李志江 ，戴凌燕，李娜 ，王長遠 ，阮長青 *

1. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院（大慶 163319）；2. 黑龍江省農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全重點實驗室（大慶 163319）；3. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院（大慶 163319）

高粱[Sorghum bicolor（L.）Moench]是傳統(tǒng)的雜糧谷物，是世界上第五大種植面積和產(chǎn)量經(jīng)濟作物[1]。高粱中富含的淀粉質(zhì)量分數(shù)為65.3%～81.0%，其次為蛋白質(zhì)8.0%～17.0%，具有較高的食用價值和加工價值[2]。高粱淀粉組成中，70%～80%為完整規(guī)則的支鏈淀粉，其余為直鏈淀粉，可以用來生產(chǎn)面制食品、米制食品、釀酒、飼料及其他化工產(chǎn)品[3-4]。高粱蛋白質(zhì)組成主要以醇溶蛋白（占總蛋白的65%～75%）為主，對高粱制品的消化及吸收影響較大[5-6]。因此，研究利用高粱進行食品的生產(chǎn)，應(yīng)充分考慮高粱的營養(yǎng)組成特點進行食品加工方式的選擇。

高粱作為一種輔食雜糧，添加到傳統(tǒng)的小麥粉中改善面食營養(yǎng)和品質(zhì)，可以拓展我國主食品種和改善膳食結(jié)構(gòu)，具有很好的應(yīng)用前景[7]。但高粱與小麥粉間的加工特性研究，尤其是黏度特性研究較少，限制了高粱營養(yǎng)在主食產(chǎn)品中的應(yīng)用。試驗以高粱與小麥粉共混體系為對象，確定不同高粱粉添加量對小麥粉黏度性質(zhì)的影響，為高粱在主食中應(yīng)用的加工特性研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

高粱米、低筋小麥粉（市售）。

1.2 主要設(shè)備與儀器

LFP-800 T高速多功能粉碎機（萊芙公司）；CP 413電子天平（美國奧豪斯儀器（上海）有限公司）；RVA 4500快速黏度分析儀（波通瑞華科學(xué)儀器（北京）有限公司）。

1.3 試驗方法

高粱米經(jīng)常溫水洗后，于50 ℃烘干后經(jīng)粉碎機處理后過100目篩，制成高粱粉[8]。稱取3.50 g混合粉，加25 mL水。以不加高粱粉的小麥粉作為對照，高粱粉的添加量為5%，10%，15%和20%，重復(fù)3次，由快速黏度分析儀測定共混粉的黏度特性，包括回生值、衰退值、峰值時間、保持黏度、糊化黏度和糊化溫度等[9]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

黏度特性指標采用平均值±標準偏差表示，利用Excel軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加高粱粉對小麥粉黏度的提高效果

淀粉在糊化過程中形成的黏性流體，其黏度會隨溫度的變化而變化。由圖1可知，純高粱粉、10%高粱粉添加和純小麥粉樣品糊化溫度（圖1中的梯形曲線）差異不大，峰值黏度排序為：10%高粱粉添加樣品值3 917 cP＞純高粱粉樣品值3 124 cP＞純小麥粉樣品值2 950 cP。保持黏度值排序為：10%高粱粉添加樣品值2 505 cP＞純小麥粉樣品值2 261 cP＞純高粱粉樣品值2 025 cP。最終黏度值排序為：純高粱粉樣品值4 612 cP＞10%高粱粉添加樣品值4 232 cP＞純小麥粉樣品值3 511 cP（黏度值為圖1中的波浪形曲線）。

圖1 添加高粱粉對小麥粉黏度的影響結(jié)果

3個淀粉樣品的黏度隨著糊化溫度的增加而增大，溫度達到95 ℃時峰值黏度增加到極值，10%高粱粉添加混合小麥粉時，提高了共混體系的黏度，且高于純高粱和小麥粉的黏度值。主要由于高粱粉中的淀粉顆粒平均長度為15 μm，低于小麥粉的20 μm，導(dǎo)致其糊化時的吸水特性增強，提高了峰值黏度[2]。由于高粱蛋白質(zhì)的溶解性和膠溶性較強，提高了共混體系的峰值黏度，且這種共混體系會起到一定的持續(xù)效果，至保持黏度也較純高粱和小麥粉值高，但至最終黏度時崩解，居高粱粉和小麥粉黏度之間。同時，當(dāng)3個淀粉樣品隨著溫度的持續(xù)，黏度開始下降至保持黏度時，淀粉由凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z溶狀態(tài)，淀粉分子間距離由大變小，繼續(xù)轉(zhuǎn)為凝膠狀態(tài)，黏度開始增加[10]。由于淀粉平均長度及蛋白質(zhì)組成差異，純高粱粉的分子間距離及凝膠與膠溶狀態(tài)轉(zhuǎn)換較小麥粉更加劇烈，純高粱粉樣品最終黏度高于小麥粉。高粱粉與小麥粉的黏度差異，可為其共混粉的生產(chǎn)加工及機械性能提供技術(shù)參考。

2.2 高粱與小麥粉共混體系黏度測定結(jié)果

與純小麥粉（圖2所示，高粱粉添加量為0）樣品相比較，不同劑量的高粱粉添加量可顯著提高共混體系峰值黏度、保持黏度和最終黏度，共混體系的3個黏度均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且10%高粱粉添加量時各黏度均達到極值。王軍等[11]利用超微粉碎的高粱粉與小麥粉共混后也得到類似的結(jié)果。

圖2 添加高粱粉對小麥粉峰值黏度、保持黏度和最終黏度的影響

高粱淀粉中的總淀粉含量低于小麥粉，而支鏈淀粉高于小麥粉，因此，低濃度的高粱粉添加，共混體系的支鏈淀粉含量相對較高，由于支鏈淀粉的吸水性和分子特性，導(dǎo)致體系的黏度增加[12-13]。高粱粉含量15%～20%時，由于總淀粉含量相對降低，使得共混體系的黏度降低。

2.3 添加高粱粉對小麥粉糊化特性的影響

淀粉糊化是淀粉晶體顆粒在一定的溫度條件下與水結(jié)合的過程，糊化特性與淀粉的支鏈和直連淀粉組成、淀粉形狀、淀粉晶體致密程度及蛋白質(zhì)等其他組分的含量相關(guān)；同時，糊化特性也與食品生產(chǎn)加工和產(chǎn)品質(zhì)量具有密切關(guān)系[14]。

回生值、衰減值、糊化溫度等是評價糊化特性的重要指標。回生值指淀粉最終黏度與保持黏度之差，是淀粉逐漸冷卻時分子間的重排和聚合的黏度增加效果。如表1所示，5%～20%高粱粉添加量共混體系的回生值高于小麥粉，但差異不顯著（p＞0.05），而全高粱粉回生值則極顯著高于其他組分測定值（p＜0.01）。共混體系下，由于支鏈淀粉含量相對增加，最終黏度增加值高于保持黏度，淀粉分子間重排和聚合程度增強，回生值增加但差異不顯著。同時，回生值的增加也會降低淀粉糊化穩(wěn)定性、增強老化與回生，因此，將高粱粉添加到傳統(tǒng)饅頭和面包等食品加工中應(yīng)合理調(diào)整共混體系的比例，兼顧食品的改性與加工特性[15]。

表1 高粱粉對小麥粉回生值、衰減值、峰值時間和糊化溫度的影響

衰減值大小代表淀粉加熱過程中為抵抗剪切而維持分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能力，衰減值越大表明淀粉顆粒的穩(wěn)定性越差，反之熱穩(wěn)定越強[16]。如表1所示，與5%的高粱粉添加量相同，純高粱粉的衰減值高于純小麥粉，但差異不顯著（p＞0.05）。而10%～20%的高粱粉添加則可極顯著提高共混體系的衰減值（p＜0.01）。支鏈淀粉中的長鏈淀粉含量越高則衰減值越大，雖然目前鮮有報道關(guān)于高粱中長與短的支鏈淀粉含量報道，但高粱的支鏈淀粉總含量高于小麥粉，可以推斷是其增強共混體系的衰減值原因之一，此外共混體系蛋白質(zhì)和其他成分的含量也可能是導(dǎo)致體系衰減值的間接因素[2,17]，與王未[18]報道的結(jié)果相同。共混體系衰減值的提高，導(dǎo)致高粱與小麥粉的糊化穩(wěn)定性變差，限制了高粱粉在小麥主食產(chǎn)品中的添加量和加工性能。

如表1所示，純高粱粉的峰值時間短，且極顯著低于其他各組（p＜0.01），而純小麥粉與共混體系組間差異不顯著（p＞0.05）。高粱淀粉與蛋白質(zhì)結(jié)合緊密，影響淀粉的吸水和糊化，因此，隨著高粱粉添加量增加，糊化的峰值時間逐漸延長，低量高粱粉的添加和純小麥粉共混體系較均一，蛋白質(zhì)的影響較小，導(dǎo)致體系更易糊化[19]。而各試驗組的淀粉糊化溫度沒有顯著性差異（p＞0.05）。

3 結(jié)論與討論

高粱作為釀酒的主要原料進行全籽粒的發(fā)酵，充分利用了其中的蛋白質(zhì)和多酚等營養(yǎng)成分，對白酒的風(fēng)味起到重要的作用。但作為食用原料，尤其是與小麥粉等進行共混，高粱中的支鏈淀粉、醇溶蛋白和單寧等成分對食品的黏度與糊化特性影響較大。由試驗結(jié)果可知，在小麥粉中添加高粱粉之后，共混體系的峰值黏度、保持黏度和最終黏度均較純小麥粉高，且10%的高粱粉添加量是共混體系各黏度的極值。變化的原因主要與高粱粉的支鏈淀粉比例，以及蛋白質(zhì)和單寧等其他組分的影響，而這些黏度的增強效果可以為食品加工的流變性質(zhì)和共混體系的機械強度提供一定的參考和選擇。

高粱粉的添加能促進共混體系回生值和衰減值的增強，但差異不顯著，而易導(dǎo)致回生和老化的風(fēng)險；能延長糊化峰值時間，但糊化溫度差異不顯著。這些與高粱粉支鏈淀粉分子內(nèi)重排和蛋白質(zhì)構(gòu)成等原因相關(guān)，應(yīng)進一步從微觀結(jié)構(gòu)、淀粉晶體結(jié)構(gòu)和流變學(xué)等方面深入研究，為高粱在食品輔食生產(chǎn)和加工提供數(shù)據(jù)支撐。