市售全麦粉品质特性及其对挂面加工适应性的影响

林洽任,梁宁杰,轩毫毫,郑学玲*

(河南工业大学 粮油食品学院,河南 郑州,450001)

摘 要 为了探究市售全麦粉对全麦挂面加工适应性及终端产品品质的关系,该文选取15种具有代表性的全麦粉(以精粉为对照),测定粉粒大小分布、主要理化指标、糊化特性与面片流变学特性,并在统一制面工艺下对所制全麦挂面的最佳蒸煮时间、蒸煮损失、吸水率及质构特性进行了测定与统计分析。结果表明,样品在成分与粉粒分布上存在差异;所制挂面最佳蒸煮时间为242~368 s,蒸煮损失为5.51%~10.03%,吸水率为119.96%~158.05%。相关性分析显示,较高的粗颗粒比例及灰分含量与挂面吸水率呈显著正相关,且与弹性与咀嚼性呈负相关;湿面筋含量与蒸煮损失呈显著负相关,并与硬度、弹性等质构指标呈正相关。综上,粉粒大小分布与面筋质量是影响全麦粉能否制得理想挂面质构的重要因子;该研究可为全麦粉生产和全麦挂面加工企业提供实践基础和理论参考。

关键词 全麦粉;品质特性;理化特性;挂面品质;相关性分析

全麦粉作为保留小麦胚乳、胚芽与麸皮天然比例的全谷物加工制品,因富集膳食纤维、B族维生素、矿物质及功能性脂质等营养成分[1],被证实具有调节血压、降低胆固醇及心脏病风险等健康价值[2-3],已成为食品营养与加工领域的研究热点。根据《国家全谷物行动计划(2024—2035)》数据显示,当前我国全谷物消费占谷物消费的比例不足1%,而部分发达国家已达20%~35%,凸显出我国全谷物产业发展的巨大潜力与迫切需求。目前市售全麦粉产品的生产方法主要有2种,分别是整粒研磨法和麸皮回添法[4]。全麦粉的品质差异直接影响其加工适用性及终端产品质量,陈克明等[5]研究发现麸星细腻的全麦粉适合用作面条用全麦粉,麸星较粗的全麦粉适合用作面包用全麦粉。为更好地了解当前市售全麦粉质量现状和存在的问题,本研究采购了目前市面上15种具有代表性的全麦粉样品,系统测定其关键理化指标、加工特性和流变特性,并通过统一工艺制作全麦挂面,评估其蒸煮品质和质构特性。通过客观分析不同品牌产品的品质差异,为生产企业改进产品质量提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

中粮香雪全麦粉、金龙鱼全麦粉、北大荒有机全麦粉、新良全麦粉、加拿大王后全麦粉、五得利全麦粉、金沙河全麦粉、河套牌全麦粉、鲍勃红磨坊全麦粉、野三坡石磨全麦粉、白象全麦粉、发达全麦粉、金像全麦粉、陕西陕富全麦粉、北京古船全麦粉等,共计15种,以五得利八星雪花小麦粉作为对照;石油醚,天津市富宇精细化工有限公司;ZnSO4、NaOH,天津市致远化学试剂有限公司;H2SO4、HCl。西陇科学股份有限公司;硼酸,天津市科密欧化学试剂有限公司。所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

CF 2015面筋离心指数仪、JFZD电子式粉质仪、JHMZ 200针式和面机,北京东孚久恒仪器技术有限公司;BSC-250恒温恒湿箱、HH.S11-4电热恒温水浴锅,上海博讯医疗生物仪器股份有限公司;TA-XT质构仪,英国Stable Mico Systems公司;Viscograph-E Brabender黏度分析仪,德国Brabender仪器公司;SPX-250恒温培养箱,北京市永光明医疗仪器有限公司;WZZ-3自动旋光仪,上海申光仪器仪表有限公司;RS6000 HAAKE高级旋转流变系统,德国赛默飞世尔科技有限公司;D2012S高速微量离心机,大龙兴创实验仪器(北京)股份公司;101A-2电热鼓风干燥箱,上海实验仪器厂有限公司;SYT-030智能挂面干燥试验台,中国包装和食品机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 物理特性测定

色泽测定:采用便携式测色仪,对全麦粉色泽进行测定,选择 CGV(Dry)模式,测试前用白板进行校正。称取适量的全麦粉样品于观察器中,将其均匀平整地铺在观察器底部后进行测量,记录测定的L*a*b*值;粉粒大小分布测定:采用电动筛选器进行筛选,筛绢规格为70目和300目,按大孔筛在上,小孔筛在下的顺序安装。称取50 g全麦粉样品放入上层筛,同时放入清理块,固定好筛盖,筛选10 min,验粉筛停止后,取下各筛层,称量上筛层残留物;全麦粉外观:取一定量的全麦粉置于洁净干燥的培养皿内,将其轻轻按压并铺平至表面平整且无裂痕,放入遮光棚内,固定光源与培养皿位置,使相机镜头平行于表面皿进行拍摄。

1.3.2 理化指标测定

水分含量参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》测定;灰分含量参照GB 5009.4—2025《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》测定;蛋白质含量参照GB 5009.5—2025《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法测定;总淀粉和损伤淀粉含量分别参照GB 5009.9—2023《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》和GB/T 31577—2015《粮油检验 小麦粉损伤淀粉测定 安培计法》进行测定;脂肪酸值参照 GB/T 15684—2015《谷物碾磨制品 脂肪酸值的测定》;脂肪含量参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》采用索氏抽提法;湿面筋含量、面筋指数及膳食纤维含量分别参照GB/T 5506.1—2008《小麦和小麦粉 面筋含量 第1部分:手洗法测定湿面筋》、LS/T 6102—1995《小麦粉湿面筋质量测定法面筋指数法》和GB 5009.88—2023《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》进行分析测定。

1.3.3 加工品质测定

1.3.3.1 全麦粉糊化特性测定

利用黏度仪参照GB/T 14490—2008《粮油检验 谷物及淀粉糊化特性测定 粘度仪法》测定。

1.3.3.2 全麦粉粉质特性测定

利用电子式粉质仪参照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。

1.3.4 全麦面片动态流变学测定

1.3.4.1 全麦面片的制备

准确称取全麦粉样品100 g,34 g水(含1 g食盐),将全麦粉和溶解完成的盐水倒入针式和面机,混合搅拌7 min,使其形成颗粒均匀的面絮,随后将面絮转移至自封袋在30 ℃、RH 80%条件下醒发30 min。接着将醒发好的面絮在压面机上复合压延4次,调整压面机辊间轧距,将面团连续压延(3.0、2.6、2.2、2.0 mm)至厚度为2.0 mm的全麦粉面片。利用圆环形切刀模具(Φ=38 mm)切割面片,得到测试所需面片。

1.3.4.2 全麦面片动态流变学测定方法

参照SHANG等[6]的方法并稍作修改。采用HAAKE高级旋转流变系统进行测定。动态流变仪平行板直径为35.0 mm,设定平行板间隙为2.0 mm。将1.3.4.1节中得到的全麦粉面片置于密封袋内平衡5 min,以释放残余应力,随后立即将其置于流变仪平行板上,用刀片切除多余样品,在面片边缘涂上少量凡士林。测试参数:扫描频率1.0 Hz,应力范围0.1~100.0 Pa,温度25 ℃。然后在样品的线性黏弹区范围内进行动态频率扫描测试,测试参数:应力50.0 Pa,温度25 ℃,频率扫描范围控制在0.1~10.0 Hz。

1.3.5 全麦挂面的制备

按1.3.4.1节中所述的方法得到醒发完毕的全麦面絮,接着利用实验压面机在辊间轧距为3.0 mm的条件下将面絮压成面带并对面带进行4次复合压延,将所得到的面带依次在辊间轧距为2.6、2.2、2.0、1.8、1.6、1.4、1.2 mm的条件下进行单向压延,得到全麦粉面片。利用装配有2.0 mm方形切刀的实验面条机将面片切成1.2 mm×2.0 mm的面条。随后利用智能挂面干燥平台对面条进行5 h的干燥处理,干燥分成3个阶段进行,具体参数见表1。

表1 挂面干燥参数
Table 1 Drying parameters of dried noodles

干燥阶段干燥时间/min干燥温度/℃相对湿度/%预干燥阶段403080主干燥阶段6035901504580完成干燥阶段503060

1.3.6 全麦挂面蒸煮特性的测定

1.3.6.1 最佳蒸煮时间

参照GB/T 40636—2021《挂面》中的方法进行。

1.3.6.2 煮制吸水率和蒸煮损失

参考轩毫毫等[7]的方法进行。

1.3.7 全麦挂面质构特性的测定

1.3.7.1 质地剖面分析(texture profile analysis,TPA)

参照王家胜等[8]的方法并稍作修改。取20根面条置于500 mL沸水中煮至最佳蒸煮时间后,立即将其捞出浸泡在冷水中冷却30 s,捞出沥干后平铺在铺有湿纱布的托盘中。利用搭载HDP/PFS探头的TA-XT Plus物性测试仪进行测试,测试参数:测前、测中和测后速度均为0.8 mm/s;应变75%;触发力5 g;间隔时间5 s。

1.3.7.2 拉伸特性

参照LIU等[9]的方法并稍作修改。按照1.3.7.1节中的方法制备熟面条样品利用搭载A/SPR探头的TA-XT Plus物性测试仪进行测试。测试参数:测前、测中、测后速度分别为2、2、10 mm/s;触发力5.0 g;探头初始位置30 mm;最大拉伸距离120 mm。

1.4 数据处理及分析

采用SPSS 27进行数据统计分析,使用Origin 2022软件进行绘图。采用单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)和Duncan检验计算结果显著性差异,P<0.05即为存在显著差异。

2 结果与分析

2.1 全麦粉的物理特性

全麦粉外观见图1,物理特性见表2,其中普通小麦粉为对照(样品1)。由图1可以看出,目前市售全麦粉的外观存在明显差异,主要表现在麸星的大小和含量的不同,例如样品15和样品16,可明显看出这2个样品相较于其他全麦粉样品,麸星粒径更大,且含有的麸星含量较高。此外,由图1还可以得出,目前市售全麦粉麸星粒径小的产品偏多。由表2数据可知,通过对不同筛层上层的粉粒进行称重计算后发现,全麦粉样品的粒径大小均集中在70~300目,含量占比在53.06%~84.90%。实验过程中发现处于70目筛绢上层的多为全麦粉中的麸星,其中15号和16号样品中大于70目的部分占比较多,表明其麸星粒径较大。15个全麦粉样品的L*值为78.22~88.47,总体低于对照,说明麸星的存在会降低面粉的明度(L*值),使得面粉看起来发暗、发褐。a*值为0.03~3.14,b*值为8.20~13.34。

图1 全麦粉外观
Fig.1 Appearance of whole wheat flour

注:样品1为普通小麦粉(对照),样品2~16为市售全麦粉(下同)。

表2 全麦粉物理特性
Table 2 Physical properties of whole wheat flour

样品序号色泽粉粒大小分布/%L*a*b*>70目70~300目<300目1(对照)90.20±0.02o-0.44±0.02a9.49±0.04f0.00±0.00a78.07±0.37g20.34±0.59i286.23±0.01j0.71±0.03g10.00±0.02g0.00±0.00a84.51±0.55h12.41±0.66bc386.59±0.03k0.65±0.04f10.06±0.02g0.00±0.00a84.32±1.10h13.08±0.48c487.35±0.02l0.54±0.04e9.20±0.00e0.00±0.00a74.32±1.18ef23.20±0.59j588.40±0.01n0.03±0.04b10.30±0.08h4.59±0.06f76.32±1.53fg16.65±0.86ef681.72±0.02f2.11±0.01l13.34±0.04n6.21±0.16g72.87±1.00de18.90±0.29ghi783.78±0.01h1.11±0.02i11.61±0.01k1.04±0.11b84.90±0.31h10.96±0.14b886.06±0.11i0.81±0.02h10.96±0.01j3.41±0.18d83.57±0.52h11.90±0.59bc988.47±0.06n0.33±0.04d8.86±0.08c1.70±0.11c82.75±1.06h15.82±0.56de1087.52±0.01m0.18±0.00c8.20±0.02a3.58±0.18d69.69±0.61c23.65±0.98j1183.03±0.01g1.55±0.01j12.65±0.00m7.13±0.15h71.48±1.64cd19.77±0.92hi1278.82±0.01b2.55±0.02n12.09±0.03l18.70±0.36i53.06±0.52a25.90±1.05k1378.22±0.01a3.14±0.00o12.12±0.03l6.03±0.13g73.75±0.83de18.11±0.41fg1481.11±0.01e2.23±0.01m10.60±0.01i4.09±0.21e76.11±1.00fg18.30±0.54gh1579.90±0.02c2.00±0.01k9.06±0.05d19.62±0.14j65.13±0.29b14.89±0.61d1680.30±0.01d2.09±0.01l8.74±0.02b26.46±0.25k64.25±2.20b5.98±1.21a

注:L*,明度(0=黑,100=白);a*,红绿轴(正值红,负值绿);b*,黄蓝轴(正值黄,负值蓝);各指标在数值后面出现相同字母时,处理间无显著差异(P<0.05)(下同)。

2.2 全麦粉基础理化指标

全麦粉的基本理化指标见表3。全麦粉样品的水分含量为9.52~14.00 g/100 g,平均值为11.59 g/100 g。水分含量低有助于延长全麦粉的保质期。小麦粉与全麦粉的指标差异体现两类产品本质属性,小麦淀粉含量(74.22%)显著高于全麦粉(53.87%~71.38%),而全麦粉因保留麸皮与胚芽,灰分(0.56%~2.28%)、膳食纤维(9.19~15.32 g/100 g)、脂肪(1.07%~2.10%)含量均高于小麦粉(灰分0.41%、膳食纤维2.57 g/100 g、脂肪0.84%)。全麦粉的膳食纤维含量约为小麦粉的3~6倍,其可作为具有特定需求人群补充膳食纤维的优质膳食选择。此外,小麦籽粒的灰分含量通常为1.50%~2.20%。由表中数据可知,在所选的15种标称为“全麦粉”的样品中,仅有5种样品的灰分高于1.50%。这表明市场上大部分全麦粉产品经过了较高精度的加工,麸皮保留率相对较低;而仅有少数产品的灰分含量接近整粒小麦的水平,可能更好地保留了小麦的矿物质成分。

表3 全麦粉理化指标
Table 3 Physicochemical indexes of whole wheat flour

样品序号水分含量/%淀粉含量/%蛋白质含量/%灰分含量/%脂肪含量/%湿面筋含量/%面筋指数/%脂肪酸值含量/(mg KOH/100 g)损伤淀粉含量/UCDc膳食纤维含量/(g/100 g)1(对照)13.72±0.05j74.22±0.52h10.71±0.45a0.41±0.10a0.84±0.21a31.18±3.59b84.91±3.10gh14.12±0.57a22.61±1.15de2.57±0.09a211.50±0.06e65.14±0.18ef15.51±0.62e0.87±0.10c1.61±0.02def33.84±2.76c78.65±4.20defg39.42±0.37f23.00±0.98def11.71±0.22e312.43±0.01hi66.51±0.43f12.52±1.13abc0.83±0.06c1.43±0.17cde31.02±3.37bc72.60±3.23cd35.74±1.53e19.98±0.81b11.29±0.08d411.95±0.09f64.98±1.88ef11.87±0.91ab0.75±0.08bc1.23±0.11bc30.98±1.70bc75.46±5.37cde28.82±0.27bc26.08±1.10ghi9.93±0.15c512.55±0.21i63.60±1.02de12.37±0.92abc0.76±0.05bc1.38±0.06cd29.13±3.75abc67.61±3.36c31.91±1.16cd23.21±0.57def10.92±0.06d610.81±0.01d58.61±1.44b13.13±0.40bcd1.41±0.08de1.81±0.03f29.26±1.03abc86.92±1.85h33.39±0.67de19.07±1.36b12.83±0.22g712.04±0.02fg61.81±1.02cd12.46±0.85abc1.31±0.08d2.10±0.13g31.29±2.35bc52.54±3.41a40.09±2.01f23.97±1.22efg12.33±0.13f812.28±0.05h62.60±1.96cde13.99±1.77bcde0.86±0.10c1.19±0.06bc29.88±3.13abc45.38±3.44a32.32±0.41d26.91±0.72hi11.67±0.16e912.23±0.25gh71.38±1.63g15.04±1.01de0.56±0.01ab1.20±0.08bc31.19±5.04bc71.61±3.08cd27.99±1.00b25.50±1.14fgh9.40±0.24b1012.29±0.09h67.41±0.86f13.12±0.73bcd0.73±0.09bc1.08±0.06b30.14±2.51abc59.87±1.73b31.94±1.65cd25.36±1.61fgh9.19±0.19b1110.35±0.02c63.72±0.93de13.10±0.83bcd1.18±0.14d1.07±0.06b23.93±1.16a71.36±2.96cd30.94±0.77bcd23.88±0.96efg12.24±0.11f1210.01±0.00b60.76±1.29bc14.70±0.73cde1.57±0.05ef1.79±0.11f28.40±1.37abc81.30±1.22efgh33.99±0.25de11.01±0.55a12.71±0.25g1310.15±0.06bc55.04±1.00a15.96±0.98e1.67±0.08f1.29±0.06bc29.93±2.20abc85.93±3.51gh43.60±2.11gh9.18±0.54a13.26±0.33h1411.68±0.00e54.17±1.21a12.49±0.91abc1.78±0.12f1.39±0.04cd29.03±1.57abc76.59±3.33def46.20±1.10hi28.37±1.94i13.58±0.06h159.52±0.01a53.98±1.33a13.19±1.33bcd2.28±0.18g1.34±0.11c28.26±1.93abc83.72±5.43fgh42.17±2.27fg20.89±0.26bcd15.32±0.22i1614.00±0.04k53.87±0.18a14.68±0.90cde2.18±0.17g1.65±0.13ef24.99±2.05ab89.23±2.55h48.90±2.82i20.35±1.77bc15.00±0.04i

全麦粉理化指标的变异系数如表4所示。其中灰分变异系数最大,反映市售产品麸皮添加比例差异较大,高灰分样品或因采用小麦籽粒直接粉碎工艺保留完整麸皮,低灰分样品则可能是通过麸皮回添工艺对产品的膳食纤维和矿物质含量进行调控[10]。淀粉含量的变异系数最小,反映现代制粉工艺中,无论是采用全籽粒粉碎还是麸皮回添技术,对淀粉含量的影响较小。脂肪和脂肪酸值变异系数较大可能是与产品在制作、贮存等关键环节中脂肪发生水解及氧化作用相关。

表4 全麦粉基本特征
Table 4 Basic characteristics of whole wheat flour

指标最小值最大值平均值标准差变异系数/%水分/%9.5214.0011.591.2010.36淀粉/%53.8771.3861.575.438.82蛋白质/%11.8715.9613.611.289.40灰分/%0.562.281.250.5543.99脂肪/%1.032.191.430.3322.81湿面筋/%23.9333.8429.422.468.35面筋指数/%47.8191.0375.5412.7017.29脂肪酸值/(mg KOH/100 g)27.9948.9036.496.4917.79损伤淀粉/UCDc9.1828.3721.785.4525.02膳食纤维/(g/100 g)9.1915.3212.061.8215.10

2.3 全麦粉加工品质特性

2.3.1 全麦粉的糊化特性

全麦粉的糊化特性会影响最终产品的质量,如面条的口感与质地。相关数据如表5所示。峰值黏度的整体范围为656.50~2 115.50 BU,其中小麦粉的峰值黏度为1 975.50 BU,样品3(779.00 BU)和样品7(656.50 BU)显著低于对照。WANG等[11]研究表明膳食纤维含有的亲水基团会与淀粉分子竞争体系中的水,而且其纤维结构可能通过空间位阻效应阻碍淀粉颗粒吸水膨胀,抑制了直链淀粉的浸出,从而降低峰值黏度。谷值黏度反映淀粉颗粒的高温稳定性,整体介于139.00~1 417.00 BU。样品9的谷值黏度最高(1 417.00 BU),显著高于对照(1 178.00 BU),可能是该样品的蛋白质含量较高,蛋白质形成的热凝胶网络能与淀粉颗粒形成稳定复合体,从而维持较高的谷值黏度[12]。崩解值反映淀粉的耐剪切能力,样品13的崩解值最高(1 217.00 BU),可能是其麸皮质地较硬,加剧了对淀粉颗粒的机械摩擦[13]。而样品7、11的崩解值较低,可能是因为麸皮中含有的脂质与直链淀粉形成复合物,增强了颗粒的结构稳定性[14]。小麦粉的最终黏度(2 472.00 BU)和回升值(1 294.00 BU)均高于所有全麦粉,这可能是因为全麦粉保留的麸皮成分中,膳食纤维可通过竞争水分抑制淀粉充分糊化,并在淀粉回生阶段阻碍直链淀粉分子的有序聚集,抑制淀粉回升[15]。全麦粉样品的糊化温度范围在58.2~62.0 ℃,且高于小麦粉糊化温度(59.0 ℃)的样品居多。

表5 不同全麦粉的糊化特性
Table 5 Pasting properties of different whole wheat flours

样品序号峰值黏度/BU谷值黏度/BU崩解值/BU最终黏度/BU回升值/BU糊化温度/℃1(对照)1 975.50±33.23j1 178.00±19.80i797.50±13.44i2 472.00±5.66l1 294.00±25.46i59.00±0.28bd21 332.00±28.28e520.50±21.92c811.50±6.36i1 188.50±24.75d668.00±2.83d59.05±0.07cd3779.00±32.53b139.00±42.43a640.00±9.90e289.50±10.61a150.50±31.82a60.55±0.21f41 659.00±42.43h729.00±18.38e930.00±24.04k1 650.50±44.55h921.50±26.16f58.65±0.21abc51 733.00±28.28i862.00±15.56fgh871.00±43.84j1 806.50±23.33j944.50±38.89fg60.15±0.49f61 517.50±21.92g834.00±24.04f683.50±2.12f1 417.50±14.85g583.50±38.89c61.75±0.07h7656.50±45.96a219.00±21.21b437.50±24.75b575.00±19.80b356.00±1.41b59.65±0.07e81 422.50±27.58f914.50±19.09h508.00±8.49c1 838.50±33.23jk924.00±14.14f58.15±0.21a92 115.50±10.61k1 417.00±16.97j698.50±6.36fg2 466.50±31.82l1 049.50±14.85h59.30±0.28de101 648.50±19.09h893.50±10.61gh755.00±8.49h1 880.00±24.04k986.50±13.44g58.50±0.14ab111 181.00±19.80d832.50±34.65f348.50±14.85a1 632.50±30.41h800.00±4.24e60.40±0.28f121 290.50±19.09e707.00±11.31de583.50±9.19d1 249.50±37.48e542.50±26.16c61.95±0.21h132 068.50±16.26k851.50±36.06fg1 217.00±19.80l1 748.50±27.58i897.00±8.49f61.95±0.21h141 469.00±25.46fg744.50±16.26e724.50±9.19gh1 388.50±12.02fg644.00±4.24d58.60±0.00abc151 071.00±25.46c549.50±34.65c521.50±9.19c902.50±12.02c353.00±46.67b61.20±0.14g161 432.50±27.58f672.00±16.97d760.50±10.61h1 357.00±11.31f685.00±28.28d61.10±0.14g

2.3.2 全麦粉的粉质特性

麸皮和胚芽的存在会影响全麦粉的粉质特性,表现为面团黏弹性、延展性与耐搅拌的变化,这些特性影响着面制品的加工适应性及最终品质。全麦粉的粉质指标见表6,全麦粉的吸水量在59.7%~75.8%,平均值为67.8%;全麦粉样品的吸水量普遍高于对照小麦粉(60.2%),可能是全麦粉的膳食纤维含量较高,膳食纤维的高吸水特性提升了其吸水能力。形成时间为2.4~14.2 min,样品13、14的形成时间较长,表明面筋网络形成缓慢,可能是全麦粉中麸皮的存在干扰了面筋蛋白的交联。样品8、9形成时间较短,说明面筋形成较快,但结构可能较弱。稳定时间为1.9~17 min,样品13稳定时间最长,表现出优异的机械耐受性。而样品7、8、11稳定时间较短,反应面团在搅拌过程中易发生破坏,加工稳定性较差。弱化度为31.0~155.0 FU,弱化度越高,面团越易软化。粉质指数为41~236,粉质指数综合反映面团流变学品质,数值越高表明面团整体品质越好。从上述分析可以看出,不同全麦粉粉质指标差异较大,这可能因生产原料、工艺不同等差异而引起。

表6 不同全麦粉的粉质特性
Table 6 Farinograph characteristics of different whole wheat flours

样品序号吸水量/%形成时间/min稳定时间/min弱化度/FU粉质指数1(对照)60.2±0.3a4.5±0.1e9.2±0.4g25±2a195±4f262.2±0.9b4.5±0.1e6.5±0.3d64±4c97±4c359.7±0.4a4.9±0.1f7.6±0.2e79±4d90±4c466.1±0.4cd4.4±0.2de4.4±0.4c105±6e72±2b560.3±0.5a4.2±0.2cd4.3±0.2bc100±2e68±3b668.9±0.6f5.2±0.1f4.2±0.3bc76±2d95±3c769.3±0.9f3.1±0.1b2.0±0.1a117±4f48±5a867.3±0.6de2.3±0.1a1.9±0.1a152±5h45±6a961.9±0.4b2.3±0.1a4.7±0.3c79±4d66±2b1065.3±0.9c3.9±0.1c3.8±0.2b116±4f63±4b1168.9±1.0f4.1±0.1cd1.9±0.0a143±1g62±3b1270.9±0.3g8.4±0.2g9.1±0.3g63±2c158±10e1371.3±0.4g13.3±0.2h16.7±0.4i40±2b240±5g1475.4±0.8h14.1±0.2i10.1±0.1h68±5c191±2f1575.8±1.0h8.6±0.1g4.6±0.1c64±1c131±5d1668.5±0.2ef13.1±0.1h8.3±0.2f30±2a241±8g

2.4 全麦面片流变学特性

动态流变学测试可同时测量面片的黏性和弹性,以储能模量G′和损耗模量G″以及损耗因子tan δ表示,各样品的动态流变学特性如图2所示。所有面片样品的G′和G″均随着频率的增加呈现出递增趋势,损耗因子tan δ随着频率的增加呈现出先降低后升高的趋势,但整体数值始终小于0.45,这表明全麦面片均呈现出“弹性主导”的黏弹性特征[16],大部分样品的tan δ最低点对应频率为0.46 Hz,仅个别样品出现趋势偏差,整体反映了市售全麦粉面片流变特性的共性规律与个体差异。在tan δ下降阶段,G′与G″同步递增,但G′增速更明显,促使所有样品的tan δ从起始范围0.26~0.37逐步降至对应区间的最低值范围0.24~0.33。这一变化表明,低频向中频过渡时,体系弹性增强速率显著高于黏性,可能与面筋网络在动态剪切下逐步形成有序结构、淀粉颗粒初步嵌入网络提供弹性支撑有关[17]。在tan δ的上升阶段,大部分样品在0.46~10 Hz,其G′与G″仍同步递增,但G″增速更明显,推动tan δ从最低点范围0.24~0.33回升至终止频率处的0.29~0.42。此阶段G″增速提升可能是在高频剪切下,面团里分子的运动空间变小,面筋、淀粉和膳食纤维之间的摩擦增多,产生的能量消耗随之增加[18],进而推动tan δ上升。而样品8和样品10则在1~10 Hz才呈现上述变化,推测是与其原料特征相关:可能其面筋蛋白交联更紧密,在0.46~1 Hz仍能持续强化弹性结构,或因其麸星更细、分散更均匀,对网络结构干扰小,延迟了黏性贡献的提升,最终导致tan δ上升拐点推迟至1 Hz。

a-G′;b-G″;c-tan δ

图2 面片的动态频率扫描曲线
Fig.2 Dynamic frequency sweep curves of dough sheets

2.5 全麦挂面品质

2.5.1 全麦挂面外观

全麦粉麸皮的存在会干扰面筋网络的形成,导致所制挂面在质构特性上与精制挂面存在一定差距,主要表现为口感粗糙,这是当前全麦挂面生产中亟需解决的关键问题。全麦挂面的外观特征如图3所示,与对照样品相比,所有全麦挂面均呈现明显的褐色。样品2和3因麸星细腻且含量较低,其挂面表面相对其他全麦样品更为光滑。随着全麦粉中麸星含量的增加,挂面表面粗糙度显著提高。然而,当麸星粒径适宜且均匀时,挂面仍可具备良好的外观表现,如样品4、6和7所示。相比之下,样品5和9因麸星大小不均,表面可见较大麸皮颗粒嵌入,影响了外观均一性。样品16号的麸星较为粗大,其挂面表面分布有大量块状麸皮,不仅破坏了面筋网络的连续性,还导致挂面厚度不均,出现明显凹凸,致使产品外观品质较差。

图3 全麦挂面外观
Fig.3 Appearance of whole wheat dried noodles

2.5.2 全麦挂面蒸煮特性

挂面的蒸煮特性包括挂面的最佳蒸煮时间、蒸煮损失率和吸水率等。图4为各样品所制挂面的蒸煮特性柱状图。全麦粉蒸煮损失率为5.51%~10.03%,该指标主要反映挂面蒸煮过程中固形物溶出程度,其主要受蛋白质和淀粉的影响,完整的面筋网络可有效束缚淀粉等固形物,而淀粉损伤程度则会影响其糊化溶出特性,因此样品3可能因蛋白质含量较高或淀粉损伤程度较低,形成了更稳定的胶体体系,从而减少了固形物的溶出,表现出较低蒸煮损失率[19]。最佳蒸煮时间为242~368 s,该指标与挂面水分渗透速率相关,而膳食纤维含量和原料颗粒度是影响水分渗透的关键因素,膳食纤维会增加挂面内部孔隙率,粗颗粒原料也易在制面过程中形成疏松结构,均能加快水分渗透,故样品14可能因原料颗粒度适中,使水分快速渗透至挂面内部,从而缩短最佳蒸煮时间[20]。挂面吸水率为119.96%~158.05%,其中样品16吸水率较高,可能因其麸星较大且含量较多,麸星含量较多导致不可溶性膳食纤维总量更高,这类纤维的多孔网状结构能提供更丰富的水分吸附位点,同时可溶性膳食纤维(如果胶)的含量也可能相应增加,吸水后形成的黏性胶体可进一步增强水分留存能力[21]

a-蒸煮损失率;b-最佳蒸煮时间;c-吸水率

图4 全麦挂面蒸煮特性
Fig.4 Cooking properties of whole wheat dried noodles

注:不同字母表示处理间有显著差异(P<0.05)。

2.5.3 全麦挂面质构特性

表7为各样品所制备的挂面的质地剖面分析与拉伸特性测定数据。结果表明,不同全麦挂面样品间的质构特性表现出显著差异,这种差异主要受全麦粉的麸星特性、面筋质量及淀粉颗粒的影响[22]。对照样的硬度与咀嚼性处于中等水平。全麦粉样品中,7号的硬度最高(8 325.77 g),2号的咀嚼性最高(4 341.83),而16号样品的硬度(5 109.88 g)与咀嚼性(2 017.66)均为最低。这一现象可能与全麦粉中膳食纤维的分布状态及麸星大小密切相关,当膳食纤维含量适宜且分散均匀时(如2、7号样品),可通过增强面团网络的致密性提升挂面的硬度与咀嚼性[23];而16号样品因麸星粒径较大,在面团制备过程中会阻碍面筋蛋白交联形成连续结构,破坏面团完整性,不仅导致制成的挂面容易断条,还降低了挂面的结构致密性,最终表现为较低的硬度与咀嚼性。弹性指标上,对照样为0.85,全麦粉中2号最高(0.90),12号最低(0.68),这主要受面筋含量及损伤淀粉含量影响,面筋结构完整、损伤淀粉含量适宜的样品受力后更易恢复形态[24]。拉伸特性分析显示,对照样的断裂距离(44.31 mm)显著优于多数全麦粉样品,断裂力(30.63 g)处于中等水平。7号样品断裂力最高(40.10 g),16号则同时表现出最低的断裂力与断裂距离。这一结果进一步体现原料特性的影响,结合表2和表3的数据可知,7号样品湿面筋含量高且麸皮较细,其面筋结构受麸皮影响较小且能有效分散拉伸过程中的应力,减少裂纹扩展,因此断裂力较高;而16号样品因麸星粒径过大,在面团加工过程中持续破坏面筋蛋白形成的连续结构,导致面团无法构建稳定的应力承受网络,最终表现为断裂力与断裂距离都较低。

表7 全麦挂面质构特性
Table 7 Texture profile analysis of whole wheat dried noodles

样品序号TPA拉伸特性硬度/g弹性咀嚼性断裂力/g断裂距离/mm1(对照)5 955.66±148.59b0.85±0.02c3 181.88±32.19c30.63±0.61de44.31±2.73h27 471.08±126.63ij0.90±0.01d4 341.83±95.53i37.40±0.94hi38.55±1.41g37 373.99±222.49i0.85±0.02c4 052.20±201.19gh34.75±1.07fgh48.60±1.71h46 745.96±106.30g0.85±0.02c3 382.15±50.62cd31.95±2.13ef37.47±2.69g57 348.40±172.15i0.85±0.01c3 849.32±140.90fg28.27±3.06cd25.22±4.91def67 620.30±99.08j0.83±0.03c3 478.81±217.02cde32.54±3.29efg23.92±2.58def78 325.77±166.14k0.84±0.03c4 250.84±239.10hi40.10±1.60i26.56±1.13ef86 471.19±89.31ef0.86±0.01c3 483.33±129.39cde21.90±2.25b21.49±3.96de96 236.51±56.88cd0.86±0.03cd3 340.61±98.95cd26.19±1.39c24.65±3.46def106 399.70±228.42de0.86±0.01c3 592.24±167.47def21.60±1.89b21.03±4.26de116 023.60±67.93bc0.78±0.03b2 735.50±198.41b22.46±1.89b13.92±2.47c126 615.38±66.08efg0.68±0.04a2 777.82±285.07b35.50±1.56gh19.42±0.79d137 076.66±159.04h0.85±0.01c3 692.86±38.55ef34.36±1.09fgh24.03±4.68def146 669.20±88.22fg0.86±0.02c3 431.03±159.50cde29.11±2.67cde29.90±6.62f156 207.89±121.45cd0.78±0.02b2 691.06±138.55b20.06±1.27b7.81±0.68b165 109.98±44.00a0.76±0.02b2 017.66±134.67a10.40±1.37a0.03±0.00a

2.6 相关性分析

对全麦粉品质指标与全麦挂面品质指标进行相关性分析,结果见图5。结果表明,X70与全麦挂面吸水率呈显著正相关,与硬度、断裂力呈显著负相关,且与弹性、咀嚼性和断裂距离呈极显著负相关,同时灰分含量与全麦挂面吸水率同样呈显著正相关,与弹性、咀嚼性和断裂距离呈显著负相关,两者对全麦挂面品质的影响趋势一致,且均与全麦粉麸星特征紧密关联,其中X70较高说明全麦粉中麸星粒径偏大,灰分含量较高说明全麦粉中麸星分布密度较高,这表明全麦粉中的麸星大小和含量对全麦挂面品质具有显著调控作用。湿面筋含量与全麦挂面的蒸煮损失呈极显著负相关,与硬度、弹性、咀嚼性、断裂力和断裂距离呈极显著正相关,这反映了面筋蛋白作为面条骨架的核心作用:其含量越高,所形成的三维网络结构越强韧,从而直接赋予了面条更佳的咬劲、弹性、韧性与抗拉伸性能。因此,全麦粉中的麸星特性和湿面筋含量是影响面条口感的重要因素。

图5 全麦粉品质特性与全麦挂面品质相关性
Fig.5 Relationship of whole wheat flour properties to whole wheat noodle quality

注:X70表示粉粒大小大于70目的含量;*,P≤0.05;**,P≤0.01。

3 结论与讨论

市售全麦粉在粉粒结构、理化性质和面筋质量方面差异显著,这些差异对其挂面加工性能和产品品质产生了重要影响。相关性分析结果表明,粉粒大小分布直接关系到面团的吸水与成型特性,粗颗粒含量较高的样品挂面在蒸煮过程中吸水率较大、弹性和咀嚼性下降;而面筋品质较好的全麦粉能够形成连续稳定的面筋网络,从而降低蒸煮损失并改善质构表现。整体来看,粉粒分布与面筋质量的协同作用的影响全麦挂面品质的重要因素。合理控制原料粉体特性并结合适宜的工艺参数,有助于提升全麦粉在挂面加工中的应用效果。本研究为理解全麦粉品质差异与挂面产品特性之间的关系提供了实验依据,也为后续原料评价和工艺优化研究提供了参考。

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Quality characteristics of commercial whole-wheat flours and their influence on noodle processing adaptability

LIN Qiaren, LIANG Ningjie, XUAN Haohao, ZHENG Xueling*

(College of Food Science and Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

ABSTRACT To investigate how commercially available whole-wheat flours (WWFs) influence processing adaptability and final quality of dried whole-wheat noodles.Fifteen representative WWFs (refined wheat flour as control) were characterized for particle-size distribution, principal physicochemical parameters, pasting behavior and sheet rheology.Under a standardized noodle-making procedure, produced whole-wheat noodles were evaluated for optimum cooking time, cooking loss, water uptake and mechanical texture;results were subjected to correlation analysis.samples differed appreciably in composition and particle-size profiles.Produced noodles exhibited optimum cooking times of 242-368 s, cooking losses of 5.51%-10.03% and water uptake of 119.96%-158.05%.Correlation analysis showed that higher proportions of coarse particles and greater ash content were positively associated with noodle water uptake and negatively associated with elasticity and chewiness.Conversely, higher wet-gluten content correlated with reduced cooking loss and improved texture attributes.particle-size distribution and gluten quality emerged as key factors affecting the ability of WWFs to yield desirable noodle texture.The findings can serve as a preliminary quantitative reference for raw-material selection and processing considerations in whole-wheat noodle production.

Key words whole wheat flour; quality characteristics; physicochemical properties; dried noodle quality; correlation analysis

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.044822

引用格式:林洽任,梁宁杰,轩毫毫,等.市售全麦粉品质特性及其对挂面加工适应性的影响[J].食品与发酵工业,2026,52(14):164-173.

LIN Qiaren,LIANG Ningjie,XUAN Haohao, et al.Quality characteristics of commercial whole-wheat flours and their influence on noodle processing adaptability[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(14):164-173.

第一作者:硕士研究生(郑学玲教授为通信作者,E-mail:xlzhenghaut@126.com)

基金项目:国家小麦产业技术体系专项资金资助项目(CARS-03-38)

收稿日期:2025-10-15,改回日期:2025-12-17