.3.7 制作饅頭成品

工藝流程[16]：和面→壓面→成形→發(fā)酵→汽蒸熟制→成品

1.3.8 饅頭高徑比的測(cè)定

使用直尺分別測(cè)出饅頭高度H和直徑D，兩者之比即為高徑比(H/D)。

1.3.9 饅頭比容的測(cè)定

使用油菜籽置換法來測(cè)定比容[17]。

1.3.10 饅頭的的感官評(píng)定

對(duì)饅頭的感官評(píng)定[18-19]由7人組成感官小組對(duì)饅頭進(jìn)行感官評(píng)分。根據(jù)饅頭的表面色澤、結(jié)構(gòu)、口感等方面打分，滿分為100分，參考GB/T 17320—2013。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本實(shí)驗(yàn)采用Excel 2003、SPSS 16.0數(shù)據(jù)處理軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 高筋小麥粉、麩皮的基本指標(biāo)

高筋小麥粉、擠壓麩皮與未擠壓麩皮的基本指標(biāo)如表1所示。

表1 面粉、麩皮的基本指標(biāo) 單位：%

2.2 混合全麥粉面團(tuán)的流變發(fā)酵特性

不同麩皮添加量對(duì)全麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性的影響見表2、表3；不同麩皮粒度對(duì)全麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性的影響見表4。

表2 擠壓麩皮不同添加量對(duì)全麥粉流變特性的影響

表3 未擠壓麩皮不同添加量對(duì)全麥粉流變特性的影響

表4 不同粒度的麩皮對(duì)全麥粉流變特性的影響

由表2可知，擠壓過的麩皮全麥粉隨著麩皮添加量的增加，面團(tuán)的發(fā)酵高度(Hm)變化不顯著；產(chǎn)氣量(R1)差異性顯著(P<0.05)，呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，并在添加量為5%時(shí)達(dá)到最大；面團(tuán)發(fā)酵達(dá)到最大高度的時(shí)間(T1)和持氣量(R2)皆存在顯著性差異(P<0.05)，且都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是由于未添加麩皮的純高筋粉很容易達(dá)到最大發(fā)酵高度，所以花費(fèi)的時(shí)間較短，但在發(fā)酵的過程中，面團(tuán)產(chǎn)氣的同時(shí)也在漏氣，當(dāng)麩皮添加量過多時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致面筋結(jié)構(gòu)被破壞，嚴(yán)重漏氣[14]。由表3可知，當(dāng)麩皮添加量為5%時(shí)，未擠壓過的全麥粉面團(tuán)的持氣量(R2)低于擠壓過的全麥粉面團(tuán)；由表4可知，當(dāng)麩皮添加量為5%時(shí)，隨著麩皮粒度的減小，全麥粉面團(tuán)的發(fā)酵高度(Hm)逐漸增加，持氣量(R2)整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這可能是由于引入全麥粉后，面團(tuán)在發(fā)酵過程中的結(jié)構(gòu)發(fā)生塌陷所致，LEE等[20]也得出了相似的結(jié)論。整體來看，未擠壓的全麥粉面團(tuán)的發(fā)酵高度和產(chǎn)氣性更突出，但對(duì)于持氣性來說，提高持氣性能降低面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞的程度，從而減緩面團(tuán)發(fā)酵最大高度的下降趨勢(shì)，因此擠壓作用在一定程度可改善全麥粉面團(tuán)的發(fā)酵特性。

2.3 混合特性的測(cè)定

不同麩皮添加量對(duì)全麥粉混合特性的影響見表5、表6；不同麩皮粒度對(duì)全麥粉混合特性的影響見表7。

表5 擠壓麩皮不同添加量對(duì)全麥粉混合特性的影響

注：C1,揉混面團(tuán)時(shí)的最大扭矩；C2,面團(tuán)蛋白質(zhì)弱化的最小扭矩；C3,峰值黏度；C4,熱糊穩(wěn)定時(shí)扭矩；C5，面團(tuán)冷卻時(shí)扭矩；C1-C2值，弱化度；C5-C4，淀粉的回生特性(下同)

表6 未擠壓麩皮不同添加量對(duì)全麥粉混合特性的影響

表7 不同粒度的麩皮對(duì)全麥粉混合特性的影響

由表5可知，隨著麩皮添加量的增加，擠壓麩皮的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，弱化度(C1-C2)呈增加趨勢(shì)，最小扭矩(C2)逐漸減小，這表明麩皮的添加使面團(tuán)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)弱化。C3、C4、C5表示面團(tuán)中淀粉的糊化特性，峰值黏度(C3)和回生值(C5-C4)隨著麩皮添加量增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，回生特性在麩皮添加量為5%時(shí)達(dá)到最大。由表6可知，未擠壓麩皮隨著麩皮添加量的增加，其面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間逐漸降低，弱化度(C1-C2)逐漸增加，最小扭矩(C2)呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，峰值黏度(C3)和回生值(C5-C4)的變化趨勢(shì)相同，皆呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。整體來看，隨著麩皮添加量的增加，全麥粉面團(tuán)的弱化度(C1-C2)逐漸增加，峰值黏度(C3)和回生值(C5-C4)呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，擠壓面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間始終大于未擠壓面團(tuán)，在麩皮添加量為5%時(shí)，弱化程度增加幅度較小，擠壓麩皮的全麥粉回生值(C5-C4)高于未擠壓麩皮，并達(dá)到最大，吳娜娜等[21]和RATNAYAKE等[22]的研究表明淀粉糊化的峰值黏度和回生值分別與其吸水膨脹與脫水收縮能力有關(guān)，當(dāng)麩皮添加量較高時(shí)，體系中完整的淀粉顆粒相對(duì)減少，吸水膨脹能力和脫水收縮能力均已較弱。由表7可知，麩皮添加量為5%時(shí)，隨著麩皮粒度的減小，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、弱化度(C1-C2)和回生值(C5-C4)的變化趨勢(shì)不顯著，這表明麩皮粒度對(duì)全麥粉的粉質(zhì)和糊化特性影響較小。

2.4 麩皮粒徑、添加量對(duì)饅頭的影響

不同麩皮添加量對(duì)全麥粉饅頭的影響見表8、表9；不同麩皮粒度對(duì)全麥粉饅頭的影響見表10。

由表8和表9可知，隨著麩皮添加量的增加，擠壓和未擠壓的全麥粉饅頭，其亮度和比容同樣呈下降趨勢(shì)，但擠壓過的全麥粉饅頭下降得更慢，更好的保證了饅頭的品質(zhì)。由表10可知，當(dāng)麩皮添加量為5%時(shí)，不同粒度的麩皮全麥粉做成的饅頭隨著粒度的減小，其亮度、比容整體增大，饅頭的亮度增加，發(fā)酵能力更好，提高了饅頭的感官品質(zhì)，這與鮑慶丹[23]和陳莉等[24]的研究結(jié)論一致。

表8 擠壓麩皮不同添加量對(duì)饅頭的影響

表9 未擠壓麩皮不同添加量對(duì)饅頭的影響

表10 不同粒度的麩皮對(duì)饅頭的影響

2.5 饅頭的感官評(píng)定

不同麩皮添加量對(duì)全麥粉饅頭感官評(píng)分的影響見表11、表12；不同麩皮粒度對(duì)全麥粉饅頭感官評(píng)分的影響見表13。

由表11和表12可知，隨著麩皮添加量的增加，擠壓麩皮和未擠壓麩皮的全麥粉饅頭的比容評(píng)分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈性、口感數(shù)值均呈下降趨勢(shì)，但相比之下，經(jīng)過擠壓處理的全麥粉饅頭比容更大、口感更好、內(nèi)部結(jié)構(gòu)更均勻、完整。由表13可知，不同粒度的全麥粉饅頭比容評(píng)分、表面結(jié)構(gòu)、外觀形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈性、口感、風(fēng)味方面均值之間存在顯著性差異(P<0.05)。當(dāng)麩皮粒度增大時(shí)，饅頭的表面結(jié)構(gòu)、感官品質(zhì)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，根據(jù)曾維鵬等[25]的研究可以推測(cè)出現(xiàn)這可能是因?yàn)辂熎さ暮蹖又写嬖谟绊戰(zhàn)z頭蒸煮特性的物質(zhì)，如植酸、阿魏酸、谷胱甘肽等，糊粉層細(xì)胞的破壞可能釋放這些成分，對(duì)饅頭品質(zhì)產(chǎn)生不利影響，所以實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)選用粒度較小的麩皮。

表11 擠壓麩皮不同添加量對(duì)饅頭感官評(píng)分的影響

表12 未擠壓麩皮不同添加量對(duì)饅頭感官評(píng)分的影響

表13 不同粒度的麩皮對(duì)饅頭感官評(píng)分的影響

3 結(jié)論

隨著麩皮添加量的增加，全麥粉面團(tuán)的發(fā)酵高度和產(chǎn)氣量整體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，持氣量變化趨勢(shì)不顯著，但擠壓的面團(tuán)持氣量要大于未擠壓的面團(tuán)持氣量，并在麩皮添加量為5%時(shí)達(dá)到最大;全麥粉面團(tuán)弱化度增加，峰值黏度和回生值呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，擠壓面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間始終大于未擠壓面團(tuán)。而在麩皮添加量為5%時(shí)，弱化程度增加幅度較小，擠壓麩皮的全麥粉回生值高于未擠壓麩皮，并達(dá)到最大。當(dāng)麩皮添加量為5%時(shí)，隨著麩皮粒度的減小，面團(tuán)的最大發(fā)酵高度增大，產(chǎn)氣量逐漸下降，面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間、弱化度和淀粉的回生特性變化不顯著，饅頭的表面結(jié)構(gòu)、感官品質(zhì)均呈上升趨勢(shì)。隨著麩皮添加量的增加，擠壓麩皮和未擠壓麩皮的全麥粉饅頭，其比容和感官評(píng)分同樣呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，但相比之下，經(jīng)過擠壓處理的全麥粉饅頭比容更大、口感更好、內(nèi)部結(jié)構(gòu)更均勻、完整。

綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，當(dāng)麩皮的添加量為5%時(shí)，擠壓全麥粉的面團(tuán)發(fā)酵特性、粉質(zhì)和糊化特性、成品饅頭的感官評(píng)分等各項(xiàng)性能指標(biāo)皆優(yōu)于未擠壓麩皮的全麥粉，因此擠壓加工處理可提高全麥粉的面團(tuán)特性并改善饅頭的感官品質(zhì)，這為今后小麥麩皮在食品中的開發(fā)利用提供了一定的理論和技術(shù)依據(jù)。另外本實(shí)驗(yàn)只研究了雙螺桿擠壓機(jī)擠壓麩皮對(duì)全麥粉面團(tuán)特性和饅頭品質(zhì)的影響，今后，利用超高溫蒸汽處理以及臭氧處理、微波處理等其他高新技術(shù)來改善全麥粉品質(zhì)有待進(jìn)一步研究。