超微粉碎蕎麥對面團(tuán)特性和面條品質(zhì)的影響

施建斌，隋 勇，蔡 沙，何建軍，熊 添，范傳會，陳學(xué)玲，家志文，王少華，蔡 芳，蔣修軍，梅 新,

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢 430064；2.湖北金銀豐食品有限公司，湖北隨州 441300）

蕎麥作為一種古老的雜糧作物，主要分布在我國干旱和半干旱地區(qū)[1-2]。蕎麥富含抗性淀粉和黃酮類物質(zhì)（主要是槲皮素和槲皮素糖苷），具有改善糖尿病、肥胖癥、冠心病等慢性疾病的功效[3-4]。在不同種植區(qū)被制成不同蕎麥制品，如蕎麥掛面、蕎麥饅頭、蕎麥碗托、蕎麥饸絡(luò)等[5-9]。蕎麥面條是蕎麥的主要制品之一，也是最容易被消費(fèi)者接受的蕎麥產(chǎn)品。蕎麥粉的添加會影響面條感官、質(zhì)構(gòu)和營養(yǎng)指標(biāo)。蕎麥中直鏈淀粉含量高，淀粉不易糊化，蒸煮時淀粉易從面條中脫落，導(dǎo)致面條的斷條率和蒸煮損失率增加[10]；蕎麥蛋白和小麥蛋白的差異較大，在和面過程中不能形成面筋網(wǎng)絡(luò)，過量的蕎麥添加會降低面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度、連續(xù)性和均勻性，使面團(tuán)彈性、韌性和延伸性劣化，進(jìn)而使得面條品質(zhì)下降[11-12]。

超微粉碎能使得物料尺寸大大降低，并使物料具有更好的溶解性、分散性、吸附性，進(jìn)而蓋面面團(tuán)和面條的特性。徐小云等[13]研究顯示，添加超微麥麩后，面團(tuán)的吸水率、峰值黏度和淀粉熱凝膠穩(wěn)定性顯著增加，面團(tuán)形成時間減少；面團(tuán)T2弛豫時間顯著縮短，自由水含量逐漸降低；面團(tuán)中蛋白質(zhì)α-螺旋和β-折疊含量上升，β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲含量下降；面筋網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性和致密性得到改善。鄭萬琴等[14]認(rèn)為超微粉碎不僅可以提高薯渣用量，還能降低其對面團(tuán)流變品質(zhì)的不利影響。Niu等[15]發(fā)現(xiàn)粒徑更小的小麥全粉能減低面團(tuán)的峰值黏度、谷值黏度和最終黏度，增加面團(tuán)穩(wěn)定時間，面條的硬度、彈性、黏結(jié)性和回彈性，超微粉碎是提升全谷物面團(tuán)的有效途徑。而超微粉碎后的蕎麥添加對面團(tuán)特性和面條品質(zhì)的影響還不明確，因此本文將系統(tǒng)研究超微粉碎蕎麥粉添加對混合粉溶劑保持力、糊化特性、熱機(jī)械特性和面條蒸煮、質(zhì)構(gòu)特性影響，以期為蕎麥面條的品質(zhì)提升和相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)提供重要理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高筋小麥粉 五得利面粉集團(tuán)公司；去殼蕎麥米 五常彩橋米業(yè)有限公司；乳酸、蔗糖、碳酸鈉分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

ZNC-300超微粉碎機(jī) 北京永恒鑫盛科技公司；FC1-220型電動壓面機(jī) 武漢豐創(chuàng)機(jī)械設(shè)備有限公司；TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System；RAV 4500快速黏度測定儀 瑞典波通科技公司；Mixolab 2混合試驗儀 法國肖邦技術(shù)公司；ASMDA1000和面機(jī) 北美電器有限公司；FW-100型氣流超微粉碎機(jī) 天津泰斯特儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 蕎麥超微粉碎處理 蕎麥經(jīng)過常規(guī)粉碎后過60目篩，在超微粉碎機(jī)中粉碎30 min過400目篩網(wǎng)后備用。

1.2.2 混合粉與添加蕎麥粉面條的制備 稱取不同質(zhì)量的超微處理后的蕎麥粉與高筋小麥粉混合，制成含有0%、4%、8%、12%、16%、20%蕎麥粉的混合粉，備用。

在混合粉中加入適量水，和面8～10 min，溫度35 ℃、濕度85%熟化30 min后，反復(fù)壓延5次，最后在壓輥軋距間隙2.0 mm處壓片并切成直徑2.0 mm圓面條，室溫晾干，備用。

1.2.3 混合粉溶劑保持能力（solvent retention capacity，SRC） 參照GB/T 35866-2018的方法進(jìn)行測定。基本操作如下：準(zhǔn)確稱量的5.000 g混合粉（m）于已稱重的離心管（m1）中并加入25.00 g溶液（去離子水，50%蔗糖溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），5%碳酸鈉溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），5%乳酸溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）），劇烈搖動使其混合均勻，置于試管架上膨脹20 min，期間在5、10、15、20 min時快速搖動5 s。最后一次搖動后，在1000×g離心力下離心15 min，棄上清液后將試管倒立10 min稱重（m2），測定之前測定混合粉水分M1，按照下式計算SRC。

1.2.4 混合粉糊化特性測定 參照GB/T 24853-2010的方法進(jìn)行測定。主要過程如下：稱取2.5 g混合粉（濕基水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%），加25 mL去離子水。0～20 s在960 r/min條件下從室溫加熱至25 ℃，然后在160 r/min條件下恒溫60 s，在840 s內(nèi)逐漸升溫至95 ℃后恒溫600 s，570 s內(nèi)降溫至50 ℃后恒溫570 s，根據(jù)糊化曲線計算峰值黏度、谷值黏度、衰減值、最終黏度、回生值等。

1.2.5 混合粉熱機(jī)械特性測定 參照GB/T 37511-2019采用Mixolab 2對混合粉的熱機(jī)械特性進(jìn)行測定。試驗協(xié)議為Chopin+，攪拌刀轉(zhuǎn)速為80 r/min，面團(tuán)質(zhì)量為75 g，水箱溫度為30 ℃，目標(biāo)扭矩為1.1±0.05 N·m。運(yùn)行過程中溫度設(shè)置分為三個階段：第一階段（恒溫階段），30 ℃保持8 min；第二階段（升溫階段），以4 ℃/min升溫到90 ℃，并在此溫度下保持10 min；第三階段（降溫階段），以4 ℃/min從90 ℃降溫到50 ℃，并在此溫度下保持5 min。

1.2.6 蕎麥面條蒸煮特性測定 蕎麥面條最佳蒸煮時間、蒸煮斷條率、蒸煮吸水率和蒸煮損失率的測定參照LS/T 3212-2021進(jìn)行。

1.2.7 面條質(zhì)構(gòu)特性分析 面條在最佳蒸煮時間下蒸煮后，過涼水10 s，對其進(jìn)行TPA、剪切力和拉伸強(qiáng)度測定，每次測定最少重復(fù)6次。測定參數(shù)參考相關(guān)文獻(xiàn)[16]。

TPA測定：探頭型號：P36/R。參數(shù)設(shè)定：模式：壓縮；測試前運(yùn)行速度：1 mm/s；測試速度：5 mm/s；測試結(jié)束返回速度：5 mm/s；壓縮程度：75%；觸發(fā)形式：自動-5 g。

剪切力測定：探頭型號：A/LKB-F。參數(shù)設(shè)定：模式：壓縮；測試前運(yùn)行速度：2 mm/s；測試速度：0.8 mm/s；測試結(jié)束返回速度：0.8 mm/s；壓縮程度：90%；觸發(fā)形式：自動-3 g。

拉伸強(qiáng)度測定：探頭型號：Code A/SPR。參數(shù)設(shè)定：模式：拉伸；測試前速度：2 mm/s；測試速度：2 mm/s；測試結(jié)束返回速度：10 mm/s；觸發(fā)距離：100 mm；觸發(fā)形式：Auto-0.5 g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 超微粉碎蕎麥粉添加量對混合粉溶劑保持力的影響

超微粉碎蕎麥粉添加量對混合粉溶劑保持力的影響見圖1。由圖1可見，隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加，混合粉的蔗糖SRC、碳酸鈉SRC和乳酸SRC顯著增加（P＜0.05）。當(dāng)蕎麥粉添加量為20%時，混合粉的蔗糖SRC、碳酸鈉SRC和乳酸SRC分別為182.66%、223.02%、177.99%。蔗糖SRC是模擬餅干或高糖餅干環(huán)境，與混合粉中聚阿拉伯糖木糖相關(guān)；碳酸鈉SRC與破碎淀粉含量相關(guān)；乳酸SRC與面團(tuán)谷蛋白網(wǎng)絡(luò)形成和谷蛋白網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度有關(guān)[17-18]。蕎麥中含有較高的膳食纖維，通過粉碎將部分不可溶性的膳食纖維變成可溶性膳食纖維；超微粉碎在降低蕎麥粒徑時會使完整的淀粉顆粒變成破損淀粉。因此，超微粉碎蕎麥粉的添加會導(dǎo)致混合粉蔗糖SRC、碳酸鈉SRC升高。乳酸SRC隨著超微粉碎蕎麥粉的添加量的增加而增加，說明超微粉碎蕎麥粉的添加會促進(jìn)谷蛋白網(wǎng)絡(luò)的形成。蒸餾水SRC與面粉全部組成有關(guān)，反映了混合粉綜合特性[19-20]。而蒸餾水SRC隨著蕎麥添加量的變化規(guī)律不明顯，說明超微粉碎蕎麥粉的添加對混合粉吸水性無明顯的影響。

圖1 超微粉碎蕎麥粉添加量對混合粉溶劑保持力的影響Fig.1 Effects of micronized buckwheat addition on SRC of mixed powder

2.2 超微粉碎蕎麥粉添加量對混合粉糊化特性的影響

超微粉碎蕎麥粉添加對混合粉糊化特性影響見圖2。由圖2可見，隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加，混合粉的峰值黏度、谷值黏度、最終黏度都呈先減小后增加的趨勢。峰值黏度、谷值黏度、最終黏度在添加量為12%時最小，分別為242.00、202.00、408.50 cP；之后隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加而增加，添加量為20%時最大，分別為3383.33、275.67、569.00 cP。研究發(fā)現(xiàn)隨淀粉含量降低面團(tuán)峰值黏度、谷值黏度、最終黏度降低，而隨破碎淀粉含量的增加峰值黏度、谷值黏度、最終黏度呈增加趨勢[21-22]。蕎麥中淀粉含量低于小麥粉，超微粉碎蕎麥粉的添加導(dǎo)致混合粉中淀粉總含量降低；此外，通過超微粉碎蕎麥粉中破碎淀粉含量大大增加，隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加混合粉中破碎淀粉含量也逐漸增加。因此，在淀粉含量和破碎淀粉的相互作用下，混合粉的糊化特性呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢?；厣惦S超微粉碎蕎麥粉添加量的增加呈先上升后下降，這說明在添加8%～12%時不容易回生，過多的蕎麥粉添加會導(dǎo)致面條熟化后更加容易回生。衰減值與淀粉粒膨脹后的強(qiáng)度有關(guān)，衰減值越小說明淀粉熱糊穩(wěn)定性越好[23]。衰減值隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加而增加，說明超微粉碎蕎麥粉添加導(dǎo)致淀粉熱穩(wěn)定性下降，但是在添加量為0～12%內(nèi)回生值之間無顯著性差異（P＞0.05）。

圖2 超微粉碎蕎麥粉添加量對混合粉糊化特性的影響Fig.2 Effects of micronized buckwheat addition on the pasting properties of mixed powder

2.3 超微粉碎蕎麥粉添加對面團(tuán)蛋白組分熱機(jī)械特性影響

超微粉碎蕎麥粉添加對面團(tuán)蛋白組分熱機(jī)械特性影響見表1。由表1可見，添加超微粉碎蕎麥粉后，面團(tuán)的吸水率顯著增加，在0～20%范圍內(nèi)，吸水率從56.80%增加到60.50%，增加了3.7%。這主要是因為破碎淀粉結(jié)晶區(qū)被破壞，能夠使水分子進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部[24]。面團(tuán)形成時間和穩(wěn)定時間都隨超微粉碎蕎麥粉的添加而減小，未添加蕎麥粉時面團(tuán)形成時間為3.34 min，添加蕎麥粉后面團(tuán)形成時間顯著降低（P＜0.05），但是不同添加量之間無顯著性差異（P＞0.05）；穩(wěn)定時間從未添加時的5.87 min降低到4.61 min。有研究發(fā)現(xiàn)添加常規(guī)粉碎的蕎麥粉，面團(tuán)的吸水率、形成時間和穩(wěn)定時間隨著添加量的增加而增加；而添加超微粉碎蕎麥粉面團(tuán)的吸水率、形成時間和穩(wěn)定時間隨著添加量的增加而降低，粒徑越小這種趨勢越明顯[25-26]。

表1 超微粉碎蕎麥粉添對面團(tuán)蛋白組分熱機(jī)械特性的影響Table 1 Effects of micronized buckwheat addition on the thermomechanical characteristic of protein of mixed powder

C1-C2值表示面團(tuán)的弱化度，反映了面條在攪拌過程中對機(jī)械攪拌的承受能力。從表中能看出隨著蕎麥粉添加量的增加，表明面團(tuán)弱化度呈隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加而增加。蕎麥中不含面筋蛋白，蕎麥的添加會使得混合粉的面筋被稀釋，降低混合粉面筋強(qiáng)度，弱化度增加[27]。α為加熱作用下蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)弱化的速度，各個添加量之間無顯著性差異（P＞0.05），說明超微粉碎蕎麥粉的添加對混合粉蛋白網(wǎng)絡(luò)弱化速度無顯著影響（P＞0.05）。

2.4 超微粉碎蕎麥粉添加對面團(tuán)淀粉組分熱機(jī)械特性的影響

超微粉碎蕎麥粉添加對面團(tuán)淀粉組分熱機(jī)械特性影響見表2。C3-C2值表示淀粉的糊化特性，差值越大，表示混合粉中淀粉糊化特性越強(qiáng)，黏度變化大。從表中能看出，隨著超微蕎麥粉添加量的增加C3-C2值逐漸降低，添加量為20%時僅為1.26 N·m，這說明蕎麥添加使混合粉的淀粉糊化特性減低，面團(tuán)峰值黏度降低，淀粉顆粒膨脹程度減低。C3-C4差值表示淀粉的熱穩(wěn)定性，差值越小表示淀粉熱穩(wěn)定性越強(qiáng)。C5-C4值表示淀粉回生特性，其差值越小說明淀粉不易回生。由表2可以看出，在超微粉碎蕎麥粉添加量為0～4%時，C3-C4值均為-0.03 N·m，說明混合粉在淀粉在糊化過程熱穩(wěn)定性中有增加趨勢；而在添加量為8%～20%范圍內(nèi)，混合粉中淀粉熱穩(wěn)定性降低，但他們之間無顯著性差異（P＞0.05）。隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加，混合粉的C5-C4值從1.13 N·m降低到0.74 N·m，說明了超微粉碎蕎麥粉的添加能夠延緩面團(tuán)的回生性，這與前任結(jié)論相同[28]。β和γ值分別為淀粉糊化速度和淀粉酶水解淀粉的速度，淀粉糊化速度先減小后增加，添加量為8%～16%時無顯著性差異（P＞0.05）；淀粉酶水解淀粉的速度降低，從正值變?yōu)樨?fù)值。

表2 超微粉碎蕎麥粉添加對面團(tuán)淀粉組分熱機(jī)械特性的影響Table 2 Effects of micronized buckwheat addition on the thermomechanical characteristic of starch of mixed powder

添加超微粉碎蕎麥粉對面團(tuán)指數(shù)影響見圖3。由圖3可見，隨著擠壓蕎麥粉添加量的增加，面團(tuán)的吸水指數(shù)增加，而混合指數(shù)、黏度指數(shù)、淀粉酶指數(shù)和回生指數(shù)下降，面筋指數(shù)不變。這說明添加蕎麥粉后面團(tuán)吸水率增加，面團(tuán)穩(wěn)定性、黏度、酶活降低，而產(chǎn)品不易回生，貨架期較長[29]。

圖3 超微粉碎蕎麥粉添加對面團(tuán)指數(shù)的影響Fig.3 Effects of micronized buckwheat addition on the index profile of dough

2.5 超微粉碎蕎麥粉添加量對面條蒸煮特性的影響

超微粉碎蕎麥粉添加對面條蒸煮特性影響見表3 。由表3可見，未添加超微粉碎蕎麥粉的蒸煮時間為5.00 min，添加蕎麥粉后蒸煮時間有小幅增加，在添加量為12%時蒸煮時間最大為6.00 min。面條蒸煮斷條率不超過5%，符合LS/T 3212-2021的規(guī)定。面條蒸煮吸水率在蕎麥添加量為0～16%范圍無顯著性差異（P＞0.05），添加量為20%時蒸煮吸水率最低為181.25%。未添加超微粉碎蕎麥粉時蒸煮損失率為3.22%；添加蕎麥粉后蒸煮損失率顯著增加（P＜0.05），但是添加量4%～20%范圍內(nèi)蒸煮損失率之間無顯著性差異（P＞0.05）。研究發(fā)現(xiàn)在面粉中添加超微粉碎蕎麥粉導(dǎo)致面團(tuán)中破損淀粉含量增加，一定范圍內(nèi)，隨著破損淀粉含量的增加面團(tuán)內(nèi)部面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性增加，提升面條品質(zhì)；但是過量的破損淀粉導(dǎo)致面團(tuán)結(jié)構(gòu)松散，降低面條品質(zhì)[30]。

表3 超微粉碎蕎麥粉添加量對面條蒸煮特性的影響Table 3 Effects of micronized buckwheat addition on the cooking characteristic of noodles

2.6 超微粉碎蕎麥粉添加對面條質(zhì)構(gòu)特性影響

超微粉碎蕎麥粉添加對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響見表4。由表4可見，隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加面條硬度、黏度和回復(fù)性總體呈先增加后減小的趨勢，蕎麥粉添加量12%時硬度和黏性最高分別為5516.17 g、33.67 g·s，添加量16%時回復(fù)性最大。拉伸距離和剪切力總體呈減小的趨勢，拉升距離在添加量為20%時最小為38.82 mm；與小麥面條相比，添加蕎麥粉后面條剪切力顯著降低（P＜0.05）。通過超微粉碎處理后蕎麥粉具有較小的粒徑，較高的破碎淀粉含量，小粒徑有利于面團(tuán)致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，較高的破碎淀粉能夠提高面條的黏結(jié)作用，使得淀粉、蛋白、纖維等組成之間結(jié)合程度加強(qiáng)，提升了面條的緊實度[21]，但是過多蕎麥粉的添加導(dǎo)致面筋蛋白被稀釋，因此也會導(dǎo)致面條品質(zhì)劣化。

表4 超微粉碎蕎麥粉添加對面條質(zhì)構(gòu)特性影響Table 4 Effects of micronized buckwheat on the textural characteristic of noodles

3 結(jié)論

隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加，混合粉的蔗糖、碳酸鈉和乳酸SRC顯著增加（P＜0.05），超微粉碎蕎麥粉添加量為20%時，混合粉的蔗糖SRC、碳酸鈉SRC和乳酸SRC分別為182.69%、223.02%、177.98%?；旌戏鄯逯叼ざ取⒐戎叼ざ?、最終黏度呈先減小后增加的趨勢，在添加量為12%時最小，分別為242.00、202.00、408.50 cP。面團(tuán)的吸水率隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加而增加，在0～20%范圍內(nèi)，吸水率從56.80%增加到60.50%；隨超微粉碎蕎麥粉添加量的增加面團(tuán)的形成時間和穩(wěn)定時間都減小，未添加蕎麥粉時面團(tuán)形成時間為3.34 min，添加蕎麥粉后面團(tuán)形成時間顯著降低（P＜0.05），穩(wěn)定時間從5.87 min降低到4.61 min。糊化特性、熱穩(wěn)定性和回生值隨著超微粉碎蕎麥粉添加量的增加而降低。面條的硬度、黏度和回復(fù)性隨超微粉碎蕎麥粉的增加總體呈先增加后減小的趨勢。