玉米-小麥混合粉面團流變學特性、面條品質及兩者相關性

(河南工業貿易職業學院,河南鄭州 451191)

面條是我國的傳統主食,隨著人們生活水平的提高,多食用粗糧已是人們的共識,因此雜糧面條等新品種不斷推出。玉米作為粗糧中產量最大的一種,在食品、飼料及工業原料中均有應用[1-2],被譽為“未來的谷物”[3]。玉米粉中富含胡蘿卜色素[4-5]、同時含有豐富的維生素、谷氨酸以及微量元素等營養物質[6],適量攝入玉米粉可以調節膳食結構,起到增加營養、改善身體消化機能的作用[7]。由于玉米粉蛋白質的組成和結構與小麥蛋白質不同,玉米粉中不含面筋蛋白,因此玉米粉在加工過程中很難形成網狀結構,韌性彈性均較差。且玉米粉中的蛋白質包裹淀粉過于緊密,淀粉不能較好的吸水膨脹,所以玉米粉面團的黏彈性較差,造成玉米粉的食用口感粗糙,不適合加工制作饅頭、面條、餃子等傳統面制品,這極大的限制了玉米粉在主食加工方面的應用[8-12]。

為了提高玉米粉的利用價值,許多學者對此進行了研究。侯普馨等[13]將玉米粉和小麥粉混合,通過添加谷朊粉和酵母等輔料,對玉米發酵面條進行了研制。盧曉黎等[14]通過添加復合親水膠體、采用預糊化工藝,研究了純玉米掛面的制作工藝及配方。孫皎皎等[15]采用單因素實驗和正交試驗對以玉米粉、黃豆粉和小麥粉混合粉為原料加工玉米面條的工藝進行了優化研究。李雪琴等[16]以玉米粉和小麥粉為主要原料,研究了玉米鮮濕面的制作工藝,并對混合粉制作的面條進行了品質評價。然而,目前針對玉米-小麥混合粉面團流變學特性與混合粉面條品質相關性的研究卻為數不多。

本文將玉米粉以不同配比與小麥粉進行混配,用混合粉制作面條,對混合粉面團的流變學特性及面條的品質進行測定,研究玉米-小麥混合粉面團的流變學特性、面條品質及兩者關聯性,以期為玉米粉面條的進一步研究提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥粉中糧 (鄭州)糧油工業有限公司生產;玉米粉 永城市金晶食品有限公司生產;食鹽 河南省衛群多品種鹽有限公司生產。

JFZD粉質儀 北京東方孚德技術發展中心;JMLD150面團拉伸儀 北京東方孚德技術發展中心;HE53水份測定儀 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;HX5001T電子天平 慈溪市天東衡器廠;DMT-5電動面條機 龍口市復興機械有限公司;TA.XT Plus型質構儀 英國Stable Micro System公司;101型電熱鼓風干燥箱 北京市永光明醫療儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 玉米粉中沒有面筋蛋白,隨著玉米粉的加入面團中的總面筋蛋白量下降,將會弱化面團的網絡結構,影響面團的黏彈性、韌性和延伸性,而面團的性質直接影響其機械加工性能和面條的品質,添加量過大在加工時會出現成型困難、斷條率高,且存在產品不耐煮、易糊湯、咬勁差等情況,因此添加量不宜過大[16]。根據前期預實驗,本研究將玉米粉與小麥粉分別以0∶100、5∶95、10∶90、15∶85、20∶80、25∶75、30∶70的質量比進行配粉、混勻,制備成不同配比的玉米-小麥混合粉作為試驗樣品。

1.2.2 面團流變學特性測定方法 粉質特性:玉米粉、小麥粉以不同配比混合,按GB/T 14614-2006《小麥粉面團的物理特性吸水量和流變學特性的測定粉質儀法》進行測定,采用300克揉面缽。

拉伸特性:玉米粉、小麥粉以不同配比混合,按GB/T 14615-2006《小麥粉面團的物理特性流變學特性的測定拉伸儀法》進行測定,選取45 min時的拉伸參數進行相關性分析。

1.2.3 玉米-小麥混合粉濕面條的制作方法 玉米-小麥混合粉濕面條實驗室制作的基本過程與方法如下:

稱取原料:分別稱取一定量各配比的玉米-小麥混合粉、食鹽和水。玉米-小麥混合粉稱取300 g(以14%濕基計),食鹽添加量為混合粉質量的0.75%[17],水添加量為粉質儀所測該種混合粉吸水率54%的室溫水(25±5) ℃。

制作食鹽水溶液:將食鹽溶于水中并和勻,制作成食鹽水溶液。

和面:將稱取好的混合粉倒入不銹鋼盆中,將制作好的食鹽水溶液加入到混合粉中,手工和面5 min左右,使料胚手握成團,輕輕揉搓仍能成為松散的顆粒面絮。

熟化:將和好的料胚放入密封袋中靜置30 min進行保濕熟化。

壓延與切條:醒發后的面團在面條機1.5 mm軋距處壓延1次,將面片折疊后再反復壓延5次,然后依次在軋距1.2與1.0 mm處壓延5次,將1.0 mm厚度的面片切條,切成3 mm寬的細長面條束,將一部分面條束切成220 mm的濕面條,裝于食用自封袋備用。

1.2.4 玉米-小麥混合粉鮮濕面條品質的測定

1.2.4.1 蒸煮品質的測定 最佳蒸煮時間:參照LS/T 3212-2014《掛面》的方法,并略有調整。

用電陶爐加熱盛有樣品質量50倍沸水的不銹鋼鍋,保持水的微沸狀態。取40根面條放入沸水中,用秒表開始計時。從2 min開始取樣,然后每隔0.5 min取樣一次,每次取一根,將所取面條放于玻璃板上,用刀片橫斷切下一段觀察面條內部白硬心線,白硬心線消失時所記錄的時間即為面條的最佳蒸煮時間。

熟斷條率:參照LS/T 3212-2014《掛面》進行。取40根面條放入盛有樣品質量50倍沸水的不銹鋼鍋中,保持微沸狀態,達到最佳蒸煮時間后,用筷子將面條輕輕挑出,數取完整的面條根數,計算熟斷條率。

式中:N-完整面條根數;40-試樣面條根數。

吸水率:稱取約10 g樣品(質量M1,精確至0.01 g),放入盛有500 mL沸水(蒸餾水)的燒杯中,用電陶爐加熱,保持水的微沸狀態,達到最佳蒸煮時間后,用筷子將面條輕輕挑出,淋去濕面條外部的水,再放至天平上稱重(質量M2,精確至0.01 g)。

蒸煮損失率:將測吸水率煮面后的面湯放至室溫后,轉入500 mL容量瓶中定容、混勻,取100 mL面湯倒入恒質的250 mL燒杯(M0,g)中,然后將燒杯放在電陶爐上蒸發掉大部分水分后,放入105 ℃烘箱內烘到恒重(M3,g),按下式計算蒸煮損失率。

式中:W-干面條的水分含量。

1.2.4.2 質構品質的測定 取20根面條在500 mL開水中煮至最佳蒸煮時間,撈起后在冷水中沖淋1 min,從煮制完成起計時5 min內采用質構儀進行質構測定。每次把10根面條垂直于質構儀力臂方向放置于載物臺上,面條之間要有一定的間隔,每個試樣做平行測試5次,求平均值為測定結果。

表1 不同配比玉米-小麥混合粉粉質拉伸特性Table 1 Farinographical and extensographical properties of different proportions corn-wheat blended flour

TPA測試采用P/36R探頭,測前、測中、測后速度分別為2.0、1.0、1.0 mm/s,形變量為75%,感應力為5 g,兩次壓縮的時間間隔為5 s。

剪切試驗采用A/LKB探頭,測中、測后速度分別為0.17、10.0 mm/s,測試起始高度5 mm,下壓位移4.8 mm。

1.3 數據分析

每組實驗重復3次,采用SPSS 16.0和Excel 2007軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同配比玉米-小麥混合粉面團流變學特性

不同配比玉米-小麥混合粉的粉質特性與45 min醒發時的拉伸特性測定結果如表1所示。

由表1可以看出,隨著玉米粉配比的增加,混合粉的吸水率、穩定時間、評價值、拉伸能量、延伸度和最大拉伸阻力呈逐漸減少的趨勢,形成時間也有所減小,而弱化度則有所增大,這與張劍等[18]、林金劍等[19]的研究結果一致。這主要是由于玉米粉中不含麥谷蛋白,隨著玉米粉比例的增加,稀釋了小麥粉中的面筋蛋白,又由于玉米粉的吸水率相對較低造成的[21]。

2.2 不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條蒸煮和質構品質

2.2.1 不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條蒸煮品質 不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條蒸煮品質測定結果見圖1。

圖1 不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條蒸煮品質Fig.1 Cooking quality of different proportionscorn-wheat blended flourfresh wet noodles

蒸煮損失率是衡量面條蒸煮品質的最重要指標,蒸煮損失率越大,糊湯越嚴重,面條的蒸煮品質就越差[20]。在蒸煮的過程中,面條中的一部分淀粉、蛋白會流失到面湯中,因此面湯渾濁度越低,蒸煮損失率越小,面條中營養保留的越多,面條品質越好[21]。由圖1可知,隨著玉米粉配比的增大,玉米面條的蒸煮損失率呈上升趨勢,玉米粉、小麥粉配比由0∶100增加至30∶70,蒸煮損失率由4.3%上升至11.6%。這是由于玉米粉的加入破壞了面筋網絡,使混合粉形成的面筋網絡不能過多的包裹淀粉顆粒,從而導致蒸煮過程中淀粉的溶出,致使蒸煮損失增大[22]。

斷條率是評價面條蒸煮品質的重要指標,斷條率越高,面條品質越差。斷條率低,說明面條筋力較強、耐煮,這樣的面條有咬頭,口感滑爽、不發粘。由圖1可知,玉米粉、小麥粉配比為25∶75及以下時,玉米面條煮后沒有斷條現象,當玉米粉、小麥粉配比達30∶70時,玉米面條有斷條現象,熟斷條率為7.5%,說明玉米粉添加量過多時,混合粉面筋網絡不能較好的形成,結構松散,導致面條品質下降。

吸水率的變化沒有顯著的規律性,這可能是由于本研究各配比混合粉制作面條時的加水量不同造成的,胡云峰等[23]研究表明,加水量對生鮮面條吸水率有一定的影響。

2.2.2 不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條質構品質 不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條質構品質測定結果見表2。

由表2可以看出,隨著玉米粉配比的增加,面條質構特性的各項指標均有所下降,這與張劍[24]研究結果一致。尤其是硬度、膠著性、咀嚼性和剪切力,隨著玉米粉添加量的增加,均呈逐漸下降的趨勢,這與蔡宇潔[22]研究結果一致。這主要是由于玉米粉不含面筋蛋白,隨著玉米粉添加量的增加,面團筋力減弱,從而使硬度、膠著性、咀嚼性和剪切力4項指標測定值下降。彈性、內聚性、回復性三項指標在不同配比混合粉面條中的數據變化極小,無法明顯反映差異。宋亞珍等研究顯示,面條TPA特性中硬度、咀嚼性等值越大,面條的品質越好[25]。面條的最大剪切力是指面條被切斷時所需的最大力,可以反映面條的耐煮性[26]。

表2 不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條質構品質Table 2 Texture quality of different proportions corn-wheat blended flourfresh wet noodles

表3 不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條品質與面團流變學特性相關性分析Table 3 Correlation analysis between the quality of different proportions corn-wheatblended flourfresh wet noodles and the rheology properties of dough

注:*在0.05水平(雙側)上顯著相關;**在0.01水平(雙側)上極顯著相關。

2.3 相關性分析

不同配比玉米-小麥混合粉鮮濕面條蒸煮、質構品質與面團流變學特性之間的相關性分析結果見表3。

由表3可知,玉米-小麥混合粉鮮濕面條的蒸煮損失率與混合粉面團的吸水率、穩定時間、評價值、延伸度呈負相關極顯著水平(P<0.01),與最大拉伸阻力呈負相關顯著水平(P<0.05),與弱化度呈正相關顯著水平(P<0.05)。面條硬度及剪切力與混合粉面團的穩定時間、評價值、延伸度、最大拉伸阻力呈正相關極顯著水平(P<0.01),與吸水率呈正相關顯著水平(P<0.05),與弱化度呈負相關顯著水平(P<0.05)。面條的膠著性、咀嚼性與混合粉面團的最大拉伸阻力呈正相關極顯著水平(P<0.01),與穩定時間、評價值、延伸度呈正相關顯著水平(P<0.05),與弱化度呈負相關顯著水平(P<0.05)。

3 結論

不同配比玉米-小麥混合粉面團的流變學特性及面條品質差異較大。隨著玉米粉配比的增加,混合粉的吸水率、穩定時間、評價值、拉伸能量、延伸度和最大拉伸阻力呈逐漸減少的趨勢,形成時間也有所減小,而弱化度則有所增大。玉米-小麥混合粉鮮濕面條的蒸煮損失率隨玉米粉配比的增大呈上升趨勢。玉米粉、小麥粉質量比為25∶75及以下時,玉米面條煮后沒有斷條現象,當二者質量比達30∶70時,玉米面條有斷條現象,熟斷條率為7.5%。與對照組相比,小麥粉中添加玉米粉后,面條質構特性的各項指標均有所下降,尤其是硬度、膠著性、咀嚼性和剪切力,隨著玉米粉添加量的增加,均呈逐漸下降的趨勢。參考面條用小麥粉及掛面國家標準,同時考慮到玉米粉的利用率,可以得出玉米粉∶小麥粉(質量比)為15∶85的混合粉適合制作面條。

玉米-小麥混合粉鮮濕面條的蒸煮損失率與混合粉面團的吸水率、穩定時間、評價值、延伸度、最大拉伸阻力呈負相關,與弱化度呈正相關。面條硬度及剪切力與混合粉面團的吸水率、穩定時間、評價值、延伸度、最大拉伸阻力呈正相關,與弱化度呈負相關。面條的膠著性、咀嚼性與混合粉面團的穩定時間、評價值、延伸度、最大拉伸阻力呈正相關,與弱化度呈負相關。玉米-小麥混合粉面團的流變學特性與面條的蒸煮及質構品質高度相關,可作為預測玉米-小麥混合粉面條品質優劣的有效指標。