微細化苦蕎全粉對面團特性的影響

張玲，趙國華，高飛虎，曾志紅，張雪梅，李雪，于卉

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶 北碚，400715)2(重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，重慶 九龍坡，401329)3(法國肖邦技術(shù)公司，北京，100000)4(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

微細化苦蕎全粉對面團特性的影響

張玲1，2，趙國華1,4*，高飛虎2，曾志紅2，張雪梅2，李雪2，于卉3

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶 北碚，400715)2(重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，重慶 九龍坡，401329)3(法國肖邦技術(shù)公司，北京，100000)4(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

以小麥面粉為對照，將經(jīng)過微細化處理后的苦蕎全粉按10%～50%比例添加于小麥面粉中，通過掃描電鏡、色差儀及混合試驗儀等對混合面團的結(jié)構(gòu)、色澤、流變特性等進行分析。結(jié)果表明，高比例利用苦蕎全粉原料可有效提高營養(yǎng)品質(zhì)；隨著苦蕎全粉原料添加比例的增加，面團中面筋結(jié)構(gòu)逐漸減少，面團色澤加深，粉體吸水率增加，形成時間、穩(wěn)定時間縮短，面筋弱化增大，面筋韌性下降。

苦蕎全粉；微細化； 配粉比例； 面團；特性

苦蕎 (Fagopyrumtataricum(L.) Gaertn.)，又名烏麥、菠麥、花蕎，是唯一作為糧食使用的蓼科植物，性味苦、平、寒，有利氣力、益耳目、續(xù)精神、寬腸健胃降氣的作用[1]。苦蕎籽粒除含有豐富的淀粉(62%～73%)之外，還富含黃酮、多酚、維生素等功效成分，其營養(yǎng)效價指數(shù)可達到80%～92%(小麥59%，大米70%)[2]，是集營養(yǎng)、保健和藥療于一體的天然營養(yǎng)食品，是雜糧中的珍品[3]。面制品是東方的主要主食之一，開發(fā)雜糧面制品是解決目前我國人民主食過于精細的有效途徑。目前市場苦蕎面制品主要是利用苦蕎芯粉與小麥粉按一定比例調(diào)制成面團而制成，這種方式雖克服了因苦蕎麩皮加入而使面制品口感變差的問題，但使占苦蕎籽粒干重約15%以上[4]且富含功能活性成分的苦蕎麩皮被大量廢棄。這最終使苦蕎面制品有名無實，對居民膳食營養(yǎng)的改善作用非常有限。本研究擬探討微細化處理提高苦蕎麥全粉在面制品中高比例添加的可行性，主要研究微細化苦蕎全粉添加量對面團的色澤、微觀結(jié)構(gòu)及流變學(xué)特性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

苦蕎籽粒，購于重慶市彭水縣；小麥面粉，市售滿香園特一粉；CD1試驗?zāi)シ蹤C，法國肖邦技術(shù)公司；SYFM-8型振動微粉碎機，濟南松岳機器有限責任公司；Mixolab 混合試驗儀，法國肖邦技術(shù)公司；S-3000N掃描電子顯微鏡，日本日立儀器有限公司；LyoQuest凍干機，西班牙Telstar；XT-48BN白度測定儀，杭州研特科技有限公司；CM-2300d分光測色計，柯尼卡美能達控股公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 微細化苦蕎全粉的制備

脫殼苦蕎籽?！謇頇C械性雜質(zhì)→一次磨粉(CD1實驗?zāi)シ蹤C)→粉體混勻→微粉碎(振幅5 mm、溫度0℃、時間10 min，200目篩)→微細化苦蕎全粉

1.2.2 面團制備

以小麥面粉為對照，將微細化苦蕎全粉與小麥面粉按質(zhì)量比10∶90，20∶80，30∶70，40∶60，50∶50混勻，加面粉質(zhì)量35%的水，揉20 min至面團光滑，醒發(fā)20 min后得到面團。

1.2.3 理化成分分析

粗蛋白含量測定采用凱氏定氮法(GB 5009.5)；灰分含量測定采用高溫灼燒法(GB 5009.4)；粗脂肪含量測定采用索氏抽提法(GB 5512)；膳食纖維含量測定采用ASP等[5]的酶重量法；總黃酮含量測定采用紫外分光光度法；總酚含量測定采用LIN等[6-7]的福林-酚法；濕面筋含量測定采用水洗法(GB 5506.1)。

1.2.4 面團色澤測定

以小麥面粉面團為對照，混合粉形成的面團白度(W)測定采用XT-48BN白度測定儀測定，色度采用CM-2300d分光測色計測定，色度指標包括亮度(L)、紅綠值(a)、黃藍值(b)和色差(△E)[8]。

1.2.5 面團結(jié)構(gòu)分析

將面團切成0.5 cm3的小塊，用3.5%的戊二醛固定24 h后，依次用體積分數(shù)30%、50%、70%、90%、100%的丙酮洗脫各20 min，常溫下將丙酮揮發(fā)后，放入-24 ℃冰箱冷凍24 h，再用凍干機將面團凍干20 h左右，得到掃描電鏡用固定化面團樣品[9]。測試前，將面團從中間切成薄片，用導(dǎo)電膠將少量樣品薄片粘在樣品座上后，置于離子濺射儀中鍍金30 s后，用S-3000N掃描電鏡在加速電壓3.0 kV和放大倍數(shù)1 000倍的條件下觀察樣品形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。

1.2.6 面團流變特性分析[10-11]

將小麥粉或混合粉(75 g)置于Mixolab混合實驗儀攪拌缽中，控溫過程為：30 ℃恒溫8 min，4 ℃/min升溫到90 ℃并保持7 min，再4 ℃/min降至50 ℃并維持5 min。整個攪拌過程以80 r/min的速度勻速攪拌，測試總時長為45 min，獲得測試曲線(圖1)，并據(jù)此得出面團的各流變指標。

圖1 Mixolab混合實驗儀示意曲線Fig.1 Example curve of Mixolab

1.2.7 統(tǒng)計分析

每個樣品重復(fù)測定3次，結(jié)果均表示為(平均值±標準偏差)。采用SPSS 21.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料粉的理化性質(zhì)分析

由表1可知，苦蕎全粉中的粗蛋白、粗脂肪、膳食纖維、總酚、總黃酮等營養(yǎng)成分均高于小麥粉。因此，從營養(yǎng)品質(zhì)的角度分析，苦蕎全粉優(yōu)于小麥面粉?？嗍w全粉中未能洗出濕面筋，說明苦蕎全粉中的蛋白缺乏形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的麥谷蛋白和醇溶蛋白[12]。

表1 苦蕎全粉與小麥粉的理化成分組成(干基)Table 1 The proximate composition of buckwheat whole flour and wheat flour (dry basis)

2.2 苦蕎全粉對面團色澤的影響

面團的色澤對后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)有重要的指導(dǎo)意義，良好的亮度和色澤表現(xiàn)可以大幅增加產(chǎn)品的感官評分。由于苦蕎淀粉本色(白度指標≤85)較一級食用小麥淀粉(白度指標≥92)深[13]，并且因為苦蕎全粉中混入了較多的苦蕎麩皮，因此微細化苦蕎全粉顏色較小麥面粉色澤深。由表2可見，隨著微細化苦蕎全粉配粉比例的增加，面團白度W、亮度L呈顯著下降趨勢；黃藍值b和色差△E隨著配粉比例的上升而增加，說明面團顏色逐漸變黃，顏色加深。

表2 添加苦蕎全粉對面團色澤的影響Table 2 Effects of the incorporation of buckwheat whole flour on the color of blend dough

注：同一列數(shù)據(jù)標有不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。

2.3 苦蕎全粉對面團面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響

小麥面粉中含有主要由醇溶蛋白和麥谷蛋白組成的面筋蛋白，是決定面團黏彈性的重要參數(shù)，面團形成過程中長時間的揉制，能夠使面團中形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對支撐面團形成特有的結(jié)構(gòu)有重要的意義[14-15]。苦蕎中雖含有較多的蛋白質(zhì)，但卻沒有能夠形成面筋的面筋蛋白。由電鏡掃描圖可見，在小麥面粉面團的微觀結(jié)構(gòu)里，可以看到大量的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而隨著面團中小麥粉含量的降低，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越少，當配粉比例達到40%～50%時，基本無法觀察到面筋結(jié)構(gòu)。可見，苦蕎全粉在面制品中添加量最大不能超過30%。

圖2 苦蕎全粉/小麥粉混合面團的掃描電鏡圖(×1 000)Fig.2 Scanning electron microstructure(×1 000)of blend dough

2.4 苦蕎全粉對面團流變特性的影響

由表3的數(shù)據(jù)可見，對照面粉的吸水率61.2%，穩(wěn)定時間6.3 min，形成時間4.73 min，該對照粉與高筋粉的粉質(zhì)特性相似，并且，對照面粉C2值為0.46 Nm，也表明了面筋韌性較強[16]。隨著粉體中微細化苦蕎全粉含量的增加，粉體吸水率逐漸上升，穩(wěn)定時間在微細化苦蕎全粉含量為20%時最長，形成時間10%～30%差異不顯著(p>0.05)。

為了研究隨著微細化苦蕎全粉混合比例的增加對面粉流變學(xué)特性的影響，本試驗將Mixolab的主要參數(shù)與苦蕎全粉混合比例做了相關(guān)分析，由表3和表4可得到如下結(jié)論：

(1)隨著苦蕎全粉添加比例增大，混合面團的吸水率顯著增加，吸水率與苦蕎全粉添加比例高度線性正相關(guān)(R2=0.946 1)。這可能是由于苦蕎全粉是經(jīng)過微細化處理的，破損淀粉含量的增加使面團吸水率增加[17]；由于纖維的極性基團對水分有較強的吸附作用[18-19]，谷物的纖維可加大面團的吸水率[20]，苦蕎全粉中含有較多的纖維，從而面團的吸水率上升；同時，苦蕎全粉含量增加時，游離脂肪酸含量增多，這影響了面團特性，導(dǎo)致面團的吸水率增加，雖然面團中影響吸水率的主要成分是面筋蛋白，苦蕎全粉不含面筋，但是其蛋白質(zhì)含量卻比小麥粉高，吸水率增高也可能是因為其他的蛋白質(zhì)成分，如球蛋白、醇溶蛋白等。

(2)苦蕎全粉的加入，使得混合面團的形成時間迅速降低(負相關(guān)，R2=0.855 4)，當添加量達到50%時，面團的形成時間僅為0.6 min。這可能是由于苦蕎全粉的混入使得面筋含量降低，而少量的面筋將更快地吸水膨脹形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得最大的稠度值出現(xiàn)提前。

(3)苦蕎全粉的添加量與面團的穩(wěn)定時間線性相關(guān)度低(R2=0.237 7)。隨著苦蕎全粉添加比例的增大，面團的穩(wěn)定時間前期有略微增大的趨勢，而當添加比例超過40%時，面團的穩(wěn)定時間迅速下降到1.2 min。這可能是由于當苦蕎全粉添加比例少時，面筋吸水形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，其中網(wǎng)絡(luò)包埋的其他苦蕎成分如脂類、糖類、維生素的增加使得面團的黏度能維持較大值，從而攪拌刀葉片仍然感受到較大的阻力，儀器將這部分黏度的特性也記錄為穩(wěn)定性。而當苦蕎全粉比例過大時，面筋含量將不足以包埋這些黏性成分，而使得面團的穩(wěn)定時間迅速降低[21]。

(4)Mixolab的面筋弱化谷值C2值，以及升溫弱化Cs-C2值和總?cè)趸礐1-C2均與苦蕎全粉的添加比例有較高的線性相關(guān)，決定系數(shù)(R2)分別是0.853 8，0.868 6和0.840 0。C2值的降低表明混合面團的面筋韌性下降，而Cs-C2和C1-C2的增大則表明混合面團的面筋熱穩(wěn)定性和總的混合穩(wěn)定性的降低[22-24]。這均與苦蕎全粉的混入使得混合粉中面筋比例降低有關(guān)。

表3 添加苦蕎全粉對面團流變液性的影響Table 3 Incorporative effects ofbuckwheat whole flour on the rheological parameters of blend dough

注：同一行數(shù)據(jù)標有不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。

表4 苦蕎全粉添加量(x，%)對面團特性(y)影響的線性(y=ax+b)回歸分析Table 4 Linear regression analysis between the addition of buckwheat whole flour and dough characteristics

(5)當面團溫度升高使得混合面團發(fā)生糊化后，可以看到，混合面團的峰值黏度C3、保持黏度C4以及回生終點黏度C5值均隨著苦蕎全粉添加量的增大而顯著降低，呈現(xiàn)線性負相關(guān)，它們相關(guān)性的決定系數(shù)(R2)分別是0.984 4，0.931 2和0.897 2。

(6)苦蕎全粉的添加比例增大，使得混合面團的回生終點值有下降的趨勢。對于面條產(chǎn)品而言，C5值與面條的嚼勁呈正相關(guān)，也就是說苦蕎全粉的加入，使得面條的嚼勁下降[25]。但C5值得降低，對于某些產(chǎn)品如糕點和面包類產(chǎn)品延緩老化速度、延長貨架期起到積極的作用。

3 結(jié)論與展望

苦蕎全粉的功能營養(yǎng)性優(yōu)于小麥面粉；在小麥面粉中添加一定比例的苦蕎全粉，隨著添加比例增大，混合面團的白度和亮度顯著下降，色差值增大；從不同苦蕎全粉添加量面團的微觀結(jié)構(gòu)看，隨著苦蕎全粉配粉比例的增大，面團中面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸減少，當添加量達到40%時，幾乎觀察不到面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從面團流變學(xué)特性看，隨著苦蕎全粉配粉比例的增加，會使面粉的吸水率增大，形成時間、穩(wěn)定時間縮短，面筋弱化增大，面筋韌性下降。本研究為非發(fā)酵面制品(掛面等)中選擇適宜的苦蕎全粉添加量提供理論支撐。從目前的研究來看，在制作苦蕎面條時需要添加增筋劑、增稠劑和膠體類產(chǎn)品，以改善由于苦蕎全粉比例的提高造成的筋力下降和黏度值過低等問題，也可以嘗試將苦蕎全粉用于低筋面制品類產(chǎn)品(如糕點)的生產(chǎn)。

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Effectofmicronizedtartarybuckwheatflouronitsdoughproperties

ZHANG Ling1,2，ZHAO Guo-hua1，4*，GAO Fei-hu2，ZENG Zhi-hong2，ZHANG Xue-mei2，LI Xue2，YU Hui3

1(College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China)2(Aro-product Storage and Processing Institute，Chongqing Academy of Agricultural Sciences，Chongqing 401329，China)3(France Chopin technology company，Beijing 100000，China)4(Chongqing Engineering Research Center of Regional Foods,Chongqing 400715,China)

Using wheat flour as control，the effects of micronized tartary buckwheat flour (10%-50%) on dough structure, color and rheological properties were investigated by Scanning Electron Microscopy，Colorimeter and Mixolab．The results show that the high ratio of micronized buckwheat flour can effectively improve the nutritional quality of wheat flour. With the increase of micronized buckwheat flour, the dough gluten structure decreased, color darkened and flour water absorption increased，dough forming and holding time decreased，gluten weakening increases，and gluten toughness decreased．

buckwheat flour； micronization； blending ratio； dough； properties

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014020

碩士研究生(趙國華教授為通訊作者,E-mail：zhaoguohua1971@163.com)。

國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFD0400204-2)；重慶市社會民生專項(cstc2015shmszx80017)；重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心能力提升項目(cstc2014pt-gc8001)

2017-02-11，改回日期：2017-04-11