擠壓處理小麥糊粉層粉對面團(tuán)及面包品質(zhì)的影響

朱慧雪，溫紀(jì)平*，黃夢凡，劉帥，王靜，展小彬

1(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州，450001)2(國家小麥加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心，河南 鄭州，450001)

小麥糊粉層是麩皮內(nèi)部的單細(xì)胞層，存在于小麥種皮和胚乳之間，包含小麥中的大部分膳食纖維、礦物質(zhì)、B族維生素、酚類抗氧化劑和木酚素，營養(yǎng)組分豐富[1]。小麥糊粉層中含有一種重要的酚類脂化合物即烷基間苯二酚，具有多種益生活性，如抗癌、抗寄生菌、抗氧化能力等[2]。2015年中俄科學(xué)家聯(lián)手解決糊粉層與小麥種皮緊密連接、分離困難的問題，從而解除其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一大難題[3]。受飲食習(xí)慣的影響，目前人們攝入過多的高蛋白、高脂肪的食物以及精良制作的米、面主食，膳食纖維、優(yōu)質(zhì)蛋白及微量營養(yǎng)素?cái)z入量顯著不足，導(dǎo)致出現(xiàn)一系列代謝綜合征如血糖失調(diào)、肥胖等；主要是由于腸道菌群失調(diào)造成的，研究表明，均衡營養(yǎng)及膳食纖維的攝入對調(diào)節(jié)腸道菌群具有顯著作用[4-6]。擠壓膨化是一種高溫高壓并伴隨剪切的高新技術(shù)，經(jīng)常用于各種各樣的食品，可以有效地降低微生物、抗?fàn)I養(yǎng)因子含量及酶活性等，并改變感官特性及抗氧化性、增加膳食纖維的可利用性[7-8]。面包作為越來越重要的主食，是人類重要的飲食組分，更是促進(jìn)健康成分食用的良好載體[9]。傳統(tǒng)面包營養(yǎng)成分不足，難以滿足人們對營養(yǎng)健康食品的追求。為彌補(bǔ)營養(yǎng)物質(zhì)的丟失和不足，作為從小麥麩皮中提取的天然成分，小麥糊粉層粉添加至小麥粉中做營養(yǎng)補(bǔ)充劑不失為最佳選擇。因此，本文研究了擠壓小麥糊粉層粉的不同添加量對面團(tuán)特性及面包品質(zhì)的影響，為小麥糊粉層粉面包研究開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥糊粉層粉，山東知食坊食品科技有限公司；面包粉，江蘇南順面粉有限公司；起酥油，車輪牌起酥油(江蘇)；綿白糖，山東返璞食品有限公司；酵母，安琪酵母股份有限公司；鹽、奶粉，市售，購于永輝超市。

1.2 儀器與設(shè)備

粉質(zhì)儀，德國Brabender公司；RVA快速黏度分析儀，澳大利亞Newport Scientific；面筋儀、和面機(jī)、醒發(fā)箱，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；F3發(fā)酵流變儀，德國哈克公司；擠壓機(jī)，濟(jì)南賽信膨化機(jī)械有限公司；質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司；色差計(jì)，北京盛名揚(yáng)科技發(fā)展有限公司；高壓蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；超凈工作臺，蘇州智凈凈化設(shè)備有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

小麥糊粉層粉經(jīng)擠壓處理，條件為：擠壓溫度145 ℃、糊粉層粉水分含量24%、主機(jī)頻率18 Hz。擠壓后烘3 h,粉碎后過80目篩備用[7]。以100 g面包粉為基準(zhǔn)，將擠壓后糊粉層粉按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的添加量制成混合粉，并分別編號為1、2、3、4、5、6、7、8、9。

1.3.2 指標(biāo)測定

水分含量按照GB 5009.3—2016中直接干燥法測定；灰分含量按照GB 5009.4—2016中第一法測定；蛋白質(zhì)含量按照GB 5009.5—2016中凱氏定氮法測定；脂肪含量按照GB 5009.6—2016中索氏抽提法測定；淀粉含量采用1%鹽酸旋光法測定；粉質(zhì)特性按照GB/T 14614—2019中的方法測定；濕面筋含量及面筋指數(shù)按照GB/T 5006.2—2008中的方法測定；面粉及面包芯色澤采用手持色差儀測定；溶劑保持力按照GB/T 35866—2018中的方法測定；糊化特性按照GB/T 24853—2010中的方法測定；混合粉烘培特性按照GB/T 14611—2008中的方法測定；發(fā)酵特性采用F3發(fā)酵流變儀測定；膳食纖維按照GB 5009.88—2014中的方法測定；磷含量按照GB 5009.87—2016中第一法測定；鐵含量按照GB 5009.90—2016中第一法測定；銅含量按照GB 5009.13—2017中第四法測定；鈣含量按照GB 5009.92—2016中第四法測定；鋅含量按照GB 5009.14—2017中第一法測定；鈉、鉀含量按照GB 5009.91—2017中第一法測定；錳含量按照GB 5009.242—2017中第一法測定；鎂含量按照GB 5009.241—2017中第一法測定；維生素E按照GB 5009.82—2016中第一法測定；維生素B2按照GB 5009.85—2016中第一法測定；維生素B6按照GB 5009.154—2016中第一法測定；維生素B1按照GB 5009.84—2016中第一法測定；葉酸按照GB 5009.211—2014中的測定；煙酸按照GB 5009.89—2016中第二法測定；烷基間苯二酚按照LS/T 3244—2015中的方法測定。

1.3.3 面包質(zhì)構(gòu)特性的測定

將冷卻后的面包切成2 cm的薄片后，參考周杰等[10]方法進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定。

1.3.4 面包比容的測定

比容=體積/質(zhì)量，單位g/mL。采用電子稱稱取面包質(zhì)量(g)，采用小米置換法測量體積(mL)。

全域旅游擴(kuò)大了原有的產(chǎn)業(yè)空間，集聚了各類利益主體。拈花灣在開發(fā)之初，就制定了旅游和地產(chǎn)聯(lián)動發(fā)展的規(guī)劃。近幾年，地產(chǎn)開發(fā)中的投入正在逐步收回，而原處于附著地位的地產(chǎn)業(yè)也開始對旅游業(yè)態(tài)產(chǎn)生積極的作用。旅游風(fēng)情小鎮(zhèn)的開發(fā)應(yīng)順應(yīng)旅游產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展趨勢，由單一的旅游觀光項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為“旅游+”模式，形成旅游與體育、地產(chǎn)、科技等產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動。在旅游風(fēng)情小鎮(zhèn)的開發(fā)中實(shí)現(xiàn)集中突破，多點(diǎn)開花的產(chǎn)業(yè)新形態(tài)。在共生共融的情況下，旅游和其他產(chǎn)業(yè)要合理地進(jìn)行區(qū)域內(nèi)的協(xié)調(diào)，完善利益共享，實(shí)現(xiàn)旅游風(fēng)情小鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel、SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，Origin 9.5軟件進(jìn)行做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥糊粉層粉添加量對面包粉及面團(tuán)特性的影響

2.1.1 面包粉及小麥糊粉層粉的基礎(chǔ)組成

由表1～3可以看出，小麥糊粉層粉中蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、維生素、氨基酸、膳食纖維等含量均顯著高于面包粉，尤其是礦物質(zhì)中鐵和鋅的含量、烷基間苯二酚、膳食纖維含量，這是由于小麥籽粒中大多數(shù)營養(yǎng)元素均累積在小麥糊粉層部位，但是由于加工工藝的限制，在小麥面粉加工過程中通常隨皮層部位去除[11]。經(jīng)過擠壓之后小麥糊粉層粉的菌落總數(shù)及脂肪、可溶性膳食纖維增加，儲藏性能及食用價(jià)值增加。因此，小麥糊粉層粉添加到面粉中食用，不僅可以彌補(bǔ)面粉中營養(yǎng)的缺乏，也可以增加糧食利用率，有效的改善糧食短缺等問題。

表2 面包粉及小麥糊粉層粉的礦物質(zhì)含量Table 2 Mineral content of bread flour and wheat aleurone layer flour

表3 面包粉及小麥糊粉層粉維生素及膳食纖維含量Table 3 Vitamin and dietary fiber contents of bread flour and wheat aleurone layer flour

2.1.2 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉色澤及溶劑保持力的影響

由表4結(jié)果可知，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的增加，混合粉的L*顯著降低，a*、b*升高，一方面是因?yàn)楹蹖臃壑杏休^多的天然色素如核黃素、類胡蘿卜素、黃酮等，導(dǎo)致混合粉亮度下降，顏色偏紅和偏黃[12]，另一方面經(jīng)過擠壓處理的糊粉層粉受到高溫高壓產(chǎn)生焦糖化和美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生黑色大分子物質(zhì)，導(dǎo)致顏色變暗[13]。

隨著擠壓處理小麥糊粉層粉的添加量增加，混合粉的持水力顯著增加，這是由于小麥糊粉層粉中纖維含量較高，并且原料組分中脂肪、蛋白質(zhì)等吸水率高的成分有所增加導(dǎo)致的。隨著小麥糊粉層粉添加量的增加，蔗糖、碳酸鈉的溶劑保持力顯著增加，這與糊粉層粉中大量的膳食纖維導(dǎo)致吸水率和持水力增加有關(guān)；隨著擠壓小麥糊粉層粉添加量增加，纖維對面筋的破壞增大，與面筋蛋白爭奪水分，阻礙面筋網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)作用，破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和淀粉基質(zhì)的作用，干擾面筋網(wǎng)絡(luò)的形成[14]。因此，乳酸的保持力顯著降低。綜上所述，小麥糊粉層粉的添加導(dǎo)致混合粉整體色澤變差，顏色偏暗，面包粉的吸水性能增加，面筋性能降低。

表4 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉色澤及溶劑保持力的影響Table 4 Effects of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on color of mixed powder and solvent retention

2.1.3 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉濕面筋及面筋指數(shù)的影響

圖1 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉濕面筋含量及面筋指數(shù)的影響Fig.1 Effect of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on wet gluten content and gluten index of mixed powder

2.1.4 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉粉質(zhì)特性的影響

由表5可知，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的增加，混合粉的吸水率顯著增加，一方面小麥糊粉層粉中的脂肪、蛋白、β-葡聚糖等吸水較多的組分增加，導(dǎo)致混合粉吸水率增大[17]。形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)指數(shù)先增加后顯著下降，當(dāng)擠壓小麥糊粉層粉添加量為5%時(shí)，面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間略有上升，說明少量小麥糊粉層粉中的纖維形成非共價(jià)氫鍵，能夠與面包粉中的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成更加穩(wěn)固的大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[18]。小麥糊粉層粉添加量>5%后，大量的纖維對面筋的形成及結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞以及面筋蛋白的降低，導(dǎo)致形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間下降，弱化度顯著提升，粉質(zhì)指數(shù)下降，面包粉的加工性能下降。

表5 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉粉質(zhì)特性的影響Table 5 Effects of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on flour properties of mixed powder

2.1.5 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉糊化特性的影響

如表6所示，隨著小麥糊粉層粉添加量的增加，混合粉黏度下降顯著，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可分為多種，一方面是小麥糊粉層粉在擠壓過程中受到高溫高壓高剪切的作用，使得淀粉顆粒減小，樣品的黏度下降；另一方面是糊粉層粉中本身淀粉含量就比面包粉低，并且小麥糊粉層粉中含有較多的膳食纖維，在混合粉糊化的過程中與其爭奪水分，最終在共同作用下黏度降低。隨著擠壓小麥糊粉層粉添加量增加，糊化溫度顯著增加，說明隨著添加量的增加，纖維爭奪水分更多，抑制水對淀粉的溶解，使得混合粉難以糊化；回生值顯著增加，意味者擠壓糊粉層粉的添加對其老化特性有負(fù)面影響，這與小麥糊粉層粉的粒度及一些抗氧化活性物質(zhì)有關(guān)[19]，這一現(xiàn)象與XU等[20]研究一致。

表6 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉糊化特性的影響Table 6 Effects of extruded treatment of wheat aleurone flour on the aleurone properties of mixed powder

2.1.6 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉發(fā)酵流變特性的影響

由表7可知，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量增加，面團(tuán)的最大發(fā)酵高度Hm、第一次漏氣時(shí)間Tx、總產(chǎn)氣Vt、總持氣量Vr均呈現(xiàn)下降趨勢，表明添加小麥糊粉層粉導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變差。產(chǎn)生這樣的原因一方面是擠壓糊粉層粉的添加，相當(dāng)于對原有樣品中淀粉含量的稀釋，在發(fā)酵過程中酵母菌的可利用淀粉減少，導(dǎo)致面團(tuán)的總產(chǎn)氣量下降，發(fā)酵高度降低。另一方面是添加的擠壓處理小麥糊粉層粉中膳食纖維含量較原有樣品高，并隨著添加量的增加而增加，纖維以及糊粉層粉中抗氧化活性物質(zhì)如游離阿魏酸的存在對面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成的負(fù)面影響使得面團(tuán)的穩(wěn)定性和持氣能力下降[21]。在添加量為0%～10%時(shí)，面團(tuán)的持氣力沒有下降反而上升，這與前面研究的面團(tuán)粉質(zhì)特性及濕面筋含量性質(zhì)表現(xiàn)一致，少量的小麥糊粉層粉添加對面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞不顯著或能增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加面團(tuán)的穩(wěn)定性。

表7 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉層粉發(fā)酵流變特性的影響Table 7 Effect of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on fermentation rheological properties of mixed powder

2.2 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對面包品質(zhì)的影響

2.2.1 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對面包質(zhì)構(gòu)特性的影響

如表8所示，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的增加，面包的硬度、黏附性、咀嚼性增加，彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性均先增加后降低。硬度增加可能是因?yàn)楹蹖臃哿６燃安蝗苄岳w維組分的存在降低了面團(tuán)的延伸度，導(dǎo)致面包芯較緊實(shí)，咀嚼性與硬度呈正相關(guān)，硬度、咀嚼性增加；黏附性增加可能與糊粉層中含有較多高黏性的戊聚糖有關(guān)[22]，適口性變差；彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性先增加后降低，說明添加糊粉層粉降低了面團(tuán)中的面筋蛋白，少量添加糊粉層粉(25%以內(nèi))可以補(bǔ)充面筋結(jié)構(gòu)，而過多的添加會改變面團(tuán)黏彈性，對面包品質(zhì)不利。綜合分析，添加量在25%屬于臨界值，不超過30%面包品質(zhì)變化尚在可接受范圍內(nèi)。

表8 擠壓處理小麥糊粉層粉面包質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 8 Effect of extrusion treatment of wheat aleurone layer flour on texture characteristics of bread

2.2.2 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對面包亮度及比容的影響

如圖2所示，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的增加，面包芯的L*值顯著下降，尤其是添加量大于30%以后，和前面感官評價(jià)中面包芯色澤結(jié)果保持一致，這與粉色和面包焙烤過程中發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。面包的比容與面包面團(tuán)的穩(wěn)定性、持氣力均有顯著聯(lián)系，由圖2-b可以看出，隨著添加量增加，面包比容顯著降低，在添加量超過30%后，下降尤為顯著。

a-面包芯的亮度；b-面包芯的比容圖2 擠壓處理小麥糊粉層粉面包亮度及比容的影響Fig.2 Effects of extrusion treatmenton brightness and specific volume of flour bread of wheat aleurone layer

3 結(jié)論與討論

對小麥糊粉層粉的營養(yǎng)指標(biāo)測定得出小麥糊粉層粉中維生素、礦物質(zhì)及膳食纖維等重要微量營養(yǎng)素含量顯著高于面包粉，并且經(jīng)過擠壓膨化處理后，小麥糊粉層粉的菌落總數(shù)、可溶性膳食纖維及礦物質(zhì)的相對含量顯著增加，因此，小麥糊粉層粉作為天然營養(yǎng)補(bǔ)充劑添加至面包粉中優(yōu)勢顯而易見。通過對面團(tuán)濕面筋含量、糊化特性、粉質(zhì)特性、發(fā)酵流變特性分析得出，少量添加(0%～10%)小麥糊粉層粉對面團(tuán)的粉質(zhì)特性、持氣率及濕面筋含量不會有顯著的破壞作用，但是隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的持續(xù)增加，總產(chǎn)氣率、持氣率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間等顯著下降；糊化溫度、弱化度增加，面團(tuán)的加工性能降低；少量添加擠壓處理小麥糊粉層粉對面包的結(jié)構(gòu)、體積等影響不顯著，但隨著添加量的增加，面包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、體積及顏色等各方面品質(zhì)下降嚴(yán)重，10%～20%品質(zhì)良好，20%～25%尚可接受，超過25%以后面包沒有徑且面包體積較小，面包芯緊實(shí)，不被消費(fèi)者接受。因此，適當(dāng)?shù)脑诿姘壑刑砑訑D壓處理小麥糊粉層粉可以增加面粉的營養(yǎng)品質(zhì)且面包品質(zhì)也尚可接受。