小麦是我国主粮作物之一,常加工制成小麦粉。小麦制粉是利用物理方法将小麦籽粒中胚乳尽可能与皮层等物质分离,进而研磨破碎成具有一定颗粒度小麦粉的过程[1]。面粉加工精度表示制粉过程中皮层和胚的去除程度[2],也是定等分级的重要依据[3],加工精度越高则面粉等级越高。目前,消费者过于追求高精度面粉,但过高的面粉加工精度造成皮层和胚中营养组分的缺失[4-5],高加工精度则意味着低出粉率,直接影响企业经济效益。面粉加工精度过低时,麸皮和胚芽的混入会弱化面筋蛋白的交联反应,使得面制品品质劣化[6-7]。
馒头是一种气蒸熟化的发酵面制食品,在蒸煮过程中不会发生美拉德反应产生丙烯酰胺[8-9],与西方面包相比更加安全健康。在制作时,馒头常出现表皮皱缩起泡、发硬掉渣、内部粗糙、体积小等问题[10-11],这与小麦粉品质特性、馒头加工工艺和储存条件等因素密切相关[12]。在经济快速发展大趋势下,人们对内部细腻多孔、外观挺立和色香味较好的优质馒头需求加大,精度高的馒头色泽较白净,但馒头品质特性是否一定最好,食品学界没有准确的定论,但精度过低时因麸皮混入会馒头品质势必较差。所以,馒头专用粉适度加工十分必要。
国外学者多采用布勒实验磨制得到不同出粉率的小麦粉,以此来探究出粉率对面包和面条的影响[13-14]；国内研究侧重于各粉管配粉或基础粉混配[15-16],但直接从生产线上取不同出粉率的小麦粉并探究出粉率对小麦粉粒度指标及馒头适度加工方面的影响较少涉及,本文通过线上取出粉率为33%、43%、54%、59%、65%、70%、75%和80%样品粉,测定其小麦粉特性和馒头品质,分析小麦粉出粉率对小麦粉特性和馒头品质的影响,从而为馒头专用粉适度加工提供一定依据。
1 材料与方法
1.1 材料
本试验样品粉均由混合麦在河南某面粉厂的生产线上研磨制备而成,其中混合麦基本指标情况如表1所示。在河南某面粉厂生产线上,将所有粉管的灰分从低到高排序,并结合流量大小,依次将组成各出粉率的粉管拨到备用空绞龙中,待20 min流量称示数稳定后,分别取出粉率为33%、43%、54%、59%、65%、70%、75%和80%小麦粉。
表1 原粮基本指标情况
Table 1 Basic indicators of raw grain
种类容重/(g·L-1)水分/%蛋白质/%淀粉/%吸水率/%湿面筋/%混合麦79115.213.968.960.529.2
1.2 仪器与设备
BT-9300H激光粒度分布仪,丹东市百特仪器有限公司；HH-2数显恒温水浴锅,上海华燕医疗机械有限公司；A-XT2i质构仪,德国Stable Micro Systems公司；数显卡尺,上海九量五金工具有限公司；醒发箱、JCXZ面团压片机,北京东方孚德技术发展中心；SMY2000色差计,北京盛明扬科技发展有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 不同出粉率小麦粉的制备
测定各粉管小麦粉的灰分和流量大小,并将灰分从低到高排序,得出灰分与累积出粉率曲线如图1所示,根据图1数据,从生产线上配粉仓底分别取出粉率为33%、43%、54%、59%、65%、70%、75%和80%样品粉。
图1 小麦粉累积出粉率-灰分曲线
Fig.1 Cumulative wheat flour yield-ash curve
1.3.2 小麦粉色泽测定
采用色差计测定小麦粉的L*、a*、b*,其中L*为白度值,a*为红绿值,b*为黄蓝值。
1.3.3 小麦粉粒度分布的测定
利用激光粒度仪测定不同出粉率小麦粉粒度分布,测定范围为0.1～300 μm,测试折光率控制在10%～15%。实验的测定结果以D10、D50 和D90 表示,分别表示小麦粉累计粒度分布数达到10%、50%、90%对应的粒径大小。
1.3.4 小麦粉基本指标的测定
水分含量根据GB 5009.3—2016测定；灰分含量根据GB 5009.4—2016测定；湿面筋含量采用GB/T 5506.2—2008仪器法测定；面筋指数根据LS/T 6102—1995法测定；沉降值根据GB/T 15685—2011测定；破损淀粉含量使用Sdmatic破损淀粉仪进行测定。
1.3.5 馒头品质的测定
1.3.5.1 馒头制备
根据GB/T 35991—2018的方法制作馒头,待馒头出锅后冷却放置1 h。
1.3.5.2 馒头比容和宽高比的测定
采用天平称量馒头质量,利用小米置换法测定馒头体积,以体积与质量之比计算馒头比容；根据GB/T 35991—2018测定馒头的宽高比。
1.3.5.3 馒头芯色泽的测定
采用色差计测定馒头芯的L*、a*、b*。
1.3.5.4 馒头质构特性的测定
将馒头切片,切片厚度为15 mm,选取中间3片,采用P/36探头进行TPA测试。测定参数：触发力 5 g,测前速度3 mm/s,测中速度1 mm/s,测后速度1 mm/s,压缩比例50%,间隔时间3 s,压缩2次。
1.3.6 数据处理
进行2次平行试验,采用Excel统计数据,结果以“平均值±标准差”表示,采用SPSS 20软件对数据进行显著性分析,不同字母表示样品间存在显著性差异(P<0.05),采用Origin 8.5软件作图。
2 结果与分析
2.1 不同出粉率小麦粉色泽分析
不同出粉率小麦粉色泽指标分别见图2、图3,L*越大则越亮,a*值正负分别代表偏红和偏绿趋势,b*值正负分别代表偏黄和偏蓝趋势。随着出粉率的增加,L*值显著降低,说明出粉率越高小麦粉亮度越低,这是因为小麦胚乳中心灰分低,而糊粉层灰分高[1]。随着小麦粉出粉率增加,a*和b*逐渐增大,这说明较高出粉率小麦粉偏黄绿。综合来看,出粉率的增加会对小麦粉色泽产生不利影响。
图2 不同出粉率小麦粉的L*值和a*值
Fig.2 L* and a* values of wheat flour with different powder yield
图3 不同出粉率小麦粉的b*值
Fig.3 b* values of wheat flour with different flour extraction rate
2.2 不同出粉率小麦粉粒度分布分析
由表2可知,随着出粉率增加,小麦粉中细颗粒粉先升高后降低再升高,在出粉率为54%时最大,75%时最小；出粉率为43%、70%、75%小麦粉中粗颗粒粉较少。小麦粉平均粒径随出粉率增加先降低后升高,在出粉率为75%时最低,这是因为出粉率增加时小麦粉经过多次筛理研磨使得小麦粉颗粒度减小[17],而后由于颗粒度较大的次粉加入小麦粉中,小麦粉平均粒径增大。
表2 不同出粉率小麦粉的粒度分布 单位：μm
Table 2 Grain size distribution of wheat flour with different flour extraction rate
出粉率/%D10D50D903334.23±1.12bcd78.55±1.29a138.64±1.64a4333.68±1.68bcd76.95±0.75abc133.37±0.59b5436.9±0.67a78.88±0.52a138.54±0.06a5935.45±1.48abc78.32±1.18a137.98±0.94a6535.96±0.57ab77.88±0.68ab137.38±0.78a7033.07±0.62cd76.24±0.3bc132.72±0.04b7532.8±0.65d75.32±1.02c133.33±3.73b8035.48±0.04abc77.98±0.16ab140.19±1.87a
2.3 不同出粉率小麦粉理化特性分析
从表3可知,不同出粉率小麦粉的水分总体上呈降低趋势,这可能和小麦制粉研磨筛理过程中水分流失有关。灰分是由矿物质经高温灼烧氧化而成[1],常用于衡量面粉加工精度,加工精度越高则出粉率越低。由表3可知,灰分随出粉率的增加逐渐升高,这是由于出粉率的增加会使部分皮层或糊粉层混入小麦粉中,导致灰分含量增加[18]。不同出粉率下小麦粉的破损淀粉含量有差异,在出粉率为65%时含量最低,在75%时含量最高,这与小麦粉粗细度有关,面粉粒径较小时,破损淀粉含量较高[19]。
表3 不同出粉率小麦粉基本理化指标
Table 3 Basic physical and chemical indexes of wheat flour with different flour extraction rate
出粉率/%水分/%灰分/%湿面筋含量/%面筋指数破损淀粉/UCDc沉降值/mL3313.71±0.05a0.38±0.01a30.35±0.21a40.89±0.05b22.4±0.1c62.0±0a4313.62±0.03b0.39±0.02a30.42±0.49a44.68±0.43ab22.8±0.1ab64.0±0b5413.51±0.02c0.43±0b31.87±0.21b47.43±2.08a22.4±0.3c68.0±0c5913.57±0.01bc0.46±0.01c32.69±0.21b46.73±0.77a22.7±0.1abc69.0±0c6513.27±0.03e0.50±0.01d33.72±0.56c45.44±0.7ab21.9±0.1d72.5±0.71d7013.20±0.01f0.54±0.01e34.63±0.35d45.34±1.36ab22.8±0.1ab72.75±1.06d7513.70±0.07a0.56±0f34.78±0.14d44.12±1.85ab23.0±0.1a75.25±1.06e8013.41±0.01d0.63±0g38.35±0.58e35.31±4.12c22.6±0.1bc76.5±0.71e
湿面筋含量和面筋指数分别反映面筋的量和质,沉降值是面筋质量的重要指标[20]。当出粉率增加时,湿面筋含量和沉降值升高,面筋指数先升后降。面筋指标变化的原因是小麦籽粒组成分布的不均匀性,淀粉主要分布在胚乳中,蛋白质在胚乳中呈外高中低分布[21],并且胚乳蛋白多为面筋蛋白,与皮层中清球蛋白性质有较大差异。
2.4 出粉率对馒头品质的影响
2.4.1 出粉率对馒头比容和宽高比的影响
比容是评价馒头品质的重要指标,与发酵产气量和面团持气性有关,值越大则说明馒头品质越好。由图4可知,不同出粉率下小麦粉馒头比容呈现不同变化规律,随着出粉率的增加,馒头比容先升高后降低,在出粉率为59%～65%时最大,这说明适当出粉率小麦粉制作的馒头比容较高,品质较好,这可能与面筋指数有关[22]。
图4 不同出粉率小麦粉馒头的比容和宽高比
Fig.4 Specific volume and width to height ratios of steamed buns made from wheat flour with different flour extraction rate
馒头宽高比反映馒头挺立程度,出粉率在33%～59%的馒头宽高比较小,馒头较挺立。出粉率为80%的馒头宽高比最高,原因是次粉的加入对面筋网络结构产生弱化作用[23],降低面团发酵过程中持气能力。整体来说,出粉率为54%～59%的馒头品质较好。
2.4.2 出粉率对馒头芯色泽的影响
由图5可知,随着面粉出粉率的升高,馒头芯L*减小,a*值逐渐增大,这与小麦粉色泽和灰分含量有关[24]；其中出粉率为80%馒头芯变化幅度较大,原因是较多次粉的加入增加了小麦粉灰分含量[25]。从图6可知,当小麦粉出粉率增大时,馒头芯b*值无明显规律。总之,出粉率的增加会对馒头芯色泽产生不利影响。
图5 不同出粉率小麦粉馒头的L*和a*
Fig.5 L* and a* of steamed bread made from wheat flour with different flour extraction rate
图6 不同出粉率小麦粉馒头的b*
Fig.6 b* of steamed bread made from wheat flour with different flour extraction rate
2.4.3 出粉率对馒头质构特性的影响
硬度是指压缩样品所用最大力,弹性表示样品受挤压后的恢复能力,咀嚼性数值大小为胶着性与弹性的乘积,回复性越大说明面筋韧性越强,内聚性可反映出样品内部紧密程度和抗外界破坏力。研究表明,硬度、黏着性和咀嚼性与馒头品质负相关,弹性、内聚性和回复性与馒头品质正相关[26]。
不同出粉率下馒头硬度和咀嚼性有差异,由图7和图8可知,在出粉率为54%～59%时馒头硬度和咀嚼性较小,而后随着出粉率增加,大体呈增加趋势。这说明出粉率过高或过低均不利于馒头品质的提高,当出粉率为54%～59%,即灰分为0.43%～0.46%时,馒头品质最好。
图7 不同出粉率小麦粉馒头的硬度
Fig.7 Hardness of steamed bread made from wheat flour with different flour extraction rate
图8 不同出粉率小麦粉馒头的咀嚼性
Fig.8 Mastication of steamed bread made from wheat flour with different flour extraction rate
由图9、图10和图11可知,随着加工精度降低,馒头弹性、内聚性和回复性先升高后降低,在出粉率54%时最大,59%～75%馒头弹性和内聚性与33%相接近,均高于43%和80%,这说明加工精度过低或过高时馒头品质相对较差。整体上看,出粉率为54%～65%,即灰分含量为0.43%～0.5%时,馒头硬度和咀嚼性较低,且馒头弹性、内聚性和回复性较高,此时馒头品质较好。
图9 不同出粉率小麦粉馒头的弹性
Fig.9 Elasticity of steamed bread made from wheat flour with different flour extraction rate
图10 不同出粉率小麦粉馒头的内聚性
Fig.10 Cohesiveness of steamed bread made from wheat flour with different flour extraction rate
图11 不同出粉率小麦粉馒头的回复性
Fig.11 Resilience of steamed bread made from wheat flour with different flour extraction rate
3 结论与讨论
通过实验得出,在此种工艺条件下,不同出粉率小麦粉色泽、灰分、沉降值有显著差异,与前人研究结果一致,当出粉率增加时小麦粉湿面筋含量逐渐增大,面筋指数先升后降,这一发现与王才才[15]的研究有较大不同,后者发现在出粉率为70%～80%时湿面筋含量降低,面筋指数也无明显规律,这可能是由于不同出粉率小麦粉制备方式以及原料不同所致。本文在前人的基础上,对不同出粉率小麦粉颗粒度进行研究,发现出粉率在33%～75%时,随出粉率的增加,小麦粉经过筛理研磨次数增多,小麦粉平均粒径减小。出粉率的提高会对小麦粉馒头的色泽产生不利影响,小麦粉馒头比容、宽高比差异性显著,出粉率为54%～65%的馒头硬度和咀嚼性较小,弹性、内聚性和回复性较大。而前人有关出粉率对馒头品质的影响结果不尽相同,王才才[15]认为出粉率为 35%～70%馒头质构指标无显著差异,而在出粉率为80%馒头品质变差；宋琛琛[27]发现随着加工精度的降低,馒头的硬度、黏着性、咀嚼性整体呈增大趋势,在出粉率为40%～76%时馒头感官评价得分较高。综合来看,在此工艺条件下,出粉率过高时会对馒头品质产生不利影响,在出粉率为54%～65%时馒头品质较好。因此,在生产实践中,应当保持适宜加工精度,才能确保面制品品质达到较佳效果。
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