薏米—小麥混合粉面團(tuán)流變特性分析及其面條加工品質(zhì)預(yù)測(cè)

蔣 雁于 卉劉 超趙君蘭

（1.貴州省糧油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，貴陽(yáng) 550001）

（2.科譜曼分析儀器（北京）有限公司，北京 100038）

薏仁米居五谷雜糧之首，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，富含鋅、鐵、硒等多種人體需要的微量元素，其蛋白質(zhì)、脂肪、維生素B1的含量遠(yuǎn)高于大米，民間視其為名貴中藥，廣泛運(yùn)用于藥膳，過(guò)去被列為宮廷膳食之一。薏仁米有美容養(yǎng)顏、去濕利尿、調(diào)節(jié)免疫、健脾胃、清肺熱、止泄瀉等功效[1]，因其營(yíng)養(yǎng)與保健價(jià)值較高，所以也有“世界禾本科植物之王”的美稱[2]。薏仁米在貴州興仁已有上千年的種植歷史，當(dāng)?shù)胤N植的薏仁米品質(zhì)高、無(wú)污染，成為貴州興仁縣的特產(chǎn)，是國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品，有“世界薏米看中國(guó)，中國(guó)薏米看興仁”的說(shuō)法[3]。

近年來(lái)，人們更加注重飲食健康和營(yíng)養(yǎng)保健。薏米作為一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值都較高的功能性食品，已利用其開(kāi)發(fā)成多種食品，包括薏米餅干、薏米蛋糕、薏米面包和薏米面條等[4]。因薏米粉不含小麥粉特有的面筋蛋白，因此在加工時(shí)很難形成有延展性和彈性的面團(tuán)，所以在薏米面制品的實(shí)際應(yīng)用中，通常需要和一定量的小麥粉進(jìn)行復(fù)配。烘焙類(lèi)薏米產(chǎn)品如薏米餅干、薏米面包等添加的均是少量膨化后的薏米粉，這主要是為了避免薏米中較低的直鏈淀粉含量[5]對(duì)烘焙食品蓬松度的影響。但膨化薏米粉的工序較為復(fù)雜，這加大了薏米風(fēng)味食品生產(chǎn)的難度，還提高了制造成本。面條類(lèi)產(chǎn)品對(duì)蓬松度要求低，可嘗試采用未經(jīng)膨化的薏米粉與小麥粉混合制作。本研究選用貴州興仁薏仁米，經(jīng)粉碎磨成全薏米粉后，與高筋小麥粉按照不同比例混合，形成薏米—小麥混合粉，研究不同添加量的薏米粉對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響，同時(shí)利用Mixolab混合試驗(yàn)儀軟件建立的機(jī)械鮮面條用小麥粉剖面圖功能預(yù)測(cè)薏米粉較優(yōu)的添加量，以期為開(kāi)發(fā)高品質(zhì)薏米面條提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選擇貴州省興仁縣薏仁米，經(jīng)錘式旋風(fēng)磨粉碎制成全薏米粉，淀粉含量59.2%。

從市場(chǎng)收集的高品質(zhì)面條用小麥粉12份，均為市場(chǎng)反饋較好的適合機(jī)械加工的鮮面條用粉，用于制定Mixolab混合試驗(yàn)儀機(jī)械鮮面條用小麥粉的目標(biāo)剖面圖。

選擇金沙河面業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的高筋小麥粉，濕面筋含量27.7%，淀粉含量70.5%，用于與全薏米粉混合制成不同比例的薏米—小麥混合粉。

主要實(shí)驗(yàn)儀器有：Mixolab混合試驗(yàn)儀，Alveo－Lab全自動(dòng)吹泡儀，SDmatic損傷淀粉測(cè)定儀和EM10烘箱，LM3100錘式旋風(fēng)粉碎磨等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 基本成分的測(cè)定

水分含量測(cè)定按GB 5009.3—2016《食品水分含量中的第一法 直接干燥法》執(zhí)行。

損傷淀粉測(cè)定按GB/T 31577—2015《小麥粉損傷淀粉測(cè)定 安培計(jì)法》執(zhí)行。

1.2.2 薏米—小麥混合粉的配制

準(zhǔn)確稱量薏米粉和高筋小麥粉，使薏米粉在薏米—小麥混合粉中的含量分別為0%（原粉），5%，10%，15%，20%，25%，30%，35%，40%，充分混合均勻，每個(gè)樣品質(zhì)量為1kg。

1.2.3 薏米—小麥混合粉面團(tuán)流變學(xué)特性的測(cè)定

樣品面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)定按GB/T 14614.4—2005《小麥粉面團(tuán)流變特性測(cè)定 吹泡儀法》執(zhí)行。肖邦吹泡儀模擬面團(tuán)在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生二氧化碳，使面團(tuán)產(chǎn)生變形膨脹形成蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過(guò)程，可檢測(cè)面團(tuán)韌性、延展性、彈性等面團(tuán)流變學(xué)指標(biāo)，是小麥粉中面筋特性評(píng)價(jià)的一種重要方法。吹泡試驗(yàn)采用的是適量加水吹泡測(cè)試，即通過(guò)預(yù)先的恒量加水（constant hydration）稠度測(cè)試測(cè)定面粉的吸水率，然后再根據(jù)吸水率做適量加水（adapted hydration）的吹泡測(cè)試[6]，吹泡結(jié)果用面團(tuán)韌性P（AH），面團(tuán)延展性L（AH）和面團(tuán)烘焙力W（AH）等表示。

1.2.4 混合試驗(yàn)儀面條用小麥粉目標(biāo)剖面圖的建立

專用粉目標(biāo)剖面圖功能是混合試驗(yàn)儀的一項(xiàng)基本功能，它是使用Mixolab標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)協(xié)議（ICC 173，AACC 54—60.01，GB/T 37511—2019）得到的，目的是用圖形方式簡(jiǎn)化地描述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，反映面粉的完整特性（蛋白、淀粉和淀粉酶活性等）[7]。

剖面圖（雷達(dá)圖）是將Chopin+測(cè)試協(xié)議下得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線自動(dòng)轉(zhuǎn)化為6個(gè)指數(shù)值序列（例如8-27-788），構(gòu)成如圖1所示的指數(shù)六邊形雷達(dá)圖，每個(gè)指數(shù)范圍均為0～9，剖面圖中各個(gè)指數(shù)的名稱及其對(duì)應(yīng)的含義和特性見(jiàn)表1。這6個(gè)指數(shù)軸分別代表面粉的吸水能力、揉混能力、面筋耐熱指數(shù)、最大粘度、淀粉酶活性和回生特性。用這6個(gè)核心指數(shù)可以非常透徹地分析面粉及各組分之間的相互作用，考察面粉加工操作和成品品質(zhì)等多個(gè)方面的特性。

圖1 Mixolab剖面圖（Mixolab Profiler）示意

表1 Mixolab剖面圖指數(shù)表示的特性

一種專用粉的目標(biāo)剖面圖就是一個(gè)基于雷達(dá)圖的深色六邊區(qū)域，代表一種面食產(chǎn)品對(duì)其原料面粉在6個(gè)指數(shù)上分別要求的數(shù)值范圍。本研究以市場(chǎng)收集的12個(gè)面條加工企業(yè)的優(yōu)秀機(jī)械鮮面條小麥粉為原材料，進(jìn)行Mixolab測(cè)試，并利用軟件的自建目標(biāo)剖面圖功能創(chuàng)建機(jī)械鮮面條品控的目標(biāo)剖面圖。

1.2.5 薏米—小麥混合粉的混合試驗(yàn)儀測(cè)試

按GB/T 37511—2019《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)試 混合試驗(yàn)儀法》測(cè)定面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、稠度等指標(biāo)。Mixolab混合試驗(yàn)儀測(cè)試采用的方法相當(dāng)于粉質(zhì)儀與粘度儀的聯(lián)合功能，可反映面粉和谷物粉加水揉混成團(tuán)受熱后從生到熟，再?gòu)母邷爻墒斓匠鰻t（鍋）整個(gè)食品加工烘焙蒸煮和老化回生過(guò)程中的品質(zhì)變化[8]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件處理和并制作相關(guān)技術(shù)圖。

2 結(jié)果與分析

以12個(gè)面條專用粉Mixolab測(cè)試的相關(guān)數(shù)據(jù)建立目標(biāo)剖面圖，見(jiàn)圖2。

圖2 機(jī)械鮮面條用小麥粉目標(biāo)剖面圖

2.1 吹泡測(cè)試結(jié)果分析

薏米—小麥混合粉的吹泡儀測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2和圖3。

表2 薏米—小麥混合粉吹泡儀結(jié)果

圖3 吹泡參數(shù)隨薏米粉添加量變化趨勢(shì)圖

由表2和圖3可知，隨著薏米粉添加量的增加，反映混合粉面團(tuán)韌性的P（AH）值先降低，而當(dāng)添加量超過(guò)25%時(shí)又略有增大趨勢(shì)；反映面團(tuán)延展性的L（AH）值和面團(tuán)烘焙力的W（AH）值均隨著薏米粉添加量的增加呈逐漸降低趨勢(shì)。當(dāng)添加量超過(guò)15%時(shí)，混合粉的P/L值增幅迅速，而彈性系數(shù)Ie變?yōu)?（即L值小于40mm時(shí)，儀器無(wú)法測(cè)出Ie值）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著薏米粉添加量的增加，面團(tuán)延展能力下降，對(duì)應(yīng)薏米面條的加工難度增加，如面團(tuán)硬度增加、壓面難度增大及面條斷條率增加等。

2.2 Mixolab混合試驗(yàn)儀結(jié)果分析

采用Mixolab混合試驗(yàn)儀檢測(cè)薏米—小麥混合粉，其結(jié)果見(jiàn)表3，測(cè)試曲線見(jiàn)圖4。

由表3和圖4可知，添加不同量薏米粉后，混合粉的吸水率逐漸降低，當(dāng)薏米粉添加量為20%時(shí)，混合粉吸水率較原粉降低了4個(gè)百分點(diǎn)，導(dǎo)致面條出品率下降。薏米粉添加量對(duì)面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間無(wú)顯著影響，僅在薏米粉添加量達(dá)到40%時(shí)，混合粉形成時(shí)間降低了約1.1min。各比例混合粉的穩(wěn)定時(shí)間無(wú)顯著差異，這可能與薏米粉中脂肪氧化酶含量較高有關(guān)，該酶可以促進(jìn)小麥面筋的二硫鍵形成，具有一定的增筋效果，從而抵消了薏米粉的添加導(dǎo)致面筋含量較少的負(fù)面影響[9]。添加薏米粉后，混合面團(tuán)經(jīng)弱化谷值C2呈現(xiàn)整體的明顯下降，且隨著薏米粉添加量增加，C2值逐漸降低，這說(shuō)明混合粉的面筋在加熱條件下弱化更明顯，與混合粉濕面筋含量下降導(dǎo)致面團(tuán)的抗剪切能力降低有關(guān)。

表3 薏米—小麥混合粉的混合試驗(yàn)儀檢測(cè)結(jié)果

圖4 混合試驗(yàn)儀測(cè)試曲線圖

表3中糊化溫度變化結(jié)果顯示，隨著薏米粉添加量的增加，起始糊化溫度也隨之升高，表明薏米粉中的淀粉結(jié)晶度更高，糊化焓值也高，更難糊化，由此煮熟制作的面條產(chǎn)品時(shí)間也隨之延長(zhǎng)?；旌戏垭S著加熱溫度的繼續(xù)升高，糊化后，整體糊化粘度的峰值粘度C3、保持粘度C4和回生終點(diǎn)粘度C5均隨著薏米粉添加量的增加而降低，這是因?yàn)檗裁追鄣矸酆棵黠@低于小麥粉，隨著薏米粉含量增加，混合粉的淀粉含量降低，故糊化整體粘度也降低。對(duì)于面條產(chǎn)品而言，糊化粘度的降低會(huì)導(dǎo)致面條口感下降，如發(fā)黏、適口性差，易混湯和斷裂等[10]。隨著薏米粉添加量增加，混合粉的粘度崩解值（C3-C4）先降低后逐漸升高，這是因?yàn)樘砑由倭康霓裁追酆?，混合粉的纖維素含量增加，提高了淀粉的熱穩(wěn)定性，但當(dāng)薏米添加量超過(guò)30%時(shí)，混合粉的淀粉含量降低明顯，其對(duì)粘度降低和粘度熱穩(wěn)定性影響更大。

回生值（C5-C4）反應(yīng)的是樣品老化程度，回生值越小說(shuō)明越不易老化。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著薏米粉添加量增加，回生值總體呈降低趨勢(shì)，這可能因?yàn)檗裁追鄣奶砑邮箍偟矸酆拷档?，且薏米本身支鏈淀粉含量高，直連淀粉含量低，進(jìn)一步降低主要參與短期快速回生的直連淀粉含量，抑制了直連淀粉快速老化等。

2.3 Mixolab混合試驗(yàn)儀指數(shù)剖面圖分析

采用Mixolab混合試驗(yàn)儀將不同薏米粉添加量樣品的混合試驗(yàn)儀的剖面指數(shù)結(jié)果與創(chuàng)建的機(jī)械鮮面條用小麥粉目標(biāo)剖面圖進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)圖5。

圖5 混合粉剖面指數(shù)與目標(biāo)剖面圖的比較

（1）通過(guò)高筋小麥粉混合試驗(yàn)儀剖面指數(shù)與機(jī)械鮮面條用小麥粉目標(biāo)剖面圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，本次研究采用的高筋小麥粉符合機(jī)械鮮面條制作原料質(zhì)量要求。

（2）當(dāng)薏米粉添加量不超過(guò)10%時(shí)，各個(gè)指數(shù)均在機(jī)械鮮面條用小麥粉專用粉的目標(biāo)剖面圖范圍內(nèi)，說(shuō)明當(dāng)薏米粉添加量較少時(shí)，對(duì)混合粉的機(jī)械鮮面條加工特性影響不大。所以，市面上薏米粉添加量通常為10%[11]，但該混合粉的面條薏米粉含量較低，只能屬于概念產(chǎn)品，很難達(dá)到人們期望的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

（3）當(dāng)薏米粉的添加量在15%～25%時(shí)，混合粉6個(gè)剖面圖指數(shù)中的1～2個(gè)指數(shù)超出了目標(biāo)范圍。首先表現(xiàn)為吸水率指數(shù)明顯下降，說(shuō)明添加薏米粉對(duì)混合粉的吸水率影響較大，這將影響面條生產(chǎn)和面時(shí)的加水量，在和面階段調(diào)整合適的加水量，雖然對(duì)面條成型影響不大，但會(huì)影響機(jī)械鮮面條的出品率；其次是“面筋+指數(shù)”顯著降低，該指數(shù)描述的是面筋在加熱狀態(tài)下的耐揉特性，該指數(shù)明顯降低與面筋筋力下降有關(guān)，會(huì)影響混合粉面條的加工特性，如面條延伸性差、易斷條等，但可以通過(guò)選擇更高筋力的小麥粉或選用合適的食品添加劑進(jìn)行改良，從而實(shí)現(xiàn)提高薏米面條工業(yè)化生產(chǎn)中的薏米粉添加量目的。

（4）當(dāng)薏米粉添加量超過(guò)30%時(shí)，圖中有超過(guò)3個(gè)控制指標(biāo)已經(jīng)嚴(yán)重超出目標(biāo)深色區(qū)域，說(shuō)明這些添加量已經(jīng)完全不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

2.4 損傷淀粉結(jié)果分析

薏米—小麥混合粉的損傷淀粉結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可以看出，隨著薏米粉添加量的增加，混合粉的損傷淀粉含量逐漸下降，這是由混合粉中淀粉含量逐步降低導(dǎo)致?；旌戏蹞p傷淀粉含量下降也是導(dǎo)致混合粉吸水率降低的原因之一。通常，工業(yè)面條用小麥粉的損傷淀粉在17～22UCD之間，過(guò)高和過(guò)低的損傷淀粉含量均會(huì)導(dǎo)致面條蒸煮品質(zhì)和口感的降低。因此，當(dāng)薏米淀粉比例超過(guò)30%時(shí)，損傷淀粉含量已遠(yuǎn)超面條用小麥粉的損傷淀粉控制水平。

表4 薏米——小麥混合粉損傷淀粉情況

3 結(jié)論

（1）隨著薏米粉添加量的增加，薏米—小麥混合粉面團(tuán)硬度增大，延展能性降低，導(dǎo)致薏米面條的加工過(guò)程中壓面難度增大。隨著薏米粉添加量的增加，面團(tuán)吸水率降低，導(dǎo)致面條出品率降低，但對(duì)面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間的影響不大。添加薏米粉后，面團(tuán)升溫時(shí)的弱化更顯著，弱化谷值C2值降低，這與混合粉面筋含量下降導(dǎo)致面團(tuán)抗剪切能力下降有關(guān)。薏米粉的添加提高了混合粉的起始糊化溫度，降低了糊化峰值粘度、保持粘度、回生終點(diǎn)粘度和回生值，導(dǎo)致薏米面條比普通小麥面條需要更長(zhǎng)的煮熟時(shí)間，并且薏米粉的添加會(huì)使得面條嚼勁下降、口感變差，易黏牙。

（2）與機(jī)械鮮面條用小麥粉目標(biāo)剖面圖比較后發(fā)現(xiàn)：薏米粉添加量超過(guò)30%時(shí)，有的指標(biāo)嚴(yán)重與目標(biāo)值不符，說(shuō)明不適合薏米面條的工業(yè)化生產(chǎn)；薏米粉添加量不超過(guò)10%時(shí)，對(duì)面條品質(zhì)影響不顯著，該添加量與市面上大多薏米面條配方中的添加量一致，但薏米粉含量較低，產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提升有限；薏米粉的添加量在15%～25%時(shí)，在吸水率指數(shù)和“面筋+指數(shù)”上略顯不足，可以選擇更高筋力的小麥粉或選用合適的食品添加劑進(jìn)行改良，以彌補(bǔ)高比例薏米粉添加引起的面條缺陷。

（3）隨著薏米粉添加量的增加，混合粉的損傷淀粉含量逐漸下降。當(dāng)薏米粉添加量超過(guò)30%時(shí)，混合粉的損傷淀粉含量遠(yuǎn)超出了工業(yè)面條用小麥粉損傷淀粉控制范圍。因此，15%～25%的薏米粉添加量應(yīng)該是未來(lái)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化薏米面條產(chǎn)品的重點(diǎn)攻關(guān)方向。