南瓜粉對小麥粉粉質(zhì)特性及面團品質(zhì)的影響

李良怡 吳安琪 譚玉珩 謝 歡 貴相茹 周文化

(1.特醫(yī)食品加工湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410004；2.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410004)

南瓜，又名云南倭瓜、窩瓜，一年生蔓生草本植物[1]，營養(yǎng)豐富且具有較高的保健價值，如新鮮南瓜中富含糖類、蛋白質(zhì)、多種維生素、膳食纖維及南瓜多糖等物質(zhì)，經(jīng)常食用可有效協(xié)助降低血糖、血脂及膽石癥的發(fā)生[2-5]。

鮮濕面作為中國“第4代方便面”，具有風(fēng)味新鮮、嚼勁足、爽口等特點，但營養(yǎng)單一，而南瓜粉可作為一種天然的營養(yǎng)強化劑加入到小麥粉中，不僅能補充面團營養(yǎng)成分，還能改善面團的品質(zhì)特性。目前南瓜粉在面制品中的應(yīng)用主要為南瓜掛面和南瓜面包，而有關(guān)南瓜鮮濕面的研究較少[6-8]。試驗擬以南瓜粉和小麥粉為原料，考察南瓜粉添加量對小麥粉糊化特性、粉質(zhì)特性及面團的晶型與結(jié)晶度、水分分布狀況、流變學(xué)特性等的影響，探討南瓜鮮濕面團的品質(zhì)特性，以期為南瓜—小麥深加工食品的研發(fā)及工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

南瓜：貴州農(nóng)耀農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司；

小麥粉：湖南凱雪有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

鹵素快速水分分析儀：JH-HS型，泰州宜信得儀器儀表有限公司；

冷凍干燥機：B01-10NA型，寧波新芝生物科技股份有限公司；

流變儀：DHR-2型，美國TA公司；

全自動微型粉質(zhì)儀：Micro-doughLAB2800型，瑞典Perten公司；

快速黏度分析儀：JK-1型，瑞典Perten公司；

高速萬能粉碎機：FW-400A型，江蘇萬申機械科技發(fā)展有限公司；

核磁共振成像分析儀：NMI120型，紐邁電子科技有限公司；

X射線衍射儀：X'Perf PRO MPD型，丹東奧龍射線儀器集團有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 南瓜粉的制備 取新鮮、金黃、成熟的南瓜原料，使用流動水清洗去除表面污垢，去皮、去籽及病變等各種不可食用部分；切片，厚度為1 cm，放置于鐵盤中，冰箱中預(yù)凍24 h，冷凍干燥機中真空干燥48 h；粉碎，過100目篩，即得南瓜粉，真空包裝，置于4 ℃避光貯藏。

1.2.2 混合面粉的制備 取南瓜粉，分別按0%，5%，10%，15%，20%，25%，30%，100%添加量與小麥粉混合均勻，真空包裝，置于4 ℃冰箱中貯藏備用。

1.2.3 面粉粉質(zhì)特性的測定 參照GB/T 14614—2019《糧油檢驗 小麥粉面團流變學(xué)特性測試 粉質(zhì)儀法》，測定混合粉樣品的形成時間、穩(wěn)定時間和吸水率等。

1.2.4 面粉糊化特性的測定 參照GB/T 14490—2008《糧油檢驗 谷物及淀粉糊化特性測定 粘度儀法》。

1.2.5 面團流變學(xué)特性的測定 參照Xu等[9]的方法并略作修改。稱取25 g樣品放置于粉質(zhì)儀中，待達(dá)到最大稠度時停止攪拌，取下面團，使用保鮮膜包好，將樣品放置于儀器測試臺上，刮掉多余的面團，25 ℃靜置5 min。測試條件：平板直徑40 mm，應(yīng)變量2.0%，掃描頻率0.1～20.0 Hz，平板間隙1 000 μm。

1.2.6 面團核磁共振的測定 參照肖東等[10]的方法并修改，取3 g南瓜面團樣品，制成直徑為1.5 cm、高為2 cm 的圓柱形樣品，并使用保鮮膜包裹樣品。測試參數(shù)：采樣點數(shù)2 048，重復(fù)掃描次數(shù)8，弛豫衰減時間1 000 ms。通過CPMG脈沖序列表征樣品的橫向弛豫時間(T2)。

1.2.7 面團X-衍射的測定 參照Tan等[11]的方法并略作修改，南瓜鮮濕面團樣品冷凍干燥24 h，粉碎并0.075 mm 的篩，稱取20 mg樣品進(jìn)行X-射線光譜衍射的測定。測定參數(shù)：管壓40 kV，管流30 mA，掃描范圍5°～40°(2θ)，掃描速率2°/min。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理 所有試驗重復(fù)3次，使用Jade 6.5、IBM SPSS Statistics 19.0、Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，使用Origin Pro 2017C軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對面粉粉質(zhì)特性的影響

由表1可知，當(dāng)南瓜粉添加量為0%～30%時，隨著南瓜粉添加量的增加，穩(wěn)定時間先顯著下降后上升，其下降可能是因為南瓜粉的加入使混合粉在攪拌過程中蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞，麥谷蛋白的二硫鍵斷裂，面筋強度變小，面團穩(wěn)定時間下降；而上升可能是南瓜粉中各分子之間形成了交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與面筋網(wǎng)絡(luò)相互交替形成復(fù)雜的體系，從而延長了面團的穩(wěn)定時間。

面團的形成時間表示面筋網(wǎng)絡(luò)形成速度[12]。當(dāng)南瓜粉添加量為0%～30%時，面團形成時間隨南瓜粉添加量的增加而逐漸延長，其最大相差2.84 min。這可能是由于混合粉中膳食纖維顯著增加，其親水性使得水分在較短時間內(nèi)被大量吸收，南瓜面團中的淀粉吸水量降低，造成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，面團的形成時間被延長。公差指數(shù)能反映面粉筋力大小，其差值越小，面粉筋力越強；帶寬能夠直接反映面團的彈性，其帶寬越大，彈性越好。由表1分析可知，面粉筋力和面團的彈性與南瓜粉添加量呈正相關(guān)，隨著南瓜粉添加量的不斷增加，混合粉的公差指數(shù)和帶寬均逐漸減小，表明混合粉筋力越來越小，面團彈性下降，這可能是因為南瓜中含有膳食纖維、南瓜多糖及果膠等物質(zhì)，使其自身無法形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而在混合粉中顯著影響面團的彈性與筋力。

表1 南瓜粉對小麥粉粉質(zhì)特性的影響?Table 1 Effect of pumpkin powder on wheat flour properties

2.2 對面粉糊化特性的影響

由圖1可知，隨著南瓜粉添加量的增加，面團的峰值黏度、最低黏度、最終黏度均下降，且差異極顯著(P<0.01)，與李勇等[13]的結(jié)論類似。這可能是因為南瓜粉中含有大量的南瓜多糖或非淀粉多糖，與面團中的淀粉形成競爭關(guān)系，抑制了淀粉吸水膨脹，導(dǎo)致面團黏度下降；而衰減值的逐漸下降，說明南瓜粉可促使混合粉淀粉顆粒強度增大，不易破裂，使面團在高溫條件下穩(wěn)定性較好。

回生值是指面團的最低黏度和最終黏度的差值，差值越大，表明面團老化程度越大，形成凝膠能力越強，反之亦然。從圖1分析可知，南瓜粉對小麥面團的回生影響顯著(P<0.05)，南瓜粉添加量越高，面團老化程度越低，越有利于延長面制品的保質(zhì)期。

圖1 南瓜粉添加量對鮮濕面團糊化特性的影響Figure 1 Effect of pumpkin powder with different dosages on gelatinization characteristics of fresh wet dough

2.3 對面團動態(tài)流變學(xué)特性的影響

由圖2可知，所有樣品的G′均大于G″，G′與G″均隨頻率的增加而上升，為典型的弱凝膠動態(tài)流變學(xué)譜圖[14-15]。與純小麥粉面團相比，當(dāng)南瓜粉添加量為5%時，面團的G′和G″出現(xiàn)顯著下降，可能是因為南瓜粉的加入使面筋蛋白的交聯(lián)作用減弱，從而影響面團的黏彈特性，造成面團網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得松散；當(dāng)南瓜粉添加量為10%～30%時，隨著南瓜粉添加量的不斷增加，面團的G′和G″逐漸上升，可能是由于南瓜粉的添加使面團中的蛋白質(zhì)、非淀粉多糖和膳食纖維含量逐漸升高，面團的黏彈性增強，從而使面團網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)再次增強。

由圖2還可知，所有混合粉面團的tanδ<1，隨著南瓜粉添加量的增加，tanδ逐漸下降，說明面團彈性比例增大，這可能是由于南瓜粉與小麥粉在共混體系下分子交聯(lián)程度增加，面團中分子聚合度越大，面團tanδ越小。當(dāng)頻率<0.63時，tanδ隨著頻率的升高而降低，表明混合面團在此頻率范圍內(nèi)具有較好的彈性比例，較低的黏性比例；當(dāng)頻率>1時，tanδ隨著頻率的升高而升高，表明混合面團在此頻率范圍內(nèi)黏性比例較高，彈性比例逐漸下降，面團穩(wěn)定性較差且極易被破壞。

圖2 南瓜粉—小麥粉的面團動態(tài)流變學(xué)特性Figure 2 Dynamic rheological properties of pumpkin flour-wheat flour dough

2.4 對面團水分分布狀況的影響

根據(jù)橫向弛豫時間(T2)，其代表面團中分別存在3種水分狀態(tài)，即T21(0.1～10.0 ms)為深層結(jié)合水、T22(10～100 ms)為弱結(jié)合水、T23(100～1 000 ms)為自由水，對應(yīng)的峰積分面積分別為A21、A22、A23[16-19]。由圖3 可知，隨著南瓜粉添加量的不斷增加，面團的弱結(jié)合水含量逐漸上升，而自由水含量逐漸下降，深層結(jié)合水含量基本保持不變，且純南瓜粉面團的弱結(jié)合水含量明顯高于純小麥粉面團，可能是由于南瓜粉面團中的南瓜多糖、果膠和淀粉等物質(zhì)的增加，導(dǎo)致面團對水分子的束縛能力增強，使弱結(jié)合水含量上升，自由水含量降低，一定程度上抑制了面團中水分含量的減少，使其延長南瓜粉面團的保質(zhì)期時間。

圖3 南瓜粉添加量對面團3種狀態(tài)水分低場核磁共振圖譜的影響Figure 3 Low-field NMR spectra of pumpkin powder with different additions on wet dough in three states

2.5 對面團X-衍射的影響

淀粉的結(jié)晶度大小能直接影響各淀粉分子產(chǎn)品的實際應(yīng)用綜合性能[20-21]。由圖4可知，各混合粉面團均在15°，17°，18°，23°處有明顯的峰形，為典型的淀粉結(jié)晶峰，且為A型晶體，說明南瓜粉添加量對面團中的淀粉晶型無顯著影響。

圖4 南瓜粉添加量對面團X-衍射圖譜的影響Figure 4 X-ray diffraction patterns of wet dough with pumpkin powder at different dosages

由圖5可知，混合面團中淀粉結(jié)晶度隨南瓜粉添加量的增加先升高后下降，其最大值與最小值分別出現(xiàn)在南瓜粉添加量為15%和30%時，其結(jié)晶度分別為23.90%，19.23%，最大相差4.67%。這表明在南瓜粉添加量為15%時，淀粉的強度、硬度最大且穩(wěn)定性最好，而在南瓜粉添加量為30%時，淀粉的彈性最好。綜上，南瓜粉添加量對面團中淀粉的結(jié)晶度有一定影響。

圖5 南瓜粉添加量對面團中淀粉結(jié)晶度的影響Figure 5 Effect of pumpkin powder with different dosages on starch crystallinity in wet dough

3 結(jié)論

適量添加南瓜粉可有效降低面團的公差指數(shù)、帶寬和穩(wěn)定時間，改善小麥粉粉質(zhì)特性；面團的糊化特性指標(biāo)均隨南瓜粉添加量的增加而顯著下降(P<0.01)，說明南瓜粉對面筋蛋白的濃度產(chǎn)生了一定的稀釋作用，導(dǎo)致面團的黏性降低，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞；隨著南瓜粉添加量的增加，面團的儲能模量、損耗模量先下降后上升，tanδ先降低后升高，表明在0.00～0.63 Hz下，面團彈性較好，而在1～20 Hz下，面團結(jié)構(gòu)極易被破壞；隨著南瓜粉添加量的增加，面團的弱結(jié)合水含量上升，自由水含量下降，深層結(jié)合水含量基本保持不變，且純南瓜粉面團的弱結(jié)合水含量明顯高于純小麥粉面團；面團中淀粉的晶型結(jié)構(gòu)為A型晶體，淀粉結(jié)晶度在南瓜粉添加量為15%時最大，即23.9%。綜上，當(dāng)南瓜粉添加量為10%～15%時，可顯著改善混合粉粉質(zhì)特性(P<0.01)，且面團具有較好的品質(zhì)特性。但若使面團轉(zhuǎn)變成面條還需經(jīng)壓片、切片等工序，而這些工序可能會對面條的蒸煮特性和質(zhì)構(gòu)特性有一定的影響，為此南瓜粉對面條品質(zhì)特性的影響還需進(jìn)一步深入探究。