挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对小麦粉品质的影响

　　摘要:为对小麦粉制品的研究开发提供理论依据,将挤压处理的小麦糊粉层粉以不同比例添加至小麦粉中,对其基本理化指标、色泽、糊化特性、微观结构和面团流变学特性进行测定分析。结果表明:随着挤压处理的小麦糊粉层粉添加量的增加,小麦粉的L∗降低,a∗、b∗均增加;溶剂保持力(SRC)中水SRC值、碳酸钠SRC值、蔗糖SRC值均增加,乳酸SRC值先降低后增加;糊化温度增加,峰值黏度、最低黏度、最终黏度、衰减值、回生值均下降;面团的吸水率、弱化度、拉伸比例增加,形成时间、稳定时间、粉质质量指数、拉伸面积、延伸度均下降;动态频率扫描发现储能模量(G′)和损耗模量(G″)均随着频率的增加而增加;添加量在0~15%范围内,面团的微观网络结构较好,添加量在15%~30%范围内面筋-蛋白基质变差但面团品质尚可接受,添加量为30%以上时,面团结构劣变严重。经挤压处理后的小麦糊粉层粉添加至小麦粉中导致其品质劣化,最佳添加量宜在0~15%范围内,最大添加量不宜超过30%。

　　关键词:小麦粉;糊粉层粉;面团;流变学特性;挤压处理

　　长期摄入高脂肪、高蛋白、高胆固醇的食物,会影响肠道菌群,产生炎症反应,对身体产生伤害,导致肥胖、代谢综合征、结肠癌等。而从谷物中获取的植物蛋白、纤维和多糖等可以改善肠道菌群,达到抑制肥胖、脂肪吸收和血糖调节胰岛素水平等作用[1-2]。全谷物中含有大量的膳食纤维,虽然不可消化但影响肠道的运输和运动,同时也是肠道菌群的底物,关系着人们的身体健康,食用大量粗粮或全谷物的人群更容易达到每日微量元素推荐摄入量[3]。

　　但是,由于受到文化信仰、饮食模式、感官特性以及全谷物成本高等因素影响,使得人们食用全谷物的意愿不高,这是全谷物推广的一大障碍[4]。研究发现,一般用可替代品全谷物或者一些含麸质的小麦替代纯小麦粉,如添加10%~20%的替代品,会降低面团的弹性,但不会对面包颜色、结构、体积产生显著影响,仍被人们所接受,因为面筋是面包制作的主要物质,会被添加的小麦替代物所稀释,但是其他成分具有弥补面筋的功能[5]。

　　小麦糊粉层包含丰富的膳食纤维、抗氧化剂、植酸、蛋白质、微量元素等,营养丰富,可以被分离纯化成单独的组分。小麦麸皮作为传统面粉工业的主要副产品,产量高且价格低廉,具有较高的营养潜力,是作为小麦糊粉层粉初始原料的不错选择[6]。挤压处理能有效地降低小麦糊粉层粉酶活性及菌落总数,同时还增加了小麦糊粉层粉的可溶性膳食纤维的含量及总抗氧化性,改善了小麦糊粉层粉的储藏特性及营养特性[7]。

　　研究显示,将糊粉层粉以20%~30%添加到普通面粉中,其综合营养可以达到甚至超过美国全麦粉的标准[8]。将小麦糊粉层粉提取并挤压后添加到小麦粉中,能增加小麦粉的营养,改善人们的膳食品质,提高小麦加工的利用率和附加值。经预试验发现其添加量超过35%,面团稳定性差,黏性较大,操作困难。因此,作者采用挤压处理后的小麦糊粉层粉以0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%添加至小麦粉中,进行基本理化指标和面团流变学特性的测定分析,为小麦粉制品研究开发提供理论依据。

　　1材料与方法

　　1.1试验材料

　　小麦糊粉层粉:山东知食坊食品科技有限公司;高筋小麦粉:五得利面粉集团有限公司;石油醚、乙醇、盐酸、蔗糖、乳酸、碳酸钠、氯化钠等均为分析纯。

　　1.2仪器与设备

　　THZ-82A振荡器:河南捷隆科技有限公司;GM2200面筋数量和质量测定仪:北京东孚久恒仪器技术有限公司;MARS60哈克流变仪:美国ThermoFisherScientific公司;全自动粉质仪、电子型拉伸仪:德国Brabender仪器公司;NKT-2010L激光粒度分析仪:山东耐克特仪器有限公司;破损淀粉仪:法国肖邦技术公司;Freezone6plus型冷冻干燥机:美国Labconco有限公司;S-3400N型扫描电子显微镜:日本HITACHI公司。

　　1.3试验方法

　　1.3.1样品的制备

　　小麦糊粉层粉挤压处理条件为模口温度145℃、物料水分含量24%、主机频率18Hz;挤压后烘3h,粉碎、过80目筛[7]。处理后按质量比5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%质量分数添加至小麦粉中。

　　1.3.2指标测定

　　脂肪酸值测定参照GB/T5510—2011中的石油醚提取法;水分测定参照GB5009.3—2016中的直接干燥法;灰分测定参照GB5009.4—2016中的直接灼烧法;蛋白质测定参照GB5009.5—2016中的凯氏定氮法;粗淀粉含量测定采用1%盐酸旋光法[9];脂肪测定参照GB5009.6—2016中的索氏抽提法;湿面筋含量测定参照GB/T5506.2—2008;湿面筋质量测定参照SB/T10248~10249-95。

　　损伤淀粉含量测定参照AACC方法76-31;膳食纤维测定参照GB5009.88—2014;粒度分布使用激光粒度仪测定,控制遮光度为10%~15%;色泽使用色差计进行测定;溶剂保持力(SRC)测定参照GB/T35866—2018;粉质特性测定参照GB/T14614—2019;拉伸特性测定参照GB/T14615—2019。

　　1.3.3动态流变学的测定面粉中加水(吸水率的80%),和面4min,取出适量放置夹具上,切去多余面团,并涂抹硅油密封,采用哈克流变仪进行频率扫描。动态频率扫描测试条件:测试温度25℃,应力0.1%,平衡时间180s,振荡频率0.1~20Hz。测试面团的储能模量(G′)、损耗模量(G″)、损耗角正切值(tanδ=G″/G′)随频率的变化。

　　1.3.4面团微观结构的观察面团制备同1.3.3,制好的面团压片,切长条后冻干。制成0.5cm×0.7cm×0.5cm的样品,于扫描电镜下观察。

　　1.3.5数据统计与分析采用SPSS25软件对试验数据在95%置信区间内进行显著性分析,使用Origin9.5软件进行作图等。

　　2结果与分析

　　2.1挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对小麦粉基本组分的影响

　　挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对小麦粉基本组分的影响，随着挤压处理的小麦糊粉层粉添加量的增加,水分、淀粉含量均呈下降趋势,这是由于小麦糊粉层粉中的水分和淀粉含量比小麦粉低。灰分、蛋白质、脂肪、膳食纤维含量均呈增加趋势,这是因为小麦糊粉层中的矿物质、蛋白质、膳食纤维含量丰富,且脂类含量也远高于小麦胚乳[10]。

　　2.2挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对小麦粉理化指标的影响

　　挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对小麦粉理化指标的影响。湿面筋含量及面筋指数随着小麦糊粉层粉添加量的增加而降低,这是小麦糊粉层粉中的膳食纤维、脂质等与面筋蛋白相互作用对面筋复合物产生不利影响造成的[11]。

　　降落数值呈降低趋势,说明α-淀粉酶活度随着挤压处理的小麦糊粉层粉添加量的增加呈现增大趋势。烷基间苯二酚含量随小麦糊粉层粉添加量的增加而增加,这是因为糊粉层粉中烷基间苯二酚含量显著高于纯小麦粉[12]。随着小麦糊粉层粉添加量的增加,各样品之间的破损淀粉含量无显著差异,呈现逐渐减少的趋势,而D90粒度逐渐增大,这是因为小麦糊粉层中膳食纤维的粒径大于小麦粉,小麦粉整体粒度变大可能会对馒头的品质造成不利影响。

　　2.3挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对小麦粉色泽的影响

　　这归因于小麦糊粉层粉中的灰分含量高于小麦粉,且含有较多的核黄素、类胡萝卜素、叶黄素、叶黄素酯、黄酮等天然色素[13],导致小麦粉的颜色变深。另外,经过挤压处理的糊粉层粉受到高温后发生美拉德反应,导致颜色变暗[14]。

　　2.4挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对小麦粉溶剂保持力的影响

　　挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对小麦粉溶剂保持力的影响。随着小麦糊粉层粉添加量的增加,蔗糖SRC值增加,这是因为小麦糊粉层粉中戊聚糖的含量较高;小麦粉中的破损淀粉含量逐渐降低,碳酸钠SRC值增加,这可能是破损淀粉的吸水性和水SRC值显著增大共同作用的结果。

　　乳酸SRC值先从141.9%降低至113.1%后再增加至121.7%,这是因为小麦糊粉层膳食纤维和面筋蛋白之间的相互作用会阻碍面筋网络结构形成[11]。GPI从70.4%降至39.5%,说明小麦糊粉层粉加入会对小麦粉面筋特性产生不利影响,这与前面提到的湿面筋含量和面筋指数的变化趋势具有一致性。

　　挤压处理的小麦糊粉层粉添加量对面团微观结构的影响，随着挤压处理的小麦糊粉层粉添加量的增加,面团结构发生了明显变化,在添加量为5%和10%时,面团的微观结构变化不大,面筋网络较为连续且与淀粉颗粒包裹状态良好。在添加量为15%时,其中的连续的面筋网络结构开始变得不连续,出现了较大的孔洞和裂缝,淀粉颗粒逐渐暴露在面团表面,这是因为糊粉层粉的加入阻碍了面筋网络的形成。

　　在添加量为20%和25%时,其中的面筋网络中的孔洞结构逐渐变得不规则、个数较多且面积较大,淀粉颗粒完全暴露在面团表面;在添加量为30%和35%时,其中的面筋结构受到严重破坏,几乎观察不到完整的气孔结构,这归因于小麦糊粉层粉的过量加入,膳食纤维阻断面筋-淀粉基质的连续性,导致面筋网络结构松散、孔洞较大且不均匀,这会使面团在发酵时不能保持良好的气孔结构,导致面制品的体积较小。

　　综上所述,挤压处理的小麦糊粉层粉添加量在0~15%范围内,面团的微观网络结构较好,添加量在15%~30%之间,面团品质变差但尚可接受,添加量为30%以上时,面团的面筋-淀粉基质逐渐变得不连续,微观结构较差。

　　3结论

　　通过对相关指标测定发现,添加挤压处理的小麦糊粉层粉对小麦粉的粗淀粉、湿面筋含量、面筋指数、色泽、糊化特性、粉质拉伸特性均有负面影响,挤压处理的小麦糊粉层粉的添加对面团的面筋网络结构产生破坏,而粗蛋白含量、粗脂肪含量、膳食纤维含量、烷基间苯二酚含量等营养组分随添加量增加而增加;在扫描频率范围内,面团的黏弹性随着频率的增加而增加;添加量在0%~15%范围内,面团的微观网络结构较好,添加量为30%以上时,面团的面筋-淀粉基质逐渐变得不连续,微观结构较差。因此,少量地添加糊粉层粉对面团性质的破坏尚在可接受范围内,并且营养成分含量增加。

　　参考文献:

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　　[3]SEALCJ,COURTINCM,VENEMAK,etal.Healthbenefitsofwholegrain:effectsondietarycarbohydratequality,thegutmicrobiome,andconsequencesofprocessing[J].Comprehensivereviewsinfoodscienceandfoodsafety,2021,20(3):2742-2768.

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　　作者：朱慧雪1,靳灿灿2,温纪平1∗