亞麻籽餅粕粉對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性以及餅干品質(zhì)的影響

孫慧娟， 朱 玲， 劉通通， 吳港城， 齊希光， 王 立， 錢海峰， 張 暉

(江南大學(xué)食品學(xué)院1，無(wú)錫 214000) (濱州中裕食品有限公司；農(nóng)業(yè)農(nóng)村部小麥加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；國(guó)家小麥加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心；渤海先進(jìn)技術(shù)研究院2，濱州 256600)

亞麻籽是一種油料作物，我國(guó)產(chǎn)地主要分布在西北、華北、內(nèi)蒙等地[1]。亞麻籽獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值日益成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)[2]。亞麻籽是ω-3不飽和脂肪酸α-亞麻酸(占總脂肪酸的50%～57%)的重要來(lái)源[3]。此外，亞麻籽中還富含28%～30%蛋白質(zhì)、35%左右的膳食纖維以及植物雌激素木質(zhì)素(高于500 μg/g，是其他谷物的800倍)，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[4-6]。

亞麻籽餅粕是亞麻籽榨油后的副產(chǎn)物，經(jīng)常被用作動(dòng)物飼料或者被丟棄，導(dǎo)致資源浪費(fèi)[7]。榨油后亞麻籽餅粕中蛋白質(zhì)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)40%)、膳食纖維以及木質(zhì)素含量顯著提高。亞麻籽蛋白是一種優(yōu)質(zhì)蛋白，其必需氨基酸與人體營(yíng)養(yǎng)的比例良好，且可以補(bǔ)充因攝入谷類和豆類所缺乏的賴氨酸[8]。亞麻籽含有1%～2%的可消化碳水化合物，大部分碳水化合物不易消化，由可溶性纖維(亞麻膠)和不溶性纖維(非淀粉多糖)組成[9]。亞麻籽蛋白和碳水化合物賦予亞麻籽乳化活性、保水能力和黏度調(diào)節(jié)特性等功能價(jià)值[10]。因此，亞麻籽餅粕在改善食品的營(yíng)養(yǎng)和功能特性方面具有巨大潛力[11]。

目前亞麻籽餅粕已應(yīng)用到面包、蛋糕、松餅等面制品中，但將亞麻籽餅粕脫膠或擠壓膨化處理，且添加量較低。研究未脫膠亞麻籽餅粕粉對(duì)小麥面團(tuán)流變學(xué)特性及餅干品質(zhì)的影響，初步確定亞麻籽餅干工藝配方，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)低GI、低GL亞麻籽功能性餅干提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

亞麻籽餅粕(品種：棕色亞麻籽)；低筋小麥粉(水分15%，蛋白質(zhì)8%，脂肪1.6%，灰分0.45%，淀粉68.8%)；液態(tài)酥油；食用小蘇打；食用臭粉；低聚果糖；菊粉；赤蘚糖醇；麥麩纖維；脫脂奶粉。

1.2 儀器與設(shè)備

HC-800Y型高速多功能粉碎機(jī)，Kitchen Aid試驗(yàn)型和面機(jī)，WTN-520E型酥皮機(jī)，WTN-705E型熱風(fēng)爐，TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀，RVA4500快速黏度分析儀，DHR-3型旋轉(zhuǎn)流變儀，F(xiàn)arinograph-E粉質(zhì)儀，UltraScan Pro1166型高精度分光測(cè)色儀。

1.3 方法

1.3.1 亞麻籽餅粕-小麥混合粉及面團(tuán)的制備

亞麻籽餅粕用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)100目篩，得到亞麻籽餅粕粉。將此粉與小麥粉按照0∶100、10∶90、20∶80、30∶70、40∶60的比例復(fù)配成混合粉。根據(jù)各比例混合粉的粉質(zhì)測(cè)試結(jié)果稱取適量水分加到和面機(jī)中，再加入100 g混合粉，先用速度1攪拌20 s，再用速度2攪拌40 s至面團(tuán)成型。

1.3.2 亞麻籽餅粕-小麥混合粉的粉質(zhì)特性測(cè)定

混合粉的粉質(zhì)特性測(cè)定按照GB/T 14614—2019 進(jìn)行[12]。

1.3.3 亞麻籽餅粕-小麥混合粉的糊化特性測(cè)定

混合粉的糊化特性測(cè)定按照GB/T 24853—2010 進(jìn)行并略作修改[13]。

按照標(biāo)準(zhǔn)程序1設(shè)定參數(shù)，稱量1.50 g左右(按14%濕基校正，因亞麻膠過(guò)多，混合粉質(zhì)量減半)的混合粉移入裝有25 mL蒸餾水的樣品筒里，用攪拌器在樣品筒里上下快速攪動(dòng)10次，使混合粉分散，開(kāi)始測(cè)試。

1.3.4 亞麻籽餅粕-小麥面團(tuán)的動(dòng)態(tài)流變學(xué)測(cè)定

面團(tuán)黏彈性測(cè)定按照Kim等[14]的方法并略作修改。選用直徑40 mm的平板夾具，板間距為1 mm，取適量面團(tuán)放在流變儀的測(cè)試臺(tái)上，用塑料刮板刮去多余面團(tuán)，并用硅油涂抹面團(tuán)邊緣，防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中面團(tuán)的水分蒸發(fā)。開(kāi)始測(cè)試前，面團(tuán)需靜置5 min進(jìn)行松弛。首先進(jìn)行面團(tuán)的線性黏彈區(qū)間測(cè)試，測(cè)試溫度為30 ℃，然后選擇合適的應(yīng)變數(shù)值，測(cè)定面團(tuán)在掃描頻率為1～100 rad/s下彈性模量(G′)和黏性模量(G″)以及損耗角(tan δ)的變化。

1.3.5 亞麻籽餅粕-小麥面團(tuán)及餅干的質(zhì)構(gòu)測(cè)定

面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)測(cè)試按照Z(yǔ)hang等[15]的方法并略作修改。取15 g制備好的面團(tuán)揉成圓球狀，選用P36R的柱形探頭，進(jìn)行TPA測(cè)試。測(cè)試前、后速度均為2 mm/s，測(cè)試速度為1 mm/s，觸發(fā)力為5 g，壓縮距離為50%。

采用三點(diǎn)彎曲法對(duì)餅干進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定，研究餅干的硬度和抗彎曲、抗折斷性能[16]。選用HDP/3PB探頭，設(shè)置支架之間的跨度為40 mm。Texture Analyzer設(shè)置測(cè)試前、后速度均為2.0 mm/s，測(cè)試速度為1.0 mm/s，觸發(fā)力為10 g，數(shù)據(jù)采集速率為400 pps。記錄下的最大力值稱為餅干的硬度，斷點(diǎn)處的距離是樣品的彎曲阻力，因此與樣品的易碎性有關(guān)。

1.3.6 亞麻籽餅干的制備

以總粉(包括原輔料)100 g計(jì)，分別用0%、10%、20%、30%、40%的亞麻籽餅粕粉取代小麥粉。首先將10 g菊粉、10 g赤蘚糖醇、0.5 g碳酸氫鈉、0.5 g碳酸氫銨、0.05 g低聚果糖溶于一定量的水中。隨后分3次添加到20 g起酥油中，充分?jǐn)嚢杌旌? min。再添加5 g奶粉、5 g麥麩纖維與一定比例的亞麻籽餅粕粉、小麥粉，攪拌至面團(tuán)成團(tuán)。用酥皮機(jī)將面團(tuán)壓成3 mm厚的面片，靜置10 min后，用圓形餅干模具將面片切成直徑為45 mm的餅干胚。餅干胚放入130 ℃的烤箱中焙烤15 min，取出后冷卻至室溫并密封保存，制得餅干樣品。

1.3.7 亞麻籽餅干的延展比及亮度測(cè)定

用游標(biāo)卡尺測(cè)量餅干的寬度(W)和厚度(T)，根據(jù)寬度和厚度的比值計(jì)算延展比(W/T)[17]。將6塊餅干邊對(duì)邊堆疊在一起進(jìn)行測(cè)量，重復(fù)3次堆疊取平均值。

采用高精度分光測(cè)色儀測(cè)量餅干表面的顏色。用黑、白陶瓷板校準(zhǔn)儀器，測(cè)量餅干的L*、a*以及b*。取每塊餅干的5個(gè)測(cè)量值為平均值。

1.3.8 亞麻籽餅干的感官評(píng)定

12名感官評(píng)定成員(6名女性，6名男性)參與了感官評(píng)價(jià)[18]。將餅干編碼后呈現(xiàn)給感官評(píng)定成員，同時(shí)準(zhǔn)備清水以供清潔口腔。用9點(diǎn)喜好標(biāo)尺評(píng)價(jià)餅干的外觀、質(zhì)構(gòu)、口感、風(fēng)味和總體喜好度，其中1分為特別不喜歡，9分為特別喜歡。評(píng)價(jià)表見(jiàn)表1。

表1 感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

每組實(shí)驗(yàn)為3次以上平行，采用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，用SPSS中的Duncan多重比較對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，顯著性差異P<0.05，用Origin進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同添加量亞麻籽餅粕粉對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性的影響

表2表明，隨著亞麻籽餅粕粉添加量的增加，吸水率和面團(tuán)形成時(shí)間顯著增加。亞麻餅粕粉中的亞麻膠是一種陰離子多糖，具有弱凝膠的性質(zhì)和較高的持水力，在揉面過(guò)程中需要吸收更多的水分，延長(zhǎng)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，因此使得吸水率顯著提高，面團(tuán)形成時(shí)間也更長(zhǎng)[19]。此外，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間增加、弱化度降低表明亞麻籽餅粕粉中的亞麻蛋白、亞麻膠以及面筋蛋白形成緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在加工過(guò)程中能抵抗一定的破壞，穩(wěn)定性能提高[20]。加入亞麻籽餅粕粉可改善面團(tuán)的穩(wěn)定性，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)上升。

表2 亞麻籽餅粕-小麥混合粉的粉質(zhì)特性

2.2 不同添加量亞麻籽餅粕粉對(duì)小麥粉糊化特性的影響

由表3可見(jiàn)，隨著亞麻籽餅粕粉添加量的增加，體系黏度均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，一方面亞麻膠本身具有一定的黏性，因此增加體系的黏度；另一方面亞麻膠與淀粉競(jìng)爭(zhēng)水分，阻礙淀粉顆粒吸水溶脹的糊化過(guò)程，導(dǎo)致體系黏度降低。體系中的亞麻籽餅粕粉相當(dāng)于破損淀粉，破損淀粉越多，淀粉顆粒崩解程度越大，因此加入亞麻籽餅粕粉后，衰減值顯著增加[21]。淀粉體系的回生值先增加后降低，說(shuō)明亞麻籽餅粕粉可以干擾淀粉分子之間的相互作用，一定程度上降低淀粉回生。

表3 亞麻籽餅粕-小麥混合粉的糊化特性

2.3 不同添加量亞麻籽餅粕粉對(duì)面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變學(xué)的影響

由圖1可見(jiàn)，隨著亞麻籽餅粕粉含量的增加，G′和G″都顯著增加，且圖3c中的損耗角正切值(tanδ)表明G′的值均高于G″，說(shuō)明彈性特性比黏性特性更為普遍，含亞麻籽餅粕粉的面團(tuán)不易變形。同時(shí)G′和G″都隨角頻率的增加而增加，表明兩者顯著依賴于角頻率。Navickis等[22]表明，面團(tuán)中水分含量以及蛋白質(zhì)的變化將引起動(dòng)態(tài)模量值的顯著變化。加入的亞麻籽餅粕粉越多，面團(tuán)體系中的亞麻蛋白與亞麻膠也隨之增加，因此干擾面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水合及發(fā)展過(guò)程[23]。

圖1 亞麻籽餅粕-小麥混合粉面團(tuán)的動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性

2.4 不同添加量亞麻籽餅粕粉對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響

亞麻籽餅粕粉對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響如表4所示。面團(tuán)的硬度和咀嚼性隨亞麻籽餅粕粉含量的升高而升高，說(shuō)明亞麻籽膠與面筋蛋白相互作用，沿著面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不連續(xù)結(jié)構(gòu)(物理障礙)，使面團(tuán)質(zhì)地堅(jiān)硬，彈性模量增加，這與2.3結(jié)果一致。Nandeesh等[24]報(bào)道，在小麥粉中添加麥麩或阿拉伯木聚糖會(huì)使面團(tuán)變得更硬，在拉伸儀的測(cè)試結(jié)果中顯示出更短的延展性和更高的抗延展性。

2.5 亞麻籽餅干的質(zhì)構(gòu)特性分析

質(zhì)構(gòu)對(duì)食品的整體質(zhì)量接受度有著重要影響。如圖2所示，折斷餅干的最大力隨餅干中亞麻籽餅粕粉用量的增加而增加。Alpaslan等[25]和Shearer等[26]也觀察到了類似的結(jié)果，他們指出，含有亞麻籽的烘焙產(chǎn)品質(zhì)地更堅(jiān)硬。亞麻籽餅粕粉中的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可高達(dá)42%，而小麥粉的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有8%，因此，餅干硬度的提高可以歸因于亞麻籽餅粕粉中的高含量蛋白。Fustier等[27]也表明，餅干硬度隨著小麥粉中蛋白質(zhì)含量的增加而增加。通常情況下，人們也選用低筋小麥粉來(lái)制作餅干。同時(shí)餅干的破碎距離也隨亞麻籽餅粕粉含量的增加而增加，這表明餅干的脆度有所降低。

圖2 亞麻籽餅干的質(zhì)構(gòu)特性

2.6 亞麻籽餅干的延展比與亮度分析

餅干的延展比和顏色參數(shù)如表5所示。隨著亞麻籽餅粕粉含量的增加，餅干直徑略有增加，同時(shí)厚度降低，延展比增加。對(duì)照餅干的面團(tuán)在制作餅干胚的過(guò)程中容易形變皺縮，而含有亞麻籽餅粕粉的面團(tuán)穩(wěn)定性好，在制作餅干胚過(guò)程中不易變形，因此亞麻籽餅干有較高的延展比，此結(jié)果與Leonel等[28]的結(jié)果一致。同時(shí)Mahloko等[29]指出，對(duì)照餅干的延展比低是因?yàn)樾←湻壑械牡矸劬酆衔锓肿优c顆粒高度結(jié)合，加熱時(shí)膨脹有限。

表4 亞麻籽餅粕-小麥混合粉面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性

表5 亞麻籽餅干的延展比及亮度

餅干的顏色影響著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的感知和接受度。亞麻籽餅粕粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0%增加到40%，餅干的色調(diào)顯著加深(P﹤0.05)，表現(xiàn)為比對(duì)照餅干更暗，顏色也偏綠和偏藍(lán)。這可能與餅干烘培過(guò)程中發(fā)生的美拉德反應(yīng)有關(guān)，Koca等[30]也表明，由于亞麻籽蛋白和酚類化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)，顯著降低了面包皮和面包芯的顏色值。

2.7 亞麻籽餅干的感官評(píng)定

亞麻籽餅干的感官評(píng)分如圖3所示。含有10%亞麻籽餅粕粉的餅干總體喜好度最高。在質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味方面，含有20%亞麻籽餅粕粉的餅干均為最高，超過(guò)20%后餅干的外觀、質(zhì)構(gòu)、口感、風(fēng)味以及總體喜好度都會(huì)受到不利影響。Khouryieh等[31]表明雖然質(zhì)構(gòu)和外觀屬性也有影響，但風(fēng)味屬性最能預(yù)測(cè)消費(fèi)者的總體喜好度。而本研究中所用的亞麻籽餅粕中亞麻膠的含量較高，添加到餅干中會(huì)使餅干粘牙，因此需要綜合考慮餅干的質(zhì)構(gòu)和外觀影響。

圖3 亞麻籽餅干感官評(píng)分

3 結(jié)論

亞麻籽餅粕粉對(duì)面團(tuán)的流變學(xué)特性及餅干的品質(zhì)均有影響。亞麻籽餅粕粉能改善亞麻籽餅粕-小麥混合粉的粉質(zhì)特性，增強(qiáng)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得面團(tuán)質(zhì)地變硬，能抵抗一定的機(jī)械破壞力，穩(wěn)定性提高。通過(guò)混合粉的糊化特性測(cè)定發(fā)現(xiàn)亞麻籽餅粕粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)30%能有效抑制淀粉回生。餅干的外觀和口感與亞麻籽餅粕粉添加量呈負(fù)相關(guān)，而風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)在添加量為20%時(shí)達(dá)到最高。