苦蕎麩皮粉添加量對(duì)面團(tuán)性質(zhì)及饅頭品質(zhì)的影響

韓暢,林江濤,岳清華,蘇東民,2*

1(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院,河南 鄭州,450000)2(鄭州輕工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院,河南 鄭州,450000)

苦蕎,又名韃靼蕎麥,是一種一年生草本雙子葉植物,主要種植在西南和西北地區(qū),其中四川涼山具有世界第一的苦蕎種植面積和產(chǎn)量,被稱為“苦蕎之鄉(xiāng)”[1]?？嗍w營(yíng)養(yǎng)全面,氨基酸組成均衡,含有豐富的黃酮類物質(zhì),例如蘆丁、檞皮素等,可以有效地預(yù)防及治療糖尿病,降低飯后血糖,是一種很好的藥食同源食物[2]?？嗍w麩皮粉是苦蕎麥加工生產(chǎn)苦蕎芯粉后的副產(chǎn)物,由苦蕎麩皮與少量的胚乳組成,其蘆丁含量是苦蕎芯粉的4～8倍,且具有豐富的膳食纖維[3-4]。與苦蕎芯粉相比,苦蕎麩皮粉更具開發(fā)潛力,但由于苦蕎麩皮粉制作食品口感較差,只有小部分作為輔助糖尿病人的功能性食品被售賣,剩余大部分則被作為動(dòng)物飼料[5]或被拋棄。

饅頭是我國(guó)的傳統(tǒng)面食,日常消耗量巨大。但隨著人們生活水平提高與健康意識(shí)的增強(qiáng),精細(xì)化加工的小麥粉饅頭已經(jīng)不能滿足人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求,有研究顯示我國(guó)居民膳食纖維攝入量嚴(yán)重不足[6],因此向饅頭中添加苦蕎粉[7]、麥麩[8]、菊粉[9]等制成高膳食高營(yíng)養(yǎng)饅頭已經(jīng)成為潮流[10]。

目前對(duì)苦蕎芯粉或苦蕎全粉與小麥粉混合粉面團(tuán)及產(chǎn)品的研究較多。彭蕓[7]研究苦蕎饅頭的品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng),發(fā)現(xiàn)隨著苦蕎芯粉添加量增加苦蕎饅頭的黃酮類物質(zhì)含量顯著增加,感官評(píng)價(jià)值先上升后降低。周穎等[11]的研究指出,苦蕎芯粉與小麥粉比例為3∶7時(shí)能提高混合粉營(yíng)養(yǎng)且同時(shí)具有較好的面團(tuán)品質(zhì)。HAN等[12]研究不同比例苦蕎全粉添加對(duì)混合粉面團(tuán)及面條的影響,發(fā)現(xiàn)苦蕎全粉的添加會(huì)使面團(tuán)的吸水率以及面條的硬度降低。張玲等[13]將不同比例的微細(xì)化苦蕎全粉與小麥粉混合,發(fā)現(xiàn)隨著微細(xì)化苦蕎全粉添加比例的增加,面團(tuán)中面筋強(qiáng)度減弱、韌性降低,添加比例達(dá)到40%時(shí)幾乎無法觀察到面筋結(jié)構(gòu)。而目前幾乎沒有關(guān)于苦蕎麩皮粉添加到小麥粉中對(duì)混合粉面團(tuán)性質(zhì)及饅頭品質(zhì)的研究報(bào)道。

本文旨在研究苦蕎麩皮粉的添加量對(duì)混合粉面團(tuán)加工性能及饅頭品質(zhì)的影響,從而為苦蕎麩皮饅頭的后續(xù)品質(zhì)改良及產(chǎn)品的工業(yè)化提供理論依據(jù),提高苦蕎麩皮粉的利用率以及價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

苦蕎麩皮粉(水分含量11.82%;灰分含量2.67%;蛋白質(zhì)含量14.59%),四川省涼山彝族自治州;小麥粉(水分含量12.96%;灰分含量0.46%;蛋白質(zhì)含量10.04%;濕面筋含量30.6%),市售五得利五星特精小麥粉;活性干酵母,安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MicroMR-CL-I核磁共振成像分析儀,蘇州(上海)紐邁電子科技有限公司;810152自動(dòng)型粉質(zhì)儀、860704自動(dòng)型拉伸儀,德國(guó)Brabender公司;TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀,德國(guó)Stable Micro Systems公司;CR-410色彩色差計(jì),日本柯尼卡美能達(dá)公司;醒發(fā)箱、JHMZ 200針式和面機(jī),北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心;Quanta FEG-250 掃描電子顯微鏡,美國(guó)Thermo Fisher Scientific有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 苦蕎麩皮粉-小麥粉混合粉的制備

將苦蕎麩皮粉分別按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%、10%、15%、20%、25%、30%與小麥粉混合制成苦蕎麩皮粉-小麥粉混合粉,混合均勻后備用。以不添加苦蕎麩皮粉的小麥粉為對(duì)照組。

1.3.2 混合粉面團(tuán)的制備

稱取適量1.3.1中制備的混合粉(小麥粉)放入和面機(jī)的和面缽中,根據(jù)稱取混合粉(小麥粉)質(zhì)量加入粉質(zhì)吸水率75%的蒸餾水,和面3 min后取出備用。

1.3.3 混合粉面團(tuán)水分分布測(cè)定

取10 g 1.3.2中制成的面團(tuán)用保鮮膜包裹,放置4 min。稱取1 g面團(tuán)揉成細(xì)條放入核磁共振專用試管中,放入核磁共振成像儀中進(jìn)行測(cè)定。參數(shù)設(shè)置如下：采樣點(diǎn)數(shù)(TD)40 000,采樣頻率(SW)200.00 kHz,采樣間隔時(shí)間(TW)1 000 ms,累加次數(shù)(NS)4。

1.3.4 混合粉粉質(zhì)特性的測(cè)定

混合粉粉質(zhì)特性根據(jù)GB/T 14614—2019《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)試 粉質(zhì)儀法》測(cè)定。

1.3.5 混合粉面團(tuán)拉伸特性的測(cè)定

混合粉面團(tuán)拉伸特性根據(jù)GB/T 14615—2019《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)試 拉伸儀法》測(cè)定。

1.3.6 混合粉面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)

將10 g 1.3.2中制備的面團(tuán)壓片切條后冷凍干燥,制成自然斷面后進(jìn)行噴金處理,用掃描電鏡進(jìn)行觀察拍照。

1.3.7 混合粉饅頭制作

根據(jù)GB/T 35991—2018制作饅頭,饅頭出鍋室溫冷卻1 h后開始測(cè)定各指標(biāo)。

1.3.8 混合粉饅頭比容和質(zhì)構(gòu)測(cè)定

使用小米置換法測(cè)定饅頭體積,使用天平測(cè)定饅頭質(zhì)量,用體積質(zhì)量之比計(jì)算比容;饅頭冷卻1 h后切片,切成15 mm厚的饅頭片,運(yùn)用P/36探頭使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試參數(shù)：測(cè)前速度3 mm/s,測(cè)中速度1 mm/s,測(cè)后速度1 mm/s,壓縮比50%,觸發(fā)力5 g,間隔時(shí)間3 s。

1.4 數(shù)據(jù)處理

進(jìn)行2次以上平行實(shí)驗(yàn)(粉質(zhì)特性除外),使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),采用SPSS 20對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,樣品間存在顯著性差異時(shí)(P<0.05)用不同的小寫字母表示,實(shí)驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦蕎麩皮粉添加量對(duì)面團(tuán)品質(zhì)的影響

2.1.1 苦蕎麩皮粉添加量對(duì)面團(tuán)水分分布的影響

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)可以對(duì)面團(tuán)內(nèi)部水分的結(jié)合狀態(tài)以及水分含量進(jìn)行表征,3個(gè)不同橫向弛豫時(shí)間T21、T22、T23分別表征了3種水分狀態(tài),分別是深層結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水,弛豫時(shí)間越長(zhǎng)表示該種狀態(tài)的水流動(dòng)性越強(qiáng)[14]。對(duì)應(yīng)的3個(gè)峰積分面積A21、A22、A23分別表征了深層結(jié)合水、弱結(jié)合水以及自由水的相對(duì)含量[15]。如表1所示,隨著苦蕎麩皮粉添加量的增加,面團(tuán)T21值和A23值呈上升趨勢(shì),T23值與A22值呈下降趨勢(shì)。深層結(jié)合水主要是與面筋和淀粉緊密結(jié)合的水,弱結(jié)合水主要是與蛋白和淀粉大分子結(jié)合的水[16]。

表1 苦蕎麩皮粉對(duì)面團(tuán)水分分布的影響Table 1 Effect of tartary buckwheat bran powder on dough moisture distribution

這說明苦蕎麩皮粉的添加破壞了面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使面筋蛋白與水的結(jié)合能力下降,面團(tuán)持水能力降低,造成面團(tuán)中弱結(jié)合水相對(duì)含量逐漸下降,自由水相對(duì)含量上升,深層結(jié)合水的流動(dòng)性增強(qiáng),而苦蕎麩皮粉中含有的膳食纖維使得自由水的流動(dòng)性下降。這與汪磊[17],李秀玲等[18]的研究結(jié)果相似,他們?cè)谘芯恐兄赋錾攀忱w維具有較強(qiáng)的親水性,會(huì)與小麥粉競(jìng)爭(zhēng)水分,能與自由水分子結(jié)合降低其含量與流動(dòng)性。

2.1.2 苦蕎麩皮粉添加量對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

粉質(zhì)特性是面團(tuán)流變學(xué)特性的指標(biāo)之一,可以表征面團(tuán)揉混過程中的品質(zhì)變化,與面團(tuán)以及產(chǎn)品品質(zhì)密切相關(guān)[19-20]。如表2所示,隨著混粉中苦蕎麩皮粉所占比例的增加混粉吸水率降低,小麥粉的吸水率與面筋蛋白含量有關(guān),苦蕎麩皮粉的添加使混粉中面筋蛋白含量降低,所以吸水率顯著下降。面團(tuán)形成時(shí)間與穩(wěn)定時(shí)間隨著苦蕎麩皮粉添加量的增加先呈下降趨勢(shì),在苦蕎麩皮粉的添加比例分別達(dá)到10%與5%后呈上升趨勢(shì)。這是因?yàn)榭嗍w麩皮粉的添加使面團(tuán)中面筋含量降低,并且破壞了面筋的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),所以面團(tuán)的耐攪拌能力顯著下降,形成時(shí)間與穩(wěn)定時(shí)間顯著降低。在苦蕎麩皮粉添加比例達(dá)到10%時(shí),粉質(zhì)曲線開始出現(xiàn)雙峰,到達(dá)15%時(shí)雙峰明顯,因?yàn)榉圪|(zhì)特性進(jìn)行指標(biāo)讀出時(shí)以第2個(gè)最高峰為準(zhǔn),從而導(dǎo)致形成時(shí)間與穩(wěn)定時(shí)間顯著上升,杜雙奎[21]在研究中也得到相同結(jié)果。

表2 苦蕎麩皮粉對(duì)面粉粉質(zhì)特性的影響Table 2 Effect of tartary buckwheat bran powder on flour silty properties

雙峰的出現(xiàn)可能是因?yàn)榭嗍w全粉面團(tuán)在較低加水量時(shí)具有較高的黏著性[22],因此在面團(tuán)形成初期,苦蕎麩皮粉含量較高的混合粉中的面筋蛋白會(huì)大量吸水形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),促使形成第1個(gè)峰,而后面筋網(wǎng)絡(luò)會(huì)因過度攪拌被破壞,面團(tuán)的持水能力下降,水分溢出,從而導(dǎo)致苦蕎麩皮粉黏著性增加,致使第2個(gè)峰的出現(xiàn)。

從上述結(jié)果可以看出,添加苦蕎麩皮粉會(huì)使面團(tuán)的粉質(zhì)特性顯著變化,當(dāng)苦蕎麩皮粉添加量>15%時(shí),決定粉質(zhì)各指標(biāo)的主要因素已經(jīng)不再是面筋,這時(shí)粉質(zhì)指標(biāo)已不適用于評(píng)價(jià)面團(tuán)加工性質(zhì)。這與張守文等[23],王杰瓊[24]的研究結(jié)果相似。

2.1.3 苦蕎麩皮粉添加量對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

添加不同比例的苦蕎麩皮粉對(duì)面團(tuán)在醒發(fā)45、90、135 min時(shí)的拉伸特性的影響如表3所示。其中拉伸面積與面團(tuán)的面筋筋力有關(guān),拉伸面積越大,說明面團(tuán)筋力越強(qiáng)[25]。拉伸阻力和最大拉伸阻力可以反映出面團(tuán)的強(qiáng)度和持氣能力[26]。面團(tuán)的拉伸比例和最大拉伸比例分別是拉伸阻力和最大拉伸阻力與延伸度的比值,拉伸比例過高則說明面團(tuán)延伸性差不易醒發(fā),過低則說明面團(tuán)可塑性低,制作面制品時(shí)成型性差[27]。從表3可以看出,隨著苦蕎麩皮粉添加量的增加,面團(tuán)在醒發(fā)45、90、135 min時(shí)的拉伸面積、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例都呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì),并且都在苦蕎麩皮粉添加比例達(dá)到10%時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn),這與周小理等[28]的研究結(jié)果相似。這可能是由于苦蕎麩皮粉的添加降低了面團(tuán)中的面筋含量,同時(shí)苦蕎麩皮粉的剪切作用破壞了面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得面團(tuán)韌性降低、持氣能力下降,拉伸面積、拉伸阻力與最大拉伸阻力因而顯著降低,從而導(dǎo)致拉伸比例與最大拉伸比例顯著下降。

苦蕎麩皮粉本身具有一定黏性,當(dāng)苦蕎麩皮粉添加比例>15%時(shí),決定拉伸面積與拉伸比例等指標(biāo)的主要因素已經(jīng)由面筋筋力轉(zhuǎn)變?yōu)槊鎴F(tuán)本身的黏性,拉伸面積、拉伸阻力與拉伸比例等因此顯著增大,這與粉質(zhì)結(jié)果一致。面團(tuán)的延伸度與麥醇溶蛋白有關(guān),可以反映面團(tuán)的延展性與可塑性[26]。在醒發(fā)45 min時(shí),面團(tuán)內(nèi)部面筋網(wǎng)絡(luò)形成不完善,面團(tuán)延伸度隨著苦蕎麩皮粉添加量的增加先升高后降低,但并沒有顯著變化;在醒發(fā)90與135 min時(shí),面團(tuán)的延伸度隨著面團(tuán)中苦蕎麩皮粉替代比例的增加呈顯著下降趨勢(shì)。這說明苦蕎麩皮粉的添加導(dǎo)致面團(tuán)的延展性以及可操作性變差。

表3 苦蕎麩皮粉對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響Table 3 Effect of tartary buckwheat bran powder on dough tensile properties

2.1.4 苦蕎麩皮粉添加量對(duì)面團(tuán)圍觀結(jié)構(gòu)的影響

如圖1所示,未添加苦蕎麩皮粉的對(duì)照組面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密均勻,淀粉顆粒被完全的包裹在面筋網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。添加5%～10%的苦蕎麩皮粉時(shí),面團(tuán)中的面筋網(wǎng)絡(luò)開始劣變出現(xiàn)孔洞,少量淀粉顆粒暴露在面筋網(wǎng)絡(luò)之外。

當(dāng)苦蕎麩皮粉的添加量為15%～30%時(shí),面筋網(wǎng)絡(luò)松散凌亂,孔洞變多,大部分淀粉顆粒暴露在外,堆疊在一起?？嗍w麩皮粉的添加會(huì)稀釋面團(tuán)中的面筋含量,破壞面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使其無法包裹淀粉形成均勻穩(wěn)定結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致面團(tuán)品質(zhì)變差,加工性能降低。

2.2 苦蕎麩皮粉添加量對(duì)饅頭質(zhì)構(gòu)及比容的影響

由表4可知,隨著苦蕎麩皮粉添加比例的提高,饅頭的硬度、膠著性和咀嚼性顯著增加,彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性以及比容顯著降低。

a-添加量0%;b-添加量5%;c-添加量10%;d-添加量15%;e-添加量20%;f-添加量25%;g-添加量30%圖1 苦蕎麩皮粉對(duì)面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.1 Effect of tartary buckwheat bran powder on the microstructure of dough

表4 苦蕎麩皮粉對(duì)饅頭質(zhì)構(gòu)和比容的影響Table 4 Effect of tartary buckwheat bran powder on the texture and specific volume of steamed bread

這表明苦蕎麩皮粉的添加會(huì)使饅頭的體積減小,食用時(shí)所需能量增大,饅頭的口感下降,食用品質(zhì)顯著變差。原因可能是苦蕎麩皮粉的添加使得面團(tuán)中面筋被稀釋,面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞,饅頭胚無法充分膨脹,從而導(dǎo)致饅頭體積減小,品質(zhì)降低[29]。

3 結(jié)論

苦蕎麩皮粉的添加會(huì)使混合粉面團(tuán)的加工性能和饅頭品質(zhì)顯著變化。隨著苦蕎麩皮粉添加量的增加,面團(tuán)中弱結(jié)合水含量顯著下降,自由水含量顯著上升。混合粉吸水率隨著苦蕎麩皮粉的添加顯著下降,形成時(shí)間與穩(wěn)定時(shí)間先降低后增加,當(dāng)苦蕎麩皮粉添加比例>15%時(shí),粉質(zhì)指標(biāo)讀數(shù)已經(jīng)不適用于面團(tuán)品質(zhì)的評(píng)價(jià)。在醒發(fā)90、135 min時(shí)面團(tuán)的延伸度隨著苦蕎麩皮粉添加量的增加顯著下降。面團(tuán)在3個(gè)不同醒發(fā)時(shí)間的拉伸面積、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例隨著苦蕎麩皮粉所占比例的上升先降低后升高。從面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)可以看出,當(dāng)苦蕎麩皮粉添加比例<10%時(shí),面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)所受破壞程度較低聯(lián)系較為緊密,添加比例>10%后,面筋網(wǎng)絡(luò)破壞嚴(yán)重,幾乎看不到穩(wěn)定的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),淀粉顆粒大量暴露在外。饅頭的硬度、膠著性和咀嚼性隨著苦蕎麩皮粉所占比例的增加顯著上升,彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性以及比容顯著下降。

總體來看,在不進(jìn)行改良的情況下,苦蕎麩皮粉添加量<10%時(shí)饅頭具有較好的品質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比不同比例苦蕎麩皮粉-小麥粉混合粉的面團(tuán)及饅頭品質(zhì)差異,初步明確了苦蕎麩皮粉的添加量對(duì)混合粉面團(tuán)性質(zhì)及饅頭品質(zhì)的影響規(guī)律,為苦蕎麩皮饅頭的開發(fā)生產(chǎn)提供依據(jù)。較高的苦蕎麩皮粉添加量會(huì)使饅頭品質(zhì)顯著下降,降低消費(fèi)者接受度,在未來還需進(jìn)一步對(duì)高添加量苦蕎麩皮饅頭品質(zhì)的改良進(jìn)行研究。