板栗,又名栗、栗子,属壳斗科,板栗属,板栗广泛分布于东亚、南欧和北美[1]。板栗原产于我国,是我国食用最早的坚果之一,素有“干果之王”之称,在国外又被誉为“健康食品”[2]。板栗的营养价值极高,除含丰富的淀粉外,尚含多种维生素、蛋白质、脂肪及矿物质等营养物质,具有健脾胃,缓解脾虚,可缓解老年人消化不良等功效,是营养价值和药用价值都很高的坚果[3-4]。目前,食用坚果受到越来越多的人喜爱,板栗便是其中之一。将板栗经过干燥处理后再粉碎成粉末制备成板栗粉,作为一种原料广泛应用于各类面包、蛋糕、饼干、脆片等食品中,可丰富产品矿物质、膳食纤维含量,提高产品的香气、功能及营养特性[5]。李勇等[6-8]以板栗全粉和小麦粉为原料,研究了板栗全粉对小麦粉加工特性及鲜湿面品质,研究发现板栗全粉可显著影响面团的粉质、糊化、流变学和热力学特性,并适量添加板栗全粉可提升鲜湿面品质,尤其当添加量为15%时最佳;同时,添加板栗全粉可降低鲜湿面的血糖生成指数,其含量与抗性淀粉正相关,显示出在健康食品领域的潜力。RAO等[9]评估了球磨机超细研磨、喷射超细研磨和普通研磨制备的板栗粉对小麦粉加工适应性的影响,研究发现适量添加超细板栗粉能显著改善混合面粉的颜色、热稳定性、冻融稳定性和抗老化性能,同时保持或提升面团质地和发酵特性,但过量添加会影响面团结构。KATARZYNA等[10]探究了板栗粉添加量对无麸质面包品质的影响,研究发现适量添加板栗粉(最高至10%)可显著改善无麸质面包的质地,包括降低硬度、增加弹性和凝聚力,并增大面包体积。PYCIA等[11]探究了榛子粉对小麦粉热力学的影响,研究表明,添加榛子粉可提高小麦粉的糊化温度、糊化焓和退化焓值,改善了小麦面团的老化特性。近年来研究显示,将板栗粉/板栗全粉加入面粉制成复合型面制品,可提升面制品的营养功能,改善面制品的品质特性,而目前关于板栗粉粒径对小麦鲜湿面加工适应性及品质特性研究的信息十分有限。因此,本研究以板栗粉为原料,将不同粒径大小的板栗粉添加至小麦粉中,探究板栗粉粒径对小麦粉加工适应性及鲜湿面品质特性的影响,以期能够为板栗鲜湿面面条开发及主食化加工相关研究提供理论依据,拓宽板栗精深加工领域。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
小麦粉,湖南裕湘食品有限公司;板栗,花桥板栗,湖南省金湖良种板栗示范种植基地,烘干破碎后备用;浓硫酸、硼酸、氢氧化钠,国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
FW-400粉碎机、DH-360电热恒温培养箱,北京中兴伟业仪器有限公司;C21-SK210多功能电磁炉,广东美的生活电器制造有限公司;BCD-569 W冰箱,博西华家用电器有限公司;JSM-IT300LA扫描电子显微镜,日本电子株式会社;DHH-180A小型电动压面机,永康市海鸥电器有限公司;TAXTPlus质构仪,英国Stable Mirco system公司;LS 13320激光微米粒度仪,美国贝克曼库尔特有限公司;FB223分析天平,上海舜宇恒平科学仪器有限公司;DZ-260T台式真空包装机,深圳晟枫包装机械有限公司;K-1快速黏度分析仪,澳大利亚Newport科学仪器公司;Micro-doughLAB 2800微量粉质仪,瑞典Perten公司;NMI120核磁共振成像分析仪,纽迈电子科技有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 板栗粉的处理和分级
将新鲜的板栗进行脱壳处理,用烘箱将其烘干,最后用磨粉机进行打粉,将打磨好的板栗粉按照由小到大的顺序分别过180、160、140、120目的筛网,制备不同颗粒大小的板栗粉。
1.3.2 粒度分布测定
采用激光粒度分析仪测定小麦粉和板栗粉的粒度分布,测定结果用D10、D50、D90表示,为更好地表示小麦粉和板栗粉粒径分布,用粒径分布跨度Span表示,Span的计算如公式(1)所示:
Span值
(1)
1.3.3 混合面粉制备
分别称取1.3.1节处理后的120、140、160、180目的板栗粉15 g添加至100 g小麦粉中混合均匀,从而制备板栗粉-小麦混合面粉(chestnut-wheat flour,CWF),并命名为120-CWF、140-CWF、160-CWF、180-CWF,以纯小麦粉为对照组(control check,CK)。装入真空包装袋中,使用台式真空包装机进行真空包装。
1.3.4 基本营养成分测定
参考GB 5009.9—2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》、GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》和GB/T 31577—2015《粮油检验 小麦粉损伤淀粉测定 安培计法》分别测定板栗粉的总淀粉、蛋白质和损伤淀粉含量,直链淀粉含量测定采用试剂盒。
1.3.5 粉质特性测定
参考GB/T 14614—2019《粮油检验 小麦粉面团流变学特性测试 粉质仪法》测定混合粉粉质特性5个参数值:吸水率、形成时间、稳定时间、公差指数以及带宽。
1.3.6 糊化特性测定
参照GB/T 14490—2008《粮油检验 谷物及淀粉糊化特性测定 黏度仪法》测定糊化特性。
1.3.7 动态流变学特性测定
参考钱鑫等[12]方法,称取10 g混合面粉搅拌成面团,使用保鲜膜包好,将样品放置于流变仪测试台上,刮掉多余的面团,在25 ℃下,静置3 min,使用动态黏弹性模式对样品进行测试。测试条件为:平板直径为40 mm,应变量为2.0%,扫描频率为0.1～20 Hz,平板间隙1 000 μm。从得到板栗粉-小麦面团动态流变测试中的储能模量(G′)、损耗模量(G″)和损耗角正切(tan δ)随频率变化的关系,从而分析面团的流变学特性。将所获得的实验数据由幂律模型进行数据拟合,计算如公式(2)、公式(3)所示:
G′=a′×bc′
(2)
G″=a″×bc″
(3)
式中:b为频率,Hz;a′、a″、c′、c″均为实验常数,a′、a″表示稠度系数,c′、c″表示流体指数。
1.3.8 鲜湿面的制作
参考LI等[13]方法,将4 g未加碘食用盐与70 mL蒸馏水混合均匀后,倒入和面机中与200 g混合粉搅拌10 min。将面絮揉成团状(面团),并用保鲜膜包裹,35 ℃静置30 min。后用压面机辊压5次制成面片,并切成200 mm×2 mm的板栗粉-小麦面条(chestnut-wheat flour noodles,CWFN),并命名为120-CWFN、140-CWFN、160-CWFN、180-CWFN,以纯小麦面条为对照组(CKN)。
1.3.9 水分分布状态测定
参考钱鑫等[14]方法,称取5 g鲜湿面,用剪刀剪成长2 cm的样品后,用生料带包裹防止水分散失,并置于核磁共振专用试管内,置于低场核磁共振仪(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)中测定样品的自旋-自旋弛豫时间T2。测试参数为采样点数2 048、重复扫描次数8、弛豫衰减时间1 000 ms。通过CPMG(Carr-PurcellMeiboom-Gill)脉冲序列表征样品的横向弛豫时间。
1.3.10 色泽测定
采用色差仪测定样品的L*、a*、b*,其中L*表示亮度;a*表示红绿度;b*表示黄蓝度。
1.3.11 蒸煮特性测定
参考HU等[15]方法,取20根鲜湿面样品放入1 000 mL蒸馏水煮沸,蒸煮过程中每30 s取一根样品,用透明玻璃板切断,白芯消失的时间为最佳蒸煮时间。
将10 g鲜湿面样品放入500 mL沸水中,直至达到最佳烹饪时间。煮后的板栗鲜湿面用滤纸吸干,用微量天平称重。吸水率计算为煮熟的面条重量与未煮熟的面条重量相比的百分比增加。将面汤收集于容量瓶中,并用蒸馏水定容至500 mL后,取100 mL溶液放入铝盒中并干燥至恒重。蒸煮损失率为蒸煮过程中损失的干物质与未烹饪板栗鲜湿面重量的百分比。
1.3.12 质构特性和拉伸特性测定
质构特性:参考谭玉珩等[16]方法,取20根鲜湿面条放入装有沸水的铝锅中并立即计时,保持水沸腾状态煮制到最佳烹煮时间后,经冷水冷却后沥干,保鲜膜平整覆盖后测量。取3根长度为2 cm的板栗鲜湿面条,并排放在测试台上的固定位置,保持面与面之间的一定的距离,试验重复5次。选用质构仪的P/36R探头对鲜湿面条的TPA参数进行测定;参数设定:测试前速度2.0 mm/s,测试速度0.8 mm/s,测后速度2.0 mm/s,压缩率65%,起点感应力5 g,2次压缩之间的时间间隔为5 s。
拉伸特性:参考李勇等[8]方法,利用的质构仪探头A/SPR面条拉伸装置,参数设定如下:测前速度2 mm/s,测试速度2.0 mm/s,测后速度10 mm/s,感应力5 g,测试距离70 mm,原始距离10 mm。
1.3.13 感官评价测定
参考XIE等[17]方法并进行了一定修改,挑选食品科学与工程学院10名经验丰富的老师和同学,按照表1对面条进行感官评价,采用九点标度法对面条样品进行打分,去掉最高分以及最低分,其余评分取平均值。
表1 感官评价表
Table 1 Sensory evaluation table
项目评价指标色泽面条的颜色和亮度坚实度用牙咬断一根面条时需要用到力的大小弹性面条在咀嚼时的嚼劲和弹性光滑性在品尝面条时在口感的光滑程度食味在品尝时具有的味道表面状态面条表面的光滑度黏性咀嚼性面条的黏牙程度
注:评分方法:非常不喜欢(1分);很不喜欢(2分);不喜欢(3分);不太喜欢(4分);一般(5分);稍有喜欢(6分);喜欢(7分);很喜欢(8分);非常喜欢(9分)。
1.3.14 扫描电子显微镜测定
将鲜湿面冷冻干燥后用镊子掰断,保持断截面整齐。将待测样品置于电镜载物台上进行喷金处理,然后在加速电压20 kV条件下对鲜湿面断裂截面进行观察。
1.4 数据处理与分析
所有实验均重复3次,采用SPSS 22、Origin 2018进行数据分析及图表绘制,显著性分析采用单因素方差分析和t检验法,P<0.05有统计学意义。
2 结果与分析
2.1 板栗粉基本组分和粒径分布
由表2可知,随着筛网孔径的减小,筛下物颗粒平均粒径显著性减小(P<0.05),即样品D10、D50、D90显著降低(P<0.05)。小麦粉的平均粒径为70.78 μm,板栗粉120、140、160、180目的平均粒径分别为145.6、70.46、48.47、28.66 μm。由此可以看出小麦粉与140目的板栗粉的平均粒径最为接近。Span值表示离散程度,其值越小,粒度分布范围越窄,粒径越集中,颗粒均一性越好。由表2可知,板栗粉和小麦粉的颗粒均一性依次为120-CWF>140-CWF>CK>160-CWF>180-CWF。
表2 板栗粉和小麦粉的粒径分布和基本组分
Table 2 Particle size distribution of chestnut powder and wheat flour
样品D10/μmD50/μmD90/μm平均粒径/μmSpan值总淀粉含量/%直链淀粉含量/%破损淀粉含量/%CK11.37±0.01a64.52±0.01c142.60±0.01b70.78±0.01b2.03±0.01c67.44±0.34c33.17±0.18a19.84±0.30a120-CWF9.60±0.02b157.20±0.03a253.80±0.04a145.60±0.01a1.55±0.00e70.24±0.38a20.24±0.10b5.44±0.22e140-CWF8.70±0.01c70.31±0.03b135.90±0.03c70.46±0.02c1.81±0.01d68.14±0.07b19.22±0.05c6.79±0.15d160-CWF7.23±0.01d41.57±0.02d99.29±0.04d48.47±0.02d2.21±0.01b66.46±0.24d18.67±0.16d7.35±0.20c180-CWF4.03±0.03e10.81±0.04e91.21±0.04e28.66±0.03e8.06±0.03a63.05±0.29e17.86±0.09e8.64±0.23b
注:不同字母代表显著性差异(P<0.05)(下同)。
粒径大小对板栗粉的理化性质和功能特性有重要影响。由表2可知,随着板栗粉粒径的减小,板栗粉中蛋白质、直链淀粉和淀粉含量均显著降低(P<0.05),破损淀粉含量逐渐增加,这表明板栗在机械粉碎过程中大量营养物质遭到了破坏,其粒径越小,破坏程度越高。这与AZEEM等[18]研究发现相一致。
2.2 板栗粉粒径对小麦粉的粉质特性的影响
面团的吸水率主要受淀粉及面筋蛋白含量影响[19],添加不同粒径的板栗粉的混合面团粉质特性测定结果见表3。由表3可知,随着板栗粉粒径的减小,混合面团的吸水率略微增加,180-CWF的吸水性较高,这是由于板栗粉粒度减小,比表面积增加,破损淀粉含量及多糖含量增加,与面筋蛋白和淀粉竞争水分,以氢键结合更多水,导致面团的吸水率上升。樊晓芸等[20]研究表明板栗粉中含有大量的羟基,如多酚和可溶性糖。此外,与CK组相比,板栗粉的加入,使混合面团的形成时间和稳定时间减小,公差指数和带宽增加。这可能是由于板栗粉的加入,稀释了小麦粉中的面筋蛋白[21]。
表3 板栗粉粒径对小麦粉的粉质特性的影响
Table 3 Effect of particle size of chestnut powder on farinograph properties of wheat flour
样品吸水率/%形成时间/min稳定时间/min公差指数/FU带宽/FUCK55.93±0.09a1.03±0.20a1.57±0.28a216.57±20.55e95.00±0.01d120-CWF55.50±0.01b0.70±0.01d1.40±0.01e281.57±26.25c115.00±7.07c140-CWF55.50±0.01b0.73±0.05c1.47±0.05d331.57±10.27a118.33±2.35b160-CWF55.50±0.01b0.77±0.05b1.53±0.05c323.23±14.34ab120.00±4.08a180-CWF56.00±0.01a0.73±0.09c1.57±0.05ab253.23±9.43d96.67±2.36d
稳定时间反映了面团的抗揉性,其稳定时间越长,面团的抗揉性越好[22]。随着板栗粉粒径颗粒越来越小,混合面团的稳定时间逐渐升高,形成时间先增大后略微减小,样品160-CWF的形成时间达到最高为0.77 min,这与靳灿灿等[23]的研究结果相一致。这说明120-CWF中板栗粉可能受到机械力较小,混入麸皮等物质使面筋强度降低,从而使面团的耐搅拌性减弱。这可能是由于板栗粉粒径减小,使其板栗粉中更多亲水性的物质暴露在外,引起混合面团吸水性增加,促使板栗粉与面筋蛋白相互作用,进而导致混合面团稳定时间增加。这项研究表明,添加较小粒径板栗粉可增强混合面团稳定性,改善了面团的韧性。
2.3 板栗粉粒径对小麦粉的糊化特性的影响
由表4和图1可知,随着板栗粉的加入,混合粉的峰值黏度、最低黏度和最终黏度逐渐降低,说明添加板栗粉可显著影响小麦粉的糊化特性(P<0.05)。由于板栗粉与小麦粉的组成不同,板栗粉中含有较多的多糖,可与淀粉竞争水分,从而减小吸水膨胀的程度,从而导致其黏度的降低。与CK组相比,板栗粉的粒径大小对混合面团的回生值有显著的影响(P<0.05),随着板栗粉粒径颗粒减小,混合面团的峰值黏度、最低黏度和最终黏度、回生值和糊化时间均呈现出先增大后减小的趋势。这与LIU等[24]的研究有相似之处,这是由于破损淀粉含量、淀粉颗粒自身膨胀程度等因素均会影响小麦粉峰值黏度。此外,粒径较大的板栗粉中难以使水分子进入淀粉颗粒内部,从而使糊化温度升高;而水分子易进入粒径较小的淀粉颗粒无定形区,破坏其晶体结构,加剧淀粉糊化[25]。
图1 板栗粉粒径对小麦粉糊化特性的影响
Fig.1 Effect of chestnut powder particle size on pasting properties of wheat flour
表4 板栗粉粒径对小麦粉糊化特性的影响
Table 4 Effect of chestnut powder particle size on pasting properties of wheat flour
样品峰值黏度/cP 最低黏度/cP衰减值/cP最终黏度/cP回生值/cP糊化时间/min糊化温度/℃CK1 958.33±4.71a1 368.33±26.40a590.00±31.112 315.33±0.94a947.00±25.46c6.36±0.06a88.05±0.01120-CWF1 385.00±0.01d825.67±2.36c559.33±2.361 701.00±8.49d875.33±6.13d6.00±0.01c88.95±0.01140-CWF1 423.00±28.28c584.33±14.61c580.67±13.671 837.67±19.33c995.33±4.71b6.00±0.01c88.58±0.38160-CWF1 480.67±8.81b901.00±9.90b579.67±10.501 954.00±13.14b1 053.00±9.42a6.13±0.01b88.93±0.03180-CWF1 375.67±12.26d815.00±1.41c560.67±10.841 804.00±24.04c989.00±22.63b6.05±0.03c88.10±0.01
2.4 板栗粉粒径对小麦粉面团流变学特性的影响
动态流变特性用于测量面团的黏弹性,并确定其质地和加工特性。图2为不同粒径板栗粉对小麦面团流变特性的影响,随着板栗粉粒径不断减小,面团的G′和G″均有所增加,且G′>G″,tanδ<1,这说明面团以弹性模量为主,表现出较强的固态特性;在同一频率下,添加了板栗粉的所有混合面团的G′和G″的值均大于CK组,这也与板栗粉和小麦粉的性质不同有关。推测大粒径的板栗粉会更大程度地干扰蛋白质分子的交联和面筋网络对淀粉分子的包裹作用,而小粒径的板栗粉由于过度填充面筋网络结构,从而影响以蛋白质和淀粉为基质形成的黏弹体[26]。此外,与大颗粒板栗粉相比,小颗粒的板栗淀粉具有较大的比表面积,暴露出更多的亲水基团,从而具有更强的吸水能力[27]。小颗粒的板栗淀粉可使得板栗粉与面筋蛋白和淀粉结合得更加紧密,促进了面筋蛋白的聚集,增强了其弹性[28]。
a-G′;b-G″;c-,tanδ
图2 板栗粉粒径对小麦面团流变特性的影响
Fig.2 Effect of particle size of chestnut powder on rheological properties of wheat dough
幂律方程的参数可用于描述储能模量和损耗模量与振荡频率的关系。如表5所示,在振荡频率为1～20 Hz时,所有样品的G′和G″的决定系数(R2)分别大于0.992 16和0.969 92,这结果表明幂律模型能较好地模拟出板栗-小麦面团样品的黏弹性特性。a′值大于a″值,c′值小于c″的值。
表5 不同粒径板栗粉-小麦面团复合体系幂律模型拟合的参数
Table 5 Parameters of power-law model fitting for chestnut powder-wheat dough composite system with different particle sizes
样品G'=a'×bc'G″=a″×bc″a'/(Pa·sn')c'R2a″/(Pa·sn″)c″R2CK4 124.480 47±29.717 10.170 44±0.003 660.992 161 954.564 01±31.164 720.206 90±0.007 850.975 81120-CWF4 609.195 23±27.835 70.179 31±0.003 040.995 122 299.166 71±36.890 940.216 00±0.007 840.978 01140-CWF4 993.692 38±21.742 670.154 33±0.002 240.996 292 259.463 35±38.182 830.209 06±0.008 30.973 46160-CWF5 572.158 44±25.930 820.157 91±0.002 390.995 992 611.537 74±42.287 90.212 85±0.007 930.976 72180-CWF5 823.187 38±25.624 830.159 39±0.002 260.996 502 839.672 51±48.498 180.200 64±0.008 450.969 92
a′值和a″值随板栗粉粒径不断减小而增大,这表明板栗粉粒径越小,越能更好地填充面筋网络,更大程度上保证面筋网络的完整性,使面团处于柔软稳定的状态。
2.5 板栗粉粒径对小麦鲜湿面蒸煮特性及色泽的影响
营养丰富、颜色鲜艳的面条一般易被消费者接受。小麦粉中含有叶黄素和胡萝卜素等黄色色素。基于这些化合物的多重共轭双键,小麦粉的外观呈淡黄色[29]。由表6可知,板栗鲜湿面的L*值低于CKN组,a*和b*值明显高于板栗鲜湿面,且随着板栗粉粒径的减小,板栗鲜湿面的L*值逐渐降低。这是由于板栗仁色素由β-类胡萝卜素和叶黄素2种黄色素组成,因此板栗粉的加入会使小麦粉的亮度降低,红度增加[8]。王远辉等[30]指出小麦粉粒度越小时制作馒头的白度更高,硬度和咀嚼性越低。在粉碎过程中随着粒度的减小,更多的多酚氧化酶活性位点暴露出来,增大酶和底物反应几率,板栗鲜湿面的白度降低[31]。
表6 板栗粉粒径对小麦鲜湿面蒸煮特性及色泽的影响
Table 6 Effects of chestnut powder particle size on cooking characteristics and color of wheat fresh wet noodles
样品蒸煮特性色泽最佳蒸煮时间/s蒸煮损失率/%吸水率/%L*a*b*CKN236.67±5.77d4.70±0.10c77.24±0.37d83.35±0.62a1.68±0.02e10.97±0.18e120-CWFN336.67±11.55a7.64±0.07a86.71±0.58c66.29±0.02b5.16±0.03c15.96±0.03a140-CWFN323.33±2.35b7.64±0.09a88.52±0.24b64.10±0.03c5.38±0.01a15.57±0.02b160-CWFN303.33±5.26c7.41±0.31a90.50±1.07a61.43±0.09d4.33±0.02d13.03±0.02c180-CWFN293.33±5.57c6.68±0.24b90.67±0.27a60.57±0.02e5.34±0.01b14.46±0.02d
蒸煮损失率、吸水率和最佳蒸煮时间是消费者评价面条品质和蒸煮特性的重要标准[32]。不同粒径板栗粉对小麦鲜湿面蒸煮特性的影响见表6。与CKN组相比,板栗粉的添加明显延长了小麦鲜湿面的最佳蒸煮时间,但随着板栗粉粒径的减小,板栗鲜湿面的最佳蒸煮时间从333.67 s缩短至293.33 s。板栗鲜湿面的吸水率随板栗粉粒径的减小而增大,但160-CWFN组和180-CWFN组,与CKN组相比没有显著性差异。这是由于板栗粉粒径减小,其比表面积增加,破损淀粉含量高,导致板栗鲜湿面吸水率提高;而在160-CWFN组和180-CWFN组时无显著差异可能是由于较小的板栗粉颗粒对面筋网络结构干扰较小,面筋网络结构可较好地包裹板栗粉,抑制板栗淀粉的吸水膨胀,使其板栗鲜湿面吸水率无显著差异。板栗粉的存在可破坏面条蛋白质网络结构的连续性,导致面条蒸煮过程中蛋白质和淀粉等物质更容易析出,因此板栗鲜湿面的蒸煮损失率显著高于对照组(P<0.05)。随着板栗粉粒径的减小,板栗鲜湿面的蒸煮损失率逐渐减小,其180-CWFN组的蒸煮损失率最小(6.68%),这可能是由于较小粒径的板栗粉粒径对其面筋网络结构的物理阻碍作用较小,面筋网络结构变得更加连续,减少了板栗鲜湿面在蒸煮过程中的淀粉溶出;板栗蛋白可与面筋蛋白发生交联作用,加强面筋蛋白的聚集,将淀粉更好地包裹,防止其在蒸煮时过度溶出[33]。
2.6 板栗粉粒径对小麦鲜湿面水分分布状态的影响
利用低场核磁共振技术探究不同粒径板栗粉对小麦鲜湿面水分分布的影响。研究发现,所有样品的弛豫时间均有3个峰,表明样品中主要存在3种状态的水,其分别为深层结合水、弱结合水和自由水,结果如表7所示。与CKN组相比,板栗粉的添加明显加强了小麦鲜湿面中深层结合水含量,降低了弱结合水和自由水的含量;随着板栗粉粒径的减少,板栗鲜湿面中深层结合水显著增加,弱结合水含量逐渐减少,这可能是由于粒径较小的板栗粉中含有更多的亲水基团,增强了对水分子的束缚,使其鲜湿面中的水发现迁移,深层结合水含量上升,面条品质更加稳定。
表7 板栗粉粒径对小麦鲜湿面水分分布的影响
Table 7 Effect of chestnut powder particle size on moisture distribution of wheat fresh wet noodles
样品深层结合水峰面积/%弱结合水峰面积/%自由水峰面积/%CK9.35±0.32e88.35±0.34a2.30±0.08a120-CWFN11.19±0.36d86.64±0.36b2.20±0.05a140-CWFN12.64±0.28c85.32±0.28c2.04±0.01b160-CWFN13.64±0.27b84.29±0.26d2.07±0.01b180-CWFN14.68±0.24a83.06±0.25e2.25±0.01a
2.7 板栗粉粒径对小麦鲜湿面质构特性及拉伸特性的影响
板栗粉粒径对小麦鲜湿面硬度、弹性、咀嚼性的影响如表8所示,与CKN组相比,板栗粉的添加提高了鲜湿面的硬度、弹性、咀嚼性、拉伸强度及拉伸距离,其粒径越小,效果越显著(P<0.05)。这是由于小颗粒板栗粉更利于填充面筋网络结构,可使面条结构更致密,赋予了鲜湿面更坚实的质地和拉伸强度[34]。另外,根据板栗粉粒径对小麦鲜湿面水分分布的影响表明板栗粉粒径越小,其板栗鲜湿面中深层结合水越高,鲜湿面中的蛋白质和淀粉可结合更多的水分子,利于形成更佳稳定的面筋网络结构,使其板栗鲜湿面的弹性和咀嚼性上升。此外,板栗鲜湿面的弹性和咀嚼性均高于小麦鲜湿面,这可能是由于板栗粉中较高的淀粉含量所致。TAO等[35]研究表明在面条中添加外源淀粉可提高淀粉凝胶特性,从而提高其弹性和咀嚼性。
表8 板栗粉粒径对小麦鲜湿面质构特性及拉伸特性的影响
Table 8 Effects of chestnut powder particle size on texture and tensile properties of wheat fresh wet noodles
样品硬度/g弹性/(g·s)咀嚼性/(g·s)拉伸强度/g拉伸距离/mmCKN3 455.39±27.82e86.54±4.78bc1 715.90±31.78d31.42±0.88b11.66±0.48d120-CWFN3 914.76±10.40d84.88±0.91c2 052.93±151.55c28.87±0.99c10.18±0.28e140-CWFN4 095.15±3.39c87.92±1.43abc2 349.90±55.42b30.99±0.49b13.61±1.06c160-CWFN4 348.46±72.15b90.32±0.73ab2 464.71±105.30ab32.91±0.20a16.68±0.22b180-CWFN4 564.19±22.15a92.16±0.46a2 614.52±99.56a33.78±0.24a23.96±0.69a
2.8 板栗粉粒径对小麦鲜湿面感官特性的影响
对不同粒径的板栗鲜湿面的色泽、外观、适口性、韧性、黏性、平滑度和风味及总体可接受度等方面进行了感官评分。由图3可知,与纯小麦鲜湿面相比,添加板栗粉可改善小麦鲜湿面的色泽、表面状态、弹性、韧性和风味。在黏性和色泽方面,粒径较大板栗粉所制备的120-CWFN比小麦鲜湿面的黏性更低,色泽更加亮丽。但随着板栗粉粒径的降低,160-CWFN和180-CWFN在适口性、韧性和风味比纯小麦鲜湿面更显优势。
图3 板栗粉粒径对小麦鲜湿面感官特性的影响
Fig.3 Effect of chestnut powder particle size on the sensory characteristics of wheat fresh wet noodles
2.9 板栗粉粒径对小麦鲜湿面微观结构的影响
采用扫描电子显微镜观察了不同粒径板栗鲜湿面的微观结构。如图4所示,纯小麦鲜湿面结构光滑致密,许多完整的淀粉颗粒均匀而有规则地嵌入面筋网络结构中。而不同粒径板栗鲜湿面样品呈现出一个粗糙的多孔结构,淀粉颗粒、多糖和其他成分填充于面筋网络结构中的无序分布。此外,不同粒径板栗鲜湿面样品中均含有一些破碎的淀粉颗粒,这可能是由于板栗粉中破碎淀粉或大尺寸的淀粉颗粒破坏了面筋网络结构[36]。与120-CWFN相比,随板栗粉粒径的减小,板栗鲜湿面面筋网络结构逐渐变得更加致密及孔隙率降低,这表明粒径较小的板栗粉在小麦鲜湿面中可更均匀分布,淀粉更容易被面筋蛋白包裹。这与质构特性和拉伸特性的结果相一致。
图4 板栗粉粒径对小麦鲜湿面微观结构的影响
Fig.4 Effect of chestnut powder particle size on the microstructure of wheat fresh wet noodles
3 结论与讨论
本文主要研究了板栗粉粒径对小麦粉理化性质、粉质特性、糊化特性、流变学特性及鲜湿面蒸煮特性、水分分布、质构特性和微观结构的影响。研究发现,随板栗粉粒径的减小面团的吸水率、稳定时间而显著升高(P<0.05);糊化特性方面,混合面粉的峰值黏度、最低黏度和最终黏度、回生值和糊化时间均呈现出先增大后减小的趋势;流变学特性表明,随着板栗粉的粒径逐渐减小,面团的G′、G″均随着频率的增加逐渐上升,而损耗角正切随着板栗粉的粒径逐渐减小而下降,这表明粒径较小的板栗粉更利于填充面筋网络结构中的空隙,提供更好的弹性。此外,通过LF-NMR研究显示,随着板栗粉粒径的减少,板栗鲜湿面中深层结合水显著增加,弱结合水含量逐渐减少。蒸煮特性结果显示,与纯小麦鲜湿面相比,随着板栗粉的粒径逐渐减小,板栗鲜湿面的蒸煮损失率和最佳蒸煮时间随着板栗粉的粒径减小而降低,吸水率逐渐上升。板栗粉粒径下降可以改善板栗鲜湿面的质构特性及拉伸性能。感官评价和色泽的结果表明,板栗鲜湿面的色泽、表面状态、弹性、韧性和风味随着板栗粉粒径的减小而得到改善。扫描电镜结果显示,大尺寸颗粒的板栗粉破坏了鲜湿面原有的面筋网络结构,形成了多孔致密的面团结构,而粒径较小的板栗粉在小麦鲜湿面中可更均匀分布,淀粉更容易被面筋蛋白包裹,增强了鲜湿面的弱凝胶网络结构,使其在鲜湿面加工中展现出更高的可接受度。综合分析,板栗粉的粒径为48.47～28.66 μm时可更好改善面条的食用品质,可为板栗粉在面制品领域深加工进一步应用提供一定的实验基础。然而,板栗粉中的主要成分(淀粉、蛋白质和多糖)具有不同的特性,这些单一因素对鲜湿面体系的影响机制尚不清楚,未来还可进一步研究。
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