不同粒度麥麩對面條蒸煮特性和質構特性的影響

施建斌，隋勇，蔡沙，何建軍，熊添，范傳會，陳學玲，家志文，王少華，蔡芳，梅新

（湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所，湖北 武漢 430064）

麥麩是小麥加工過程的主要副產物，占小麥籽粒質量的14%～19%，主要由膳食纖維、淀粉、蛋白質等組成，可用于動物飼料[1-2]。麥麩中膳食纖維含量為40%～45%，是一種重要的膳食纖維來源[3]。隨著人們對膳食纖維功能的認識和接受，通過麥麩增加人體膳食纖維攝入量成為麥麩綜合利用的一個重要研究方向，同時也帶動了膳食纖維強化食品的研究和開發。

雖然麥麩能夠增加面制品的膳食纖維含量，但對面制品的穩定性、質構、流變和感官特性都有不利的影響[4]。王華東[5]發現麥麩添加量會影響混合粉的黏度特性，但是對糊化特性和拉伸特性無顯著影響；隨麥麩粒度的減小，饅頭的體積和比容先增加后降低，在100目時，饅頭的體積和比容最大。與粗麥麩相比，添加超微麥麩面團形成時間縮短，吸水率、峰值黏度、淀粉熱凝膠穩定性和回生值顯著增加，面團發酵高度顯著降低，面團中產生的CO2總體積和保留體積顯著下降，但饅頭的比容隨麥麩粒度減小而降低[6]；隨著麥麩添加量的增加，小麥粉吸水率、形成時間和粉質指數也會增加，發酵面團的彈性模量G′、黏性模量G″上升，弛豫時間T21、T22增加；0.10 mm粒度時樣品弱化值較大，0.17 mm和0.85 mm粒度時面團具有較好的粉質特性，而隨著粒度減小彈性模量G′和黏性模量G″增加。在對面條的研究中，Chen等[7]發現麥麩粒度和添加量能夠減弱面團的揉混特性、增加形成時間和蒸煮時間；隨著麥麩添加量的增加，混合粉峰值黏度、最低黏度、最終黏度、崩解值和回生值顯著降低，但是麥麩粒度對糊化特性沒有顯著影響。在研究麥麩添加量和粒度對干面條質構特性中發現，面條脆性、柔韌性、曲線積分隨著麩皮添加量和粒度的增加而顯著降低，小粒徑麥麩和中粒徑麥麩添加量分別不超過10%和不超過5%時，制備出的膳食纖維面條品質較高[8]。此外，研究發現麥麩粒度從487.9 μm減小到148.5 μm時，油炸方便面含油量從26.5%降低到19.77%，麥麩粒度的減小能夠降低其負面影響[9]。麥麩或膳食纖維中的多糖類物質對面制品的影響有積極作用，如聚阿拉伯半乳糖、酸性果膠類物質、甘露聚糖等能夠通過非共價鍵形成類似面筋網絡結構或通過共價鍵與面筋蛋白形成更大分子的網絡結構改良面團特性；而其負面影響一方面是稀釋了面筋蛋白，另一方面是強吸水能力造成面筋網絡結構劣化[10]。這種影響主要通過改變蛋白質二級結構、面筋網絡結構、淀粉等大分子晶體結構穩定性和水分在面條中分布狀態而實現[11]。

面條是人們生活中常見的面制主食之一，其消費量占面粉消費量的三分之一。因此，為增加人體膳食纖維的攝入，近年來越來越多的食品企業在面條中添加麥麩制備高膳食纖維面條，但是對于麥麩的添加量和粒度對面條蒸煮特性、質構的影響還未完全明確。因此，本研究將不同粒度麥麩加入面條中，研究其添加對面條蒸煮特性和質構特性的影響，以期為麥麩的綜合利用和高膳食纖維面條制備提供重要應用基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗原料和設備

麥麩（麥麩經粉碎后過 20、40、60、100、160、200 目篩得到麥麩樣品）：湖北省潛江同光面粉有限責任公司；高筋粉（特質一等粉，蛋白質12.1%）：河南天香面業有限公司。

FC1-220型電動壓面機：武漢豐創機械設備有限公司；FW-100型氣流超微粉碎機：天津泰斯特儀器有限公司；TA-XTPlus質構儀：英國Stable Micro System公司；CS 580色差儀：杭州彩譜科技有限公司；HM780海氏和面機：青島漢尚電器有限公司；WH2202電磁爐：美的集團股份有限公司。

1.2 面條的制備

稱取不同粒度的麥麩與面粉混合，制成含有3%、6%、9%、12%、15%的麥麩混合粉。在混合粉中加入適量水，和面8 min～10 min，熟化30 min。熟化結束后，用壓面機在壓輥軋距間隙3 mm處壓片，采用壓片-合片-壓片的方式重復5次，之后在壓面機壓輥軋距間隙2mm處壓片，壓片-合片-壓片重復5次，最后在壓輥軋距間隙2.0 mm處壓片然后切成直徑2.0 mm圓面條。

1.3 試驗方法

1.3.1 麥麩持水性和膨脹性的測定

1.3.1.1 持水性的測定

取一定量樣品W1（g），按1∶10（g/mL）加入蒸餾水，25℃下攪拌混勻30 min，2 500 r/min 25℃離心20 min，棄上清液，沉淀稱重為W2（g），樣品持水性計算公式如下。

1.3.1.2 膨脹性的測定

取一定量樣品W（g）于刻度試管中，記錄體積V1（mL），后按1∶10（g/mL）加入蒸餾水，充分混勻后于25℃放置24 h，記錄體積V2（mL），樣品膨脹性計算公式如下。

1.3.2 面條白度的測定

將面條干燥粉碎后過80目篩，用色差計測定其白度，每個樣品測定6次，取其平均值。

1.3.3 面條吸水率和蒸煮損失率的測定

取20 g左右面條W1（g），置于1 L沸水中保持水的沸騰狀態煮5.5 min，將面條撈出瀝水5 min后，稱重W2（g），然后將其放入烘箱中烘至恒重W3（g），按如下公式計算蒸煮吸水率和蒸煮損失率。

1.3.4 面條質構分析

1.3.4.1 剪切力的測定

探頭型號：A/LKB-F；壓縮模式參數條件為測試前運行速度2 mm/s；測試速度0.8 mm/s；測試結束返回速度0.8 mm/s；壓縮程度90%；觸發形式，自動3 g。每次把3根面條水平放置于載物臺上，面條之間要有一定的間隔。每個試樣作6次平行試驗。

1.3.4.2 拉伸強度的測定

探頭型號：A/SPR。拉伸模式參數條件：測試前速度2 mm/s；測試速度2 mm/s；測試結束返回速度10 mm/s；觸發距離100 mm；觸發形式，自動0.5 g。每次將1根面條纏繞固定在兩個平行的摩擦輪之間（面條在被拉的過程中不能夠松動），上面的輪子勻速向上拉伸面條，直至面條斷裂。對每個試樣作6次平行試驗。

2 結果與討論

2.1 粒度對麥麩持水性和膨脹性的影響

粒度對麥麩持水性和膨脹性的影響規律見圖1。

圖1 不同粒度對麥麩持水性和膨脹性的影響Fig.1 Effect of particle size on water holding capacity and water swelling capacity of wheat bran

如圖1所示，隨著麥麩粒度的變小，麥麩的持水性逐漸降低，未粉碎時持水性為3.25 g/g，200目時持水性僅為1.90 g/g。而麥麩的膨脹性隨著粒度的減小整體呈先增加后減小趨勢，160目時最大，為2.72 mL/g。麥麩經過粉碎后粒度減小，比表面積增大，水和作用增強，膨脹性增加，但是隨著粒度的減小麥麩的毛細結構被破壞，纖維對水分束縛進一步降低。因此，隨著麥麩粒度減小持水性整體呈下降趨勢，這與劉艷香等[12]研究麥麩超微的結論相似。而在膳食纖維的研究中發現隨著粒度的減小持水性增加，這主要是在粉碎過程中顆粒的比表面積增加，更多的親水性物質（如多糖等）、親水基團暴露出來吸收更多的水分[13]。麥麩粉碎后，顆粒間的間隙增加，膨脹性增加，但是當粒度降低到一定程度，顆粒過于細小，破損細胞比例增加，膨脹性下降[14]。

2.2 不同粒度麥麩添加量對面條白度的影響

不同粒度麥麩添加量對面條白度的影響規律見圖2。

圖2 不同粒度麥麩添加量對面條白度的影響Fig.2 Effect of wheat bran addition level with different particle size on the white of noodle

從圖2可知，面條的白度隨著麥麩添加量的增加總體呈下降的趨勢。麥麩本身顏色較深，隨著麥麩添加量的增加導致面條白度整體呈下降趨勢，這與CHILLO等[15]的研究結果一致。相同添加量時，添加20目～40目麥麩面條的白度比添加60目～200目麥麩面條的白度要高。Chen等[7]發現隨著麥麩添加量的增加，干面條和濕面條的白度都呈下降趨勢，但相同添加量下添加平均粒徑為1.72 mm麥麩面條的白度比添加0.21 mm麥麩面條的白度要低，添加量為20%時分別為72.15和74.85。Niu等[16-17]認為多酚氧化酶主要存于麥麩中，在粉碎過程中隨著粒度的減小，更多的多酚氧化酶活性位點暴露出來，增大酶和底物反應幾率，面條的白度降低；此外，面條在干燥后和放置24 h后，酶促褐變導致的白度降低更加明顯。

2.3 不同粒度麥麩添加量對面條蒸煮吸水率的影響

不同粒度麥麩添加量對面條蒸煮吸水率的影響規律見圖3。

圖3 不同粒度麥麩添加對面條蒸煮吸水率的影響Fig.3 Effect of wheat bran addition level with different particle size on cooking water absorption of noodles

蒸煮吸水率是面條蒸煮品質的一個重要指標，蒸煮吸水率過低，導致面條過硬、結構粗糙；蒸煮吸水率過高，導致面條綿軟、易黏連。由圖3可知，不同粒度麥麩的添加量對面條蒸煮吸水率的影響分為兩組，添加100目～200目麥麩的面條蒸煮吸水率隨著麥麩添加量的增加整體呈先上升后下降的趨勢。麥麩添加量為6%～9%時，蒸煮吸水率最大。如200目麥麩添加量6%時，面條的蒸煮吸水率為218.23%；而添加20目～60目麥麩的面條蒸煮吸水率先小幅增加再下降，最后又增加；麥麩添加量9%時，面條的蒸煮吸水率最小。研究認為隨著麥麩粒度的減小，麥麩中可溶性膳食纖維增加，其可以在面團中形成連續的、具有一定黏彈性的三維凝膠網絡結構，改善面條的品質；但是麥麩添加量過多會導致面條結構過于緊密，吸水率反而降低[18]。此外，當麥麩粒徑小于面粉粒徑時，其可以填充在大分子和網絡結構的空隙中，使面條結構更加緊密[19]。雖然粒度大的麥麩具有更高的持水性，但是粒度過大會導致其與面粉形成的網絡結構較為松散，吸水率相對較低。

2.4 不同粒度麥麩添加量對面條蒸煮損失率的影響

不同粒度麥麩添加量對面條蒸煮損失率的影響規律見圖4。

由圖4可知，隨著麥麩添加量的增加，面條的蒸煮損失率整體呈上升的趨勢，在160目麥麩添加量為15%時，蒸煮損失率最高為9.32%，根據LS/T 3212—2014《掛面》，蒸煮損失率在可接受范圍內。面條面筋結構主要取決于面條的完整性及與非面筋蛋白質物質的相互作用，麥麩中不溶性膳食纖維含量較高，可溶性膳食纖維含量較少，麥麩的添加對面筋蛋白具有稀釋作用，破壞了面筋基質的連續性，使面條的結構更加疏松，在蒸煮過程中更容易損失[20-21]。

圖4 不同粒度麥麩添加量對面條蒸煮損失率的影響Fig.4 Effect of wheat bran addition level with different particle size on cooking loss rate of noodles

2.5 不同粒度麥麩添加量對面條拉伸強度的影響

不同粒度麥麩添加量對面條拉伸強度的影響規律見圖5。

圖5 不同粒度麥麩添加量對面條拉伸強度的影響Fig.5 Effect of wheat bran addition level with different particle size on breaking strength of noodles

拉伸強度是拉斷面條所需的破裂力，即面條的彈性。由圖5可知，添加40目麥麩的面條，拉伸強度隨著添加量的增加而增加。麥麩添加量15%時，拉伸強度最大，為45.63 g。而添加160目和200目麥麩的面條，拉伸強度隨著麥麩添加量的增加先減小后增加，在麥麩添加量為12%時，添加160目和200目麥麩的面條拉伸強度最低，分別為12.32 g和13.30 g。而其它組面條隨著麥麩添加量的增加，拉伸強度的變化規律不明顯。胥晶[22]研究認為，當膳食纖維粒徑大于100目時，面條面筋網絡結構被膳食纖維顆粒部分阻塞分隔而強度降低；當粒徑減小到200目后，膳食纖維中的親水性基團暴露出來并通過酚酸活性鍵與面團中的蛋白結合增加面條筋力。

2.6 不同粒度麥麩添加量對面條剪切力的影響

不同粒度麥麩添加量對面條剪切力的影響規律見圖6。

圖6 不同粒度麥麩添加量對面條剪切力的影響Fig.6 Effect of wheat bran addition level with different particle size on shearing force of noodles

由圖3和圖6可知，面條剪切力的變化趨勢與蒸煮吸水率的變化趨勢相反。添加20目～160目粒度麥麩的面條剪切力隨著麥麩添加量的增加呈先上升后下降的趨勢，在麥麩添加量為6%～9%時，添加20、40、60目麥麩的面條具有最大剪切力，分別為613.09、634.99、637.61 g；添加160目麥麩的面條，麥麩添加量3%時，其剪切力達到最大，為309.42 g；添加100目麥麩的面條，麥麩添加量6%時，其剪切力達到最大，為365.47 g。添加200目麥麩的面條其剪切力隨著麥麩添加量的增加呈先下降后上升的趨勢，麥麩添加量9%時，面條剪切力最小，為148.66 g。通過粉碎可以增加麥麩中可溶性膳食纖維的含量，可溶性膳食纖維可以通過非共價作用與面團形成一種具有黏彈性的三維凝膠網絡結構，而這種結構的作用與面筋網絡結構相似，改善面條品質，但是可溶性膳食纖維導致面條具有很高的吸水率，降低面條剪切力；但在麥麩中，主要以不溶性膳食纖維為主，這些小顆粒能夠填充在大分子或網絡結構的空隙中，使面條更加堅實，剪切力增加。對于粒度較大的麥麩，一些親水性基團也可同淀粉交聯或與蛋白肽鏈上的親水基團相互作用，使面筋網絡結構形成的更加緊密；但是大量的麥麩添加會導致這種交聯作用弱化，使得面條剪切力減小[23]。

3 結論

將不同粒度麥麩添加到小麥粉中，系統研究不同粒度麥麩添加對面條蒸煮特性和質構特性的影響。研究發現，隨著粒度的減小麥麩持水性整體呈下降趨勢，從3.25 g/g降低到1.90 g/g；膨脹性先增加后減小，在160目達到最大值，為2.72 mL/g。面條的白度和蒸煮損失率隨著麥麩添加量的增加整體分別呈下降和上升的趨勢，白度從91.01降低到81.99，而蒸煮損失率最大為9.32%。添加20目～60目麥麩的面條，蒸煮吸水率隨著添加量的增加先小幅增加再減小，最后增加，在添加量為9%時蒸煮吸水率達到最??；而添加100目～200目麥麩的面條，蒸煮吸水率隨著麥麩添加量的增加先增加后減小，麥麩添加量6%～9%時，面條蒸煮吸水率有最大值。面條剪切力隨著200目麥麩添加量的增加先減小后增加，而隨20目～160目麥麩添加量的增加先增加后減小。通過研究將為高膳食纖維面條開發原料的預處理提供重要參考。