小麥粉破損淀粉含量對面團(tuán)發(fā)酵性能的影響

張 蓓 張 劍 李夢琴 艾志錄,2 張藝帆 鄭文剛

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大宗糧食加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450002)

小麥粉在加工過程中由于機(jī)械力作用不可避免使淀粉顆粒外表和內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到不同程度損傷，出現(xiàn)裂紋和碎片，受到損傷的淀粉被稱為破損淀粉[1]。與完整淀粉顆粒相比，破損淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)暴露在外，對酶敏感性增強(qiáng)；剛性結(jié)構(gòu)的支鏈淀粉易斷裂形成小分子支鏈，結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞[1]，吸水率增加。研究[2]表明破損淀粉晶體結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)改變會直接影響面團(tuán)和面制品品質(zhì)。

饅頭是中國特有的傳統(tǒng)發(fā)酵面制品，在飲食結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位。據(jù)統(tǒng)計[3]，中國北方地區(qū)小麥粉總產(chǎn)量的70%左右都用于饅頭制作。小麥粉中破損淀粉是影響?zhàn)z頭品質(zhì)的重要因素，不同面制品對損傷淀粉含量的要求不同。目前研究較多的是破損淀粉的糊化、粉質(zhì)拉伸、熱力學(xué)等理化特性與面制品品質(zhì)的關(guān)系。王曉曦等[4]、Liu等[5]研究發(fā)現(xiàn)小麥粉破損淀粉含量在相應(yīng)范圍內(nèi)與粉質(zhì)拉伸指標(biāo)、糊化指標(biāo)及熱穩(wěn)定性存在一定正/負(fù)相關(guān)性，破損淀粉含量過低或過高都不利于提高品質(zhì)；Ali等[6]認(rèn)為破損淀粉增加，損傷程度升高，面團(tuán)吸水率升高，面團(tuán)形成時間延長，但有利于發(fā)酵；付奎等[7]指出破損淀粉含量影響面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及面團(tuán)中水分分布狀態(tài)，從而影響面團(tuán)和饅頭品質(zhì)。雖然國內(nèi)外有不少關(guān)于破損淀粉理化特性的研究，但涉及小麥破損淀粉含量對中式面制品面團(tuán)發(fā)酵性能影響的研究還未見報道。

試驗(yàn)擬以中、高筋小麥粉為例，探討破損淀粉含量對面團(tuán)流變發(fā)酵特性及饅頭品質(zhì)的影響，以期為饅頭生產(chǎn)選用合適的破損淀粉含量提供借鑒，同時為制粉工業(yè)及饅頭工藝提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

中筋小麥粉、高筋小麥粉：鄭州金苑面業(yè)有限公司；

活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；

其他所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

多功能粉碎機(jī)：ST-04A型，上海樹立儀器儀表有限公司；

損傷淀粉測定儀：Y41型，土耳其Yucebas公司；

激光粒度儀：RISE-2008型，濟(jì)南潤之科技有限公司；

近紅外谷物分析儀：InfratecTM 1241型，福斯華(北京)科貿(mào)有限公司；

流變發(fā)酵儀：Rheofermentometre F4型，法國肖邦技術(shù)公司；

全自動色差計：CR-400型，日本柯尼卡美能達(dá)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同破損淀粉含量小麥粉的制備 用多功能粉碎機(jī)將中、高筋小麥粉分別粉碎0，1，2，3，4，5 min。

1.3.2 小麥粉基本參數(shù)的測定

(1)水分含量：按GB/T 21305—2007執(zhí)行。

(2)灰分含量：按GB/T 5509—2010執(zhí)行。

(3)蛋白質(zhì)含量：采用近紅外法。

1.3.3 破損淀粉含量測定 采用電流法，測得水分含量校正后的破損淀粉含量，即DSUc。

1.3.4 淀粉粒度測定 用激光粒度分析儀進(jìn)行測定。在粒度分布曲線中，D10、D50、D90分別表示在樣品粒度分布中占10%，50%，90%時所對應(yīng)的粒徑，Dav表示粒度分布的平均粒徑。

1.3.5 流變發(fā)酵特性測定 稱取250 g小麥粉、2.5 g酵母和適量溫水于發(fā)酵箱中活化30 min，溫度35 ℃，相對濕度80%。開始和面后倒入酵母液混合攪拌，取樣品面團(tuán)300 g，配重1 kg，測試周期3 h，采用流變發(fā)酵儀進(jìn)行測定。

1.3.6 饅頭制作 參考SB/T 10139—93進(jìn)行制作。

1.3.7 感官評價 參考SB/T 10137—1993，由6人組成評價小組，對饅頭外觀、口感、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行綜合評定。

1.3.8 饅頭比容測定 采用油菜籽置換法。

1.3.9 饅頭色澤測定 采用色差計測定。L*值表示亮度指數(shù)(0代表黑色，100代表白色)，a*表示紅綠值(+表征紅色增加，-表征綠色增加)，a*值越大，樣品越發(fā)紅。b*表示黃藍(lán)值(+表征黃色增加，-表征藍(lán)色增加)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均采用3次以上平行試驗(yàn)測定結(jié)果的平均值，用Excel 2007、SPSS 13.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，在P<0.05下進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 小麥粉的基本參數(shù)

由表1可知，中筋小麥粉的水分含量高于高筋小麥粉，灰分和蛋白質(zhì)含量低于高筋小麥粉。

2.2 破損淀粉含量對粒度的影響

由表2、3可知，隨著中、高筋小麥粉破損淀粉含量(DSUc)的增加，D10、D50、D90、Dav值均逐漸減?。坏矸蹤C(jī)械損傷程度隨著粉碎時間延長而增大，小麥粉粒度隨破損淀粉含量增加而減小；淀粉損傷后顆粒表面變得粗糙多孔，晶體結(jié)構(gòu)破損吸水率增加；內(nèi)部結(jié)構(gòu)更多地裸露在外，對淀粉酶反應(yīng)的敏感性增強(qiáng)[5]，易水解成多糖、麥芽糖等而影響面團(tuán)發(fā)酵。研究[8-10]表明小麥粉性質(zhì)會隨著破損淀粉含量的變化而變化，特別是與面團(tuán)流變學(xué)特性、吸水率、黏度等存在密切聯(lián)系。

表1 小麥粉的基本參數(shù)

表2 破損淀粉含量對中筋小麥粉粒度的影響?

? 字母不同表示在P<0.05水平上有顯著性差異。

表3 破損淀粉含量對高筋小麥粉粒度的影響?

? 字母不同表示在P<0.05水平上有顯著性差異。

2.3 流變發(fā)酵特性

因?yàn)槠茡p淀粉會增加淀粉酶敏感性，適量的破損淀粉為酵母菌生長提供糖類，發(fā)酵產(chǎn)氣增加。在發(fā)酵過程中，面筋網(wǎng)絡(luò)逐漸形成具有一定韌性、彈性和延展性的薄膜，將產(chǎn)生的CO2保留在面團(tuán)內(nèi)部不被逸出。隨著發(fā)酵進(jìn)行面團(tuán)內(nèi)部充滿CO2，面團(tuán)高度逐漸上升，同時破損淀粉吸水率增加，面團(tuán)產(chǎn)量增加，高分子不可溶性淀粉被部分酶解，改變水親合性成為膠體淀粉[11]，面團(tuán)中小氣室壁的延伸性增加，有益于內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此面團(tuán)表現(xiàn)出較好的發(fā)酵特性。但隨著破損淀粉含量升高，最大發(fā)酵高度、總產(chǎn)氣量和持氣率減小，是因?yàn)槠茡p淀粉的酶解反應(yīng)過量，產(chǎn)生大量剩余的低糖和糊精未被酵母利用，氣體減少，面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變黏變軟[12]。淀粉吸水過多也會導(dǎo)致面團(tuán)筋力過低出現(xiàn)塌陷，不能有效持氣，只有讓CO2盡可能多地保持在面團(tuán)內(nèi)才能使面團(tuán)膨脹發(fā)酵成熟。

表4 破損淀粉含量對中筋小麥粉發(fā)酵流變特性的影響?

表5 破損淀粉含量對高筋小麥粉發(fā)酵流變特性的影響?

2.4 饅頭比容及色澤

由表6、7可知，隨破損淀粉含量的增加，饅頭比容先升高后降低。破損淀粉含量增加，吸水率增加，得到面團(tuán)多，面團(tuán)產(chǎn)氣和持氣能力增強(qiáng)，饅頭比容大。破損淀粉含量過高吸水量增大，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成受阻，面團(tuán)穩(wěn)定性差甚至很難成團(tuán)，對饅頭品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，與面團(tuán)流變發(fā)酵特性結(jié)果一致。一般產(chǎn)氣量大、持氣性好的面團(tuán)制作的饅頭及發(fā)酵類食品比容大[13]。隨著破損淀粉含量增加，L*值先增加后減小。淀粉顆粒破損后，顆粒變小比表面積增加，折射增強(qiáng)，小麥粉亮度增加，因而制作的饅頭白度也增加；當(dāng)破損含量增多粒度減小，黃色素和氧化酶的作用更明顯[14]，饅頭亮度降低。

2.5 饅頭感官品質(zhì)

由表8、9可知，隨著破損淀粉含量的增加，中、高筋小麥粉饅頭的感官評分先升高后降低。當(dāng)中、高筋小麥粉破損淀粉含量分別為25.11，25.60時，饅頭感官評分均為最大值，此時饅頭外形對稱挺立度好、表面光潔，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)較好，外觀、風(fēng)味口感較好。破損淀粉含量過多，饅頭色澤不佳且影響體積，使饅頭內(nèi)部空洞結(jié)構(gòu)不均勻，降低食用品質(zhì)。破損淀粉含量太高或太低的小麥粉均不能制作出高品質(zhì)饅頭。當(dāng)破損淀粉含量低，吸水率偏低，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無法充分均勻展開，發(fā)酵不充分產(chǎn)氣不足，不利于改善饅頭綜合品質(zhì)，總評分較低；破損淀粉含量太高，發(fā)酵產(chǎn)生過多低糖使面團(tuán)變軟、塌陷無法支撐饅頭體積，同時會使饅頭中心出現(xiàn)過黏現(xiàn)象，食用時粘牙。

表6 破損淀粉含量對中筋小麥粉饅頭比容和色澤的影響?

? 字母不同表示在P<0.05水平上有顯著性差異。

表7 破損淀粉含量對高筋小麥粉饅頭比容和色澤的影響?

? 字母不同表示在P<0.05水平上有顯著性差異。

表8 不同破損淀粉含量的中筋小麥粉饅頭感官評分?

? 字母不同表示在P<0.05水平上有顯著性差異。

表9 不同破損淀粉含量的高筋小麥粉饅頭感官評分?

? 字母不同表示在P<0.05水平上有顯著性差異。

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著小麥粉破損淀粉含量的增加，面團(tuán)流變發(fā)酵指標(biāo)、饅頭比容、色澤、感官評分均先升高后降低。中、高筋小麥粉DSUc值分別為25.11，25.60時，面團(tuán)最大發(fā)酵高度、總產(chǎn)氣量和持氣率最大，制作的饅頭比容、亮度大，感官評分最高。當(dāng)中、高筋小麥粉破損淀粉含量分別為21.65～25.11，23.56～25.60時，饅頭品質(zhì)較好。后續(xù)可進(jìn)一步研究破損淀粉對流變發(fā)酵的作用機(jī)理以及與小麥面筋蛋白、水分之間的相互作用的影響。