馬鈴薯-小麥混合粉面團制備及品質改良研究

劉 穎,張 丹,劉麗宅

(哈爾濱商業大學食品工程學院,黑龍江哈爾濱 150076)

馬鈴薯-小麥混合粉面團制備及品質改良研究

劉 穎,張 丹,劉麗宅

(哈爾濱商業大學食品工程學院,黑龍江哈爾濱 150076)

利用粉質儀、拉伸儀、掃描電鏡研究了馬鈴薯全粉的添加對小麥粉面團粉質特性、拉伸特性、微觀結構的影響，同時向混合粉中加入谷朊粉、木聚糖酶、葡萄糖氧化酶及阿拉伯膠進行品質改良研究。結果表明:與添加等量馬鈴薯全粉的中筋粉面團相比,高筋粉面團穩定時間和最大拉伸阻力較大。馬鈴薯全粉與小麥粉混合后,混合粉面團特性明顯變差,加工性能下降。谷朊粉的添加可使馬鈴薯粉含量40%的混合粉面團的形成時間和穩定時間增加,弱化度降低。添加谷朊粉和阿拉伯膠的面團延伸度和最大拉伸比增大。添加阿拉伯膠和葡萄糖氧化酶的面團結構緊密,淀粉顆粒被牢牢包裹。添加木聚糖酶的面團面筋網絡結構中的孔洞增多,面團加工性能得到提高。

混合粉,面團特性,品質改良

馬鈴薯營養豐富,除含有較高的碳水化合物外,還含有蛋白質、維生素、磷等多種營養成分[1-2]。馬鈴薯塊莖中含有豐富的粗纖維,能促進腸胃蠕動,幫助消化,預防便秘。馬鈴薯中淀粉多為支鏈淀粉,糊化性能好,易于被人體消化吸收[3-4]，但由于馬鈴薯粉中不含面筋蛋白,粘度大,缺乏彈性,柔韌性、延伸性差,加入小麥粉中會弱化面團的面筋網絡,影響面團的延展性和韌性,無法將馬鈴薯全粉和成延展性的面團,限制了馬鈴薯全粉在面制品中的應用范圍。提高馬鈴薯全粉的延伸性可以通過添加天然面團改良劑的方法來實現。郭祥想等[5]將不同比例的馬鈴薯全粉與小麥粉混合,結果表明隨混合粉中馬鈴薯全粉比例增大,面團的形成時間、穩定時間、回生值和衰減值均下降。陳代園[6]研究發現添加15%左右的馬鈴薯粉面團可制得結構均勻、口感純正的馬鈴薯面包,并對馬鈴薯面包冷凍面團進行品質改良劑復配優化,得到添加谷朊粉2.5%、硬脂酰乳酸鈉-硬脂酰乳酸鈣0.08%、單甘脂0.35%、卡拉膠0.20%的混合粉面團，能夠有效抑制冷凍及冷藏過程中面團的破壞作用。李園園[7]等人研究向燕麥-小麥混合粉面團中加入谷氨酰胺轉氨酶與不同的外源蛋白(谷朊粉、花生蛋白)結合來提高混合粉面團的流變特性,得到當谷氨酰胺轉氨酶加入0.8%時,面團的形成時間和穩定時間均有所增加。Suresh Chandra[8]等人將馬鈴薯粉、綠豆粉和大米粉分別加入小麥粉中制備復合粉餅干,測定了混合粉的功能性質,其中添加15%馬鈴薯粉的面團和餅干成品質量不受影響,同時提高了餅干的營養價值。

表2 不同面粉面團的拉伸特性

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬鈴薯雪花全粉 無錫欣捷福商貿有限公司,粉體為薄片狀,色白略呈淡黃經粉碎機磨細(過100目篩)備用;高筋小麥粉 益海嘉里(哈爾濱)糧油食品工業有限公司;中筋小麥粉 黑龍江北大荒豐威食品有限公司;低筋小麥粉 江蘇江南上一道科技股份有限公司;鹽 中鹽榆林鹽化有限公司;木聚糖酶 江蘇銳陽生物科技有限公司;阿拉伯膠 上?？颠_食品工程有限公司;葡萄糖氧化酶 江蘇銳陽生物科技有限公司;谷朊粉 鄭州特正商貿有限公司。

BS-222S型電子天平 賽多利斯科學儀器有限公司;FW123型中草藥粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司產品;Farinograph-E粉質儀(揉面缽300 g)、Brabender拉伸儀 德國Brabender公司;S-3400N掃描電鏡 日本HITACHI公司;TDZ4-WS臺式低速離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司;恒溫水浴鍋 天津市歐諾儀器儀表有限公司;恒溫水浴振蕩器 哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 面團的制備 將馬鈴薯全粉與高筋小麥粉按4∶6混合,分別加入1%的谷朊粉、阿拉伯膠、葡萄糖氧化酶和木聚糖酶制備面團,以考察谷朊粉、阿拉伯膠、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶對混合粉面團粉質特性和拉伸特性的影響。

1.2.2 粉質特性測定 參照GB/T 14614-2006標準。以面粉計量,分別向面粉中加入10%、20%、30%、40%、50%的馬鈴薯全粉混合均勻,分別用粉質儀和拉伸儀測定混合粉面團的粉質特性。

1.2.3 拉伸特性測定 參照GB/T 14615-2006標準。以面粉計量,分別向面粉中加入10%、20%、30%、40%、50%的馬鈴薯全粉混合均勻,分別用粉質儀和拉伸儀測定混合粉面團的拉伸特性。

1.2.4 混合粉蛋白質組成測定 參照常志偉《蛋白組分對面包專用粉品質的影響研究》中的方法[9]。

1.2.5 生面團微觀結構觀察 采用雙固定方法處理樣品,進行掃描電鏡觀察。用小刀片取新鮮面團的橫截面，立即用質量分數為2.5%、pH6.8的戊二醛固定,以pH7.2的磷酸緩沖液沖洗后,分別用質量分數為50%、70%、90%、100%的乙醇水溶液逐級脫水,再用混醇(乙醇∶叔丁醇=1∶1)、純叔丁醇置換,采用臨界點干燥法干燥,試樣經離子濺射鍍金后,置于掃描電鏡下觀察、拍照。

1.3 數據處理

運用Excel進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同面粉面團的粉質特性

由表1可以看出,高筋粉面團的吸水率高于中筋粉和低筋粉,高筋粉面團的形成時間和穩定時間較長,弱化度低,說明高筋粉粉質質量好,面團的穩定性、韌性較好,適于生產加工饅頭、面包等面團筋性大的食品。低筋粉面團的吸水率較低,面團的形成時間為1.8 min,面團的穩定時間1.3 min,相比高筋粉和中筋粉面團最短,說明面團的穩定性不好,而弱化度達到193 FU說明面團的筋性不足,這類面粉適合生產面團筋性要求較低的餅干。中筋粉的各項指標居中。面團的弱化度越低、穩定時間越長,其烘焙的產品品質越好,采用高筋粉烘焙品質最優。

表1 不同面粉面團的粉質特性

2.2 不同面粉面團的拉伸特性

由表2可以看出,高筋粉面團的最大拉伸阻力、拉伸面積、最大拉伸比例均高于中筋粉和低筋粉面團,說明高筋粉面團的拉伸性能高于中筋粉和低筋粉,中筋粉面團其次,低筋粉面團的拉伸性能最差。

2.3 馬鈴薯全粉對不同筋性面粉面團粉質特性和拉伸特性的影響

2.3.1 不同馬鈴薯全粉添加量對高筋粉和中筋粉面團粉質特性的影響 從表3、表4可以看出,隨著馬鈴薯全粉添加量的增加,高筋粉和中筋粉面團的吸水率均呈上升趨勢,混合粉面團的形成時間和穩定時間減少,弱化度明顯增加,原因在于面團的吸水量取決于面筋蛋白質和淀粉結合水的能力,馬鈴薯全粉中含有大量淀粉,而淀粉分子吸水速率高于面筋蛋白,當馬鈴薯全粉與面粉混合后,馬鈴薯淀粉結合水的能力明顯高于小麥淀粉,從而吸收大量水分而使面團的吸水率增加,導致面筋過度吸水,另外,馬鈴薯全粉含有大量的膳食纖維,膳食纖維具有良好的持水性[10],因而使面團的吸水率上升[11],使混合面團的穩定性下降。說明馬鈴薯全粉添加量增加,而面團的穩定性下降,面粉的烘焙加工性能下降。添加馬鈴薯全粉后,高筋粉面團的吸水率略大于低筋粉面團,其面團的形成時間和穩定時間較中筋粉面團長(馬鈴薯全粉添加量50%除外),弱化度明顯低于中筋混合粉,因而高筋混合粉的烘焙品質較好。

表5 馬鈴薯全粉添加量對高筋粉面團拉伸特性的影響

表4 馬鈴薯全粉添加量對中筋粉面團粉質特性的影響

2.3.2 馬鈴薯全粉添加量對高筋粉和中筋粉面團拉伸特性的影響 由表5、表6可知,隨著馬鈴薯全粉添加量的增加,高筋粉和中筋粉面團的拉伸面積呈降低趨勢,說明馬鈴薯全粉的加入會降低面團的拉伸性能。高筋粉與中筋粉面團相比,高筋混合粉面團的拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸面積均大于中筋混合粉面團。主要是由于馬鈴薯全粉中不含面筋蛋白,馬鈴薯全粉添加量增加,面團筋性降低,混合粉面團的延展性和彈性變差,最大拉伸阻力也逐漸減少,最大拉伸比例逐漸降低。從馬鈴薯產品制作來看,為體現產品中馬鈴薯風味,需添加較多的馬鈴薯全粉,考慮到面團調制過程中面團特性較好,馬鈴薯全粉添加量選擇40%,因此從面團粉質特性和拉伸特性來看,選擇高筋粉制作面團,可緩解由于馬鈴薯全粉的加入面團性能下降等問題,從而使面團加工性能得到提高。

表6 馬鈴薯全粉添加量對中筋粉面團拉伸特性的影響

表7 添加劑對混合粉面團粉質特性的影響

表8 添加劑對混合粉面團拉伸特性的影響

2.4 其它添加劑對混合粉面團粉質特性和拉伸特性的影響

由表7、表8可以看出,馬鈴薯-小麥混合粉面團加入改良劑后,面團的吸水率下降,形成時間有所增加,穩定時間下降,同未加入改良劑的含40%馬鈴薯全粉面團相比,谷朊粉和阿拉伯膠的加入提高了混合粉面團的形成時間、弱化度,粉質評價值得到提高,而穩定時間下降,面團較未加入谷朊粉相比易攪拌成團、碾壓成片、不粘模具,不易變形,葡萄糖氧化酶的加入使混合粉面團的形成時間和穩定時間下降,弱化度提高,使面團質量降低。同未加入改良劑面團相比,混合粉面團的拉伸特性得到一定提高,面團的最大拉伸比例增大,拉伸面積、延伸度增加,可塑性提高。從面團品質來看,添加阿拉伯膠面團性能較好,其次是谷朊粉、木聚糖酶,最后是葡萄糖氧化酶。

2.5 其它添加劑對混合粉面團蛋白含量的影響

表9 添加劑對混合粉面團蛋白含量影響

面筋蛋白主要由醇溶蛋白和谷蛋白相互作用而形成,其兩者的含量、配比與面筋蛋白的形成及品質有關[12]。清蛋白和球蛋白為主要參與代謝活動且可溶性較強的生理活性蛋白質,對面制品加工品質的貢獻不大。面粉的加工品質與其中谷蛋白和醇溶蛋白的數量及品質有很大的關系[13-14]。由于谷蛋白與醇溶蛋白要以一定的比例和方式相結合才能賦予面團特有的性質,面粉中麥谷蛋白與醇溶蛋白的含量比值決定小麥粉面團的加工品質,若醇溶蛋白的含量相對谷蛋白較少時,難以形成粘彈性面團,加工性能較差[15-16]。由表9可知,谷朊粉和阿拉伯膠的加入有效提高了醇溶蛋白的含量,木聚糖酶的加入提高了谷蛋白含量,從而使加工性能差的面團得到很好改善。

圖1 添加劑對混合粉面團微觀結構的影響(500×)Fig.1 Effects of additives on the microstructure of mixing flour dough(500×)注:圖中分別為a 高筋小麥粉面團;b 混合粉面團(40%馬鈴薯全粉+60%高筋小麥粉);c 添加1%谷朊粉混合粉面團;d 添加1%木聚糖酶混合粉面團;e 添加1%阿拉伯膠混合粉面團;f 添加1%葡萄糖氧化酶混合粉面團。

2.6 混合粉面團微觀結構分析

由圖1可以看出,不添加馬鈴薯全粉的高筋粉面團橫截面平整緊密,含有大量的淀粉球,且均勻分布在面團的表面;添加40%馬鈴薯全粉面團面筋斷裂,面筋膜不連續,不規則空洞數量變多,孔隙變大,面筋結構受到嚴重破壞。添加谷朊粉的混合粉面團能看到連續的面筋膜,淀粉顆粒分布均勻,面團結構緊密。添加木聚糖酶的面團表面孔洞增多,淀粉粒子周圍有許多膠狀網絡結構,說明木聚糖酶的加入提升了面團的延展性。加入阿拉伯膠的混合粉面團面筋網絡周圍有許多膠狀物質將淀粉粒子聚集在一起,面團結構密,加入葡萄糖氧化酶的混合粉面團結構緊密,淀粉粒子被牢牢包裹在面筋網絡中,原因是葡萄糖氧化酶還可作用于面團中的水溶性物質戊聚糖,生成的H2O2在過氧化物酶的作用下,產生自由基,促進水溶性戊聚糖與蛋白質、氨基酸殘基發生交聯,形成蛋白多糖復合大分子,使水溶性部分相對粘度增大,促進水溶性戊聚糖氧化膠凝[17-18],從而改善了面團特性和提高面制品的質量。

3 結論

添加等量馬鈴薯全粉之后,與中筋粉相比較,高筋粉面團穩定時間和最大拉伸阻力較大。馬鈴薯全粉與小麥粉混合后,混合粉面團特性明顯變差。馬鈴薯全粉添加量為40%時,面團能夠基本成型,碾壓成片,面團的穩定時間下降,弱化度增加,穩定性下降。當醒面時間為135 min時,面團最大拉伸比下降到0.8。添加谷朊粉和阿拉伯膠的面團,其醇溶蛋白含量增加,添加木聚糖酶的混合粉面團谷蛋白含量增加。添加馬鈴薯全粉面團表面變得松散,面筋網絡結構的連續性變差,網絡發生斷裂。加入谷朊粉后,面筋含量增大結構更加緊密,加入木聚糖酶后面團的延伸性能增大,面團性質得到提高。

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Effect of potato flour on properties of wheat flour dough and its quality improvement

LIU Ying,ZHANG Dan,LIU Li-zhai

(College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China)

The farinose properties,tensile properties and microstructure of mixed flour adding potato flour to wheat flour was studied by farinograph,extensograph and scanning electron microscopy. Meanwhile the quality improvement of mixed flour was studied with the addition wheat gluten,xylanase,glucose oxidase and acacia to mixed flour. The results showed that the dough stability time and largest tensile resistence of high-gluten flour of adding potato powder was bigger than the plain flour of adding the equal amount potato powder. The properties and processing performance of mixed dough adding potato flour to wheat flour gradually decreased with the increasing of the addition amount of potato flour. The stability time and development time of mixed dough with 40 percent potato powder were prolonged and the weakening degree of mixed dough was decreased with the addition of gluten to mixed flour. The extensibility parameters were reduced and maximum draw ratio of mixed dough was increased by adding gluten and acacia to mixed flour. The mixed dough structure became compacted and the starch granules was tightly wrapped by the addition acacia and glucose oxidase to the mixed flour. A bit of holes occured and processing performance of mixed dough was enhanced adding xylanase to mixed flour.

mixed flour;dough properties;quality improvement

2016-07-25

劉穎(1968-)，女，博士，教授，研究方向：糧食加工，E-mail：liuysh@hrbcu.edu.cn。

TS215

A

1002-0306(2017)06-0137-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.018