小麥顆粒粉特性及饅頭制作品質研究

陳夢,武騰飛,王曉建,鄭學玲*

1(河南工業大學 糧油食品學院,河南 鄭州,450000)2(山東魯花(延津)面粉食品有限公司,河南 新鄉,453200)

顆粒粉,顧名思義就是面粉顆粒較粗或相對較粗的面粉,須選用硬質小麥為原料進行加工,而質量差的小麥或者軟小麥加工不出來顆粒粉[1]。顆粒粉性松散、不黏手、韌性強、筋力大,由于顆粒粉是用麥芯磨成的,含麥麩(粗纖維)極小,所以灰分低、耐蒸煮、易熟、易消化、易吸收,相對的營養成分也高一些,制成的食品色白凈,味香甜,風味獨特[2]。顆粒粉與常規面粉相比,顆粒粉在加工過程中減少了研磨次數,所以其粒度稍大,且對胚乳細胞破壞會比較少。顆粒粉在我國北方傳統蒸煮類食品加工方面有較好的食品加工特性和食用品質,如耐攪拌、起發度好、麥香味濃等,可制作出皮薄細膩,不黏連、不渾湯的餃子及起發效果佳、香氣誘人的包子和饅頭,制成的面制品口感好、咬勁強,并有特殊的麥香味道[1-3]。目前國內外已有顆粒粉在意大利面[4]、面包[5-6]等制品上的應用研究,研究結果表明顆粒粉的添加會使意大利面的烹制質量提高;且不同的顆粒粉添加量會對面團的黏彈性、面包的品質和感官特性都有不同程度的影響[7-8]。

雖然很早就已經有人提出饅頭顆粒粉的加工措施[9],但是還未有人對顆粒粉的基本特性和顆粒粉饅頭的制作品質進行系統的研究,所以本研究選用國內大型小麥粉加工企業中銷售較為廣泛的8種小麥顆粒粉和一種常用的饅頭用普通小麥粉為原料,對其基本理化指標、糊化等特性進行研究,并對其饅頭制作品質進行相關性分析,以期為工廠制粉和新型饅頭粉的開發生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

抽取各大型企業同期生產的顆粒粉8種,采購方式為大型超市、網購。采購方式基本涵蓋了普通市民購買的所有途徑,因此這些樣品基本可以代表目前市售顆粒小麥粉的品質現狀,顆粒粉(F1～F8);普通小麥粉(F0),市售;安琪高活性干酵母,市售;實驗室用水均為蒸餾水。

1.2 儀器與設備

RVA-4快速黏度分析儀,澳大利亞Newport Scientifi公司;破損淀粉儀、F4型流變發酵測定儀,法國肖邦技術公司;MJ-III型面筋數量和質量測定儀,杭州天成光電儀器廠;Foss Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀,福斯分析儀器公司;TA-XT型質構儀,英國Stable Micro Systems公司;和面機,廣州旭眾食品機械公司;WZZ-2B旋光儀,上海申光儀器儀表有限公司;SP-18S醒發箱,江蘇三麥食品機械有限公司;BT-9300H激光粒度分布儀,丹東市百特儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 小麥粉粒度分布測定

采用激光粒度分析儀測定小麥粉粒度分布,測定結果用D10、D50、D90表示。測定粒度范圍為0.1～340 μm,測試過程中折光率應控制在10%～15%。

1.3.2 小麥粉基本理化特性測定

水分含量測定參照AACC Method 44—19方法;灰分含量的測定采用灼燒恒重法,參照GB 5009.4—2016方法;粗蛋白含量測定參照AACC Method 46—11A方法,蛋白質換算系數為5.7;粗淀粉含量測定參照1%鹽酸旋光法;損傷淀粉:使用肖邦Sdmatic破損淀粉儀測定;降落數值的測定采用GB/T 10361—89降落數值法;濕面筋含量和面筋指數的測定采用GB/T 5506.2—2008法。

1.3.3 小麥粉糊化特性的測定

糊化特性的測定參照GB/T 24853—2010方法。

1.3.4 小麥粉面團發酵特性的測定

使用Chopin F4流變發酵儀測定小麥粉的發酵特性。面團原料(干粉300 g、水150 g、酵母2.4 g)在攪拌機中攪拌5 min后,準確稱取315 g面團放入流變發酵儀發酵框中。測定參數:溫度30 ℃,測試時間3 h,配重2 kg。

1.3.5 饅頭的制作與評價

1.3.5.1 饅頭的制作

參照GB/35991—2018并略有改進,饅頭通過3個步驟制成。首先,制作面團,面團原料(干粉300 g、水150 g、酵母2.4 g)在攪拌機中攪拌5 min后,用表面壓力機進行7次壓片,并分割成80 g的面團,然后,用手將其搓圓成型,并置于溫度為35 ℃和濕度為85%的醒發箱中發酵60 min。將發酵后的面團于蒸鍋內用沸水蒸制,電磁爐功率為1 800 W,蒸制20 min,燜1 min后取出饅頭[10]。在室溫下冷卻1 h后,評估饅頭的質量。

1.3.5.2 饅頭體積和寬高比測定

饅頭比容:采用小米置換法測定饅頭體積,天平測定饅頭質量,體積與質量之比為比容。饅頭寬高比:使用游標卡尺測定饅頭直徑、高度,直徑與高度之比為寬高比。

1.3.5.3 饅頭質構特性的測定

參照YUE等[11]的方法,將饅頭橫向切片,得到厚度為10 mm的均勻切片。使用P/36探頭測定中間3片的硬度、黏附性、彈性、內聚性、膠著性、咀嚼性、回復性等指標。設定參數為:觸發力5 g,壓縮比為50%,2次壓縮時間間隔3 s,試驗前速度1 mm/s,試驗速度1 mm/s,試驗后速度3 mm/s。采用P/36探頭測定中間3片的硬度、彈性、內聚性、膠著性、咀嚼性、回復性等指標。

1.4 數據分析

所有測定結果采用平均值±標準偏差(standard deviation,SD)表示。數據分析使用SPSS 20.0軟件通過Duncan′s multiple range test檢驗(P<0.05)進行單因素方差分析(ANOVA)分析樣本之間的顯著性差異。通過Origin 2018進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 小麥粉粒度分布

粒度是影響小麥粉食用品質的重要因素,小麥粉粒度通常用來描述小麥粉粒度粗細的程度,既能夠體現出小麥粉的加工精度,又同時對面制品有著非常重要的影響[12]。通過激光粒度分布儀對顆粒粉的粒度進行表征,D10、D50、D90分別表示小麥粉累計粒度分布百分數達到10%、50%、90%時所對應的粒徑大小。粒度越小意味著小麥粉顆粒越小,穿過篩網的孔徑越小。小麥粉粒度大小用D10、D50、D90來表示。如圖1所示,F1～F8為顆粒小麥粉,F0為普通小麥粉;顆粒小麥粉D10為(10.27±0.66) μm,D50為(88.23±6.72) μm,D90為(244.83±26.34) μm;而普通小麥粉D10為(9.12±0.09) μm,D50為(59.74±0.29) μm,D90為(10.27±0.66) μm;顆粒粉粒徑顯著大于普通小麥粉。而通常饅頭粉粗細度為全通過CB36號篩網[13],即粒徑小于160 μm?？梢?顆粒粉粒徑顯著大于常規饅頭用面粉粒徑。顆粒粉粒徑較大,是因為顆粒粉是由硬質小麥加工而成,硬質小麥中的胚乳蛋白質與淀粉之間的結合比較緊密,所以硬質小麥所加工成的面粉的顆粒較大,且其形狀也較為規整[14]。

圖1 小麥粉糊化特性

表1 小麥粉粒度分布

2.2 小麥粉基本理化特性

小麥粉的粒徑不同,所以小麥粉中的組成成分也會有所不同。表2為小麥粉的基本理化指標。由表2可以看出,顆粒粉水分含量、粗淀粉含量、面筋指數、粗蛋白含量和濕面筋含量分別為(14.21±0.66)%,(85.45±1.96)%,91.95±4.27,(10.78±0.41)%,(29.34±1.98)%;F0的水分含量、粗淀粉含量、面筋指數、粗蛋白含量和濕面筋含量分別為(13.38±0.07)%,(82.48±0.13)%,75.55±0.21,(11.22±0.04)%,(30.05±0.64)%;由結果可知,顆粒粉面筋指數顯著高于普通小麥粉,這可能是小麥粉中麥醇溶蛋白與麥谷蛋白的含量及比例不同,所以其面筋指數不同[15]。顆粒粉灰分含量、損傷淀粉含量(單位UCD,chopin dubios units)分別為(0.21±0.04)%,(10.06±4.71)UCD,F0的灰分、損傷淀粉含量分別為(0.33±0.00)%,(23.80±0.14)UCD;顆粒粉灰分、損傷淀粉含量顯著低于普通小麥粉,這是可能是因為顆粒粉是由麥芯磨成的,含麥麩極小,張劍等[16]的研究表明粒度越小的面粉中應該含更多的接近皮層部分的粉粒,所以顆粒粉的灰分含量顯著低于普通小麥粉。小麥粉的損傷淀粉含量與小麥的硬度,磨粉工藝等有關,顆粒粉由硬麥加工而成,硬質小麥中的胚乳蛋白質與淀粉之間的結合較為緊密,且顆粒粉研磨次數比普通制粉工藝少,減少了對小麥胚乳組織的破壞,所以顆粒粉損傷淀粉含量顯著低于普通粉,損傷淀粉含量與小麥粉粒徑極顯著負相關(P<0.01),F1粒徑最大,可能是因為其選用硬度較大的小麥加工而成,且研磨次數最少,所以其受到的機械性損傷最少,所以其損傷淀粉含量最小。根據GB/T 35991—2018《糧油檢驗 小麥粉饅頭加工品質評價》,顆粒粉基本指標滿足饅頭制作所需原料的要求。

表2 小麥粉基本理化特性

2.3 小麥粉糊化特性

由圖1可知,顆粒粉峰值黏度為(3 139±314) cP,F0為(2 857±19) cP;顆粒粉谷值黏度為(2 311±286) cP,F0為(2 248±11) cP;顆粒粉最終黏度為(3 661±388) cP,F0為(3 440±12) cP;顆粒粉崩解值和回升值分別為(828±91) cP,(1 349±124) cP,F0分別為(609±8) cP,(1 192±1) cP。峰值黏度、崩解值、回升值與損傷淀粉含量和D50極顯著相關(P<0.01);最終黏度與損傷淀粉含量顯著相關(P<0.05),與D50極顯著相關;谷值黏度與D50顯著相關。顆粒粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最終黏度、回升值大于普通小麥粉。峰值黏度反映淀粉分子與水的結合能力,這與損傷淀粉含量顯著相關,與林江濤等[10]和BLANCHARD等[17]的研究結果一致,且有研究顯示,峰值黏度高的面粉容易蒸煮,加工出的饅頭評分較高[18]?；厣凳侵缸罱K黏度與最低黏度的差值,崩解值反映加熱過程中淀粉顆粒結構的穩定性,崩解值越小越穩定,這是由于大顆粒中淀粉顆粒結構緊密,強度大[19-20],這說明顆粒粉淀粉顆粒結構比普通小麥粉更為緊密。

2.4 小麥粉發酵特性

面團最大膨脹高度反映了發酵產氣特性,產氣總體積能直接反映酵母產氣力。由表3可知,顆粒粉最大膨脹高度、氣體釋放高度、開始漏氣時間、產氣總體積、氣體保留總體積、氣體保留率分別為(43.31±4.83) mm、(69.67±6.02) mm、(67.47±16.51) min、(1 354.81±154.91) mL、(1 103.81±92.89) mL、(82.18±3.27)%;與普通小麥粉相比,顆粒粉氣體保留時間長、氣體保留率高。面團持氣率與損傷淀粉含量、粗淀粉含量極顯著相關,這是因為適當的損傷淀粉為酵母菌生長提供糖類,從而增加發酵產氣。在發酵過程中,面筋網絡逐漸形成具有一定韌性、彈性和延展性的薄膜,將產生的CO2保留在面團內部不被逸出[21]。隨著發酵進行,面團內部充滿CO2氣體,面團高度逐漸上升,同時損傷淀粉的吸水率增加,面團產氣量增加,高分子不可溶性淀粉被部分酶解[22],面團中小氣室壁的延伸性增加,有益于內部結構,因此面團表現出較好的發酵特性。且淀粉吸水過多也會導致面團筋力過低出現塌陷,不能有效持氣。這說明顆粒粉面團耐發酵特性較好、持氣率較高,較適合做發酵型面制品[23]。

表3 小麥粉發酵特性

2.5 小麥粉饅頭品質特性

2.5.1 小麥粉饅頭比容和寬高比

比容是評價饅頭的一個重要指標。由圖2可知,顆粒粉比容和寬高比分別為(2.6±0.2) mL/g,1.8±0.1;F0比容和寬高比分別為(2.4±0.0) mL/g,1.5±0.0。顆粒粉比容稍大于普通小麥粉,與開始漏氣時間和氣體保留率顯著相關,說明顆粒粉饅頭較普通小麥粉挺立,這可能是由于顆粒粉面團在發酵過程中產氣能力較強,而普通小麥粉比容小可能是因為面團持氣能力小于面團中微生物的產氣量,面團的面筋網絡結構受到一定程度的破壞,從而使饅頭塌陷,與鄭學玲等[24]研究結果一致。

圖2 饅頭的比容和寬高比

2.5.2 小麥粉饅頭質構特性

質構剖面分析通過模擬牙齒咀嚼的過程, 食物對外力的反作用程度, 可將部分感官評判數值化, 對食物的評價更精細[25]。饅頭硬度、膠著性和咀嚼性與其品質呈負相關,而彈性、內聚性和回復性與饅頭品質呈正相關。表4為質構儀對饅頭切片的質構分析,由表4可知,顆粒粉硬度、彈性、內聚性、膠著性、咀嚼性、回復性分別為(1 935.47±340.69) g、0.90±0.02、0.82±0.02、1 580.04±246、1 422.33±226.20、0.48±0.02。與普通小麥粉相比,顆粒粉饅頭的硬度小,膠著性,咀嚼性低,說明咀嚼饅頭時所用力較小,咀嚼呈吞咽狀態時所需能量較小[10]。這與顆粒粉中損傷淀粉含量、產氣總體積和氣體保留率有關,顆粒粉中的損傷淀粉含量較小,較有利于面積網絡的形成,CO2氣體均勻充滿面團,使饅頭內部形成均勻的蜂窩狀,從而使饅頭的硬度較低。于普通粉而言,小麥粉粒度過小時,面團的持氣能力小于微生物產氣量,其面筋網絡遭到破壞,進而使得饅頭塌陷,具有較高的硬度,所以顆粒粉制作的饅頭硬度、膠著性和咀嚼性顯著小于普通小麥粉。

表4 饅頭的質構特性

3 結論

本文通過選用國內大型小麥粉加工企業生產的,且目前銷售較為廣泛的8種小麥顆粒粉,并選擇一種普通小麥粉進行比較,探究了小麥顆粒粉的基本理化特性、糊化特性、面團發酵特性及饅頭的制作品質。結果表明小麥顆粒粉的D50為(88.23±6.72) μm、面筋指數為91.95±4.27,灰分和損傷淀粉含量分別為(0.21±0.04)%,(10.06±4.71)UCD;回升值和崩解值分別為(828±91) cP,(1 349±124) cP;氣體保留時間、氣體保留率分別為(67.47±16.51) min、(82.18±3.27)%;顆粒粉制作的饅頭比容為(2.6±0.2) mL/g,硬度為(1 935.47±349.97) g。小麥粉最終黏度、崩解值、回升值與損傷淀粉含量和D50極顯著相關,谷值黏度與D50顯著相關;面團持氣率與損傷淀粉含量、粗淀粉含量極顯著相關;饅頭比容與開始漏氣時間和氣體保留率顯著相關;饅頭硬度與損傷淀粉含量極顯著正相關、與D50顯著負相關。綜合比較,與普通小麥粉相比,顆粒粉粒度大,灰分低、損傷淀粉含量低;發酵特性較好;制作的饅頭比容大、硬度小,比較綿軟、不黏口。綜上所述,同普通小麥粉相比,顆粒小麥粉饅頭加工品質較優。因此企業在小麥制粉時可以適當改變磨粉工藝,控制磨粉強度,減少研磨次數,減少淀粉損傷,提高小麥粉的使用價值,可以將顆粒粉應用到新型饅頭粉的開發上,饅頭專用顆粒粉的開發生產有待進一步研究。