薏米—小麥混合粉面團流變特性分析及其面條加工品質預測

蔣 雁于 卉劉 超趙君蘭

（1.貴州省糧油產品質量監督檢驗站，貴陽 550001）

（2.科譜曼分析儀器（北京）有限公司，北京 100038）

薏仁米居五谷雜糧之首，其營養價值很高，富含鋅、鐵、硒等多種人體需要的微量元素，其蛋白質、脂肪、維生素B1的含量遠高于大米，民間視其為名貴中藥，廣泛運用于藥膳，過去被列為宮廷膳食之一。薏仁米有美容養顏、去濕利尿、調節免疫、健脾胃、清肺熱、止泄瀉等功效[1]，因其營養與保健價值較高，所以也有“世界禾本科植物之王”的美稱[2]。薏仁米在貴州興仁已有上千年的種植歷史，當地種植的薏仁米品質高、無污染，成為貴州興仁縣的特產，是國家地理標志保護產品，有“世界薏米看中國，中國薏米看興仁”的說法[3]。

近年來，人們更加注重飲食健康和營養保健。薏米作為一種營養價值和藥用價值都較高的功能性食品，已利用其開發成多種食品，包括薏米餅干、薏米蛋糕、薏米面包和薏米面條等[4]。因薏米粉不含小麥粉特有的面筋蛋白，因此在加工時很難形成有延展性和彈性的面團，所以在薏米面制品的實際應用中，通常需要和一定量的小麥粉進行復配。烘焙類薏米產品如薏米餅干、薏米面包等添加的均是少量膨化后的薏米粉，這主要是為了避免薏米中較低的直鏈淀粉含量[5]對烘焙食品蓬松度的影響。但膨化薏米粉的工序較為復雜，這加大了薏米風味食品生產的難度，還提高了制造成本。面條類產品對蓬松度要求低，可嘗試采用未經膨化的薏米粉與小麥粉混合制作。本研究選用貴州興仁薏仁米，經粉碎磨成全薏米粉后，與高筋小麥粉按照不同比例混合，形成薏米—小麥混合粉，研究不同添加量的薏米粉對面團流變學特性的影響，同時利用Mixolab混合試驗儀軟件建立的機械鮮面條用小麥粉剖面圖功能預測薏米粉較優的添加量，以期為開發高品質薏米面條提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選擇貴州省興仁縣薏仁米，經錘式旋風磨粉碎制成全薏米粉，淀粉含量59.2%。

從市場收集的高品質面條用小麥粉12份，均為市場反饋較好的適合機械加工的鮮面條用粉，用于制定Mixolab混合試驗儀機械鮮面條用小麥粉的目標剖面圖。

選擇金沙河面業集團有限責任公司生產的高筋小麥粉，濕面筋含量27.7%，淀粉含量70.5%，用于與全薏米粉混合制成不同比例的薏米—小麥混合粉。

主要實驗儀器有：Mixolab混合試驗儀，Alveo－Lab全自動吹泡儀，SDmatic損傷淀粉測定儀和EM10烘箱，LM3100錘式旋風粉碎磨等。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本成分的測定

水分含量測定按GB 5009.3—2016《食品水分含量中的第一法 直接干燥法》執行。

損傷淀粉測定按GB/T 31577—2015《小麥粉損傷淀粉測定 安培計法》執行。

1.2.2 薏米—小麥混合粉的配制

準確稱量薏米粉和高筋小麥粉，使薏米粉在薏米—小麥混合粉中的含量分別為0%（原粉），5%，10%，15%，20%，25%，30%，35%，40%，充分混合均勻，每個樣品質量為1kg。

1.2.3 薏米—小麥混合粉面團流變學特性的測定

樣品面團流變學特性測定按GB/T 14614.4—2005《小麥粉面團流變特性測定 吹泡儀法》執行。肖邦吹泡儀模擬面團在發酵過程中產生二氧化碳，使面團產生變形膨脹形成蜂窩網狀結構的過程，可檢測面團韌性、延展性、彈性等面團流變學指標，是小麥粉中面筋特性評價的一種重要方法。吹泡試驗采用的是適量加水吹泡測試，即通過預先的恒量加水（constant hydration）稠度測試測定面粉的吸水率，然后再根據吸水率做適量加水（adapted hydration）的吹泡測試[6]，吹泡結果用面團韌性P（AH），面團延展性L（AH）和面團烘焙力W（AH）等表示。

1.2.4 混合試驗儀面條用小麥粉目標剖面圖的建立

專用粉目標剖面圖功能是混合試驗儀的一項基本功能，它是使用Mixolab標準的實驗協議（ICC 173，AACC 54—60.01，GB/T 37511—2019）得到的，目的是用圖形方式簡化地描述標準測試的實驗結果，反映面粉的完整特性（蛋白、淀粉和淀粉酶活性等）[7]。

剖面圖（雷達圖）是將Chopin+測試協議下得到的標準曲線自動轉化為6個指數值序列（例如8-27-788），構成如圖1所示的指數六邊形雷達圖，每個指數范圍均為0～9，剖面圖中各個指數的名稱及其對應的含義和特性見表1。這6個指數軸分別代表面粉的吸水能力、揉混能力、面筋耐熱指數、最大粘度、淀粉酶活性和回生特性。用這6個核心指數可以非常透徹地分析面粉及各組分之間的相互作用，考察面粉加工操作和成品品質等多個方面的特性。

圖1 Mixolab剖面圖（Mixolab Profiler）示意

表1 Mixolab剖面圖指數表示的特性

一種專用粉的目標剖面圖就是一個基于雷達圖的深色六邊區域，代表一種面食產品對其原料面粉在6個指數上分別要求的數值范圍。本研究以市場收集的12個面條加工企業的優秀機械鮮面條小麥粉為原材料，進行Mixolab測試，并利用軟件的自建目標剖面圖功能創建機械鮮面條品控的目標剖面圖。

1.2.5 薏米—小麥混合粉的混合試驗儀測試

按GB/T 37511—2019《糧油檢驗 小麥粉面團流變學特性測試 混合試驗儀法》測定面團穩定時間、稠度等指標。Mixolab混合試驗儀測試采用的方法相當于粉質儀與粘度儀的聯合功能，可反映面粉和谷物粉加水揉混成團受熱后從生到熟，再從高溫成熟到出爐（鍋）整個食品加工烘焙蒸煮和老化回生過程中的品質變化[8]。

1.3 數據處理

實驗數據采用Excel軟件處理和并制作相關技術圖。

2 結果與分析

以12個面條專用粉Mixolab測試的相關數據建立目標剖面圖，見圖2。

圖2 機械鮮面條用小麥粉目標剖面圖

2.1 吹泡測試結果分析

薏米—小麥混合粉的吹泡儀測試結果見表2和圖3。

表2 薏米—小麥混合粉吹泡儀結果

圖3 吹泡參數隨薏米粉添加量變化趨勢圖

由表2和圖3可知，隨著薏米粉添加量的增加，反映混合粉面團韌性的P（AH）值先降低，而當添加量超過25%時又略有增大趨勢；反映面團延展性的L（AH）值和面團烘焙力的W（AH）值均隨著薏米粉添加量的增加呈逐漸降低趨勢。當添加量超過15%時，混合粉的P/L值增幅迅速，而彈性系數Ie變為0（即L值小于40mm時，儀器無法測出Ie值）。實驗結果表明：隨著薏米粉添加量的增加，面團延展能力下降，對應薏米面條的加工難度增加，如面團硬度增加、壓面難度增大及面條斷條率增加等。

2.2 Mixolab混合試驗儀結果分析

采用Mixolab混合試驗儀檢測薏米—小麥混合粉，其結果見表3，測試曲線見圖4。

由表3和圖4可知，添加不同量薏米粉后，混合粉的吸水率逐漸降低，當薏米粉添加量為20%時，混合粉吸水率較原粉降低了4個百分點，導致面條出品率下降。薏米粉添加量對面團形成時間和穩定時間無顯著影響，僅在薏米粉添加量達到40%時，混合粉形成時間降低了約1.1min。各比例混合粉的穩定時間無顯著差異，這可能與薏米粉中脂肪氧化酶含量較高有關，該酶可以促進小麥面筋的二硫鍵形成，具有一定的增筋效果，從而抵消了薏米粉的添加導致面筋含量較少的負面影響[9]。添加薏米粉后，混合面團經弱化谷值C2呈現整體的明顯下降，且隨著薏米粉添加量增加，C2值逐漸降低，這說明混合粉的面筋在加熱條件下弱化更明顯，與混合粉濕面筋含量下降導致面團的抗剪切能力降低有關。

表3 薏米—小麥混合粉的混合試驗儀檢測結果

圖4 混合試驗儀測試曲線圖

表3中糊化溫度變化結果顯示，隨著薏米粉添加量的增加，起始糊化溫度也隨之升高，表明薏米粉中的淀粉結晶度更高，糊化焓值也高，更難糊化，由此煮熟制作的面條產品時間也隨之延長?；旌戏垭S著加熱溫度的繼續升高，糊化后，整體糊化粘度的峰值粘度C3、保持粘度C4和回生終點粘度C5均隨著薏米粉添加量的增加而降低，這是因為薏米粉淀粉含量明顯低于小麥粉，隨著薏米粉含量增加，混合粉的淀粉含量降低，故糊化整體粘度也降低。對于面條產品而言，糊化粘度的降低會導致面條口感下降，如發黏、適口性差，易混湯和斷裂等[10]。隨著薏米粉添加量增加，混合粉的粘度崩解值（C3-C4）先降低后逐漸升高，這是因為添加少量的薏米粉后，混合粉的纖維素含量增加，提高了淀粉的熱穩定性，但當薏米添加量超過30%時，混合粉的淀粉含量降低明顯，其對粘度降低和粘度熱穩定性影響更大。

回生值（C5-C4）反應的是樣品老化程度，回生值越小說明越不易老化。由實驗結果可知，隨著薏米粉添加量增加，回生值總體呈降低趨勢，這可能因為薏米粉的添加使總淀粉含量降低，且薏米本身支鏈淀粉含量高，直連淀粉含量低，進一步降低主要參與短期快速回生的直連淀粉含量，抑制了直連淀粉快速老化等。

2.3 Mixolab混合試驗儀指數剖面圖分析

采用Mixolab混合試驗儀將不同薏米粉添加量樣品的混合試驗儀的剖面指數結果與創建的機械鮮面條用小麥粉目標剖面圖進行對比，見圖5。

圖5 混合粉剖面指數與目標剖面圖的比較

（1）通過高筋小麥粉混合試驗儀剖面指數與機械鮮面條用小麥粉目標剖面圖對比發現，本次研究采用的高筋小麥粉符合機械鮮面條制作原料質量要求。

（2）當薏米粉添加量不超過10%時，各個指數均在機械鮮面條用小麥粉專用粉的目標剖面圖范圍內，說明當薏米粉添加量較少時，對混合粉的機械鮮面條加工特性影響不大。所以，市面上薏米粉添加量通常為10%[11]，但該混合粉的面條薏米粉含量較低，只能屬于概念產品，很難達到人們期望的營養價值。

（3）當薏米粉的添加量在15%～25%時，混合粉6個剖面圖指數中的1～2個指數超出了目標范圍。首先表現為吸水率指數明顯下降，說明添加薏米粉對混合粉的吸水率影響較大，這將影響面條生產和面時的加水量，在和面階段調整合適的加水量，雖然對面條成型影響不大，但會影響機械鮮面條的出品率；其次是“面筋+指數”顯著降低，該指數描述的是面筋在加熱狀態下的耐揉特性，該指數明顯降低與面筋筋力下降有關，會影響混合粉面條的加工特性，如面條延伸性差、易斷條等，但可以通過選擇更高筋力的小麥粉或選用合適的食品添加劑進行改良，從而實現提高薏米面條工業化生產中的薏米粉添加量目的。

（4）當薏米粉添加量超過30%時，圖中有超過3個控制指標已經嚴重超出目標深色區域，說明這些添加量已經完全不適合工業化生產。

2.4 損傷淀粉結果分析

薏米—小麥混合粉的損傷淀粉結果見表4。

由表4可以看出，隨著薏米粉添加量的增加，混合粉的損傷淀粉含量逐漸下降，這是由混合粉中淀粉含量逐步降低導致?；旌戏蹞p傷淀粉含量下降也是導致混合粉吸水率降低的原因之一。通常，工業面條用小麥粉的損傷淀粉在17～22UCD之間，過高和過低的損傷淀粉含量均會導致面條蒸煮品質和口感的降低。因此，當薏米淀粉比例超過30%時，損傷淀粉含量已遠超面條用小麥粉的損傷淀粉控制水平。

表4 薏米——小麥混合粉損傷淀粉情況

3 結論

（1）隨著薏米粉添加量的增加，薏米—小麥混合粉面團硬度增大，延展能性降低，導致薏米面條的加工過程中壓面難度增大。隨著薏米粉添加量的增加，面團吸水率降低，導致面條出品率降低，但對面團的形成時間和穩定時間的影響不大。添加薏米粉后，面團升溫時的弱化更顯著，弱化谷值C2值降低，這與混合粉面筋含量下降導致面團抗剪切能力下降有關。薏米粉的添加提高了混合粉的起始糊化溫度，降低了糊化峰值粘度、保持粘度、回生終點粘度和回生值，導致薏米面條比普通小麥面條需要更長的煮熟時間，并且薏米粉的添加會使得面條嚼勁下降、口感變差，易黏牙。

（2）與機械鮮面條用小麥粉目標剖面圖比較后發現：薏米粉添加量超過30%時，有的指標嚴重與目標值不符，說明不適合薏米面條的工業化生產；薏米粉添加量不超過10%時，對面條品質影響不顯著，該添加量與市面上大多薏米面條配方中的添加量一致，但薏米粉含量較低，產品的營養價值提升有限；薏米粉的添加量在15%～25%時，在吸水率指數和“面筋+指數”上略顯不足，可以選擇更高筋力的小麥粉或選用合適的食品添加劑進行改良，以彌補高比例薏米粉添加引起的面條缺陷。

（3）隨著薏米粉添加量的增加，混合粉的損傷淀粉含量逐漸下降。當薏米粉添加量超過30%時，混合粉的損傷淀粉含量遠超出了工業面條用小麥粉損傷淀粉控制范圍。因此，15%～25%的薏米粉添加量應該是未來營養強化薏米面條產品的重點攻關方向。