碾皮處理對全麥粉及饅頭品質(zhì)的影響

張劍，李雪杰，張巖巖，李夢琴，2，李坤，常爽，艾志錄

(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.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大宗糧食加工重點實驗室，河南鄭州 450002)

精細谷物是去除了稻米和麥粒外層的谷皮、糊粉層、胚等部分。雖然精細谷物制成的產(chǎn)品在外觀、風(fēng)味、口感、品質(zhì)上都得到了極大的改善，但因其在加工過程中過分追求精細化造成了許多營養(yǎng)素的流失，從而不符合人體攝入營養(yǎng)的需求，尤其是嬰幼兒更不宜長期攝食過于精細的谷物[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，全谷物食品的營養(yǎng)價值逐漸被發(fā)現(xiàn)。經(jīng)常食用全谷物食品可以降低心臟病和II型糖尿病的危險，預(yù)防心血管疾病、消化系統(tǒng)疾病[2-3]。全谷物食品中的全麥粉是由全粒小麥經(jīng)過磨粉、篩分等步驟，保有與原來整粒小麥相同比例之胚乳、麩皮及胚芽等成分。全麥粉麩皮中富含膳食纖維、維生素等大量人體必需的營養(yǎng)成分，但也由于麩皮的混入，使全麥粉加工相關(guān)產(chǎn)品時難度增加，出現(xiàn)了如壓延時的粘輥、發(fā)酵難度增加、饅頭口感粗糙易掉渣、面條易斷條糊湯等問題，而且可能會帶入較多的生物毒素(如嘔吐毒素等)與化學(xué)污染物(如農(nóng)藥殘留)，使全麥粉的食用安全性受到較大的威脅[4-5]。目前，國內(nèi)外的全麥粉加工生產(chǎn)大都是利用設(shè)備脫去部分麩皮，以改善全麥粉的品質(zhì)，使其更健康安全[6-8]。吳青蘭等[6]通過對小麥子粒進行脫皮處理，發(fā)現(xiàn)6%的脫皮率能有效保留小麥粉的營養(yǎng)物質(zhì)，改善饅頭的品質(zhì)；李興貞等[9]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)脫皮率為4%～5%時能有效提升面粉中硒元素的含量；趙吉凱等[10]研究結(jié)果表明輕碾脫皮處理能有效改善全麥粉的流變學(xué)特性及其饅頭品質(zhì)；FICCO等[11]曾將脫皮技術(shù)用于處理紫色硬粒小麥以獲得富含天然活性化合物和低毒性微量元素的功能性面粉。目前，在利用碾皮技術(shù)對全麥粉安全性及品質(zhì)特性的研究鮮有報道。本研究采用石磨碾皮制粉法對小麥進行碾皮制粉處理，對比普通小麥粉和不同碾皮時間處理的小麥制成的全麥粉中農(nóng)藥殘留量等食用安全指標(biāo)和面團流變發(fā)酵特性、粉質(zhì)、淀粉糊化特性等品質(zhì)指標(biāo)以及成品饅頭的色澤、感官評定情況，得出碾皮的最佳時間，為保障全麥粉及饅頭的食用安全性，提高其品質(zhì)加工特性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

小麥、全麥粉，鄭州金苑面業(yè)有限公司生產(chǎn)；食用鹽，中鹽河南鹽業(yè)物流配送有限公司配送；安琪酵母，安琪酵母股份有限公司生產(chǎn)；嘔吐毒素樣品提取液、嘔吐毒素樣品稀釋液，上海飛測生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 主要儀器與設(shè)備

JGMJ8098稻谷精米檢測機，杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司；LMS20實驗?zāi)シ蹤C，河南茂盛機械制造有限公司；JJJM54S面筋洗滌儀，上海嘉定糧油儀器有限公司；JHGM面筋烘干儀，上海嘉定糧油儀器有限公司；JLZM面筋離心指數(shù)測定儀，上海嘉定糧油儀器有限公司；Rheofermentometr F4流變發(fā)酵儀，法國肖邦技術(shù)公司；Farinograph-E粉質(zhì)儀，德國Brabender公司；RVA4500快速黏度分析儀，瑞典波通公司；面包發(fā)酵箱(FX-15S)，九陽股份有限公司；CS-200色差儀，杭州彩譜科技有限公司；FD-2000檢測卡恒溫孵育器，上海飛測生物科技有限公司；嘔吐毒素快速檢測儀，上海飛測生物科技有限公司；嘔吐毒素(DON)熒光定量檢測儀，上海飛測生物科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料處理 小麥碾皮與全麥粉制備：挑選出無破損、正常顆粒的小麥進行潤麥，使其水分含量達到13%～13.5%，使用稻谷精米檢測機對小麥進行碾皮處理，碾皮時間分別為0、10、15、20、25、30 s，之后對碾皮后的小麥進行測定得到碾皮率分別為0%、1.90%、3.34%、4.51%、5.09%、5.86%，再用小型圓盤式磨粉機對處理后的小麥進行磨粉，取適量碾皮時間為20 s的磨后粉過篩，篩網(wǎng)分別為CQ16、CQ20、CQ30，采用面粉加工精度儀測量篩出面粉的精度。為了使產(chǎn)品更接近市場需求，以金苑的一風(fēng)吹全麥粉精度作為面粉加工精度的對照，從而選出二者精度最為接近的篩網(wǎng)CQ16，其余的面粉均過此篩網(wǎng)，并將篩后粉分別放入做好標(biāo)記的無紡布面粉袋中。

普通小麥粉制備：小麥清理干凈后進行潤麥，使小麥的水分含量達到14%，利用LMS20實驗?zāi)シ蹤C磨粉，去除1B與3M，將其余4路面粉混合均勻后放入做好標(biāo)記的無紡布面粉袋中，通過測定小麥粉的加工精度、面筋質(zhì)等其他質(zhì)量指標(biāo)表明所磨制的面粉達到了特制一等小麥粉的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1355—1986。

1.3.2 農(nóng)藥殘留含量測定 參照 GB/T 5009.145—2003、GB/T 5009.19—2008、GB 20770—2008等標(biāo)準(zhǔn)對面粉樣品中毒死蜱、六六六、樂果、抗蚜威、氧樂果、氯氰菊酯和高效氯氰菊酯、吡蟲啉、三唑酮、阿維菌素、溴氰菊酯等10項農(nóng)藥殘留進行檢測。

1.3.3 嘔吐毒素含量測定 使用嘔吐毒素?zé)晒舛靠焖贆z測試紙條，取500 g待測樣品將其混勻，粉碎(粉碎要求為90%顆粒物可以通過20目篩)，將粉碎后的樣品稱取1.000 0 g放入10 mL離心管，再加入5 mL樣品提取液，用漩渦振蕩器振蕩5 min后，在4 000 r·min-1下離心2 min，在1.5 mL的離心管內(nèi)加入500 μL的樣品稀釋液和50 μL樣品上清液，混勻后用移液器吸取100 μL加入試紙條的加樣孔中，在37 ℃下孵育8 min，最后將試紙條插入讀數(shù)儀中進行讀數(shù)。每個樣品進行3次平行實驗。

1.3.4 含砂量測定 參照全麥粉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LS/T 3244—2015和GB/T 5508—2011《糧油檢驗 粉類糧食含砂量測定》。

1.3.5 面粉精度測定 采用面粉加工精度儀進行測定，參照GB/T 27628—2011《糧油檢驗 小麥粉粉色、麩星的測定》。

1.3.6 面粉色澤測定 取10 g面粉鋪于平整的桌面上并壓平，用色差儀在3個不同位置進行測定，取平均值。面粉顏色采用國際照明組織(CIE)1976年制定的均勻色立體圖表色系統(tǒng)即L*a*b*色系統(tǒng)表示，其中L*值表示亮度，它的值越大，越明亮，a*值表示紅綠值，值越大，越發(fā)紅，b*值表示黃藍值，值越大，越發(fā)黃。

1.3.7 濕面筋、干面筋含量測定 濕面筋含量測定參照GB/T 5506.2—2008《小麥和小麥粉 面筋含量》第2部分：儀器法測定濕面筋；干面筋含量測定參照GB/T 5506.4—2008《小麥和小麥粉 面筋含量》第4部分：快速干燥法測定干面筋。

1.3.8 粉質(zhì)特性測定 采用德國布拉班德粉質(zhì)儀進行測定，參照GB/T 14614—2006《小麥粉 面團的物理特性 吸水量和流變學(xué)特性的測定 粉質(zhì)儀法》。

1.3.9 流變發(fā)酵特性測定 采用Chopin+協(xié)議，使用Rheofermentometre F4面團流變發(fā)酵儀，參照朱惠燕等[12]的方法測定面團流變發(fā)酵特性。

1.3.10 糊化特性測定 參照GB/T 24853—2010《小麥、黑麥及其粉類和淀粉糊化特性測定 快速粘度分析儀》，使用瑞典波通的RVA快速黏度分析儀進行測定。

1.3.11 饅頭的制作及感官評定 饅頭制作的工藝流程和方法參考GB/T 17320—2013。由6人組成感官小組對饅頭進行感官評分。根據(jù)饅頭的外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、風(fēng)味等進行打分，滿分為100分，評定標(biāo)準(zhǔn)參考GB/T 17320—2013，并做適當(dāng)修改。

表1 饅頭的感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standard of steamed bread

1.3.12 饅頭色澤與比容測定 剛蒸出鍋的饅頭放置一段時間后冷卻至室溫，用手持式色差儀測量饅頭表面色澤，之后稱其重量，用菜籽置換法測其體積，計算出比容。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS16.0和Excel2016軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 碾皮處理對全麥粉食用安全指標(biāo)的影響

本試驗所測面粉中均未檢測出毒死蜱、六六六、樂果、抗蚜威、氯氰菊酯和高效氯氰菊酯、吡蟲啉、三唑酮、阿維菌素、溴氰菊酯等9項農(nóng)藥殘留，僅有氧樂果被檢測出。由表2可知，面粉中氧樂果殘留量低于國標(biāo)規(guī)定的最大殘留量(20 μg·kg-1)，嘔吐毒素含量均在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)(0～1 000 μg·kg-1)，含砂量在國家允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(≤0.02%)。隨著碾皮程度的增大，全麥粉中的氧樂果含量顯著降低，在碾皮時間為15 s以后就不再檢出。碾皮處理能夠降低全麥粉的嘔吐毒素含量，可以發(fā)現(xiàn)，碾皮處理時間越長，對全麥粉中嘔吐毒素的影響就越大，以普通小麥粉和未碾皮的全麥粉中嘔吐毒素含量為對照，發(fā)現(xiàn)未碾皮的全麥粉中嘔吐毒素含量最高，普通小麥粉的嘔吐毒素含量最低。面粉中含砂量指面粉中所無機砂塵的含量，是評定粉類糧食品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。與普通小麥粉相比，全麥粉的含砂量較高，隨著碾皮時間的延長，其含砂量逐漸降低，并在15 s以后趨于穩(wěn)定。綜上所述，碾皮處理能夠顯著降低全麥粉中農(nóng)藥殘留、嘔吐毒素及含砂量，從而提高全麥粉的食用安全性。

表2 碾皮處理對全麥粉食用安全指標(biāo)的影響Table 2 Effect of debranning treatment on food safety parameters of whole wheat flour

2.2 碾皮處理對全麥粉基本品質(zhì)的影響

加工精度是小麥粉最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，直接影響小麥粉的產(chǎn)量和質(zhì)量，用小麥粉的粉色和麩星的大小及分布的密集程度來表示[13]。由表3可知，不同碾皮時間的全麥粉與普通小麥粉的麩星面積、黑點面積、色澤之間存在顯著性差異(P<0.05)，全麥粉的麩星面積和黑點面積遠高于普通小麥粉，隨著碾皮時間的延長，二者逐漸減小，面粉精度升高，L*值和a*值呈現(xiàn)增加趨勢。與普通小麥粉相比，全麥粉的濕面筋和干面筋含量較高，而隨著碾皮時間的延長，全麥粉的干濕面筋含量逐漸下降，但始終高于普通小麥粉。綜上，碾皮技術(shù)可有效提升全麥粉的加工精度，使全麥粉的亮度增加，對全麥粉的基本品質(zhì)具有改善作用。

表3 碾皮處理對全麥粉基本品質(zhì)的影響Table 3 Effect of debranning treatment on basic quality parameters of whole wheat flour

2.3 碾皮處理對全麥粉粉質(zhì)特性的影響

由表4可知，全麥粉吸水率在65%～76%之間，隨著碾皮時間的延長，全麥粉的吸水率逐漸減小，但始終高于普通小麥粉。全麥粉的形成時間隨著碾皮時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢，穩(wěn)定時間先降低后升高，弱化度總體呈現(xiàn)下降趨勢，弱化度的值越小，表示面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越強，越不容易被破壞[14-15]。不同碾皮時間處理的全麥粉的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均高于普通小麥粉。

表4 碾皮處理對全麥粉粉質(zhì)特性的影響Table 4 Effect of debranning treatment on farinograph properties of whole wheat flour

2.4 碾皮處理對全麥粉流變發(fā)酵特性的影響

由表5可知，與普通小麥粉相比，全麥粉面團發(fā)酵高度(Hm)較低，面團發(fā)酵達到最大高度的時間(T1)較長。隨著碾皮時間的延長，全麥粉面團的發(fā)酵高度(Hm)、產(chǎn)氣量(R1)、持氣量(R2)皆呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，并在碾皮時間為20 s時達到最大。由此可見，適度的碾皮處理可改善全麥粉的流變發(fā)酵特性，且當(dāng)處理時間為20 s時，全麥粉的流變發(fā)酵特性最好。

表5 碾皮處理對全麥粉流變發(fā)酵特性的影響Table 5 Effect of debranning treatment on rheological properties of whole wheat flour

2.5 碾皮處理對全麥粉糊化特性的影響

由表6可知，與普通小麥粉相比，全麥粉的峰值黏度、低谷黏度、最終黏度較低，隨著碾皮處理時間的延長，總體呈上升趨勢。衰減值是峰值黏度與低谷黏度的差值，用來表征谷物粉的糊化熱穩(wěn)定性，它的值越小，則面團的熱穩(wěn)定性越好。與普通小麥粉相比較而言，全麥粉的衰減值始終低于前者?；厣禐樽罱K黏度與低谷黏度的差值，反映淀粉的凝膠化過程，隨著碾皮時間的延長，回生值大致呈現(xiàn)升高趨勢且高于普通小麥粉，這表明，碾皮處理在一定程度上可以提高全麥粉的糊化特性。

2.6 碾皮處理對饅頭品質(zhì)的影響

由表7可知，對于饅頭表面的色澤而言，全麥饅頭的L*值低于普通小麥粉做成的饅頭。隨著碾皮時間的延長，其值逐漸升高，亮度增加。全麥饅頭的a*值和b*值高于普通饅頭，二者隨著碾皮時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢，表明脫皮處理能有效改善全麥饅頭的表面色澤。全麥饅頭的比容低于普通饅頭，但通過延長碾皮時間可以增大全麥饅頭的比容，碾皮時間為30 s的全麥饅頭比容與未碾皮的全麥饅頭相比增加了0.41 mL·g-1，表明碾皮處理可顯著提高全麥饅頭的比容[16]。

表6 不同碾皮時間對全麥粉糊化特性的影響Table 6 Effect of debranning treatment on viscosity of pasting properties of whole wheat flour

表7 碾皮處理對饅頭品質(zhì)的影響Table 7 Effect of debranning treatment on the quality of steamed bread

2.7 碾皮處理對饅頭感官評價的影響

通過測定碾皮處理對饅頭各項感官指標(biāo)分值的影響，建立饅頭感官評定結(jié)果的雷達圖，如圖1所示。由圖1可知，普通小麥粉做成的普通饅頭的各項指標(biāo)評分和綜合評分均高于全麥饅頭。隨著碾皮時間的延長，全麥饅頭的比容逐漸增大，這是由于全麥粉麩皮含量降低，從而促進了面筋網(wǎng)絡(luò)的膨脹和面筋結(jié)構(gòu)的形成。全麥饅頭的表面結(jié)構(gòu)、外觀形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈性、口感、風(fēng)味隨著碾皮時間的延長都有所改善。綜上所述，碾皮處理可顯著改善全麥饅頭的感官特性。

3 結(jié)論與討論

隨著碾皮時間的延長，小麥的碾皮率逐漸增加，全麥粉中的氧樂果含量顯著降低，在碾皮時間為15 s以后就沒有檢出，這可能是由于氧樂果未滲入小麥子粒的內(nèi)部胚乳層中，大部分殘存在小麥表面麩皮層中，因此碾皮處理可以使全麥粉中的氧樂果含量顯著降低[17-18]。碾皮處理時間越長，全麥粉中嘔吐毒素所受的影響就越大，對比普通小麥粉和未碾皮的全麥粉中嘔吐毒素含量可知，未碾皮的全麥粉中嘔吐毒素含量最高，普通小麥粉的嘔吐毒素含量最低，根據(jù)羅穎鵬等[19]和VIDAL等[20]的研究可以推測出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是嘔吐毒素含量與麩皮含量呈正相關(guān)，且外層麩皮的DON含量較高，胚乳部分的DON含量低，因此碾皮處理能夠顯著降低全麥粉中的嘔吐毒素。隨著碾皮時間的延長，全麥粉含砂量逐漸降低，并在15 s以后趨于穩(wěn)定，這是由于大顆粒的砂石在碾皮制粉時，極易被篩選出去，而小顆粒的砂石則不易被磨損，因此在碾皮時間15 s之后，全麥粉的含砂量變化不顯著，這與于爽等[21]的研究結(jié)論相一致。

全麥粉的麩星面積和黑點面積遠高于普通小麥粉，但隨著碾皮時間的延長，二者逐漸減小，面粉精度升高，L*值和a*值呈現(xiàn)增加趨勢，這是由于碾去的麩皮中含有較多的色素，碾皮時間越長，麩皮含量越少，全面粉的精度和亮度越大[22]。全麥粉的干濕面筋含量隨著碾皮時間的延長逐漸減少，但其含量始終高于普通小麥粉，根據(jù)潘志琴[23]的研究可以推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是麩皮中的阿魏酸含量高于小麥粉，隨著麩皮的減少，阿魏酸溶出程度減小，阿拉伯木聚糖凝膠的強度降低，從而使面筋蛋白含量下降。隨著碾皮時間的延長，全麥粉的吸水率逐漸減小，這是由于全麥粉中含有許多麩皮，而麩皮中含有大量羥基，可以通過氫鍵與水發(fā)生水合作用，且麩皮中的戊聚糖也能憑借其凝膠特性吸收水分，因此麩皮減少會降低其吸水率，這與趙吉凱等[10]的研究結(jié)果相符合。

(a) 饅頭各項感官指標(biāo)評定的雷達圖(a) The radar chart of every sensory evaluation of steamed bread

(b) 饅頭感官指標(biāo)綜合評定的雷達圖(b) The radar chart of comprehensive sensory evaluation of steamed bread

與普通小麥粉相比，全麥粉面團發(fā)酵高度(Hm)較低，面團發(fā)酵達到最大高度的時間(T1)較長，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是不含麩皮的普通小麥粉更易達到面團最大發(fā)酵高度，因此所需要的時間較短，這與李雪杰等[24]的研究結(jié)果一致。隨著碾皮時間的延長，全麥粉面團的發(fā)酵高度(Hm)、產(chǎn)氣量(R1)、持氣量(R2)呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，并在碾皮時間為20 s時達到最大，這表明過量的麩皮對面團發(fā)酵具有抑制作用，恰當(dāng)?shù)哪肫ぬ幚砜梢源龠M面團發(fā)酵，有效提高面團發(fā)酵特性。LIU等[25]也得出了相類似的結(jié)論。全麥粉的峰值黏度、低谷黏度、最終黏度低于普通小麥粉，隨著碾皮處理時間的延長，總體呈上升趨勢，原因可能是隨著碾皮程度的增加，麩皮減少，小麥胚乳的含量相對增加，淀粉含量升高，黏度增加[25-26]。隨著碾皮時間的延長，全麥粉的回生值呈現(xiàn)升高趨勢且高于普通粉，表明麩皮的存在會阻礙淀粉分子的重排，延緩面團的老化過程。吳青蘭等[6]也得出了相類似的結(jié)論。

全麥饅頭的L*值和比容均低于普通饅頭，但隨著碾皮時間的延長，二者逐漸升高，a*值和b*值逐漸降低，饅頭亮度增加，根據(jù)陳中偉[27]的研究可以推測麩皮含量越少，饅頭所含顯色物質(zhì)越少，亮度更大，因此脫皮處理能有效改善全麥饅頭的表面色澤。隨著碾皮時間的延長，全麥饅頭的比容逐漸增大，這是由于全麥粉麩皮含量降低，從而促進了面筋網(wǎng)絡(luò)的膨脹和面筋結(jié)構(gòu)的形成。全麥饅頭的表面結(jié)構(gòu)、外觀形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈性、口感、風(fēng)味隨著碾皮時間的延長都有所改善，這與MA等[28]和XU等[29]的研究結(jié)論相一致。全麥饅頭中碾皮時間為20 s時感官評分最高，與未碾皮的全麥饅頭相比，評分增加了14.52分，表明適度的碾皮處理可顯著改善全麥饅頭的感官特性。

綜合試驗結(jié)果來看，碾皮時間選擇20 s，碾皮率為4.51%時，全麥粉中的農(nóng)藥殘留量、嘔吐毒素含量、含砂量較低，面粉加工精度、亮度皆呈增加趨勢，濕面筋、干面筋含量高于普通小麥粉，粉質(zhì)特性、流變發(fā)酵特性、淀粉糊化特性以及成品饅頭的感官評分等各項性能指標(biāo)皆優(yōu)于未碾皮的全麥粉。