不同粒度麥麩對(duì)面條蒸煮特性和質(zhì)構(gòu)特性的影響

施建斌，隋勇，蔡沙，何建軍，熊添，范傳會(huì)，陳學(xué)玲，家志文，王少華，蔡芳，梅新

（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）

麥麩是小麥加工過(guò)程的主要副產(chǎn)物，占小麥籽粒質(zhì)量的14%～19%，主要由膳食纖維、淀粉、蛋白質(zhì)等組成，可用于動(dòng)物飼料[1-2]。麥麩中膳食纖維含量為40%～45%，是一種重要的膳食纖維來(lái)源[3]。隨著人們對(duì)膳食纖維功能的認(rèn)識(shí)和接受，通過(guò)麥麩增加人體膳食纖維攝入量成為麥麩綜合利用的一個(gè)重要研究方向，同時(shí)也帶動(dòng)了膳食纖維強(qiáng)化食品的研究和開發(fā)。

雖然麥麩能夠增加面制品的膳食纖維含量，但對(duì)面制品的穩(wěn)定性、質(zhì)構(gòu)、流變和感官特性都有不利的影響[4]。王華東[5]發(fā)現(xiàn)麥麩添加量會(huì)影響混合粉的黏度特性，但是對(duì)糊化特性和拉伸特性無(wú)顯著影響；隨麥麩粒度的減小，饅頭的體積和比容先增加后降低，在100目時(shí)，饅頭的體積和比容最大。與粗麥麩相比，添加超微麥麩面團(tuán)形成時(shí)間縮短，吸水率、峰值黏度、淀粉熱凝膠穩(wěn)定性和回生值顯著增加，面團(tuán)發(fā)酵高度顯著降低，面團(tuán)中產(chǎn)生的CO2總體積和保留體積顯著下降，但饅頭的比容隨麥麩粒度減小而降低[6]；隨著麥麩添加量的增加，小麥粉吸水率、形成時(shí)間和粉質(zhì)指數(shù)也會(huì)增加，發(fā)酵面團(tuán)的彈性模量G′、黏性模量G″上升，弛豫時(shí)間T21、T22增加；0.10 mm粒度時(shí)樣品弱化值較大，0.17 mm和0.85 mm粒度時(shí)面團(tuán)具有較好的粉質(zhì)特性，而隨著粒度減小彈性模量G′和黏性模量G″增加。在對(duì)面條的研究中，Chen等[7]發(fā)現(xiàn)麥麩粒度和添加量能夠減弱面團(tuán)的揉混特性、增加形成時(shí)間和蒸煮時(shí)間；隨著麥麩添加量的增加，混合粉峰值黏度、最低黏度、最終黏度、崩解值和回生值顯著降低，但是麥麩粒度對(duì)糊化特性沒(méi)有顯著影響。在研究麥麩添加量和粒度對(duì)干面條質(zhì)構(gòu)特性中發(fā)現(xiàn)，面條脆性、柔韌性、曲線積分隨著麩皮添加量和粒度的增加而顯著降低，小粒徑麥麩和中粒徑麥麩添加量分別不超過(guò)10%和不超過(guò)5%時(shí)，制備出的膳食纖維面條品質(zhì)較高[8]。此外，研究發(fā)現(xiàn)麥麩粒度從487.9 μm減小到148.5 μm時(shí)，油炸方便面含油量從26.5%降低到19.77%，麥麩粒度的減小能夠降低其負(fù)面影響[9]。麥麩或膳食纖維中的多糖類物質(zhì)對(duì)面制品的影響有積極作用，如聚阿拉伯半乳糖、酸性果膠類物質(zhì)、甘露聚糖等能夠通過(guò)非共價(jià)鍵形成類似面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或通過(guò)共價(jià)鍵與面筋蛋白形成更大分子的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改良面團(tuán)特性；而其負(fù)面影響一方面是稀釋了面筋蛋白，另一方面是強(qiáng)吸水能力造成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劣化[10]。這種影響主要通過(guò)改變蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、淀粉等大分子晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和水分在面條中分布狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)[11]。

面條是人們生活中常見的面制主食之一，其消費(fèi)量占面粉消費(fèi)量的三分之一。因此，為增加人體膳食纖維的攝入，近年來(lái)越來(lái)越多的食品企業(yè)在面條中添加麥麩制備高膳食纖維面條，但是對(duì)于麥麩的添加量和粒度對(duì)面條蒸煮特性、質(zhì)構(gòu)的影響還未完全明確。因此，本研究將不同粒度麥麩加入面條中，研究其添加對(duì)面條蒸煮特性和質(zhì)構(gòu)特性的影響，以期為麥麩的綜合利用和高膳食纖維面條制備提供重要應(yīng)用基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)原料和設(shè)備

麥麩（麥麩經(jīng)粉碎后過(guò) 20、40、60、100、160、200 目篩得到麥麩樣品）：湖北省潛江同光面粉有限責(zé)任公司；高筋粉（特質(zhì)一等粉，蛋白質(zhì)12.1%）：河南天香面業(yè)有限公司。

FC1-220型電動(dòng)壓面機(jī)：武漢豐創(chuàng)機(jī)械設(shè)備有限公司；FW-100型氣流超微粉碎機(jī)：天津泰斯特儀器有限公司；TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro System公司；CS 580色差儀：杭州彩譜科技有限公司；HM780海氏和面機(jī)：青島漢尚電器有限公司；WH2202電磁爐：美的集團(tuán)股份有限公司。

1.2 面條的制備

稱取不同粒度的麥麩與面粉混合，制成含有3%、6%、9%、12%、15%的麥麩混合粉。在混合粉中加入適量水，和面8 min～10 min，熟化30 min。熟化結(jié)束后，用壓面機(jī)在壓輥軋距間隙3 mm處壓片，采用壓片-合片-壓片的方式重復(fù)5次，之后在壓面機(jī)壓輥軋距間隙2mm處壓片，壓片-合片-壓片重復(fù)5次，最后在壓輥軋距間隙2.0 mm處壓片然后切成直徑2.0 mm圓面條。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 麥麩持水性和膨脹性的測(cè)定

1.3.1.1 持水性的測(cè)定

取一定量樣品W1（g），按1∶10（g/mL）加入蒸餾水，25℃下攪拌混勻30 min，2 500 r/min 25℃離心20 min，棄上清液，沉淀稱重為W2（g），樣品持水性計(jì)算公式如下。

1.3.1.2 膨脹性的測(cè)定

取一定量樣品W（g）于刻度試管中，記錄體積V1（mL），后按1∶10（g/mL）加入蒸餾水，充分混勻后于25℃放置24 h，記錄體積V2（mL），樣品膨脹性計(jì)算公式如下。

1.3.2 面條白度的測(cè)定

將面條干燥粉碎后過(guò)80目篩，用色差計(jì)測(cè)定其白度，每個(gè)樣品測(cè)定6次，取其平均值。

1.3.3 面條吸水率和蒸煮損失率的測(cè)定

取20 g左右面條W1（g），置于1 L沸水中保持水的沸騰狀態(tài)煮5.5 min，將面條撈出瀝水5 min后，稱重W2（g），然后將其放入烘箱中烘至恒重W3（g），按如下公式計(jì)算蒸煮吸水率和蒸煮損失率。

1.3.4 面條質(zhì)構(gòu)分析

1.3.4.1 剪切力的測(cè)定

探頭型號(hào)：A/LKB-F；壓縮模式參數(shù)條件為測(cè)試前運(yùn)行速度2 mm/s；測(cè)試速度0.8 mm/s；測(cè)試結(jié)束返回速度0.8 mm/s；壓縮程度90%；觸發(fā)形式，自動(dòng)3 g。每次把3根面條水平放置于載物臺(tái)上，面條之間要有一定的間隔。每個(gè)試樣作6次平行試驗(yàn)。

1.3.4.2 拉伸強(qiáng)度的測(cè)定

探頭型號(hào)：A/SPR。拉伸模式參數(shù)條件：測(cè)試前速度2 mm/s；測(cè)試速度2 mm/s；測(cè)試結(jié)束返回速度10 mm/s；觸發(fā)距離100 mm；觸發(fā)形式，自動(dòng)0.5 g。每次將1根面條纏繞固定在兩個(gè)平行的摩擦輪之間（面條在被拉的過(guò)程中不能夠松動(dòng)），上面的輪子勻速向上拉伸面條，直至面條斷裂。對(duì)每個(gè)試樣作6次平行試驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 粒度對(duì)麥麩持水性和膨脹性的影響

粒度對(duì)麥麩持水性和膨脹性的影響規(guī)律見圖1。

圖1 不同粒度對(duì)麥麩持水性和膨脹性的影響Fig.1 Effect of particle size on water holding capacity and water swelling capacity of wheat bran

如圖1所示，隨著麥麩粒度的變小，麥麩的持水性逐漸降低，未粉碎時(shí)持水性為3.25 g/g，200目時(shí)持水性僅為1.90 g/g。而麥麩的膨脹性隨著粒度的減小整體呈先增加后減小趨勢(shì)，160目時(shí)最大，為2.72 mL/g。麥麩經(jīng)過(guò)粉碎后粒度減小，比表面積增大，水和作用增強(qiáng)，膨脹性增加，但是隨著粒度的減小麥麩的毛細(xì)結(jié)構(gòu)被破壞，纖維對(duì)水分束縛進(jìn)一步降低。因此，隨著麥麩粒度減小持水性整體呈下降趨勢(shì)，這與劉艷香等[12]研究麥麩超微的結(jié)論相似。而在膳食纖維的研究中發(fā)現(xiàn)隨著粒度的減小持水性增加，這主要是在粉碎過(guò)程中顆粒的比表面積增加，更多的親水性物質(zhì)（如多糖等）、親水基團(tuán)暴露出來(lái)吸收更多的水分[13]。麥麩粉碎后，顆粒間的間隙增加，膨脹性增加，但是當(dāng)粒度降低到一定程度，顆粒過(guò)于細(xì)小，破損細(xì)胞比例增加，膨脹性下降[14]。

2.2 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條白度的影響

不同粒度麥麩添加量對(duì)面條白度的影響規(guī)律見圖2。

圖2 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條白度的影響Fig.2 Effect of wheat bran addition level with different particle size on the white of noodle

從圖2可知，面條的白度隨著麥麩添加量的增加總體呈下降的趨勢(shì)。麥麩本身顏色較深，隨著麥麩添加量的增加導(dǎo)致面條白度整體呈下降趨勢(shì)，這與CHILLO等[15]的研究結(jié)果一致。相同添加量時(shí)，添加20目～40目麥麩面條的白度比添加60目～200目麥麩面條的白度要高。Chen等[7]發(fā)現(xiàn)隨著麥麩添加量的增加，干面條和濕面條的白度都呈下降趨勢(shì)，但相同添加量下添加平均粒徑為1.72 mm麥麩面條的白度比添加0.21 mm麥麩面條的白度要低，添加量為20%時(shí)分別為72.15和74.85。Niu等[16-17]認(rèn)為多酚氧化酶主要存于麥麩中，在粉碎過(guò)程中隨著粒度的減小，更多的多酚氧化酶活性位點(diǎn)暴露出來(lái)，增大酶和底物反應(yīng)幾率，面條的白度降低；此外，面條在干燥后和放置24 h后，酶促褐變導(dǎo)致的白度降低更加明顯。

2.3 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條蒸煮吸水率的影響

不同粒度麥麩添加量對(duì)面條蒸煮吸水率的影響規(guī)律見圖3。

圖3 不同粒度麥麩添加對(duì)面條蒸煮吸水率的影響Fig.3 Effect of wheat bran addition level with different particle size on cooking water absorption of noodles

蒸煮吸水率是面條蒸煮品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，蒸煮吸水率過(guò)低，導(dǎo)致面條過(guò)硬、結(jié)構(gòu)粗糙；蒸煮吸水率過(guò)高，導(dǎo)致面條綿軟、易黏連。由圖3可知，不同粒度麥麩的添加量對(duì)面條蒸煮吸水率的影響分為兩組，添加100目～200目麥麩的面條蒸煮吸水率隨著麥麩添加量的增加整體呈先上升后下降的趨勢(shì)。麥麩添加量為6%～9%時(shí)，蒸煮吸水率最大。如200目麥麩添加量6%時(shí)，面條的蒸煮吸水率為218.23%；而添加20目～60目麥麩的面條蒸煮吸水率先小幅增加再下降，最后又增加；麥麩添加量9%時(shí)，面條的蒸煮吸水率最小。研究認(rèn)為隨著麥麩粒度的減小，麥麩中可溶性膳食纖維增加，其可以在面團(tuán)中形成連續(xù)的、具有一定黏彈性的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善面條的品質(zhì)；但是麥麩添加量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致面條結(jié)構(gòu)過(guò)于緊密，吸水率反而降低[18]。此外，當(dāng)麥麩粒徑小于面粉粒徑時(shí)，其可以填充在大分子和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙中，使面條結(jié)構(gòu)更加緊密[19]。雖然粒度大的麥麩具有更高的持水性，但是粒度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致其與面粉形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為松散，吸水率相對(duì)較低。

2.4 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條蒸煮損失率的影響

不同粒度麥麩添加量對(duì)面條蒸煮損失率的影響規(guī)律見圖4。

由圖4可知，隨著麥麩添加量的增加，面條的蒸煮損失率整體呈上升的趨勢(shì)，在160目麥麩添加量為15%時(shí)，蒸煮損失率最高為9.32%，根據(jù)LS/T 3212—2014《掛面》，蒸煮損失率在可接受范圍內(nèi)。面條面筋結(jié)構(gòu)主要取決于面條的完整性及與非面筋蛋白質(zhì)物質(zhì)的相互作用，麥麩中不溶性膳食纖維含量較高，可溶性膳食纖維含量較少，麥麩的添加對(duì)面筋蛋白具有稀釋作用，破壞了面筋基質(zhì)的連續(xù)性，使面條的結(jié)構(gòu)更加疏松，在蒸煮過(guò)程中更容易損失[20-21]。

圖4 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條蒸煮損失率的影響Fig.4 Effect of wheat bran addition level with different particle size on cooking loss rate of noodles

2.5 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條拉伸強(qiáng)度的影響

不同粒度麥麩添加量對(duì)面條拉伸強(qiáng)度的影響規(guī)律見圖5。

圖5 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條拉伸強(qiáng)度的影響Fig.5 Effect of wheat bran addition level with different particle size on breaking strength of noodles

拉伸強(qiáng)度是拉斷面條所需的破裂力，即面條的彈性。由圖5可知，添加40目麥麩的面條，拉伸強(qiáng)度隨著添加量的增加而增加。麥麩添加量15%時(shí)，拉伸強(qiáng)度最大，為45.63 g。而添加160目和200目麥麩的面條，拉伸強(qiáng)度隨著麥麩添加量的增加先減小后增加，在麥麩添加量為12%時(shí)，添加160目和200目麥麩的面條拉伸強(qiáng)度最低，分別為12.32 g和13.30 g。而其它組面條隨著麥麩添加量的增加，拉伸強(qiáng)度的變化規(guī)律不明顯。胥晶[22]研究認(rèn)為，當(dāng)膳食纖維粒徑大于100目時(shí)，面條面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被膳食纖維顆粒部分阻塞分隔而強(qiáng)度降低；當(dāng)粒徑減小到200目后，膳食纖維中的親水性基團(tuán)暴露出來(lái)并通過(guò)酚酸活性鍵與面團(tuán)中的蛋白結(jié)合增加面條筋力。

2.6 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條剪切力的影響

不同粒度麥麩添加量對(duì)面條剪切力的影響規(guī)律見圖6。

圖6 不同粒度麥麩添加量對(duì)面條剪切力的影響Fig.6 Effect of wheat bran addition level with different particle size on shearing force of noodles

由圖3和圖6可知，面條剪切力的變化趨勢(shì)與蒸煮吸水率的變化趨勢(shì)相反。添加20目～160目粒度麥麩的面條剪切力隨著麥麩添加量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，在麥麩添加量為6%～9%時(shí)，添加20、40、60目麥麩的面條具有最大剪切力，分別為613.09、634.99、637.61 g；添加160目麥麩的面條，麥麩添加量3%時(shí)，其剪切力達(dá)到最大，為309.42 g；添加100目麥麩的面條，麥麩添加量6%時(shí)，其剪切力達(dá)到最大，為365.47 g。添加200目麥麩的面條其剪切力隨著麥麩添加量的增加呈先下降后上升的趨勢(shì)，麥麩添加量9%時(shí)，面條剪切力最小，為148.66 g。通過(guò)粉碎可以增加麥麩中可溶性膳食纖維的含量，可溶性膳食纖維可以通過(guò)非共價(jià)作用與面團(tuán)形成一種具有黏彈性的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)的作用與面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相似，改善面條品質(zhì)，但是可溶性膳食纖維導(dǎo)致面條具有很高的吸水率，降低面條剪切力；但在麥麩中，主要以不溶性膳食纖維為主，這些小顆粒能夠填充在大分子或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙中，使面條更加堅(jiān)實(shí)，剪切力增加。對(duì)于粒度較大的麥麩，一些親水性基團(tuán)也可同淀粉交聯(lián)或與蛋白肽鏈上的親水基團(tuán)相互作用，使面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的更加緊密；但是大量的麥麩添加會(huì)導(dǎo)致這種交聯(lián)作用弱化，使得面條剪切力減小[23]。

3 結(jié)論

將不同粒度麥麩添加到小麥粉中，系統(tǒng)研究不同粒度麥麩添加對(duì)面條蒸煮特性和質(zhì)構(gòu)特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著粒度的減小麥麩持水性整體呈下降趨勢(shì)，從3.25 g/g降低到1.90 g/g；膨脹性先增加后減小，在160目達(dá)到最大值，為2.72 mL/g。面條的白度和蒸煮損失率隨著麥麩添加量的增加整體分別呈下降和上升的趨勢(shì)，白度從91.01降低到81.99，而蒸煮損失率最大為9.32%。添加20目～60目麥麩的面條，蒸煮吸水率隨著添加量的增加先小幅增加再減小，最后增加，在添加量為9%時(shí)蒸煮吸水率達(dá)到最??；而添加100目～200目麥麩的面條，蒸煮吸水率隨著麥麩添加量的增加先增加后減小，麥麩添加量6%～9%時(shí)，面條蒸煮吸水率有最大值。面條剪切力隨著200目麥麩添加量的增加先減小后增加，而隨20目～160目麥麩添加量的增加先增加后減小。通過(guò)研究將為高膳食纖維面條開發(fā)原料的預(yù)處理提供重要參考。