小麥粉受熱對面團流變學特性及饅頭品質(zhì)的影響

林江濤，孫靈靈，黃美琳，谷玉娟

（河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南鄭州 450000）

小麥粉是面制食品的重要原料，在儲藏和加工過程中會受到熱的影響，淀粉的部分糊化和蛋白質(zhì)的部分變性導致小麥粉品質(zhì)發(fā)生變化，從而影響面制品的加工品質(zhì)和食用品質(zhì)[1,2]。小麥粉受熱方式包括主動受熱和被動受熱，小麥粉熱處理是一種主動讓小麥粉受熱的方式，它是主動對小麥粉進行加熱處理，以改善其品質(zhì)，提高使用價值。不同學者對不同的熱處理方法和熱處理改善小麥粉品質(zhì)的機理進行了研究。在不同的熱處理方式下，小麥面筋強度的變化趨勢也會不同。適當?shù)臒崽幚砜梢栽鰪娒娼顝姸?，但處理過度時面筋強度就會被弱化。李怡林[3]通過分析兩種不同的熱處理方式對小麥粉品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)微波處理對小麥粉水分、白度、水溶性蛋白質(zhì)的影響比較大，而水浴處理對脂肪酸含量的影響比較大。M.L.Sudha等[4]對全麥粉進行干熱和濕熱處理，發(fā)現(xiàn)干熱處理全麥粉的降落數(shù)值比濕熱處理的高，且皆高于原粉。李東森等人[5]運用流化床在不同溫度和不同時間條件下對面粉進行熱處理，發(fā)現(xiàn)與原粉相比處理后面粉降落數(shù)值隨著溫度的增加和時間的延長呈明顯下降趨勢。適當?shù)臒崽幚硎姑鎴F的彈性模量增強，黏性模量下降[6]。Hormodok等[7]發(fā)現(xiàn)添加干熱處理面粉的面條，內(nèi)聚性、咀嚼性和拉伸性顯著性提高。Bean等[8]發(fā)現(xiàn)在71 ℃下對小麥粉熱處理4～5 d和Chesterton等[9]發(fā)現(xiàn)在130 ℃下對面包粉處理15 min，蛋糕的質(zhì)構(gòu)、色澤、感官等品質(zhì)最好。

小麥粉在儲藏中的受熱是可以避免的，但在加工過程中尤其是小麥粉在輸送和運輸時的受熱是難以避免的。當輸送距離遠、空氣升溫，過熱的管道與空氣會引起小麥粉蛋白質(zhì)變性，改變小麥粉的流變學特性，使小麥粉失去食用價值[10,11]。小麥粉在加工過程中被動受熱時小麥粉水分含量降低，并隨著處理溫度和時間的增加，清蛋白和球蛋白含量降低，醇溶蛋白和麥谷蛋白含量呈先升高后降低趨勢；游離巰基和二硫鍵含量發(fā)生顯著性變化。適當?shù)臒崽幚硎姑鎴F的堅實度和粘彈性增大，并對最終面制品也會產(chǎn)生一定影響[12]。

目前對小麥粉進行主動熱處理的研究較多，但對小麥粉在加工過程中被動受熱的研究還是較少。該文擬采用滾筒式電磁炒貨機模擬工廠管道輸送小麥粉環(huán)境，對小麥粉進行干熱處理，研究小麥粉受熱對面團流變學特性及饅頭品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

中筋小麥粉，河南天香面業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

DCCZ 3-4型微型電磁炒貨機，許昌智工機械制造有限公司；FA2204B型電子天平，上海越平科學儀器(蘇州)制造有限公司；RVA-TM型快速黏度分析儀，瑞典PERTEN公司；810152自動型粉質(zhì)儀，德國Brabenber公司；860704電子型拉伸儀、TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，德國Stable Micro Systems公司；CR-410色彩色差計，日本柯尼卡美能達公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 不同受熱程度小麥粉樣品制備

采用滾筒式電磁炒貨機分別在60、70、80、90 ℃時對小麥粉處理10、20、30、40、50 s，處理功率為1.8 kW，轉(zhuǎn)速為36 r/min。

面團的制備：參考GB/T 35991-2018制備面團。

饅頭的制備：根據(jù)GB/T 35991-2018方法制作饅頭。

1.3.2 測定方法

（1）糊化特性的測定：采用GB/T 24853-2010快速黏度法。

（2）粉質(zhì)特性的測定：采用GB/T 14614-2019粉質(zhì)儀法。

（3）拉伸特性的測定：采用GB/T 14615-2019拉伸儀法。

（4）饅頭質(zhì)構(gòu)特性測定：采用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，探頭為P/36，測定參數(shù)：測前、測中、測后速度分別為3.0、1.0、1.0 mm/s；壓縮比為50%；時間間隔：5.0 s。饅頭厚度約12 mm，選取中間三片進行測定。

（5）饅頭比容和寬高比的測定：用小米置換法測量體積，計算比容。使用游標卡尺測量饅頭的寬和高，計算寬高比。

（6）饅頭色澤的測定：采用色差計對饅頭片色澤進行測定，測定值分別為L*、a*和b*。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5進行圖表繪制，采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行分析。每次實驗重復3次，采用平均值±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥粉受熱對糊化特性的影響

糊化特性可以評價和檢驗小麥及小麥粉基礎(chǔ)品質(zhì)，影響?zhàn)z頭、面條、面包等面制品品質(zhì)[13-15]。峰值黏度指加熱使試樣開始糊化至冷卻前達到的最大黏度值，最終黏度表示面粉樣品經(jīng)熟化后再冷卻形成黏糊或凝膠的能力。衰減值反映在加熱過程中淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，衰減值越大，說明淀粉結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定。表1顯示不同受熱條件下小麥粉的糊化特性，隨著溫度的升高、時間的增加，受熱后小麥粉的峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度和回生值，總體呈先升高后下降的趨勢。熱處理引起蛋白二級結(jié)構(gòu)交聯(lián)及構(gòu)象的變化會影響麥醇溶蛋白、球蛋白以及清蛋白，適度的熱處理促進面粉中淀粉與蛋白反應(yīng)，從而使得小麥粉的糊化特性改變，其黏度增加[16]。在90 ℃條件下對小麥粉處理90 s時，小麥粉峰值黏度最低，與未處理的小麥粉相比小麥粉的峰值黏度降低7.01%，峰值黏度降低可能是由于淀粉受到熱處理破壞而導致膨脹能力的下降[17]。同時王偉玲[18]和李明菲[19]通過熱處理對小麥粉進行研究，發(fā)現(xiàn)與未處理的小麥粉相比，熱處理降低了小麥粉的糊化溫度，這與本文研究結(jié)果一致。與原粉相比，受熱后小麥粉的最低黏度降低9.44%、最終黏度降低5.58%。

表1 不同受熱條件下小麥粉糊化特性的變化Table 1 Changes in pasting properties of wheat flour under different heating conditions

2.2 小麥粉受熱對粉質(zhì)特性的影響

粉質(zhì)曲線表征面團的耐攪拌特性，可提供量化指標來評價小麥粉的質(zhì)量。小麥粉與水混合后，在適當揉混作用下，形成具有黏彈性的面團[19]。不同受熱條件下小麥粉粉質(zhì)特性如表2所示。形成時間是指開始加水直到面團稠度達到最大時所需要的揉混時間，表示小麥粉的筋力強弱。不同處理溫度和處理時間下的樣品間形成時間無顯著性差異，面團形成時間與面筋含量有關(guān)，形成時間短，表明面筋含量低。穩(wěn)定時間是指粉質(zhì)曲線首次達到500 FU線與離開500 FU線所需的時間差值，表示小麥粉形成面團時耐機械攪拌的能力，穩(wěn)定時間長說明面團韌性和操作性能好，面筋強度大。在受熱溫度60 ℃、70 ℃、80 ℃條件下處理10 s時穩(wěn)定時間均高于原粉，但整體無顯著性差異。當處理溫度和時間增加時面團穩(wěn)定性降低，這可能與醇溶蛋白、谷蛋白和醇/谷蛋白比例有關(guān)[20,21]。處理溫度升高后小麥粉弱化度增大，在90 ℃條件下處理10 s時，達到最大值。弱化度代表面團對機械攪拌的承受能力，也代表面筋強度。弱化度增大，表明面筋強度變?nèi)?，面團的操作性能和穩(wěn)定性下降。對面粉適度熱處理，可以增加面團穩(wěn)定性；但處理過度時，破壞了面粉中的淀粉顆粒，蛋白質(zhì)聚集增加過度從而使面團穩(wěn)定性降低。

表2 不同受熱條件下小麥粉粉質(zhì)特性的變化Table 2 Changes in farinograph properties of wheat flour under different heating conditions

2.3 小麥粉受熱對拉伸特性的影響

拉伸特性是指面團的延展性和拉伸阻力，反映面團彈性和延展性[22]。表3、4、5分別為不同受熱條件下小麥粉醒發(fā)45 min、90 min、135 min時的拉伸特性變化。由表3可知，醒發(fā)45 min時，受熱后小麥粉面團拉伸曲線面積均低于原粉，說明受熱后小麥粉面團從拉伸到拉斷為止所需總能量降低，面團筋力變?nèi)?。?0 ℃處理20 s外，受熱后樣品的延伸性均低于原粉，延展性降低，可能是由于淀粉-蛋白相互作用增強所導致[18]。同時王偉玲[23]的研究結(jié)果表明適當?shù)臒崽幚硎姑鎴F的延展性降低，這與本文的研究結(jié)果一致。面團的強度和筋力可以用面團拉伸阻力表示。在60 ℃、70 ℃時，隨著受熱時間的延長拉伸阻力呈先降低后升高的趨勢；在80 ℃、90 ℃時，隨著時間的增加拉伸阻力呈先升高后降低的趨勢；在10、20、30 s時隨著溫度升高拉伸阻力呈先升高后下降的趨勢，可能是由于熱處理使淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微改變，且面團中的分子鏈交聯(lián)更加緊密，從而使拉伸阻力的增加，但當熱處理過度時淀粉結(jié)構(gòu)遭到破壞，蛋白質(zhì)過度聚集，從而使拉伸阻力降低[23]。在40、50 s時，拉伸阻力無顯著性變化。在10、20、30 s時，隨著溫度的升高，最大拉伸阻力先增大后減小。受熱后小麥粉的面團最大拉伸阻力均低于原粉，說明原粉的面團筋力高于受熱后小麥粉面團。

表3 不同受熱條件下小麥粉拉伸特性的變化（醒發(fā)45 min）Table 3 Changes in extensograph propertiesof wheat flour under different heating conditions (fermentation 45 min)

由表4可知，當面團醒發(fā)90 min時，受熱后小麥粉面團拉伸面積均低于原粉，說明原粉的筋力強度高于熱處理過的小麥粉。隨著處理溫度的升高，面團延伸性下降，延展性降低可能是低分子量蛋白質(zhì)逐漸聚集成高分子量所蛋白質(zhì)導致的[23]。延伸性代表面團的拉伸性和可塑性，延伸性下降表示小麥粉品質(zhì)降低。隨著時間的增加，面團拉伸阻力總體呈先升高后下降的趨勢；隨著溫度的增加，面團拉伸阻力總體呈先下降后上升的趨勢，拉伸阻力大時面團較硬。隨著處理溫度和時間的增大，最大拉伸阻力先增加后下降，表明面團筋力先升高后降低。60 ℃處理20、50 s時、70 ℃處理20 s時，處理后小麥粉面團拉伸比例較小。

表4 不同受熱條件下小麥粉拉伸特性的變化（醒發(fā)90 min）Table 4 Changes in extensograph propertiesof wheat flour under different heating conditions (fermentation 90 min)

拉伸曲線可以反映麥谷蛋白賦予面團的強度和延展阻力。由表5可知，醒發(fā)135 min時，受熱后小麥粉面團樣品間的拉伸曲線面積、延展性無明顯變化，說明面團筋力變化不大。拉伸阻力和拉伸面積隨著溫度和時間的增加，總體先升高后降低，這與王偉玲[18]的研究結(jié)果一致。干熱處理使淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微變化，面團中分子鏈緊密交聯(lián)，面團拉伸阻力增加，但處理過度則破壞了淀粉結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)過度聚集，從而拉伸阻力降低。

表5 不同受熱條件下小麥粉拉伸特性的變化（醒發(fā)135 min）Table 5 Changes in extensograph propertiesof wheat flour under different heating conditions (fermentation 135 min)

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2.4 小麥粉受熱對饅頭品質(zhì)特性的影響

2.4.1 小麥粉受熱對饅頭寬高比和比容的影響

圖2 不同受熱條件下小麥粉饅頭比容的變化Fig.2 Changes in specific volume of wheat flour steamed buns under different heating conditions

小麥粉受熱對饅頭寬高比和比容的影響如圖1、2所示，除80 ℃條件下處理10、30 s時，饅頭的寬高比小于原粉，其他受熱條件下的小麥粉饅頭相比于原粉都有塌陷現(xiàn)象，可能與面團的吸水率較大有關(guān)[24,25]。饅頭的體積與直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量有關(guān)，饅頭的比容受質(zhì)量與體積影響。受熱后小麥粉饅頭的比容與原粉相比增加22.22%，說明小麥粉適度受熱對饅頭比容有一定改善作用。

圖1 不同受熱條件下小麥粉饅頭寬高比的變化Fig.1 Changes in width to height ratio of wheat flour steamed buns under different heating conditions

2.4.2 小麥粉受熱對饅頭色澤的影響

通過色差儀測定饅頭色澤，其中L*表示明暗度（黑白），a*表示紅綠色，b*表示黃藍色。不同受熱條件下小麥粉制成饅頭的色澤變化如表6所示，除90 ℃處理20、50 s外，小麥粉饅頭的L*值均低于原粉，說明饅頭色澤變暗，這與尚珊研究發(fā)現(xiàn)熱處理使糯麥面包的L*下降結(jié)果一致[26]。處理后的小麥粉饅頭的a*值均減小且低于原粉，而b*值均增大且高于原粉，表明饅頭色澤發(fā)黃，這可能與小麥粉受熱后的蛋白質(zhì)和濕面筋含量變化有關(guān)[25]。綜合L*值、a*值和b*值，受熱后小麥粉制成饅頭的色澤變差。

表6 不同受熱條件下小麥粉饅頭色澤的變化Table 6 Changes in steamed bread color of wheat flour under different heating conditions

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2.4.3 小麥粉受熱對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響

當硬度大時，饅頭過硬缺少松軟的特征，口感偏差。表7為小麥粉受熱對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響結(jié)果。由表7可知，除60 ℃處理20 s外，受熱后小麥粉饅頭的硬度均低于原粉，最大降低幅度為62.25%，說明受熱后的小麥粉制成的饅頭結(jié)構(gòu)強度降低，在感官上用牙咬碎饅頭所需的力較小。受熱后小麥粉饅頭的粘性相比原粉降低75.64%，而在70 ℃處理10 s、90 ℃處理20 s時，饅頭粘性高于原粉。處理時間短時饅頭粘性較高，于探頭接觸時用來克服兩者表面間吸引力所需要的總功大。除60 ℃處理20 s外，饅頭的膠著性、咀嚼性均低于原粉，處理溫度高、時間長的饅頭膠著性、咀嚼性更小，同時尚珊[26]研究表明熱處理時間越長，糯麥面包的膠著性和咀嚼性越低，這與本文的研究結(jié)果一致。

表7 不同受熱條件下小麥粉饅頭質(zhì)構(gòu)的變化Table 7 Changes in steamed bread texture characteristics of wheat flour under different heating conditions

3 結(jié)論

本文采用干熱處理方式，對小麥粉在不同溫度和不同時間條件下進行處理，測定小麥粉的流變學特性及其饅頭品質(zhì)的變化。實驗結(jié)果表明隨著溫度的升高，受熱后的小麥粉峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度和回生值，總體先升高后下降。隨著受熱溫度升高、時間延長，小麥粉穩(wěn)定時間、面團穩(wěn)定性、耐揉性和耐破壞程度降低，弱化度增加。面團醒發(fā)45、90 min時，原粉的面團筋力最強，醒發(fā)135 min時，各個樣品之間面團筋力變化不大。受熱后小麥粉的饅頭寬高比和比容增加，隨著溫度的升高、時間的延長，饅頭的色澤變差。受熱后小麥粉饅頭的硬度降低，處理溫度高、時間長的饅頭、咀嚼性更小。