張 華,張艷艷,趙學(xué)偉,段瑞謙,白艷紅,*

(1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院,河南鄭州 450002; 2.食品生產(chǎn)與安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心,河南鄭州 450002)

竹筍膳食纖維對(duì)面粉粉質(zhì)特征及面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響

張 華1,2,張艷艷1,2,趙學(xué)偉1,2,段瑞謙1,白艷紅1,2,*

(1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院,河南鄭州 450002; 2.食品生產(chǎn)與安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心,河南鄭州 450002)

本文研究了不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性、生面團(tuán)拉伸和流變學(xué)特性以及熟面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明,隨著竹筍膳食纖維添加量的增加,面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)呈先上升后下降趨勢(shì),而拉伸阻力和拉伸比例呈上升趨勢(shì)。竹筍膳食纖維添加量為3.0%時(shí),穩(wěn)定時(shí)間最長(zhǎng)為7 min 32 s,粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)最大為95,弱化度最低為64。隨著掃描頻率增大,面團(tuán)彈性模量和黏性模量增大,損耗角正切減小;頻率相同時(shí),添加量小于3.0%時(shí),面團(tuán)的彈性模量、黏性模量增加;質(zhì)構(gòu)特性研究發(fā)現(xiàn),隨著竹筍膳食纖維添加量的增大(0.5%～5.0%),面團(tuán)的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。結(jié)果表明:適量添加竹筍膳食纖維可改善面粉的粉質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性,有助于提高面粉的食用品質(zhì)。

竹筍膳食纖維,粉質(zhì)特性,質(zhì)構(gòu)特性,面粉

膳食纖維簡(jiǎn)稱DF(Dietary Fiber),是指那些不可以被人體內(nèi)源性酶消化吸收的可食用植物細(xì)胞、多糖、木質(zhì)素以及相關(guān)物質(zhì)的總和[1]。膳食纖維是繼水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素之外的“第七大營(yíng)養(yǎng)素”,能有效預(yù)防和減少冠心病、糖尿病、高血壓、肥胖癥、心肌梗塞、結(jié)腸炎、便秘等疾病的發(fā)生。與此同時(shí),由于其自身獨(dú)特的理化特性,可以改善食品的風(fēng)味與質(zhì)構(gòu),影響產(chǎn)品的顏色、保油性、保水性,延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期[2-3]。

近年來人們的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化,膳食纖維的攝入量相應(yīng)減少,開發(fā)富含膳食纖維含量的功能性食品,越來越受到人們的關(guān)注。錢海峰等人綜述了高膳食纖維面制主食的研究進(jìn)展,介紹了添加膳食纖維對(duì)面制品的粉質(zhì)、拉伸等流變特性的影響及其作用機(jī)理[4]。Aravind和李丹丹等人研究了菊粉在意大利面[5]和饅頭[6]中的應(yīng)用,得出了不影響意大利面和饅頭感官的菊粉最大添加量。王岸娜等人研究了玉米種皮膳食纖維在餃子皮中的應(yīng)用,其適宜的添加量范圍為5%～8%[7]。Sabanis等人研究發(fā)現(xiàn)添加玉米和燕麥膳食纖維到無谷蛋白面包中,可以顯著性增加面包體積、提高面包心柔軟度,改善產(chǎn)品的可接受度[8]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

面粉(蛋白質(zhì)含量9.0%,脂肪含量1.5%,含水量12.8%) 中糧(鄭州)糧油工業(yè)有限公司;竹筍膳食纖維 含水量85%,平均持水力17.85 g/g,平均持油力10.14 g/g,平均膨脹力為9.63 mL/g,平均陽(yáng)離子交換能力為0.26 mmol/g，pH為2時(shí)對(duì)亞硝酸根吸附量為7.78 μmol/g,對(duì)膽固醇吸附量為6.88 mg/g，由浙江耕盛堂生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司提供。

Farinograph電子型粉質(zhì)儀、Extensograph電子型拉伸儀 德國(guó)Brabender公司;Discovery流變儀 美國(guó)TA儀器;TA.XTplus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司;DZM-140型電動(dòng)壓面機(jī) 永康市海鷗電器有限公司;XLF-30C氣流粉碎機(jī) 廣州市旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司;LGJ-10冷凍干燥機(jī) 河南兄弟儀器設(shè)備有限公司;HWS-080型恒溫醒發(fā)箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 竹筍膳食纖維預(yù)處理 真空冷凍干燥24 h,使用超微粉碎機(jī)粉碎后,過100目篩,備用。

1.2.2 面團(tuán)的制備 稱取1.0 kg面粉,分別加入0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%竹筍膳食纖維(以面粉計(jì)),混合均勻,然后加入1.0%的食鹽及42.0%的水(以面粉質(zhì)量計(jì)),使其形成干濕均勻的松散顆粒面團(tuán),和面5 min,在恒溫醒發(fā)箱內(nèi)醒發(fā)30 min(溫度30 ℃,濕度85%)后,用保鮮袋密封,以備測(cè)試使用。

1.2.3 面團(tuán)加工性能的測(cè)定 參照GB/T 14614-2006《小麥粉 面團(tuán)的物理特性 吸水量和流變學(xué)特性的測(cè)定 粉質(zhì)儀法》的方法,進(jìn)行粉質(zhì)實(shí)驗(yàn)。測(cè)定混合粉(竹筍膳食纖維/面粉)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度以及粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)。

1.2.4 面團(tuán)拉伸性能的測(cè)定 參照GB/T 14615-2006《小麥粉 面團(tuán)的物理特性 流變學(xué)特性的測(cè)定 拉伸儀法》的方法,以拉伸面積、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)。

1.2.5 面團(tuán)流變特性的測(cè)定 采用振蕩模式下的頻率掃描實(shí)驗(yàn)研究竹筍膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)的影響。動(dòng)態(tài)流變儀測(cè)定,其平板直徑為20 mm,夾縫距離1 mm。將面團(tuán)放在兩塊平板之間靜置5 min,以使殘余應(yīng)力松弛,多余部分刮掉,然后立刻蓋上蓋子防止水分蒸發(fā)。頻率掃描:應(yīng)變:0.05%;溫度:25 ℃;頻率:0.1～40 kHz。

1.2.6 面團(tuán)質(zhì)構(gòu)性能的測(cè)定 將制備好的厚度1 mm,直徑80 mm的面皮煮熟后,放入200 mL、25 ℃的蒸餾水中靜置30 s后撈出,瀝干面皮表面的水分,將面皮放置于載物臺(tái)上,進(jìn)行面皮的TPA參數(shù)測(cè)定,選取硬度、粘附性、彈性和咀嚼力[12]4個(gè)指標(biāo),每組實(shí)驗(yàn)做5個(gè)平行實(shí)驗(yàn)。每個(gè)儀器參數(shù)處理時(shí)采用去掉最大值和最小值,求平均值的方法。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)如下:P/50鋁制圓柱形探頭,測(cè)試模式:壓縮,測(cè)前速率:1.00 mm/s,測(cè)試速度:0.80 mm/s,測(cè)后速率:0.80 mm/s,壓縮程度:70.00%,觸發(fā)值:5.0 g,兩次壓縮之間的時(shí)間間隔:1 s。

關(guān)于這道題的教學(xué)，大部分教師都是參照《教師教學(xué)用書》的建議教學(xué)，先鼓勵(lì)學(xué)生畫出每個(gè)圖形的所有對(duì)稱軸，再組織學(xué)生討論、交流，得到“正幾邊形就有幾條對(duì)稱軸”的結(jié)論。筆者備課時(shí)再次深度解讀習(xí)題背后的編者意圖，精心設(shè)計(jì)以下兩組問題展開教學(xué)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5進(jìn)行整理數(shù)據(jù)和制作圖表。采用SPSS 16.0對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及顯著性檢驗(yàn)和相關(guān)分析。p<0.05,顯著;p<0.01,極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 竹筍膳食纖維對(duì)面粉粉質(zhì)特征的影響

面團(tuán)的吸水率、面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度以及粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)是評(píng)價(jià)面粉粉質(zhì)特征的關(guān)鍵因素,本文研究了不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)面粉粉質(zhì)特征的影響,如表1所示。

表1 不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)面粉粉質(zhì)特性的影響Table 1 Effects of different BSDF addition amount on the wheat flour characteristics

表2 不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響(45 min)Table 2 The effects of different BSDF addition amount on the tensile properties of dough(45 min)

注：“r”為竹筍膳食纖維添加量與拉伸特性各指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)，不同肩標(biāo)字母表示數(shù)值之間有顯著性差異(p<0.05);表3～表5同。

表3 不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響(90 min)Table 3 The effects of different BSDF addition amount on the tensile properties of dough(90 min)

由表1可以看出,竹筍膳食纖維的添加在較大程度上改變了面粉的粉質(zhì)特性。添加竹筍膳食纖維后,面粉的吸水率隨著添加量的上升而不斷提高,這是由于竹筍膳食纖維結(jié)構(gòu)中含有大量的親水基團(tuán),使其具有較強(qiáng)的持水力。面團(tuán)的形成時(shí)間也有較大的變化,總體上來講竹筍膳食纖維的添加使得面團(tuán)的形成時(shí)間變長(zhǎng),但是受添加量的影響不大,這是由于在面團(tuán)形成過程中,竹筍膳食纖維和面團(tuán)蛋白競(jìng)爭(zhēng)性爭(zhēng)奪水分,導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)的形成時(shí)間延長(zhǎng),面團(tuán)形成時(shí)間上升。當(dāng)竹筍膳食纖維的添加量≤3.0%時(shí),面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間隨著添加量的增加而增加,當(dāng)添加量>3.0%時(shí),面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間與對(duì)照相比,有較大程度的下降。與此同時(shí),面團(tuán)的弱化度有不同程度的下降,受添加量的影響不大。竹筍膳食纖維不僅分子間交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò),還與面筋蛋白間相互作用,形成復(fù)雜體系,改善了面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高了面團(tuán)的穩(wěn)定性;但是過大的添加量會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)中高聚物含量增大,吸水性能改變,這樣的變化不利于面團(tuán)的穩(wěn)定?？傮w上來講,適量的竹筍膳食纖維的添加使得面粉的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)上升,有利于面粉品質(zhì)的提高。

2.2 竹筍膳食纖維對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

面筋蛋白主要由醇溶蛋白和麥谷蛋白組成,分別決定著面筋的延伸度和抗拉伸阻力[16-17]。面團(tuán)的延伸度越大,粘性越強(qiáng);面團(tuán)拉伸阻力越大,彈性越好;拉伸比例是將面團(tuán)的延展性和拉伸阻力兩個(gè)指標(biāo)綜合起來評(píng)價(jià)面團(tuán)質(zhì)量。本文研究了面團(tuán)分別醒發(fā)45、90、135 min時(shí),不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)面團(tuán)延伸度和拉伸阻力的影響,結(jié)果如表2～表4所示。

2.3 竹筍膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變特性的影響

面團(tuán)的粘彈性是評(píng)價(jià)面團(tuán)加工性能的重要指標(biāo)[18]。不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響如圖1～圖3所示。由圖1、圖2可知,隨著頻率增大,面團(tuán)彈性模量、黏性模量增大,而損耗角正切減小,說明黏性模量比彈性模量變化大。頻率相同時(shí),隨著竹筍膳食纖維添加量的不同,竹筍膳食纖維對(duì)面團(tuán)的彈性模量和粘性模量有不同的影響。

表4 不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響(135 min)Table 4 The effects of different BSDF addition amount on the tensile properties of dough(135 min)

圖1 不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)彈性模量的影響Fig.1 The effects of different BSDF addition amount on the tensile properties of dough on the elastic modulus of dough

圖2 不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)黏性模量的影響Fig.2 The effects of different BSDF addition amounton the viscosity modulus of dough

彈性模量表示面團(tuán)的彈性[18],主要受到面團(tuán)中麥谷蛋白的影響。粘性模量表示面團(tuán)的粘性,主要受到麥膠蛋白的影響。竹筍膳食纖維添加量為3%時(shí),面團(tuán)的彈性模量和粘性模量達(dá)到最大值。這可能是因?yàn)檫m宜的竹筍膳食纖維添加量能夠與面團(tuán)中的麥谷蛋白和麥醇蛋白相互作用,生成大分子量的聚合物,使麥谷蛋白和麥醇蛋白分子量范圍增加,提高其流變學(xué)性質(zhì),改善面團(tuán)的粘彈性;也可能是竹筍膳食纖維能夠通過自身的親水作用以及與面粉中淀粉相互作用形成復(fù)合物,改善面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),阻礙面團(tuán)中水分遷移,增強(qiáng)面團(tuán)的持水性,Nirmala C和Sonar N R[19-20]等人認(rèn)為物質(zhì)持水性的增強(qiáng)有助于其粘彈性的提高。而竹筍膳食纖維添加量過多時(shí),竹筍膳食纖維的添加對(duì)面團(tuán)中面筋蛋白的稀釋,不利于面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成,使面團(tuán)的粘彈性下降。

表5 竹筍膳食纖維對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)性能的影響Table 5 The effects of different BSDF addition amount on the texture properties of dough

圖3 竹筍膳食纖維添加量對(duì)損耗角正切的影響Fig.3 The effects of different BSDF addition amount on the loss tangent of dough

2.4 竹筍膳食纖維對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)性能的影響

質(zhì)地多面剖析法(Texture Profile Analysis,TPA)將感官知覺與其力學(xué)性質(zhì)、幾何特性結(jié)合起來進(jìn)行定義,使得對(duì)質(zhì)地的感官評(píng)價(jià)信息可以用客觀的方法相互溝通或傳遞[19-21]。在不同的膳食纖維添加量的情況下,面團(tuán)質(zhì)構(gòu)性能如表5所示。

由表5可以看出,隨著竹筍膳食纖維添加量的增加,面團(tuán)的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),適當(dāng)?shù)闹窆S膳食纖維的添加量增強(qiáng)了面團(tuán)的粘彈性和咀嚼性,但是當(dāng)添加量超過3.0%時(shí),不利于面團(tuán)粘彈性和咀嚼性的提升?？赡苡梢韵聝煞矫嬖蛟斐?一是竹筍膳食纖維的添加稀釋了面筋蛋白,對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成產(chǎn)生負(fù)面作用;二是竹筍膳食纖維良好的親水持水性,影響了面筋蛋白的吸水和面團(tuán)中淀粉的吸水和溶脹,進(jìn)而影響面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性。竹筍膳食纖維添加量為3.0%時(shí),其硬度、彈性、粘附性和咀嚼性達(dá)到最大值,分別增加了15.8%、8.2%、137.6%和33.6%,在此時(shí)面團(tuán)的各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)特性達(dá)到最大的狀態(tài)。適量的竹筍膳食纖維添加量提高了面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性。

3 結(jié)論

近年來由于人們的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,膳食纖維攝入不足,開發(fā)富含膳食纖維含量的功能性食品,特別是主食產(chǎn)品越來越受到人們的關(guān)注。本文研究了不同竹筍膳食纖維添加量對(duì)面團(tuán)的加工性能(粉質(zhì)特性、拉伸和流變學(xué)特性以及質(zhì)構(gòu)特性)的影響。研究結(jié)果表明:添加適量的竹筍膳食纖維能構(gòu)提高面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù);添加竹筍膳食纖維后由于面團(tuán)體系中高聚物增加,其彈性、黏性和咀嚼性均有不同程度的改善,但當(dāng)添加量超過3.0%時(shí),將對(duì)面團(tuán)的流變特性起到弱化作用;同時(shí)添加少量的竹筍膳食纖維改善了面團(tuán)的部分質(zhì)構(gòu)特性。本文的研究為面團(tuán)品質(zhì)的改善和膳食纖維在面團(tuán)中的應(yīng)用提供了一定的理論基礎(chǔ)。

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Effect of bamboo shoot dietary fiber on farinograph properties and texture properties of wheat flour dough

ZHANG Hua1,2,ZHANG Yan-yan1,2,ZHAO Xue-wei1,2,DUAN Rui-qian1,BAI Yan-hong1,2,*

(1.School of Food and Biological Engineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou 450002,China; 2.Henan Collaborative Innovation Center of Food Production and Safety,Zhengzhou 450002,China)

In this paper,the effects of bamboo shoot dietary fiber(BSDF)on the farinographic property,extensibility,rheological and texture properties of wheat flour dough were investigated. The results showed that with the addition amount of BSDF increased,dough stability time,farinogram quality number(FQN)were increased and then decreased,and the stretch resistance,stretch ratio,maximum stretch ratio and maximum resistance appeared as upward trend. When BSDF was 3%,the stabilization time up to 7 min 32 s,FQN maximum of 95,the weakening of the lowest 64.With the scanning frequency increased,the dough elastic modulus and the viscous modulus were increased. By contrast the loss tangent was declined with the scanning frequency increased. When the frequency was the same,the amount of dietary fiber from bamboo shoot was less than 3%. The modulus of elasticity and viscous of the dough were increased. The texture analysis showed that with the different adding amount of BSDF,elasticity,adhesion,chewiness of dough were increased and then declined.

bamboo shoot dietary fiber;farinograph properties;texture properties;wheat flour

2016-11-01

張華(1975-)男，博士，副教授，研究方向：速凍食品加工與安全控制，E-mail：zhh7510@126.com。

*通訊作者:白艷紅(1975-)女，博士，教授，研究方向：低溫食品加工，E-mail：baiyanhong@zzuli.edu.cn。

國(guó)家“十二五“科技支撐項(xiàng)目(2012BAD37B06-05)；河南省重大科技專項(xiàng)(141100110400)。

TS211

A

1002-0306(2017)08-0082-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.008