小麥粉洗面筋后的不同粒度組分復配對釀皮品質的影響

夏銳，吳思佳，袁甜甜，劉嘉，葉發銀,3*，趙國華

1(西南大學 食品科學學院，重慶，400715)2(貴州省農業科學院 食品加工研究所，貴州 貴陽，550006)3(食品科學與工程國家級實驗教學示范中心(西南大學)，重慶，400715)

釀皮是流行于我國西北地區的一種傳統特色美食，綿軟潤滑、爽口開胃[1-2]。作為一種重要的面制品和中華傳統小吃，有關釀皮加工原料、加工工藝及其品質形成的研究卻鮮見[3-4]。釀皮制作主要采取手工作坊式，制作繁復且講究，但基本源于經驗，不同地區不同店鋪的產品差異較大。當前學界對于釀皮加工原料的加工適宜性缺乏研究，但實際生產中原料以特等優質面粉為佳。與其他面制品依賴面筋發揮作用不同，釀皮品質形成則依靠蒸制過程漿液中淀粉的凝膠化，因此釀皮制作傳統上對小麥粉的預處理內容是洗出面筋留下淀粉[2]。釀皮品質的形成貫穿從原輔料選擇、組分調整、上鍋蒸制等一系列加工全過程[5-6]。從淀粉糊化和凝膠化的角度，蒸制階段小麥淀粉吸水受熱糊化，物料水分含量及共存成分直接影響到淀粉糊化及釀皮熟化成型[5-7]。眾所周知，小麥粉組分甚至淀粉粒度顯著影響著面包、面條等制品的品質[8-9]。特別地，填充在面筋網絡的小麥淀粉對面條品質形成具有重要作用。小麥A淀粉以不同比例與小麥全粉混合制作面條，當A淀粉添加量低于20%時，面條的干物質吸水率增加，最佳煮面時間縮短，面條感官評分增加[10]。

傳統釀皮加工操作可簡略分為制作面團、洗出面筋、調漿蒸制3個環節[2,11]。洗出面筋是其特色環節，本質是為了調整原料中淀粉與其他組分的比例[1-2]?；诖?，除了傳統的洗出面筋法，有工藝采取向小麥粉中外添食用淀粉的做法。在傳統工藝中，洗出的淀粉漿通過“沉淀—潷出浮水”操作，將一些可溶性成分和懸浮物去除，但去除程度對釀皮品質的影響如何，尚不明確[5, 11]。本實驗以特制一等多用途麥芯粉為原料，采取傳統洗出面筋法調整其組分，通過離心得到上、下層2個組分，按照不同比例重組以探究其與釀皮品質的關系。本研究可為釀皮加工從經驗到科學的轉變提供支撐，對促進西北釀皮的科學評價有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉(多用途麥芯粉，化學組成為：12.9%水分，74.0%碳水化合物，11.2%蛋白質，1.2%粗脂肪)，雪健實業有限公司；濃H2SO4、無水乙醇、石油醚等試劑均為分析純，購自成都科隆化學品有限公司。

1.2 儀器與設備

HM740廚師機，青島漢尚電器有限公司；L535-1離心機，湘儀集團；DHG-9140電熱鼓風干燥箱，上海齊欣科學儀器有限公司；BX53生物顯微鏡，日本OLYMPUS公司；S3500粒度分析儀，美國Microtrac公司；L6紫外可見分光光度計，上海儀電分析儀器公司；HYP-304消化爐，上海纖檢儀器有限公司；KDN-812定氮儀，上海纖檢儀器有限公司；HWS-26數顯恒溫水浴鍋，上海齊欣科學儀器有限公司；X'Pert3型PowderX射線衍射儀，荷蘭帕納科公司；DHR-1旋轉流變儀，美國TA公司；TA.XT plus質構儀，英國Stable MicroSystems公司；USP1493 Ultra scan PRO測色儀，美國HunterLab公司；RVA-TecMaster快速黏度分析儀，瑞典波通儀器有限公司；Phenom Pro掃描電子顯微鏡，荷蘭Phenom World公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 不同粒度組分制備

將小麥粉(200 g)用溫水(100 mL)調成揉勻光滑的硬性面團，用白布包裹，靜置30 min，放進盆中用涼水連續揉洗。面團中的淀粉等其他組分從面團中洗出，反復水洗直至洗不出肉眼可見內容物為止。接著用80目尼龍篩網濾除洗出物中的碎面筋顆粒，漿液進行離心處理(4 000 r/min，5 min)，離心瓶中沉淀組分明顯分成上、下2個層級，如圖1所示，上下層沉淀物的干基質量比為1∶4。上下層沉淀物分別于45 ℃熱風干燥14 h，放入自封袋保存并用于組分分析和結構表征。

圖1 離心瓶中顆粒分層

1.3.2 不同粒度組分組成分析

水分含量測定參照GB 5009.3—2016食品中水分的測定；粗蛋白含量測定采用凱式定氮法，參照GB 5009.5—2016食品中蛋白質的測定；總糖含量測定采用苯酚硫酸法[12]；粗脂肪測定采用索氏抽提法，參照GB 5009.6—2016食品中脂肪的測定；表觀直鏈淀粉含量測定參照GB/T 15683—2008大米直鏈淀粉含量的測定。

1.3.3 不同粒度組分物性表征

1.3.3.1 顯微形態

配制質量分數0.5%的樣品懸液，取1滴懸液于載玻片，蓋上蓋玻片，在BX53生物顯微鏡下觀察其顯微形態。

1.3.3.2 粒度分析

使用S3500粒度分析儀(量程0.01～2 000 μm，濕法)測定，儀器使用前預熱30 min，用蒸餾水沖洗管道2～3次，扣除系統背景后，將經超聲分散的樣品懸液進樣，進行粒度測定和參數分析。

1.3.3.3 XRD分析

采用步進掃描法，以Cu靶為特征射線，管壓40 kV，電流40 mA，測量角度2θ在4～50°，掃描速度設為2°/min。根據衍射峰的強度計算相對結晶度[13]。

1.3.3.4 溶解性、膨脹勢

分別稱取0.2 g熱風烘干后的上下層沉淀物(m0)于50 mL的離心管中，加入20 mL蒸餾水，室溫平衡20 min，不時輕輕攪拌，然后在55～95℃水浴加熱30 min，在冰水中迅速冷卻，4 000 r/min下離心20 min使上清液和沉淀分離，分別倒入稱量皿中，在105 ℃下恒重(m1和m2)。溶解性和膨脹勢按公式(1)和公式(2)計算[14]：

(1)

(2)

式中：m0,淀粉樣品干基質量,g；m1,上清液干基質量m2,離心后濕物料質量,g。

1.3.3.5 不同粒度組分復配物快速黏度分析

準確稱取復配物與蒸餾水置于RVA專用鋁盒內混合調成3 g干基/25 g的懸液。采用RVA Standard 1測定程序：前10 s內攪拌速率為960 r/min，而后以160 r/min；初始溫度50 ℃保溫1 min，經過3.7 min升溫至95 ℃，并保溫2.5 min，經過3.8 min降溫至50 ℃，再保溫2 min。記錄淀粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、冷糊黏度、回升值、峰值溫度以及達到峰值黏度時間等參數[15]。

1.3.3.6 不同粒度組分復配物流變學表征

為考察復配物組分糊化對蒸制釀皮的影響，使用DHR-1型旋轉流變儀對其進行溫度掃描，平板直徑60 mm，間隙1.00 mm，使用1%應變振幅和1 Hz的頻率。先25 ℃下靜置60 s平衡樣品，在板邊緣處暴露的樣品表面涂覆硅油以防止水分揮發，從25 ℃以7 ℃/min升溫至95 ℃。記錄儲能模量(G′)和損耗模量(G″)隨溫度的變化情況[16]。

1.3.4 釀皮制作

小麥粉洗面筋后，將上、下層沉淀物按一定干基質量比復配，調成水分含量一致的糊漿(200 g/100 g干基)，編號為S0(上層組分)、S1(4∶1)、S2(3∶2)、S3(2∶3)、S4(1∶4)和S5(下層組分)。釀皮制作過程如圖2所示，將淀粉糊倒入6寸披薩盤中搖晃，使其均勻地平攤在盤中，放入鋪有蒸布的籠中，使用電磁爐(功率2.1 kW)產生蒸氣蒸2 min，熟制后冷卻至室溫。

圖2 釀皮制作過程

1.3.5 釀皮品質分析

1.3.5.1 釀皮外觀及顯微結構

冷卻相同時間后，拍照觀察其外觀。釀皮顯微結構采用掃描電子顯微鏡觀測。將樣品橫切成塊，于-20 ℃冰箱冷凍24 h，后于凍干機中冷凍干燥。將干燥的樣品安裝在樣品短柱上，使橫截面朝上，用金涂覆90 s后通過Phenom Pro掃描電子顯微鏡在5 000 倍的放大倍率下觀察樣品的顯微結構。

1.3.5.2 釀皮質構分析

在TPA模式下運行配備有圓柱形探針(直徑36 mm，P/36)的TA.XT plus質構儀。儀器設置如下：觸發力10 g，應變為70%；測試前速度、測試速度和測試后速度均為0.8 mm/s；兩次壓縮時間間隔 1 s，每種類型進行2次連續壓縮和3次測量。記錄硬度、彈性、咀嚼性和內聚性等參數[17]。

1.3.5.3 色差分析

使用UltraScan PRO測色儀測定，用白板校準后，記錄其L*(亮度)，a*(綠-紅成分)和b*(藍-黃成分)。

1.3.5.4 釀皮感官分析

感官評價小組由6名經過訓練的成員組成，使用五點量表評價法進行品評[17]。針對不同方面對產品進行評分，5分為優，4分為好，3分為良，2分為中，1分為差。不同項目的最終得分(外觀、色澤、咀嚼性、風味、黏著性和整體接受性)為6個得分的平均值。

1.3.6 數據處理及統計分析

所有試驗至少重復3次，結果以平均值±標準差表示；通過SPSS 18.0對數據進行單因素方差分析，采用Duncan’s多重比較，以P<0.05為差異具有統計學意義。不同粒度組分化學特性及釀皮品質參數間的相關性采用Pearson相關分析。

2 結果與分析

2.1 小麥粉洗面筋后的沉淀物表征

2.1.1 上、下層沉淀物組分粒度及顆粒形態

小麥淀粉按尺寸簡單分為大淀粉粒和小淀粉粒[6,15]。由圖3可見，上層沉淀物主要為小淀粉粒，且包含破損的大淀粉粒，因而粒度呈雙峰分布，并以10 μm為分界線，第1個峰(粒徑1.64～10 μm)為小淀粉粒，即所謂的小麥B淀粉；第二個峰(粒徑10～352 μm)為破損的大淀粉粒，這些大淀粉?？赡苁窃谥品蹠r因碾磨而損傷[18]。下層沉淀物主要為完整的大淀粉粒，另含有少量的小淀粉粒，下層沉淀物粒度呈單峰分布，分布范圍1.64～88 μm，體積平均粒徑為20.02 μm。

a-上層沉淀物顯微結構；b-下層沉淀物顯微結構；c-上層沉淀物粒度分布；d-下層沉淀物粒度分布

2.1.2 沉淀物不同粒度組分的化學成分

由表1可知，相比于下層沉淀物，上層沉淀物含有較多的粗蛋白、粗脂肪等非淀粉成分，但表觀直鏈淀粉的含量僅為下層沉淀物的60.45%。文獻報道小麥淀粉直鏈淀粉含量在大淀粉粒要高，其高出數值因品種而異[19-20]。下層沉淀物為大淀粉粒，其表觀直鏈淀粉含量與報道結果一致[20]。KATYAL等報道來自印度的幾個小麥品種的直鏈淀粉含量在17.52%～27.44%[19]。KIM等報道從野生型軟麥提取的小淀粉粒中表觀直鏈淀粉含量為14.4%，為大淀粉粒的70.93%[21]。

表1 上下層沉淀物的基本成分 單位：g/100g

2.1.3 沉淀物不同粒度組分結晶特性

由圖4可知，上、下層沉淀物的衍射特性相似，衍射角2θ為15.13°、17.12°、18.03°、19.91°和23.06°表現出較強的衍射峰，為典型的A型淀粉結晶。兩者區別在于相對結晶度(P<0.05)：上層沉淀物(27.09±1.43)%，下層沉淀物(30.39±1.54)%。這與小麥淀粉的來源有關。KIM等報道大淀粉粒的相對結晶度高于小淀粉粒[21]，而ZHANG等研究發現小顆粒淀粉的相對結晶度更高[20]。

圖4 上下層沉淀物的XRD衍射圖譜

2.1.4 溶解性和膨脹勢

由表2可知，上下層沉淀物溶解性和膨脹勢均隨溫度升高而增加。55～85 ℃時溶解性增加緩慢，而85～95 ℃時增加迅速，表明85 ℃及更高溫度下淀粉分子更易從顆粒中溶出[13]。上層沉淀物在各溫度下溶解性更好，可能與它的非淀粉組分較多以及相對結晶度低有關。此外，在85 ℃前，上層沉淀物較下層沉淀物具有更大的膨脹勢，表明在釀皮制作時上層沉淀物具有較快的吸水速度和較大的膨脹勢。

表2 上下層沉淀物的溶解性和膨脹勢

2.2 沉淀物不同粒度組分復配物的糊化特性

由表3可知，上層沉淀物(S0)熱糊黏度及冷糊黏度顯著低于下層沉淀物(S5)，這與其他報道的結果一致[6, 20, 22]。二者混合物(S1～S4)的糊化特性曲線居于二者之間。從峰值黏度與谷值黏度的比值(TV/PV)來看，下層沉淀物熱糊穩定性最好；從谷值黏度與冷糊黏度的比值(FV/TV)來看，上層沉淀物的冷卻后黏度增加率最高。下層沉淀物(S5)峰值溫度最小，說明在測量時最先達到最大黏度，這可能是因為下層沉淀物中的淀粉顆粒較大，吸水受熱容易膨脹導致黏度增加；隨著上層沉淀物比例增加，峰值溫度逐漸升高，原因可能在于上層沉淀物中有成分不斷溶出，阻礙了淀粉顆粒吸水膨脹及黏度增加[23]。

表3 沉淀物不同粒度組分復配物的黏度特性參數

注：表中數據為平均值±標準差，同一行不同小寫字母表示不同樣品之間差異顯著(P<0.05)；TV/PV，谷值黏度與峰值黏度之比；FV/TV，冷糊黏度與谷值黏度之比

2.3 沉淀物不同粒度組分復配物的流變學分析

a-彈性模量隨溫度變化曲線;b-儲能模量隨溫度變化曲線

2.4 沉淀物不同粒度組分復配物制作釀皮的品質分析

2.4.1 不同粒度組分復配對釀皮顯微結構的影響

由圖6可見，不同粒度組分復配制作的釀皮均為連續的三維網孔結構，但樣品之間的顯微結構存在較大差異。其中S1和S2樣品上層沉淀物組分占比較高，孔隙結構較大且壁層為連續片狀，原因可能在于上層沉淀物成糊后冷糊黏度較小(表3)，且容易回生，因此形成較大的凝膠網孔結構，且在冷凍干燥前充盈著大量水分[27]；而隨著下層沉淀物的占比增加，成糊后的冷糊黏度較大，且回生速度慢，因此S4、S5等樣品的孔隙結構較小且呈蜂窩狀[28]。

圖6 不同粒度組分復配制作釀皮的顯微結構(比例尺10 μm)

2.4.2 不同粒度組分復配對釀皮質構品質的影響

由圖7可知，釀皮的硬度隨著下層沉淀物占比的增加呈先增加后降低的趨勢，表明上下層沉淀物復配比例對硬度的影響顯著。S1和S2樣品硬度最低，因為凝膠孔隙結構大，壁層結構的剛性弱，S3和S4的硬度較其他樣品高，與它們形成的蜂窩狀結構有關。釀皮樣品的內聚性則隨著下層沉淀物占比增加而不斷增大。此外，S3和S4彈性和咀嚼性較好，原因在于在該復配比例下釀皮的三維網孔結構最為均勻[29]。質構分析的結果表明，小麥粉洗面筋后的不同粒度組分按照合適比例復配對形成良好釀皮品質是有益的。

a-硬度；b-彈性；c-耐聚性；d-咀嚼型

2.4.3 不同粒度組分復配對釀皮外觀及色差的影響

由圖8可知，下層沉淀物(S5)制作的產品透明性最高，且透明性隨著上層沉淀物(S1～S4)占比增加而降低。剛蒸熟的樣品，S5最透明，S1透明性最差，表明上下層組分凝膠化后的透明度本身存在差異。此外，這一現象與復配體系FV/TV值的變化規律一致：從S1到S5，它們的FV/TV值逐漸減小，即樣品回生能力逐漸減弱。S5最不易回生，在冷卻到室溫后S5制作的產品仍有較好的透明性，與制作廣式面點蝦餃用澄粉熟制后的外觀相近。由表4色差分析結果可知，從S1到S5，產品的L*值和b*值呈下降趨勢，a*值大小無顯著性差異，這與圖6的結果一致。S1產品的L*值最高，這與S1成膠能力較強有關[30]。S1色澤偏黃，這主要是上層沉淀物含有粗蛋白、粗脂肪等成分導致的[2, 31]。結果表明，洗面筋操作時潷除上層組分的程度對產品釀皮的外觀品質有重要影響。

圖8 不同粒度組分復配制作釀皮的外觀

表4 不同粒度組分復配制作釀皮的色差分析

注：表中數據為平均值±標準差，同一列不同小寫字母表示不同樣品之間差異顯著(P<0.05)

2.4.4 不同粒度組分復配對釀皮感官品質的影響

從消費者的主觀角度，感官評價結果有助于考察上下層沉淀物占比與釀皮品質之間的關系。利用五點評定量表評價樣品與傳統釀皮的接近程度[17]。如圖9所示，從S1到S4，下層沉淀物占比逐漸增加，釀皮樣品的各項感官指標得分呈上升趨勢，與傳統釀皮的品質逐漸接近；僅采用下層沉淀物(S5)時產品品質反而下降，且僅采用上層組分(S0)無法加工成為釀皮，說明不同粒度組分是形成釀皮品質不可或缺的[6]。當上層沉淀物占比為20%～40%(S3和S4)時，產品的整體可接受性較好。

2.5 相關性分析

圖9 不同粒度組分復配對釀皮感官品質的影響

由相關性統計分析結果(表5)可知，釀皮樣品的整體可接受性(OV，overall acceptability)與硬度(r=-0.986，P<0.01)和咀嚼性(r=-0.994，P<0.01)呈極顯著正相關，而與L*、b*等參數呈負相關；從組成結構上，OA與總糖含量、直鏈淀粉含量及相對結晶度呈正相關，但與蛋白質含量(r=-0.691)及粗脂肪含量(r=-0.690)均呈負相關，這表明加工原料的組成結構決定著釀皮的品質，洗面筋操作中去除蛋白質組分對于釀皮品質形成是有益的。從另一角度，通過向小麥粉中外添淀粉來加工釀皮是可行的。

表5 不同粒度組分化學特性及其復配制作釀皮品質參數之間Pearson相關性分析矩陣

由表5可知，蛋白質及粗脂肪含量分別與結晶度、直鏈淀粉和總糖含量呈顯著負相關(P<0.01)，說明小麥籽粒中蛋白質及粗脂肪含量影響了淀粉顆粒的合成[32]。有研究表明，小麥籽粒中不同粒度的淀粉顆粒是在不同部位不同階段合成的[8]。復配漿液的糊化峰值溫度與相對結晶度、直鏈淀粉和總糖含量呈顯著負相關(P<0.01)，而與蛋白質(r=0.940，P<0.01)和粗脂肪(r=0.893，P<0.05)含量呈正相關，表明沉淀物中的蛋白質和粗脂肪具有抑制淀粉顆粒膨脹的作用[33]；釀皮的OA值與峰值溫度(r=-0.644)、冷糊黏度與谷值黏度之比(r=-0.806)呈負相關，而與崩解值(r=0.864)呈正相關，這表明淀粉組成及特性對于釀皮品質的形成具有決定作用，釀皮品質與淀粉特性之間的關系有待進一步研究。

3 結論

將小麥粉制作成面團，水洗面筋后的漿液經離心可得到分層明顯的沉淀物組分。上下層沉淀物在組成成分、粒度大小、淀粉含量、相對結晶度、溶解性、膨脹勢以及糊化特性和流變學特性等方面均存在較大差異。上下層沉淀物的干基質量比為1∶4，表觀直鏈淀粉含量上層為19.41 g/100g，下層為32.11 g/100g，相對結晶度上層為27.09%，下層為30.39%。單獨采用上層組分無法制作釀皮，上下層沉淀物按照恰當比例復配能使釀皮具有較好的整體可接受性，加工原料組成及淀粉的特性對于釀皮品質形成具有決定作用，需要進一步開展研究。研究結果初步認識了原料組分調整、加工特性與釀皮品質的關系，同時對揭示釀皮品質形成提供了參考。