內酯油條配料對面團流變學性質的影響

傅瓊潁，李子廷，趙建新，*，張清苗，龐珂，范大明，陳衛，張灝

（1.江南大學食品學院食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇無錫 214122；2.福建安井食品股份有限公司，福建廈門 361022；3.無錫華順民生食品有限公司，江蘇無錫 214218）

面團的延展性、拉伸性、黏彈性、表面黏性等性質直接影響油炸食品的品質。油條作為油炸食品的代表之一，其傳統膨松劑中明礬和碳酸鹽類可以使面團具有很好的延展和拉伸性質，高溫油炸過程中能夠束縛產生的氣體，形成疏松的組織結構[1]。但傳統油條配方中存在鋁潛在的安全問題，很多學者致力于利用葡萄糖酸-δ-內酯、磷酸二氫鈣、檸檬酸、蔗糖脂肪酸酯等配料取代明礬開發新式無鋁油條，但目前產品質量上依舊存在明顯不足[2]，且尚無針對無鋁膨松劑對面團流變學性質影響的研究，致使從膨松劑到油條品質的研究缺少中間環節。

面團是一種具有黏彈性的半流動體，面團流變學性質可以更為準確的反映面團品質。面團流變學性質包括了在面團特殊的負載曲線中，應力、應變與時間之間的關系所導致的彈性、塑性、韌性以及形變的各種特性[3]。若對面團流變學進行分類，可分為宏觀的拉伸性質和微觀的界面流變學性質，將此兩者結合可對面團的質量得出更為全面的評價。油條面團中面筋強弱對面團持氣性的影響尤為關鍵，而在面團的粉質性質中的面團的形成時間、穩定時間及弱化度，以及在面團的拉伸性質中的面團的最大拉伸阻力、拉伸面積、拉伸比例和延展度均是反映面團中面筋強弱的評價指標，故選取上述評價指標做了具體研究。另外，油條的硬度、脆度及耐咀嚼度均與面團的黏彈性關系密切，故選擇了反映面團黏彈性的綜合模量（|G*|）及蠕變恢復情況的相關評價指標進行研究。

在開發以葡萄糖酸-δ-內酯和碳酸氫鈉為主要產氣成分的膨松劑的前提下，研究了新型油條無鋁膨松劑中月桂酸單甘酯、磷酸二氫鈣、葡萄糖酸-δ-內酯、酵母、變性淀粉及碳酸氫鈉對面團的流變學性質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

面粉：煙臺臺華面粉廠；月桂酸單甘酯：鄭州品力食品配料有限公司；磷酸二氫鈣：國藥集團化學試劑有限公司；葡萄糖酸-δ-內酯：上海洛洛食品有限公司；酵母：番禺梅山-馬利酵母有限公司；高直鏈玉米變性淀粉：國民淀粉（上海）公司。

1.2 儀器與設備

質構儀：英國Stable Micro System 公司；粉質拉伸儀：德國Brabender 公司；流變儀：AR-G2 Rheometer TA 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 面粉性質的測定

水分：按照GB 5497-85《糧食、油料檢驗水分測定法》；蛋白質含量：按照GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》；灰分：按照GB 5009.4-2010《食品安全國家標準食品中灰分的測定》。

1.3.2 面團流變學性質測定方法

粉質：按照GB/T14614-93《小麥粉吸水量和面團揉和性能的測定粉質儀法》；主要評價指標有面團形成時間、穩定時間和弱化度。

拉伸：按照GB/T14615-93《小麥粉面團的物理特性流變學特性的測定拉伸儀法》；主要評價指標有最大拉伸阻力、拉伸面積、拉伸比例和延展度。

流變學實驗：按照粉質拉伸測定吸水率結果制備面團，30 ℃水浴20 min。測定探頭為直徑40 mm 的平板，間隙2 mm，溫度30 ℃。首先確定線性黏彈區，應力從0～2 000 Pa；然后進行頻率掃描，角頻率1 rad/s～100 rad/s；最后蠕變恢復試驗，在300 Pa 應力下，蠕變2 min，釋放壓力，恢復10 min[4-6]。其中J0為開始時面團的屈服應力；Jmax為蠕變結束時面團的最大屈服應力；Jv為面團自由恢復后的屈服應力，反應面團的黏性；|G*|起點表示掃描開始時面團的綜合模量，|G*|截距為頻率掃描前后面團綜合模量的增加值。

2 結果與分析

2.1 面粉性質

測定結果如下：面粉中水分含量為12.8%，蛋白質含量為14%。

2.2 不同配料對面團粉質拉伸性質影響

不同配料對面團粉質拉伸性質影響，見圖1。

由圖1 可得，添加月桂酸單甘酯的面團形成時間和穩定時間均很短，最大值分別僅為5.2min 與20.2min。另外，面團弱化度受其影響較顯著，隨其添加量增加呈先增后減的變化趨勢，且在添加量為0.6 g 時達到最大值。這是由于月桂酸單甘酯由屬于中碳酸的月桂酸酯化而得，故其乳化性能相比其他酯類更優，更具親水性，能與油相和水相同時發生作用，顯著降低油/水界面張力，從而促進面筋的形成和穩定[7-8]。

圖1 配料添加量對面團粉質性質的影響Fig.1 The influence of ingredients on fairnograph properties of dough

酵母對面團的形成及穩定時間的影響不明顯。但隨其添加量增加，弱化度的變化較明顯，呈先降低后增加的趨勢，且在添加量為0.6 g 時，取得最小值。究其原因在于酵母生長過程會產生多種代謝產物，其中的有機酸會降低面團的pH，不利于面筋蛋白的交聯[9]；另外有些酵母在代謝中會產生對面筋蛋白有降解作用的谷胱甘肽，從而影響面團的穩定[10]。

磷酸二氫鈣對面團的形成時間和穩定時間均有延長作用，在其添加量為1.4 g 時，達到最長形成時間和穩定時間，分別為12.3 min 和29.7 min，較最小值分別延長了9.6 min 和14.3 min。另外，磷酸二氫鈣對面團弱化度的影響最為顯著，隨其添加量的增加，面團弱化度呈先增后減的趨勢，并在添加量為0.8 g 時，達到最大值49 FU。這是由于磷酸二氫鈣鹽對蛋白質、膠朊有增溶作用，可增加食品的水合性和保水性，從而改進面筋性能[11]。

葡萄糖酸-δ-內酯有明顯延長面團的形成時間和穩定時間并降低面團弱化度的作用。隨其添加量的增加面團的最長形成時間可達22.4 min，較最小值延長19.1 min；最長穩定時間可達37.6 min，較最小值延長20.9 min；弱化度則由31 FU 降至14 FU。這是由于葡萄糖酸-δ-內酯作為酯類，具有乳化作用[12]，起促進面筋蛋白和各脂類的結合增加面筋強度的作用。

碳酸氫鈉對面團粉質性質的影響均呈先升高后降低的趨勢。其中，對面團的形成時間和穩定時間的影響最為顯著。在其添加量為1.0 g 時達到面團的最長形成時間36.2 min 和最長穩定時間57.6 min。在其添加量為0.5 g 時，形成時間最短為3.2 min；在其添加量為3.5 g 時，穩定時間最短為35 min。面團的弱化度在其添加量為1.5 g 時達到最大值為42 FU，與最小值相差24 FU。這是由于碳酸氫鈉為堿性物質，添加使面團呈堿性，面筋蛋白在堿性環境中溶解度很低[13]，使面團的形成時間和穩定時間得以延長。

高直鏈玉米變性淀粉對面團的粉質性質影響最不明顯。

綜上，對面團的粉質性質影響最顯著的是碳酸氫鈉、磷酸二氫鈣及葡萄糖酸-δ-內酯。

配料添加量對面團拉伸性質的影響，見圖2。

由圖2 可得，月桂酸單甘酯對最大拉伸阻力的作用不明顯。隨其添加量的增加至1.0 g，拉伸比例逐漸上升，同時面團延展度由207 mm 降至185 mm。拉伸面積隨其添加量的增加，先下降后有微小波動。

隨酵母添加量的增加，面團的最大拉伸阻力、拉伸比例及拉伸面積均呈下降趨勢，其中最大拉伸阻力由746 BU 降至662 BU；拉伸比例由4.07 降至3.47；拉伸面積由170 cm2降至153 cm2。延展度隨其添加量增加變化情況較為復雜，在其添加量為1.0 g 時，達到最大值。

磷酸二氫鈣對面團延展度和拉伸面積的影響最不明顯。但添加能較顯著的提高面團的拉伸比例同時增加面團的最大拉伸阻力。

圖2 配料添加量對面團拉伸性質的影響Fig.2 The influence of ingredient o n extensograph peoperties of dough

葡萄糖酸-δ-內酯對面團的最大拉伸阻力和拉伸比例的影響非常相似，兩者均隨其添加量增加呈緩慢上升后迅速下降的變化趨勢，且都在添加量達到1.2 g時達到最大值。其中，最大拉伸阻力由719 BU 增至811 BU；拉伸比例由3.77 增至4.43。在其添加量為0.8 g 時，能明顯增大面團延展度至193 mm。隨其添加量增至0.8 g，面團拉伸面積由172 cm2增至187 cm2，并在其添加量超過1.2 g 后迅速減小。這是由于在面團形成過程中，葡萄糖酸-δ-內酯作為酯類，起乳化作用，促進面筋形成；添加量達到一定量后，其親水性作用更為顯著，阻礙了面筋形成。

碳酸氫鈉對面團的拉伸性質作用最為顯著。面團的最大拉伸阻力、拉伸比例和拉伸面積受碳酸氫鈉均隨其添加量增加而增加，其中最大拉伸阻力由618 BU增至885 BU；拉伸比例由3.1 增至4.7；拉伸面積由157 cm2增至219 cm2。說明添加碳酸氫鈉能增加面團筋力強度，并使面團富有彈性。相反的，延展度隨其添加量增加而降低，并在其添加量超過3.0 g 時發生驟降，最終降至161 mm，與最大值相差41 mm。

高直鏈玉米變性淀粉對面團的最大拉伸阻力、拉伸比例和拉伸面積的作用相似，均隨其添加量的增加呈先降低后升高的趨勢，且在添加量為0.8 g 時，最大拉伸阻力及拉伸比例達到最小值，分別為661BU 和3.5；在添加量為1.8 g 時，拉伸面積最小，為151 cm2。此外，隨其添加量的增加，延展度呈先增后減的趨勢，并在添加量為0.4 g 時達到最大值195 mm。究其原因在于高直鏈玉米變性淀粉不含面筋蛋白，添加將降低面筋蛋白的百分含量。

綜上可得，對面團拉伸性質影響較大的是碳酸氫鈉、葡萄糖酸-δ-內酯和高直鏈玉米變性淀粉。

2.3 不同配料對面團界面流變學性質的影響

不同配料對面團界面流變學性質的影響，見圖3。

圖3 料添加量對面團綜合模量|G*|的影響Fig.3 The influence of ingredients on the comprehensive modulus of dough

圖3 是關于頻率掃描過程中面團綜合模量|G*|的變化情況。面團綜合模量|G*|反應面團對形變產生的抵抗力。綜合模量|G*|越高，則說明面團對發生形變時抵抗力越大；|G*|隨著角頻率增加說明面團具有黏彈性，而增加程度越大，相對應的黏彈性越大[14]。

由圖3 可得，隨著月桂酸單甘酯添加量的增加，|G*|起點和|G*|截距增加量均增加，且相比其他配料，增加量最為顯著，其中|G*|起點由9.803×103Pa 增至200 50 Pa，|G*|截距由1.272 7×104Pa 增至2.543×104Pa。葡萄糖酸-δ-內酯和磷酸二氫鈣對|G*|起點和|G*|截距的影響顯著，且均呈先增后減的變化趨勢。其中磷酸二氫鈣較其他配料增加起|G*|起點和|G*|截距的作用顯著，在其添加量為1.0 g 時，|G*|起點達到最大值，為2.328×104Pa；|G*|截距也達最大值，為3.228×104Pa。碳酸氫鈉對面團綜合模量|G*|的影響較顯著，在添加量為1.5 g 時能顯著增加|G*|起點和|G*|截距。酵母和高直鏈玉米變性淀粉對|G*|起點和|G*|截距的影響不明顯。

綜上可得，由于面團綜合模量|G*|受月桂酸單甘酯和磷酸二氫鈣影響較其他配料顯著，說明添加月桂酸單甘酯和磷酸二氫鈣對增加面團的黏彈性作用明顯。

圖4 配料添加量對面團蠕變恢復性質的影響Fig.4 The influence of ingredients on the result of creep-recovery test of dough

配料添加量對面團蠕變恢復性質的影響，見圖4。

圖4 中的a、b、c、d 是面團受力后蠕變和恢復的情況。蠕變恢復實驗是反映面團在受到垂直方向的持續力作用時的形變情況以及撤去外力后的恢復情況。圖a 是面團在300 Pa 應力下蠕變2 min 后的最大屈服力（Jmax）；圖b 是面團在受力后自由恢復10 min 后的屈服力（Jv），反應面團的黏性；圖c 是面團自由恢復后屈服力（Jv）與面團蠕變最大屈服力（Jmax）的比值；圖d 反應面團蠕變過程中最大粘度值（μ0）的變化情況。

由圖a 可以看出，添加高直鏈玉米變性淀粉、碳酸氫鈉和酵母的Jmax明顯高于月桂酸單甘酯、磷酸二氫鈣和葡萄糖酸內酯。其中影響最顯著的是高直鏈玉米變性淀粉，在其添加量增加至20 g 時，Jmax最大，為1×10-3Pa-1，繼續添加高直鏈玉米變性淀粉，Jmax下降至最小值6.08×10-4Pa-1。酵母的添加量為0.6 g 時達到最大Jmax，為1×10-3Pa-1。

圖b 中同樣被分為明顯的上下兩部分，位于上半部分的仍是高直鏈玉米變性淀粉、碳酸氫鈉和酵母。此時影響最顯著的是酵母，在其添加量為0.6 g 時，Jv達到了5.65×10-4Pa-1，是所有配料中的最大值。

圖c 反映的是由Jv/Jmax表征的面團黏性隨各配料的不同添加量的變化情況。添加磷酸二氫鈣能顯著增加面團黏性，尤其在其添加量為0.8 g 時，Jv/Jmax達到最大值0.621。隨葡萄糖酸-δ-內酯添加量的增加，Jv/Jmax先增加后減少，并在添加量為1.0 g 時達最大值0.506，與最小值相差0.149。另外，隨月桂酸單甘酯、碳酸氫鈉和高直鏈玉米變性淀粉添加量增加，面團黏性逐步下降。其中月桂酸單甘酯引起面團黏性下降的程度最明顯，隨其添加量增加，Jv/Jmax由0.59 降至0.451。酵母的添加量超過1.2 g 時，Jv/Jmax迅速下降至0.323，與最大值的差值達0.242。

圖d 是面團表面黏度（μ0）的變化情況。碳酸氫鈉、酵母和高直鏈玉米變性淀粉對μ0的影響不明顯，但隨碳酸氫鈉和高直鏈玉米變性淀粉添加量的增加，μ0增大，隨酵母添加量的增加，μ0減小。隨磷酸二氫鈣、葡萄糖酸-δ-內酯和月桂酸單甘酯添加量的增加，μ0呈先增后減的趨勢，其中磷酸二氫鈣的影響最為顯著，在其添加量為0.8 g 時μ0取得最大值1.155×106Pa·s，之后迅速下降，最終達最小值3.98×105Pa·s。葡萄糖酸-δ-內酯的添加量達到1.0 g 時μ0由5.96×105Pa·s增至1.019×106Pa·s，之后保持在較高水平。月桂酸單甘酯在其添加量為0.4 g 時，達到最大值9.41×105Pa·s，之后下降至5.1×105Pa·s。

綜上，高直鏈玉米變性淀粉、碳酸氫鈉和酵母對Jmax、Jv影響最明顯；葡萄糖酸-δ-內酯和月桂酸單甘酯主要影響面團的恢復比例；磷酸二氫鈣、月桂酸單甘酯和葡萄糖酸-δ-內酯對面團表面黏性影響較顯著。

3 結論

本實驗研究了不同比例的月桂酸單甘酯、酵母、磷酸二氫鈣、葡萄糖酸-δ-內酯、高直鏈玉米變性淀粉及碳酸氫鈉內酯油條面團流變學性質的影響。

碳酸氫鈉、磷酸二氫鈣及葡萄糖酸-δ-內酯對面團粉質性質的影響最為顯著，其中碳酸氫鈉主要影響面團的形成時間及穩定時間；磷酸二氫鈣和葡萄糖酸-δ-內酯主要影響面團的弱化度。碳酸氫鈉對面團拉伸性質影響最顯著，葡萄糖酸-δ-內酯和高直鏈玉米變性淀粉次之。通過對面團界面流變學性質的測定及結果分析可得，月桂酸單甘酯和磷酸二氫鈣能顯著提高面團綜合模量|G*|，即對增加面團的黏彈性作用明顯；另外，配料對面團蠕變恢復性質的影響需具體討論，其中高直鏈玉米變性淀粉、碳酸氫鈉和酵母對Jmax、Jv影響最明顯，葡萄糖酸-δ-內酯和月桂酸單甘酯主要影響面團的恢復比例，磷酸二氫鈣、月桂酸單甘酯和葡萄糖酸-δ-內酯對面團表面黏性影響顯著。

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