加工工藝對麩皮酶處理全麥掛面品質(zhì)影響的研究

汪麗萍，劉 姣，劉艷香，田曉紅，劉 明，譚 斌，翟小童，吳娜娜

(國家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037)

近年來，全谷物食品由于其營養(yǎng)健康價值而得到迅猛發(fā)展。根據(jù)敏特公司全球新產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(Mintel Global New Products Database)的資料，從2000年開始到2011年的十多年間，世界范圍內(nèi)的全谷物食品新產(chǎn)品增長了20多倍[1]。美國全谷物理事會的統(tǒng)計資料也顯示，截止到2015年9月已經(jīng)有超過10 500個不同產(chǎn)品標(biāo)有全谷物標(biāo)識，在44個國家得以推廣[2]。目前，全谷物食品的發(fā)展在我國也呈逐年上升的態(tài)勢。全麥?zhǔn)称肥且活愔匾娜任锸称?。國外有關(guān)全麥面包、餅干等主食品、方便食品的研究報道很多，我國有關(guān)全麥?zhǔn)称返难芯坎艅倓偲鸩?。掛面是我國的傳統(tǒng)主食，也是產(chǎn)值較大的面制品之一。因此，全麥掛面是我國全麥?zhǔn)称钒l(fā)展的一個重要方向。

在全麥掛面的制作過程中，麩皮的存在導(dǎo)致了面團(tuán)延展性差、面片表面易脫皮，面條口感粗糙等問題。前期研究顯示，利用內(nèi)切型木聚糖酶對麩皮適當(dāng)處理后，面片和面條的外觀細(xì)膩度有所改善，并且提高了面條的營養(yǎng)品質(zhì)[3]。田曉紅等研究穩(wěn)定化處理后的麩皮粗細(xì)度對全麥掛面品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示麩皮顆?！?0目時全麥掛面品質(zhì)得到明顯改善[4]。然而，除了原料特性對面條品質(zhì)有一定影響外，加工工藝對面條品質(zhì)也起著至關(guān)重要的作用。

面條加工工藝流程為和面、熟化、壓片和干燥等，影響面條制作的因子很多，其中加水量、熟化、和面等最為重要[5]。張波[6]等通過分析面條感官質(zhì)量影響因素，發(fā)現(xiàn)熟化時間、和面時間和加水量對面條的硬度和彈性有顯著影響。李韋謹(jǐn)[7]也指出加水量是影響面條感官質(zhì)量的重要因素，其次是和面時間和壓延比。全麥掛面不同于小麥粉掛面，目前有關(guān)全麥掛面加工工藝對其品質(zhì)影響的研究還鮮有報道。為了進(jìn)一步提高全麥面條品質(zhì)，本實(shí)驗在前期研究的基礎(chǔ)上，以酶解麩皮全麥粉制作掛面，以面條蒸煮品質(zhì)和感官品質(zhì)為考察指標(biāo)，研究全麥掛面加工工藝(加水量、和面時間、加水溫度、熟化溫度和熟化時間)對面條品質(zhì)的影響規(guī)律，以期為全麥掛面加工的工業(yè)化發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥：山東峰宇面粉有限公司；木聚糖酶：諾維信生物科技有限公司。

LM-85/40實(shí)驗?zāi)シ蹤C(jī)：無錫穗邦科技有限公司；FW-100高速萬能粉碎機(jī)：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；JFZD粉質(zhì)儀：北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；LGJ-10D冷凍干燥機(jī)：北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司；JHMZ 200實(shí)驗和面機(jī)：北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心；JMTD-168/140實(shí)驗面條機(jī)：北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司； DGG-9000型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海森信實(shí)驗儀器有限公司；PRX-35013智能人工氣候箱：寧波海曙賽德實(shí)驗儀器廠。

1.2 實(shí)驗方法

1.2.1 小麥粉和麩皮制備

參照文獻(xiàn)[3]對小麥進(jìn)行磨粉，制得麩皮和小麥粉。

1.2.2 麩皮酶解處理及全麥粉加工工藝

參照文獻(xiàn)[3]，稱取150 g小麥麩皮，粉碎后過40目篩，與1.0%的木聚糖酶(以原料干重計)混合，再將混合物置于粉質(zhì)儀中，粉質(zhì)儀用55 ℃水循環(huán)加熱，在1～3 min內(nèi)噴灑預(yù)先加熱的水，攪拌使水均勻分布于樣品中，調(diào)節(jié)混合物水分含量至60%，攪拌機(jī)密封以避免水分的蒸發(fā)。酶解4 h后將樣品取出，冷卻到室溫后立即進(jìn)行冷凍干燥，干燥樣品即為酶處理后的麥麩粉。將麥麩粉粉碎過100目篩，與自制小麥粉按產(chǎn)出率70%比例復(fù)配成100%全麥粉。

1.2.3 全麥掛面的制作及評價方法

1.2.3.1 全麥掛面的制作 參照田曉紅[8]方法進(jìn)行加工制作。分別考察加水量(34%、36%、38%、40%、42%)、和面時間(1、2、3、4、5 min)、加水溫度(0、20、25、30、35 ℃)、熟化溫度(25、30、35、40、45 ℃)、熟化時間(15、30、45、60、75 min)5項單因素對全麥掛面品質(zhì)的影響。

1.2.3.2 面條蒸煮品質(zhì)評價 參照田曉紅[8]方法，蒸煮品質(zhì)包括煮熟增重率和干物質(zhì)損失率。

1.2.3.3 面條感官評價 取15 g待品嘗的干面條，放到2 000 mL開水中，保持微沸狀態(tài)(電磁爐功率為1 200 W)煮至最佳蒸煮時間，將面條取出，放在自來水下快速沖淋30 s，瀝干水后放入盤中，由5位經(jīng)過培訓(xùn)的人員對面條進(jìn)行品嘗評分，取5個人的評分平均值作為最終面條的評分結(jié)果。評分標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 掛面感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS 21進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 加水量對全麥掛面品質(zhì)的影響

在面條制作過程中，加水量是影響面條制作的關(guān)鍵因子。前人研究小麥粉面條制作過程中加水量的范圍一般在 33%～37%。加水量過少，面筋形成不充分；過多，則在加工時容易粘輥或斷條[9]。

2.1.1 加水量對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

由表2可以看出，隨著加水量的增加，全麥掛面的最佳煮制時間呈先上升后下降趨勢，過低和過高的加水量都會造成面條不耐煮；面條煮熟增重率整體上無明顯差異，變幅為117.8%～122.1%，由此可見加水量對全麥掛面的煮熟增重率影響并不顯著。干物質(zhì)損失率呈先上升后下降趨勢，在34%和40%加水量時干物質(zhì)損失率達(dá)到最小值11.2%和11.2%，說明這2種加水量面條烹調(diào)時，面條流失到面湯中的物質(zhì)較少。

表2 加水量對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

注：不同字母表示各行數(shù)值在P<0.05水平具有顯著差異。

2.1.2 加水量對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

圖1 加水量對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

由圖1可以看出，加水量對全麥掛面的感官品質(zhì)影響較顯著，隨著加水量的增加，面條的色澤、表觀狀態(tài)、亮澤度、適口性、韌性、爽滑性、食味都成不斷上升的趨勢，其中對色澤、表觀狀態(tài)和適口性影響較大，對亮澤度、韌性、爽滑性和食味影響較小。加水量為34%～42%時面條的感官評價總分分別為77.2、81.3、90.2、93.8、95.8分(總分120)，可見加水量在42%時面條的感官評價總分最高，但是40%加水量之后面條的色澤、表觀狀態(tài)和適口性變化都不再明顯。主要是因為全麥粉中富含麩皮膳食纖維等易吸水性物質(zhì)，加水量少時，全麥粉中的多糖、淀粉和蛋白質(zhì)等不能充分吸水脹潤，全麥粉水化不完全，面條結(jié)構(gòu)不緊密，麩皮顆粒易脫落，面片干裂不平整，掛面表面粗糙，適口性差；加水量充足，全麥粉水化完全，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接緊密，面條質(zhì)地細(xì)膩，口感好。

綜合面條蒸煮品質(zhì)和感官品質(zhì)指標(biāo)，對于麩皮酶解再添加的全麥掛面來說，40%的加水量時面條的干物質(zhì)損失率較小，面條的表觀狀態(tài)、適口性和韌性較好。42%的加水量雖然使面條的感官評價分?jǐn)?shù)最高，但是在和面過程中發(fā)現(xiàn)加水量大會使得和成的面團(tuán)過濕易結(jié)塊，醒發(fā)45 min后，面片在壓制過程中容易被拉伸，在壓片和切條時容易粘輥?zhàn)?。因此?0%的加水量相對比較合適，全麥掛面加工所需的加水量較普通小麥粉面條多3%～7%。

2.2 和面時間對全麥掛面品質(zhì)的影響

和面時間對全麥面條品質(zhì)具有一定的影響。機(jī)械的捏合和攪拌不僅會促使小麥麩皮和小麥粉的充分混合，而且會促使面團(tuán)面筋的形成。和面時間不足會造成全麥粉混合不充分，面片顏色不均一，使面筋形成不完全；和面時間過長，面團(tuán)溫度會上升，造成面團(tuán)過熟，攪拌時間越長面團(tuán)越濕黏，對面團(tuán)整形操作有不利影響。一般來說和面時間的長短與和面機(jī)的速度、類型及容量等因素有關(guān)[10]。

2.2.1 和面時間對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

由表3可以看出，隨著和面時間的增加，全麥面條的最佳煮制時間成不斷上升的趨勢，說明和面時間越長，面條越耐煮；面條的煮熟增重率隨著和面時間的延長呈先上升后下降的趨勢，和面1 min時，全麥粉與水并未成為一體，水化作用僅發(fā)生一部分，面團(tuán)顆粒大，有部分水還未和麩皮結(jié)合，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還未形成完全，淀粉等大分子物質(zhì)還未完全包埋進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，因此吸水率較低，在3 min時面條的吸水率最大，可達(dá)126.7%，說明面團(tuán)的水化作用已經(jīng)完全，多糖、淀粉和蛋白質(zhì)等物質(zhì)充分吸水，之后面

表3 和面時間對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

注：不同字母表示各行數(shù)值在P<0.05水平具有顯著差異。

條吸水率降低是因為和面時間過長，會使已形成的面條網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，降低麩皮的吸水性和面團(tuán)面筋的生成率[11]。面條的干物質(zhì)損失率隨著和面時間的延長先下降后上升，但無明顯差異。

2.2.2 和面時間對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

由圖2可以看出，和面時間對全麥面條的感官品質(zhì)影響較顯著，隨著和面時間的增加，面條的色澤、表觀狀態(tài)、亮澤度、適口性和爽滑性差異明顯，其中面條的色澤、表觀狀態(tài)、適口性和爽滑性評分都成上升趨勢，亮澤度在3 min和4 min時面條的評分最高。和面時間在1～5 min時全麥掛面感官評價總分分別為84.4、89.5、97.0、96.4和95.4分，在3 min時感官評價總分最高。可能是因為和面時間在3 min前，面條網(wǎng)絡(luò)逐漸形成并穩(wěn)定，大分子物質(zhì)吸水膨脹也逐漸達(dá)到最佳，各項感官指標(biāo)逐漸增大，但3 min后由于攪拌過程中水分散失以及攪拌力對麩皮中纖維與面筋的破壞力逐漸加大引起面條的有些感官指標(biāo)逐漸降低[12]。

圖2 和面時間對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

綜合面條蒸煮品質(zhì)和感官品質(zhì)指標(biāo)，和面時間3 min時面條的煮熟增重率最大，面條的色澤、表觀狀態(tài)(干)、亮澤度、適口性、爽滑性及總分最高，因此，3 min和面時間相對比較合適。

2.3 加水溫度對全麥掛面品質(zhì)的影響

加水溫度對全麥面條品質(zhì)具有一定的影響。工業(yè)生產(chǎn)中溫度包括機(jī)器的產(chǎn)熱、加水溫度、室溫、面粉溫度、攪拌升溫[13]等，它們對面條品質(zhì)均有影響。然而機(jī)器發(fā)熱等因素較難控制，并且水的比熱容大，因此在面條工業(yè)化生產(chǎn)中主要采取控制加水溫度來調(diào)節(jié)溫度對面團(tuán)和面條品質(zhì)的影響。

2.3.1 加水溫度對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

由表4可以看出，全麥面條的最佳煮制時間隨加水溫度的升高成逐漸降低的趨勢，說明加水溫度越高，面條越不耐煮。此外從上表也可知，當(dāng)加水溫度在20～35 ℃時，面條的煮熟增重率呈先增加后降低的趨勢，在20 ℃時達(dá)到最大值，為123.44%，可能是因為水溫處于室溫時，麩皮中的纖維類物質(zhì)吸水溶脹，與面團(tuán)中的面筋蛋白形成更大更牢固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，煮制面條時包埋在面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)、淀粉充分吸水，吸水率增大；水溫太高，達(dá)到面團(tuán)熟化溫度，由于過早熟化導(dǎo)致超過了面團(tuán)最佳的熟化時間，吸水率呈現(xiàn)降低的趨勢。面條的干物質(zhì)損失率呈無規(guī)律變化。

表4 加水溫度對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

注：不同字母表示各行數(shù)值在P<0.05水平具有顯著差異。

2.3.2 加水溫度對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

由圖3可以看出，隨著加水溫度的升高，面條的色澤、表觀狀態(tài)、適口性、粘性、爽滑性和食味差異明顯，并且這些指標(biāo)評分都呈先上升后下降的趨勢，在20 ℃時面條的色澤、表觀狀態(tài)(干)和爽滑性評分最高，在25 ℃時面條的粘性評分最高。加水溫度在0、20、25、30、35 ℃時全麥掛面感官評價總分分別為89.8、97.5、97.5、92.1和89.5分，在加水溫度20 ℃和25 ℃時面條的感官評價總分最高，這可能是因為在此溫度范圍內(nèi)，小麥麩皮膳食纖維的親水性達(dá)到最好，吸水速率加快，充足的水分更有利于面團(tuán)的黏結(jié)形成，使包埋蛋白質(zhì)和淀粉顆粒的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠緊密的結(jié)合，因此做出的面條外觀細(xì)膩，口感爽滑。

圖3 加水溫度對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

綜合面條蒸煮品質(zhì)和感官品質(zhì)指標(biāo)，加水溫度20 ℃時面條耐煮、煮熟增重率最大，且干物質(zhì)損失率比25 ℃時面條的干物質(zhì)損失率略低，面條的色澤、表觀狀態(tài)(干)和爽滑性評分最高，因此，20 ℃加水溫度相對比較合適。

2.4 熟化溫度對全麥掛面品質(zhì)的影響

熟化溫度對全麥面條品質(zhì)具有一定的影響。對于面團(tuán)來講，熟化是和面過程的繼續(xù)[14]，熟化過程中需要恒溫的環(huán)境，才能保證熟化的質(zhì)量以及后續(xù)工序的良好品質(zhì)。面團(tuán)熟化較理想的熟化溫度是25 ℃，接近于常溫，宜低不宜高[15]。

2.4.1 熟化溫度對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

由表5可以看出，不同的熟化溫度對全麥面條的最佳煮制時間影響不大，變幅在4.33～4.42 min之間；隨著面團(tuán)熟化溫度的升高，面條煮熟增重率整體變化不大；干物質(zhì)損失率在25 ℃和30 ℃時最小。造成這種現(xiàn)象的原因可能是小麥麩皮中的纖維在較低的熟化溫度條件下能與面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合，從而形成更大一些的網(wǎng)絡(luò)骨架，有效地將全麥面條中的淀粉顆粒包埋進(jìn)去，使其不易落入水中，降低了淀粉等物質(zhì)的失落率。

表5 熟化溫度對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

注：不同字母表示各行數(shù)值在P<0.05水平具有顯著差異。

2.4.2 熟化溫度對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

圖4 熟化溫度對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

由圖4可以看出，熟化溫度對于全麥面條的感官評價指標(biāo)如亮澤度、適口性、韌性、爽滑性和食味的影響較小，對色澤、表觀狀態(tài)和粘性的影響較大。熟化溫度25 、30、35、40、45 ℃時全麥掛面感官評價總分分別為91.4、92.6、88.9，85.1、81.3分，在面團(tuán)熟化溫度為30 ℃時全麥面條感官評價總分最高，并且此時面條的表觀狀態(tài)和粘性評分也都達(dá)到最高，說明此時面條的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成最充分、最牢固，達(dá)到與水分、多糖、淀粉、脂類等大分子完全溶合，從而使面條的表觀狀態(tài)和粘性表現(xiàn)最好。

綜合面條蒸煮品質(zhì)和感官品質(zhì)指標(biāo)，熟化溫度30 ℃時面條的干物質(zhì)損失率最小，表觀狀態(tài)、粘性及總分最高，因此，30 ℃熟化溫度比較合適。

2.5 熟化時間對全麥掛面品質(zhì)的影響

熟化時間的長短對面條品質(zhì)有重要的影響作用。一般情況下，隨著熟化時間的延長，面團(tuán)的質(zhì)地更均勻，待一段時間后，結(jié)構(gòu)不再變化甚至變得松軟[16]。

2.5.1 熟化時間對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

由表6可以看出，不同熟化時間下，全麥面條的最佳煮制時間變幅為4.33～4.50 min，熟化30 min時面條的煮制時間最長，說明熟化30 min得到的全麥掛面最耐煮，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加緊實(shí)，而熟化時間過長，會導(dǎo)致面團(tuán)面筋結(jié)構(gòu)的軟化，從而使最終得到的面條耐煮性下降；隨著面團(tuán)熟化時間的增加，面條的煮熟增重率呈先上升后下降的趨勢，在熟化30 min時面條的煮熟增重率最大，可達(dá)127.3%。一方面可能因為面團(tuán)熟化時間的延長使得麩皮中的膳食纖維親水性增強(qiáng)，會一定程度上增加面條的吸水率；另一方面可能因為熟化時間越長，面團(tuán)越能形成很好的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而使淀粉、脂類等大分子很好地包埋在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)里，從而需要吸收更多的水分。面團(tuán)熟化時間更長，面團(tuán)中的水分已經(jīng)吸收的比較充分，所以最終面條吸水率下降。但是，熟化30 min時出現(xiàn)面條的吸水率升高，干物質(zhì)損失率也增加的現(xiàn)象，這與張東仙[17]等研究的結(jié)果一致，掛面的吸水率與干物質(zhì)損失率呈正相關(guān)。

表6 熟化時間對全麥掛面蒸煮品質(zhì)的影響

注：不同字母表示各行數(shù)值在P<0.05水平具有顯著差異。

2.5.2 熟化時間對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

由圖5可以看出，全麥面條的感官評價分?jǐn)?shù)隨著熟化時間的增加，其色澤、亮澤度、適口性和粘性變化差異不大，而面條表觀狀態(tài)、韌性、爽滑性和食味差異較大。熟化時間在15、30、45、60、75 min時全麥掛面感官評價總分分別為92.8、95.7、90.1、88.1、86.6分，在面團(tuán)熟化時間30 min時感官評價總分最高，其表觀狀態(tài)、韌性、爽滑性和食味評分也最高，表明面團(tuán)熟化30 min時面條軟硬適中，光滑有咬勁，具有全麥面條特有的香味。

圖5 熟化時間對全麥掛面感官品質(zhì)的影響

綜合面條蒸煮品質(zhì)和感官品質(zhì)指標(biāo)，熟化時間30 min時面條的最佳煮制時間最長，煮熟增重率最大，表觀狀態(tài)、韌性、爽滑性、食味及總分最高，因此，30 min熟化時間比較合適。

2.6 全麥掛面加工工藝條件與面條品質(zhì)的相關(guān)性

全麥掛面加工工藝條件如加水量、熟化溫度、熟化時間、和面時間以及加水溫度與面條品質(zhì)相關(guān)分析結(jié)果見表7?？梢钥闯龈饕蛩貙γ鏃l品質(zhì)均具有一定的影響，加水量是影響面條品質(zhì)最主要的因素，各因素對面條品質(zhì)的影響大小為：加水量>熟化溫度>和面時間>熟化時間>加水溫度。

表7 全麥掛面加工工藝條件與面條品質(zhì)的相關(guān)性

注：*表示顯著(P<0.05)；**表示極顯著(P<0.01)。

3 結(jié)論

加工工藝調(diào)控可以顯著改善全麥掛面的表觀狀

態(tài)、色澤、亮澤度、適口性、韌性、粘性、爽滑性等感官品質(zhì)，對全麥掛面的最佳煮制時間、煮熟增重率及干物質(zhì)損失率等蒸煮品質(zhì)影響不顯著。全麥掛面的最佳煮制時間為4～4.58 min，煮熟增重率為117%～127%，全麥掛面的干物質(zhì)損失率為8.93%～12.70%。

根據(jù)單因素實(shí)驗結(jié)果優(yōu)選出最佳的全麥掛面加工工藝條件為：加水量40%，熟化溫度30 ℃，熟化時間30 min，和面時間3 min，加水溫度20 ℃，其中全麥掛面加工所需加水量比普通小麥粉面條高3%～7%。

全麥掛面加工工藝各因素對面條品質(zhì)的影響作用大小依次為：加水量>熟化溫度>和面時間>熟化時間>加水溫度。

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