LAI Sitong,CUI Qingliang,WANG Jianmei, et al.Effect of milling method on quality of wheat whole-wheat flour and its noodles[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(14):113-121;130.
小麦是我国重要的大宗粮食作物之一,种植面积约占全国耕地总面积的22%～30%[1]。在我国,小麦主要用途为生产精制小麦粉[2]。在其制粉过程中,小麦经过多道碾磨、筛分和清粉等工序,流失了大量的膳食纤维、酚类和维生素等营养物质[3]。而小麦全麦粉保留小麦籽粒几乎全部的成分,属于全谷物食品。长期食用全麦制品能够调节血脂、血糖水平,有效预防肥胖症、Ⅱ型糖尿病、炎症、癌症和心血管疾病等疾病。但小麦皮层纤维素含量高,质地坚硬,粉碎过程中不易磨成细小的颗粒,使得在形成面团的过程中会破坏面筋的连续结构,导致全麦面团发黏、延展性差及其制品口感欠佳[4]。同时,小麦皮层中脂肪酶、脂肪氧合酶等酶的活性强,导致全麦粉中的脂质容易发生水解酸败和氧化酸败,货架期短[5]。
全麦粉的制备方法主要是直接粉碎法和回添法。直接粉碎法是将整粒的小麦籽粒直接粉碎成粉,粉碎过程中皮层和麦胚没有被分离。回添法是先利用面粉生产设备制备出精制麦粉,然后再将麦麸按全麦粉标准比例回添至精制麦粉制备出全麦粉。现有研究表明,直接粉碎法制备全麦粉的能耗高,产量低,破损淀粉含量高[6]。回添法可对分离出来的麸皮进一步粉碎、发酵或稳定化处理[7]。但未见两种制粉方式对全麦粉及其制品品质影响在同一篇报道中被全面、系统地研究。
在许多亚洲国家,面条在日常主食中占有重要地位[8]。因此,本文以直接粉碎法和回添法制备小麦全麦粉,通过比较全麦粉的营养组成、加工品质、贮藏品质及其面条的微观结构、蒸煮特性、质构特性、感官品质,探究制粉方式对全麦粉及其面条品质的影响,为全麦粉的品质改良提供理论依据。
小麦籽粒、麦麸、精制麦粉均取自山西省运城市万荣县北里庄面粉加工厂,小麦品种为晋麦73号,出粉率为70%,种植地为山西省运城市万荣县;直链淀粉、直链淀粉(标准品),美国Sigma-Aldrich公司;芦丁、没食子酸(标准品),合肥博美生物科技有限公司;Folin-酚(高纯度),合肥博美生物科技有限公司;氯化铝、碳酸钠、氢氧化钠等(分析纯),天津市致远化学试剂有限公司。
ZKY-303超微粉碎机,北京中科浩宇科技发展有限公司;JJJM54S面筋洗涤仪、JJJM-54-115-Ⅱ面筋离心机、面筋烘干仪,上海嘉定粮油仪器有限公司;Perten2500微型粉质仪,上海Perkinlemer有限公司;Rapid-20快速黏度分析仪,上海博信工业发展有限公司;JSM-7500F扫描电镜,日本JJEOL有限公司;JMTD168/140试验面条机,北京东孚久恒仪器技术有限公司;TA.XT plus物性分析仪,英国Stable Micro System。
1.3.1 样品制备
直接粉碎法:用高速万能粉碎机对清选和除杂后的小麦籽粒进行粉碎,过40目的方孔筛,筛上物继续粉碎至筛上物质量分数小于1%,筛上物与所有筛下物混合为全麦粉,记为FW。
回添法:取自面粉加工厂的原麦麸和精制麦粉按3∶7的质量比混合为全麦粉,记为F0。用高速万能粉碎机对原麦麸进行粉碎至过40目的方孔筛,筛下物和精制麦粉按3∶7的质量比混合为全麦粉,记为F40。
取自面粉加工厂的精制麦粉为对照组,记为Control。所有样品于自封袋内,4 ℃保存备用。
1.3.2 基本成分测定
水分的测定采用GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》中的直接干燥法;灰分的测定采GB 5009.4—2016《食品中灰分的测定》中的高温灼烧法;蛋白质的测定采用GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法;脂肪的测定采用GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》中的索氏抽提法,结果以干物质计算。
1.3.3 活性成分测定
总黄酮的测定参照DB43/T 476—2009《植物源性食品中总黄酮的测定》中的分光光度法;总酚的测定参照KARAKASHOV[9]的方法;结果以干物质计算。
1.3.4 淀粉组成测定
总淀粉的测定参照AACC76-13—2000《总淀粉的测定》中的方法;直链淀粉的测定参照AACC61-03-2000《精米中直链淀粉含量的测定》中的方法;破损淀粉的测定参照AACC76-30A—2000《破损淀粉的测定》的方法;结果以含水率为14%的样品计算。
1.3.5 面筋特性
湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数的测定参照AACC38-12A—2000《湿面筋、干面筋、持水力、面筋指数的测定》中的方法;沉淀指数的测定参照AACC56-70—2000《硬质小麦十二烷基硫酸钠沉淀指数的测定》中的十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate, SDS)方法;结果以含水率为14%的样品计算。
1.3.6 溶剂保留力测定
溶剂保留力(solvent retention capacity, SRC)的测定参照AACC56-11—2000《溶剂保留力的测定》中的方法。所用的溶剂包括5 g/L 乳酸(lactic acid, LA)、5 g/L 碳酸钠(sodium carbonate, SC)和50 g/L蔗糖溶液(sucrose)。结果以14%的含水量表示。
1.3.7 吸水率测定
用容量为300 g的粉质仪,参照AACC54-21—1999《面粉粉质的测定》的方法测定。实验结果以14%的含水量表示。
1.3.8 糊化特性测定
用快速黏度分析仪,参照AACC76-21—2000《快速黏度分析仪测定小麦或黑麦粉或淀粉的糊化特性》的方法进行测定。
1.3.9 贮藏实验
全麦粉于自封袋内进行长期稳定性实验和加速破坏性实验[10],分别在贮藏0、1、2、3、4、5、6个月后取样测定其脂肪酸值。长期稳定性实验中的样品贮藏在25 ℃,湿度50%的条件下。加速破坏性实验的样品贮藏在35、45 ℃,湿度均为50%的条件下。
1.3.10 脂肪酸值测定
脂肪酸值的测定参照GB/T 15684—2015《谷物碾磨制品 脂肪酸值的测定》中的95%乙醇提取法,以脂肪酸值(以干基KOH计)达到116 mg/100 g时的日期作为货架期参考值[10]。结果以14%的含水量表示。
1.3.11 全麦面条的制备
生面条的制备参照PU等[11]的方法和GB/T 35875—2018《粮油检验 小麦粉面条加工品质评价》方法进行制备,并稍作修改。将200 g全麦面粉(14 g/100 g mb)、2 g食盐、一定量的蒸馏水(所需水量为粉质仪测得吸水率的48%)于小型和面机中,在90 r/min预混合2 min,120 r/min揉捏8 min后形成的面团。面团通过间隙为3 mm的压面机压片,折叠并压制重复3次,于自封袋密闭静置30 min,再依次通过2.50、2.00、1.50、1.25 mm的间隙,最后切成2 mm 宽、200 mm长的生面条,保鲜膜密封备用[11]。
熟面条按照LI等[12]的方法制备,并稍加修改。150 g鲜面条放入1 800 mL沸水中煮至最佳蒸煮时间,即用玻璃板挤压面条无白芯出现。根据预实验,全麦面条的最佳蒸煮时间为4.5 min,且各组间不存在显著差异(P>0.05)。然后,将煮熟后的面条浸入500 mL凉水(20 ℃)中30 s,用钢制滤网取出,轻敲滤网边缘10 s,去除面条表面流动的水。最后,将熟面条放在盘子里,保鲜膜密封备用。由Control、F0、F40、FW制备的面条分别记为Control-N、F0-N、F40-N、FW-N。
1.3.12 微观结构观察
生面条经液氮迅速固定、真空冷冻干燥后于自封袋内4 ℃保存。观察前,用手术刀将面片切出平行的断面,一面在导电胶上固定,另一面在真空环境中喷金后用扫面电镜进行观察。
1.3.13 蒸煮特性测定
蒸煮特性的测定参考LI等[12]的方法,并稍作修改。20根完整的生面条称重后放入250 mL沸水中蒸煮4.5 min,捞出后浸入100 mL蒸馏水(20 ℃)中保持30 s,用钢制滤网取出,轻敲滤网边缘10 s,去除表面流动水,记录完整熟面条的数量并称重。同时,将蒸煮面条和冲洗面条的水合并至同一烧杯后置于烘箱中(105 ℃)烘干至恒重。面条的吸水率、蒸煮损失率、断条率按公式(1)、(2)、(3)计算:
吸水率
(1)
蒸煮损失率
(2)
断条率
(3)
式中,m,生面条的质量,g;m1,熟面条的质量,g;m2,蒸煮面条和冲洗面条水中干物质的总质量,g;n1,完整熟面条的数量,根;n,完整生面条的数量,根。
1.3.14 质构特性测定
用物性分析仪参照ZHANG等[13]的方法测定,并稍作修改。将3根3 cm长的熟面条平行地放置在实验台上,间隔1 cm。测试参数为:探头为P/50;压缩应变为70%;压缩速度为0.8 mm/s;压缩间隔时间为2 s;触发力为0.05 N。
1.3.15 感官品质评价
参照GB/T 35875—2018《粮油检验 小麦粉面条加工品质评价》的方法,12名经过培训的小组成员(6名男性和6名女性)对面条进行感官评价,评分标准稍作修改,见表1。
表1 面条感官评分项目及评分标准
Table 1 The noodle sensory scoring items and criteria
评分指标满分/分评分方法坚实度 20合适(17～20);较软或较硬(12～17);很软或很硬(1～12)弹性 25合适(21～25);一般(15～21);较差(1～15)光滑度 10光滑(8.5～10);一般(6～8.5);较差(1～6)食味 15具有的小麦香味(12～15);基本无异味(9～12);有异味(1～9)表面形态10表面光滑且明显透明(8.5～10);表面较光滑,但透明感不明显(6～8.5);表面粗糙且明显膨胀(1～6)色泽 20亮白色或黄色(17～20);亮度一般或稍暗(12～17);灰暗(1～12)
注:总分为100分。
所有实验结果均平行测定3次,实验结果用“平均值±标准差”表示。Excel 2010整理数据,SPSS 17.0进行Duncan’s差异性分析(P<0.05),Origin 2022绘制柱状图和雷达图。
由表2可知,F0、F40、FW的粗脂肪、粗蛋白、灰分、总黄酮、总酚含量均显著高于Control(P<0.05),表明全麦粉的营养价值高于精制麦粉,这是由于小麦皮层中富含更多的脂肪酸、矿物质、酚类物质等营养物质[14]。F0和F40的基本成分和活性成分含量不存在显著差异,但与Control和FW存在显著差异(P<0.05)。与F40相比,FW的粗脂肪、粗蛋白、总黄酮、总酚含量分别降低11.75%、7.96%、7.54%、34.75%,这可能由于麦麸纤维含量高,不易粉碎成细小的颗粒,全籽粒进行粉碎时需消耗更多的能量,导致部分营养物质变性。因此,在制粉过程中应避免过度粉碎对物料中营养物质的破坏。
表2 全麦粉基本成分和活性成分
Table 2 Basic and active components of whole wheat flour
成分ControlF0F40FW水分/%10.16±0.06a10.01±0.10a9.99±0.03a7.84±0.13b粗脂肪/% 2.35±0.05c4.15±0.09a4.17±0.02a3.68±0.07b粗蛋白/%11.47±0.11c14.19±0.09a14.20±0.03a13.07±0.15b灰分/%0.13±0.03b2.09±0.06a2.06±0.02a2.02±0.05a总黄酮/(mg/g)2.28±0.04b2.48±0.01a2.52±0.01a2.33±0.04b总酚/(mg/g)1.28±0.03c2.30±0.01a2.33±0.04a1.52±0.06b
注:同一指标肩上的小写字母不同表示样品间比较差异显著(P<0.05)(下同)。
淀粉是谷物中主要的碳水化合物,淀粉的含量和组成影响着食品品质。面筋通过赋予面团一定的黏弹性影响制品的质地。淀粉组成和面筋特性均会影响全麦粉的加工品质。
由表3可知,Control的总淀粉和直链淀粉含量均显著高于F0、F40、FW(P<0.05),这是由于胚乳的淀粉含量高于麸皮和糊粉层。FW的破损淀粉含量显著高于Control、F0、F40,表明直接粉碎法较回添法制备全麦粉中的破损淀粉含量较高。麦麸中纤维含量高,不易粉碎成细小的颗粒,全籽粒进行粉碎时需消耗更多的能量;同时质地坚硬且呈不规则形状的麸皮在全籽粒粉碎过程中充当磨介,最终使得FW中破损淀粉含量较高。F40与F0的总淀粉、直链淀粉含量差异不显著,但破损淀粉含量差异显著(P<0.05),这是由于原麦麸在进一步粉碎过程中淀粉颗粒被破坏所致[15]。
湿面筋和干面筋含量通常反映面筋的多少,面筋指数和沉淀指数通常反映面筋的相对强度,均与面筋蛋白的聚合程度有关[16]。由表3可知,Control的湿面筋、干面筋、面筋指数、SDS-沉淀指数均显著高于F0、F40、FW(P<0.05),表明麦麸的添加会干扰面筋蛋白的聚集,降低面筋蛋白的聚合程度。LIN等[16]发现,麦麸的添加显著降低湿面筋的含量,降低全麦面团的延展性和稳定性,全麦面包呈现出更加紧凑的结构,这与本研究结果一致。F40和FW的湿面筋、干面筋、面筋指数差异不显著,但均显著高于F0(P<0.05),表明减小麦麸粒径可削弱麦麸对面筋蛋白聚集的干扰作用,有利于面筋蛋白聚集形成大分子面筋。BARAK等[17]研究发现,当全麦粉平均粒径由>150 μm减小至<100 μm,湿面筋含量呈增加的趋势。由于麦粉的沉淀指数与其面条的坚实度和咀嚼性成正比[18],表明减小麦麸粒径有助于提高全麦面条的坚实度和咀嚼性。以上研究表明,麦麸的添加会给面团及其制品带来不良影响,减小麦麸粒径可削弱麦麸颗粒对面筋蛋白聚集的干扰作用,提高全麦制品的品质。因此,在制粉过程中,减小麦麸粒径可提高全麦制品品质。
表3 全麦粉淀粉组成及面筋特性
Table 3 Starch composition and gluten quality of whole wheat flour
指标ControlF0F40FW淀粉组成总淀粉/%55.23±0.20a47.32±0.21c47.37±0.14c49.19±0.18b直链淀粉/%31.32±0.11a24.66±0.10c24.82±0.14c25.82±0.16b破损淀粉/%2.04±0.15b1.67±0.12c2.03±0.09b3.41±0.11a面筋特性湿面筋/%37.81±0.24a33.67±0.23c34.59±0.25b34.22±0.11b干面筋/%12.59±0.10a9.31±0.17c10.15±0.07b10.03±0.10b面筋指数/%45.74±0.37a30.50±0.35c31.84±0.26b31.48±0.17b沉淀指数/mL37.79±0.45a27.14±0.35bc28.10±0.31b27.46±0.33c
溶剂保持力的测定是基于组分聚合物在特定溶剂中的膨胀行为,通常用来评估小麦面粉的品质[19]。吸水率是面粉加工过程中形成面团的关键参数,由面粉达到最佳稠度的加水量确定。
由于5 g/L LA溶液会扩大面筋网状结构的膨胀行为,LA SRC常用来反映面筋的品质[19]。由于5 g/L SC溶液会扩大受损淀粉的膨胀行为,SC SRC常用来反映破损淀粉的含量[19]。由于50 g/L Su溶液会扩大阿拉伯木聚糖的膨胀行为,Su SRC常用来反映阿拉伯木聚糖的含量[19]。由表4可知,Control的LA SRC显著高于F0、F40、FW(P<0.05),表明精制麦粉较全麦粉形成了更加连续的面筋网状结构。麦麸中膳食纤维含量高,会干扰面筋蛋白聚合,形成疏松的面筋网状结构,导致全麦粉的LA SRC较低[20]。Control的Su SRC显著低于F0、F40、FW,表明精制麦粉较全麦粉的阿拉伯木聚糖含量较低。这是由于麦麸中阿拉伯聚糖含量高,使得全麦粉的Su SRC较高[20]。与F0相比,F40的LA SRC、SC SRC、Su SRC较高,表明减小麦麸粒径促进了面筋蛋白的聚合,提高了破损淀粉的含量,释放出更多的阿拉伯聚糖,该变化趋势与2.2节的结果一致。与F40相比,FW表现出高的SC SRC、Su SRC,但两者之间LA SRC差异不显著(P>0.05),表明直接粉碎法较回添法制备的全麦粉中破损淀粉和阿拉伯聚糖的含量较高。
表4 全麦粉溶剂保持力及吸水率
Table 4 Solvent retention capacity and water absorption of whole wheat flour
指标ControlF0F40FW溶剂保持力LA SRC/%105.64±1.42a76.51±2.84c82.01±1.11b80.95±1.12bSC SRC/%81.27±2.42b73.48±2.37c81.65±1.53b96.04±1.38aSu SRC/%95.36±2.42d101.36±2.00c104.79±1.37bc107.58±1.56a吸水率% 58.40±0.47d60.05±0.46c61.79±0.35b64.26±0.39a
由表4可知,F0、F40、FW的吸水率显著高于Control,表明全麦粉的吸水率显著高于精制麦粉(P<0.05),这是由于麦麸中的膳食纤维含量高,膳食纤维多羟基的结构可通过氢键结合较多的水分子[20]。FW的吸水率显著高于F0和F40,且F40的吸水率高于F0(P<0.05)。淀粉是全麦粉的主要组成成分,破损淀粉的吸水能力是天然淀粉的3～6倍[19]。F0、F40、FW的破损淀粉含量依次增加,使得吸水率也呈依次增加的趋势,最终影响全麦制品的生产工艺参数。
全麦粉的糊化特性主要反映淀粉在加热期间和加热后的变化情况,与面制品的品质有关[21]。根据加热过程中黏度随温度的变化情况,用峰值黏度(peak viscosity, PV)、最低黏度(minimum viscosity, MV)、最终黏度(final viscosity, FV)、糊化温度(gelatinization temperature, PT)、崩解值(breakdown value, BV)和回生值(setback value, SV)来表征全麦粉的糊化特性。
PV、MV、FV、PT与淀粉颗粒的结晶结构和膨胀特性密切相关[21]。BV反映淀粉颗粒结构的分解程度[22],SV反映直链淀粉的短期回生趋势[23]。由表5可知,Control的PV、MV、FV、BV、SV均显著高于F0、F40、FW,但Control的PT显著低于F0、F40和高于FW(P<0.05)。麦麸中膳食纤维含量高,麦麸的添加会降低体系中游离水的含量,增加淀粉晶体膨胀所需要吸收的能量,导致F0、F40的PT高于Control[23]。全麦粉的总淀粉含量的显著低于精制麦粉(如表3所示),同时全麦粉体系中的游离水含量低,这两方面的原因共同导致全麦粉的糊化黏度显著低于精制麦粉[20]。另外,F0的PV、MV、FV、BV、SV显著高于F40,PT显著低于F40(P<0.05)。F0的PV、MV、FV、BV、SV、PT略高于FW。受损淀粉较天然淀粉更容易吸水膨胀,通常破损淀粉含量高的全麦粉表现出较低的糊化黏度[24]。因此,F0、F40、FW中破损淀粉的含量可解释糊化黏度的变化趋势。一般来说,高SV小麦面粉制成的产品通常货架期短。以上研究表明,减小麦麸粒径可降低全麦粉的回生值,有望提高全麦制品品质的稳定性,延长制品货架期,此结果可为全麦粉的生产提供理论指导。
表5 全麦粉糊化特性
Table 5 Pasting properties of whole wheat flour
指标ControlF0F40FW峰值黏度/cP2 672.40±37.73a2 103.67±31.15b2 004.23±8.14c1 803.61±15.41d最低黏度/cP1 553.71±17.94a1 005.30±26.71b989.58±5.28bc959.30±10.06c最终黏度/cP2 642.67±30.07a1 845.32±16.50b1 798.00±7.23c1 791.96±21.35c糊化温度/℃68.10±0.45c78.70±0.31b80.01±0.19a67.35±0.23d崩解值/cP1 118.70±20.14a1 098.37±7.53a1014.65±2.86b844.32±5.35c回生值/cP1 088.965±13.56a840.020±16.88b808.42±3.33c832.67±11.30d
全麦粉中脂肪酶、脂肪氧合酶等酶活力高,导致脂类物质易发生氧化和分解反应,全麦粉产生异味、丧失部分功能特性、货架期短。脂肪酸值可反映脂类水解的酸败程度,常用于评估全麦粉的贮藏品质[25]。
由图1可以看出,随着贮藏时间的延长,全麦粉和精制麦粉的脂肪酸值均呈上升趋势。在贮藏过程中,全麦粉和精制麦粉中脂类的甘油三酯在脂肪酶的催化作用下水解为甘油二酯和脂肪酸,甘油二酯继续水解为甘油一酯和脂肪酸,导致脂肪酸值升高[26]。全麦粉初始的脂肪酸值高于Control,这是由于麦麸中不饱和脂肪酸含量高[27]。在贮藏过程中,全麦粉脂肪酸值的升高速度也高于Control,这是由于全麦粉中脂肪酶、脂肪氧化酶等酶活力高所致[28]。根据GB 1355—86《小麦粉》和LS/T 3244—2015《全麦粉》的要求,小麦粉货架期内的脂肪酸值应不超过80 mg KOH/100 g,全麦粉货架期内的脂肪酸值应不超过116 mg KOH/100 g。由图1-a可知,全麦粉在25 ℃ 条件下的货架期约100 d,远低于小麦粉的货架期。因此,有必要对全麦粉进行稳定化处理以延长货架期。贮藏温度由25 ℃增加至45 ℃,全麦粉的保质期由100 d左右降低至45 d左右。另外,FW的初始脂肪酸值显著高于F0和F40(P<0.05),且随贮藏时间的增加,FW的脂肪酸值仍高于F0和F40,表明回添法较直接粉碎法制备的全麦粉具有更长的货架期。在贮藏初始阶段,F40的脂肪酸值略高于F0,但贮藏时间达到90天后,两者的脂肪酸值差异不显著,表明减小回添麦麸的粒径对全麦粉货架期的影响不显著。
a-25 ℃;b-35 ℃;c-45 ℃
图1 全麦粉贮藏过程中的脂肪酸值
Fig.1 Fatty acid value of whole wheat flour during storage
由图2-a可知,精制麦粉形成的面团呈现出相对疏松且连续的蛋白-淀粉结构,断面存在许多孔洞,该孔洞为面团中水分所占据的空间。由图2-b可以看出,麦麸颗粒嵌在蛋白-淀粉结构中,破坏了面团的连续结构,在麦麸附近形成较为致密的蛋白-淀粉结构,图2-d中也看到类似的断面结构。添加麦麸形成不连续的蛋白-淀粉结构为α-淀粉酶与淀粉的接触提供了途径,在面团蒸煮过程中有利于水分子的渗透,改变了全麦制品的品质[28]。由图2-c可以看出,减小麦麸粒径可削弱麦麸对蛋白-淀粉连续结构的破坏作用,面团的断面重新出现许多较小的孔洞,表明减小麦麸粒径可改善面团的微观结构。以上研究表明,减小麦麸粒径有望改善全麦制品的内部结构,提高制品品质,此结果为全麦粉的生产提供理论指导。
a-Control-N的断面放大100倍;b-F0-N放大50倍;c-F40-N的断面放大100倍;d-Fw-N的断面放大100倍
图2 全麦面条的微观结构
Fig.2 Microstructure of whole-wheat noodles
生面条在蒸煮过程中,淀粉颗粒和面筋蛋白会吸收水分子发生膨胀,部分固体小颗粒从面条中脱落到沸水中[29]。消费者和行业内常用面条的吸水率、断条率、蒸煮损失率来评价面条的蒸煮特性。
由图3可以看出,Control-N和F40-N的吸水率相近并显著低于F0-N、FW-N,Control-N的断条率和蒸煮损失率显著低于F0-N、F40-N、FW-N(P<0.05)。F0-N和FW-N的吸水率显著高于Control-N,这可能是基于全麦粉的吸水率高于精制麦粉的事实(表4)。除此,相关研究表明高度交联的面筋网络会阻碍水分子的渗透,淀粉颗粒不易吸水膨胀,使得面条的吸水率较低[30]。由全麦粉的面筋特性和全麦面团的微观结构(表3和图2)推测,麦麸的添加会阻碍面筋蛋白的聚集,形成小分子的面筋网状结构,暴露出更多的淀粉颗粒,使得F0-N和FW-N的吸水率高于Control-N。同时,面筋蛋白聚合度低的面条在蒸煮过程易断裂,淀粉或者麦麸颗粒易从面条中脱落下来,导致高的断条率和蒸煮损失率[11]。F40-N的吸水率显著低于F0-N,这似乎与F40的吸水率高于F0相矛盾,但从面筋结构角度可解释此现象。F40-N的断条率显著低于F0-N(P<0.05),这是由于减小麦麸粒径削弱了麦麸对面筋蛋白聚合的干扰作用,形成大分子面筋蛋白,使得F40-N具有较低的断条率。FW-N的吸水率显著高于F40-N,但两者的断条率不存在显著差异(P>0.05)。由于F40与FW的面筋特性不存在显著差异(表3,P>0.05),推测是由于FW的破损淀粉含量较高,使得FW-N的吸水率高于F40-N。根据以上结果可知,全麦粉中破损淀粉含量较高反而会掩盖减小麦麸空间位阻对面条蒸煮特性的改良作用。以上研究表明,麦麸的添加会增加面条的吸水率、断条率、蒸煮损失率,但通过减小麦麸粒径可缓解麦麸给面条蒸煮特性带来的不利影响,该研究结果可为开发低GI值、高膳食纤维的全麦面条提供理论指导。
a-吸水率;b-断条率;c-蒸煮损失率
图3 全麦面条的蒸煮特性
Fig.3 Cooking properties of whole wheat noodles
熟面条的质地特性是决定面条食用品质的重要参数之一。质地剖面分析(texture profile analysis, TPA)被广泛用于评估熟面条的品质。由图4可以看出,F0-N、F40-N、FW-N的硬度显著高于Control-N,但弹性、黏聚性、黏着性、回复性均显著低于Control-N(P<0.05),表明与精制麦粉的面条相比,全麦面条质地较硬,弹性、黏聚性、黏着性、回复性较差。这是由于质地坚硬的麦麸在面条的结构起支撑作用,需要较大的力来使全麦面条达到特定的应变,这与JIN等[31]的研究结果相一致。相关研究表明,面条的弹性主要受面筋结构影响,聚合度高的面筋通常表现出高弹性、黏聚性、回复性[32]。麦麸自身不能参与面筋蛋白的聚集,添加麦麸会干扰面筋蛋白间的聚合,形成结构较为疏散的面筋,降低全麦面条的弹性、黏聚性、回复性。F40-N的硬度、回复性显著高于F0-N(P<0.05)。这是由于减小麦麸粒径会降低麦麸对面筋蛋白聚集的空间位阻,有利于面筋蛋白的聚集,提高了全麦面条的弹性和回复性。同时,相对连续的面筋网状结构对淀粉或麦麸颗粒的包裹程度高,在面条蒸煮过程中会阻碍水分子的渗透,使得F40-N 的吸水率较低,硬度较大[30]。另外,FW-N的硬度和回复性均显著低于F40-N,黏着性显著高于F40-N(P<0.05),这是由于FW中破损淀粉含量较高,使得FW-N在蒸煮过程中吸水率较高所致[33]。以上研究表明,与精制麦粉的面条相比,全麦面条质地较硬且弹性、黏聚性、回复性较差,通过减小麦麸粒径可缓解麦麸带来的不良影响。与直接粉碎法相比,由回添法生产全麦粉所制备的面条具有较高硬度、回复性和较低的黏着性。回添的麦麸还可通过稳定化处理来延长全麦粉的货架期[7]。因此,回添法制备的全麦粉具有更好的加工品质和贮藏品质。
a-硬度;b-弹性;c-黏聚性;d-黏着性;e-回复性
图4 全麦面条的质地特性
Fig.4 Textural properties of whole wheat noodles
感官评价将消费者的主观评价考虑在内,直观地评价面条的整体性能。本文对不同方式制备全麦粉形成面条的感官评价进行测定,主要关注面条的硬度、弹性、光滑度、口感、外观和颜色,结果如图5所示。
图5 全麦面条的感官评价
Fig.5 Sensory evaluation of whole wheat noodles
由图5可知,Control-N的坚实度、弹性、光滑度、表面形态、色泽的评分均高于F0-N、F40-N、FW-N,但F0-N、F40-N、FW-N食味评分高于Control-N,表明麦麸的添加赋予了面条浓郁的小麦香味,但给面条的表观形态、色泽、弹性等带来不利影响。F40-N较F0-N的坚实度、弹性、光滑度、表面形态、色泽的评分较高,表明减小麦麸粒径可提高全麦面条的感官评分,这与面团微观结构和面条质地特性的结果相一致。F40-N较FW-N的坚实度、弹性、色泽的评分较高,光滑度、食味、表面形态的评分相接近,表明全麦粉制备方式对全麦面条的品质有显著影响,且回添法制备全麦粉形成的面条在坚实度、弹性、色泽方面更受消费者的喜欢。以上研究表明,降低全麦粉中回添麦麸的粒径可显著提高全麦面条感官品质,生产出消费者接受度较高的全麦面条。
本文通过直接粉碎法和回添法制备全麦粉,以精制麦粉为对照,比较了麦粉的基本成分、活性成分、淀粉组成、面筋特性、溶剂保持力、吸水率、糊化特性、贮藏品质及面片的色度和微观结构;进一步比较了全麦面条的蒸煮特性、质地特性和感官品质。结果表明:a)与精制麦粉相比,全麦粉的总黄酮、总酚含量较高,但全麦粉中的麸皮颗粒会嵌入蛋白-淀粉结构中干扰面筋蛋白的聚合,面筋呈现不连续的网状结构,导致全麦面条的断条率和蒸煮损失率高,硬度大,弹性差,感官评分低。同时,全麦粉的货架期短;b)直接粉碎法和回添法所制备的全麦粉在面筋特性上差异不显著(P>0.05),但直接粉碎法制备全麦粉中的破损淀粉含量较高,使得全麦粉的吸水率较高,全麦面条的硬度、弹性较低,蒸煮损失率较高,感官评分较低。c)减小麦麸粒径可削弱全麦粉中麦麸对面筋蛋白聚合的干扰作用,形成相对连续的面筋结构,降低全麦面条的断条率和蒸煮损失率,提高全麦面条的弹性和感官评分。但减小麦麸粒径对全麦粉的货架期影响不显著。因此,建议在实际生产中采用回添法制备全麦粉,且可通过减小回添麦麸的粒径来改良全麦面条的蒸煮特性和感官品质。未来可进一步研究麦麸粒径对全麦粉及其制品品质的影响,以优化回添法制备全麦粉的工艺参数,为全麦粉的制备提供理论指导。
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