嚴(yán)璟瑤 ，王曉曦 ，黃繼紅 ，張文占 ，朱 琦 ，馬 森 *

（1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州 450001；2.河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，鄭州 450001；3.安徽正宇面粉有限公司，安徽 亳州 236100）

麥麩是小麥加工的主要副產(chǎn)物，其年產(chǎn)量大，是極具營養(yǎng)價(jià)值的物質(zhì)。它不僅含有豐富的膳食纖維，還含有一些抗氧化活性的營養(yǎng)成分，如酚酸、植酸、阿拉伯木聚糖等，能夠促進(jìn)機(jī)體代謝、增強(qiáng)人體免疫力[1]。麥麩膳食纖維還具有影響酶活性、降低血糖血壓血脂、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、延緩人體衰老等功能[2]，能夠預(yù)防腸道疾病、糖尿病[3]、高膽固醇[4]、結(jié)腸癌[5]及肥胖等[6]，還具有抗氧化[7]和消除自由基[8]的生理功能，在理化加工方面也有較好的水合性質(zhì)、持油性能、形成凝膠和高粘度溶液的功能[9]。現(xiàn)階段麥麩主要作為飼料或釀造原料，其營養(yǎng)成分未被充分利用，造成了一定的浪費(fèi)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們開始追求飲食的多樣性，講究膳食結(jié)構(gòu)，市場(chǎng)上已出現(xiàn)了一些添加麥麩成分的產(chǎn)品如麥麩面包、饅頭等，但由于麥麩本身具有苦澀味以及加工程度不夠精細(xì)等問題，麥麩在食品工業(yè)中不能被廣泛應(yīng)用[10]。麥麩中含有35%～50%的膳食纖維，是小麥麩皮重要的組成成分[11]。

面條是一種典型的主食面制品，它既可做主食也可用于制備快餐，深受我國北方人喜愛。根據(jù)制作工藝的不同，可將面條分為手工面和機(jī)制面，手工面多為各地的特色面，機(jī)制面又分為生切面、掛面、鮮濕面等不同品種[12]。生切面多為小作坊生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，但食品安全不能保證；鮮濕面是一種需冷藏儲(chǔ)存的面條，其產(chǎn)品較單一，無法滿足消費(fèi)者的需求；掛面是市面上品種和數(shù)量較多的產(chǎn)品，水分含量低，安全性高且保質(zhì)期長(zhǎng)。現(xiàn)今，人們?cè)絹碓疥P(guān)注飲食健康，而膳食纖維是一種天然的功能型保健食品添加原料[2]，將膳食纖維作為原料添加到面條中，不僅可以提高麥麩的利用率，也在一定程度上滿足了大眾對(duì)健康膳食理念的追求。麥麩膳食纖維的加入能夠提高面條的營養(yǎng)和產(chǎn)品品質(zhì)，但隨著添加量的增大會(huì)降低面條的感官品質(zhì)，導(dǎo)致面條色澤不佳，口感不好[13]。麥麩膳食纖維不僅能夠改善面條的品質(zhì)而且也會(huì)影響面條的理化性質(zhì)，如色澤、質(zhì)地、持水容量等[14]。麥麩膳食纖維的存在必定會(huì)對(duì)面條制作中熟化、壓延等工藝過程產(chǎn)生一些有利和不利的影響。近年來，膳食纖維對(duì)面制品的影響機(jī)理被廣大學(xué)者研究，本文就有關(guān)麥麩膳食纖維對(duì)面團(tuán)以及面條制作過程中產(chǎn)生影響的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行綜述，對(duì)麥麩膳食纖維在面條制品中的應(yīng)用現(xiàn)狀加以整理，探究其對(duì)面條加工過程的整體影響。

1 麥麩膳食纖維及其制備

麥麩中含有的膳食纖維約占總麩皮的一半，它不僅含量豐富而且價(jià)格低廉，是較理想的膳食纖維制備原料。此外，麥麩中還含有維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)和人體必需氨基酸[15]。麥麩膳食纖維（Wheat Bran Dietary Fiber,WBDF）是通過物理或化學(xué)等方式從麥麩中提取出的膳食纖維，可應(yīng)用到食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)。麥麩膳食纖維是具有較好的水合性質(zhì)、持油性能、形成凝膠等加工特性和抗氧化活性、消除自由基等功能特性的一類天然功能性添加劑。麥麩膳食纖維根據(jù)溶解性分為可溶性膳食纖維（Soluble Dietary Fiber,SDF）和不溶性膳食纖維（Insoluble Dietary Fiber,IDF）。在麥麩膳食纖維中，麥麩不溶性膳食纖維含量遠(yuǎn)大于可溶性膳食纖維，兩者之比約為9∶1[16]。膳食纖維的溶解度是由主鏈或側(cè)鏈的多糖結(jié)構(gòu)決定的，不規(guī)則為易溶，規(guī)則為不可溶；可溶性也受到一些官能團(tuán)的影響，如-COOH。溫度和離子強(qiáng)度也會(huì)對(duì)溶解性產(chǎn)生影響[15]。

制備麥麩膳食纖維，首先需要將其從麥麩中提取出來。目前，從麥麩中提取膳食纖維的方法可劃分為物理法、化學(xué)法、酶法[17]，詳情見表1。

表1 麥麩膳食纖維的提取方式

2 面條的加工過程

面條是我國北方主食之一，以小麥粉為主要原料，根據(jù)配方的不同，再輔以其它配料制作而成，具有烹調(diào)簡(jiǎn)單、品種多樣、口味豐富等特點(diǎn)。目前，市場(chǎng)上的面條制品主要是經(jīng)過晾曬或者烘干脫水的掛面、經(jīng)過油炸所得的方便面和保留一定水分的鮮濕面，也有一些手工面條。手工面條多為小作坊生產(chǎn)，安全性不高且貯藏不易；油炸產(chǎn)品方便面營養(yǎng)成分不高，經(jīng)常食用影響身體健康；而掛面產(chǎn)品因機(jī)械化生產(chǎn)，產(chǎn)量高，水分含量低耐貯藏，食品安全得到一定的保證，一直保持穩(wěn)定的銷售量。

面條的加工工藝主要包括和面、熟化、壓延等，工藝的不同會(huì)直接影響面條的品質(zhì)。面條加工工藝流程[21]如圖1所示。

圖1 面條加工工藝流程

在面條加工工藝中，第一步是和面工藝，將適量水、添加劑等物質(zhì)與面粉放于和面機(jī)中，在和面機(jī)的機(jī)械攪拌下充分混合形成有黏彈性的面團(tuán)。和面時(shí)間不可過長(zhǎng)，否則會(huì)破壞已形成的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；第二步是熟化階段，可以靜置熟化，也可以低速攪拌使面團(tuán)熟化，以消除面團(tuán)中的內(nèi)應(yīng)力，形成均勻的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；再將熟化后的面團(tuán)放入壓面機(jī)中反復(fù)壓延，壓延成約1mm厚且均勻面片，再進(jìn)行后續(xù)操作。

熟化時(shí)間的長(zhǎng)短、壓延的壓力都會(huì)影響面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如面筋蛋白結(jié)構(gòu)的改變、淀粉顆粒的變化等，這些變化都會(huì)影響成品面條品質(zhì)，Jekle等[22]和Joshi等[23]研究了淀粉對(duì)面團(tuán)流變特性、微觀結(jié)構(gòu)的影響；Huang等[24]研究了淀粉顆粒對(duì)面制品的粘彈性和質(zhì)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)淀粉顆粒的吸水率、膨脹度等都會(huì)影響面條的最終品質(zhì)。

2.1 面條的熟化工藝

熟化工藝是為了完善和面過程中的不足，這一工藝也被稱為“醒面”，這是在面條制作工藝中較為重要的一道工序，實(shí)際上熟化就是將和好的面團(tuán)在自然條件下放置一段時(shí)間或在機(jī)械作用下低速攪拌改善面團(tuán)品質(zhì)。此過程中面團(tuán)內(nèi)部組織成分自動(dòng)調(diào)節(jié)，面團(tuán)內(nèi)水分分布更加均勻，面團(tuán)中內(nèi)應(yīng)力得到消除，并且使面團(tuán)中蛋白質(zhì)和淀粉均勻地吸收水分，使得面團(tuán)結(jié)構(gòu)由剛和面時(shí)的不穩(wěn)定變成穩(wěn)定過程[25]。

面筋蛋白是由麥谷蛋白和麥醇溶蛋白組成，熟化過程中面筋蛋白組分會(huì)發(fā)生變化[26]，從而改善面條品質(zhì)。在熟化靜置階段，水分子能最大限度地進(jìn)入蛋白質(zhì)膠體粒子的內(nèi)部，可形成一定的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與此同時(shí)空氣中O2進(jìn)入面團(tuán)，面團(tuán)中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)-SH被氧化成-S-S-，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)充分地吸水膨脹、相互粘結(jié)，相對(duì)分子量增大，進(jìn)一步改善了面筋的網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)[27-28]。和面時(shí)淀粉會(huì)吸水膨脹形成可塑性面團(tuán)；后序熟化工藝是為了促進(jìn)蛋白質(zhì)與淀粉之間的水分調(diào)節(jié)，對(duì)淀粉起到均質(zhì)作用。

2.2 面條的壓延工藝

壓延即朝著同一個(gè)方向?qū)⑺缮⒌念w粒狀的面團(tuán)壓延加工成面帶的過程，是面條制作中重要的一步，壓延也稱為壓片。壓延的作用：一是使小顆粒面筋聚合成大塊的面筋網(wǎng)，使面團(tuán)成為具有一定強(qiáng)度和粘彈性的濕面帶；二是面筋組織沿著壓延方向排列成束，它經(jīng)過壓面機(jī)多次壓延，而變得細(xì)密、牢固。

壓延過程中，面團(tuán)會(huì)受到機(jī)械壓力，流變學(xué)特性發(fā)生變化，從而改變了面制品的品質(zhì)[29]。面團(tuán)是一種粘彈性物質(zhì)，它既具有彈性固體的性質(zhì)又有黏性流體的性質(zhì)。面團(tuán)的形成首先是由面筋蛋白吸水膨脹后形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，然后糊化的淀粉和其他組分充滿整個(gè)面筋網(wǎng)絡(luò)，之后面團(tuán)開始慢慢變軟，體積膨大，最終形成具有一定粘彈性和硬度的團(tuán)塊。面條的品質(zhì)直接受到面團(tuán)結(jié)構(gòu)和特性的影響，而面團(tuán)的結(jié)構(gòu)與特性是受面團(tuán)中的面筋蛋白、淀粉顆粒分子的特性影響。在壓延加工工藝中，壓延時(shí)間和壓力都會(huì)對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響,面團(tuán)中面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也隨之建立或破壞[30]。張煌等[31]觀察面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)壓延前，淀粉顆粒和面筋蛋白呈現(xiàn)出隨意分布、密集的聚集在一起或稀疏的散落在各處的狀態(tài)，表明在壓延前，面團(tuán)中大量的淀粉顆粒沒有被面筋蛋白均勻包裹，面筋蛋白也沒有完全延展開。經(jīng)過多次適量的壓延工藝后，面團(tuán)中的面筋蛋白得到舒展和延伸，淀粉顆粒開始均勻地被面筋蛋白包裹，結(jié)構(gòu)變得均勻，并且水分子能夠充分與面筋蛋白大分子和淀粉顆粒均勻接觸，有利于面筋網(wǎng)絡(luò)的脹潤(rùn)，增大了面筋蛋白的彈性，讓面團(tuán)變得更加飽滿，促進(jìn)了面團(tuán)形成均勻細(xì)膩的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。不當(dāng)?shù)膲貉訅毫?huì)影響面條成品品質(zhì)，壓延不足會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)內(nèi)部分布不均、面筋無法完全伸展，導(dǎo)致生產(chǎn)出的面條品質(zhì)不高；壓延過度會(huì)造成面團(tuán)中面筋網(wǎng)絡(luò)的破裂、淀粉顆粒脫落，面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，使面條發(fā)生斷條現(xiàn)象。

3 麥麩膳食纖維對(duì)面條加工過程的影響

在面條中加入膳食纖維，可以提高面條的營養(yǎng)價(jià)值，研究表明適量麥麩膳食纖維可以提高面條的品質(zhì)，但也會(huì)降低面條的色澤。HAN等[16]認(rèn)為在面條中添加水溶性麥麩膳食纖維時(shí)，在一定程度上提高了面條品質(zhì)。因SDF為淺褐色、IDF為淺黃色[32]，它們的存在會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)的色澤變黃、變暗，而消費(fèi)者更喜愛白亮色的面條，可采取脫色等措施來改善面條產(chǎn)品的顏色。

在面制品的制作過程中，面筋蛋白對(duì)面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起著主要作用，而淀粉分子決定著面條最終的產(chǎn)品性質(zhì)[33]。麥麩膳食纖維的親水基團(tuán)較多，故有較強(qiáng)的吸水能力和持水能力。孫鏈等[34]認(rèn)為面條的口感、硬度、黏度和光滑度與淀粉的性質(zhì)有關(guān)。熟化階段，膳食纖維不斷與淀粉競(jìng)爭(zhēng)水分，最終使得淀粉結(jié)合的水分少，膳食纖維分子側(cè)鏈上的活性基團(tuán)也與面條中淀粉發(fā)生交互作用，表現(xiàn)為溶解度增大，膨脹力增大，凝膠硬度增大。膳食纖維中羧基、羥基等活性基團(tuán)與淀粉分子進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)后，淀粉中淀粉顆粒溢出，淀粉溶解度增大，此時(shí)淀粉顆?？梢晕「嗟乃?，從而使淀粉的膨脹力增大。隨著麥麩膳食纖維添加量的增大，可改善面條的品質(zhì)，使面條蒸煮后有更高的黏性。此外，膳食纖維也可能會(huì)阻礙直鏈淀粉分子間的聚集和重排，降低了直鏈淀粉分子間相互交聯(lián)和纏繞的程度，故淀粉凝膠的硬度也隨之降低[35-36]。不溶性膳食纖維中含有β-葡聚糖，它自身有一定的增稠效應(yīng)，所以可以提高淀粉的黏度[37]。中式面條一般具有較高的黏彈性、咀嚼性，麥麩膳食纖維的加入，可以使得面條黏性增大，硬度降低，有更好的口感。

在熟化階段，麥麩膳食纖維也對(duì)淀粉的老化和糊化產(chǎn)生影響。麥麩膳食纖維具有離子交換的能力，麥麩膳食纖維中的氨基、羧基、羥基類活性基團(tuán)，對(duì)淀粉中的陽性離子有結(jié)合和交換的能力。首先，在面團(tuán)熟化階段，膳食纖維會(huì)使淀粉更多與膳食纖維多糖中羥基及羧基等活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，如膳食纖維上的多糖類物質(zhì)，其糖鏈上的羥基可以與水分子上的氫鍵結(jié)合，而淀粉分子之間作用減弱，阻礙了直鏈淀粉的凝沉，在一定程度上抑制了淀粉的老化。老化的抑制可能對(duì)面條的保質(zhì)期有利，但麥麩膳食纖維的添加對(duì)貨架期是否能夠延長(zhǎng)的影響依然有待研究。其次，麥麩膳食纖維的加入影響了淀粉的糊化進(jìn)程[38]。淀粉的糊化受到了膳食纖維分子量大小、添加量和SDF與IDF的比例的影響，目前的研究主要側(cè)重于水溶性膳食纖維方面，發(fā)現(xiàn)可溶性膳食纖維因非淀粉多糖的溶解、水化作用，妨礙了淀粉與水的結(jié)合，進(jìn)而限制了淀粉的糊化[39-40]。

在熟化過程中，麥麩膳食纖維除了對(duì)淀粉各特性產(chǎn)生了影響之外，也對(duì)面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定程度影響。有學(xué)者認(rèn)為麥麩膳食纖維會(huì)對(duì)面團(tuán)造成積極的影響，如麥麩膳食纖維的高持水性有利于維持面團(tuán)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；也有部分學(xué)者認(rèn)為麥麩膳食纖維的加入，會(huì)對(duì)面團(tuán)產(chǎn)生一些消極影響。如Gan等人[41]研究得出膳食纖維的存在會(huì)破壞淀粉-面筋結(jié)構(gòu)，對(duì)面團(tuán)的粘彈性等也有一定的負(fù)面作用。也有學(xué)者得出結(jié)論如豆康寧等[42]認(rèn)為可溶性膳食纖維對(duì)面團(tuán)面筋產(chǎn)生改良作用，而不溶性膳食纖維對(duì)面團(tuán)產(chǎn)生劣化作用。又如李超然等[33]研究得出，相比于IDF，SDF可使面團(tuán)形成更均勻穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，故可利用改性技術(shù)對(duì)不溶性膳食纖維改性。此外，如膳食纖維對(duì)面團(tuán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不良影響主要是由于其對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的稀釋。

在壓延工藝中，面團(tuán)中面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到伸展，內(nèi)部成分充分接觸，流變學(xué)特性也發(fā)生了改變。蔡為榮等[43]研究麥麩膳食纖維對(duì)面條粘彈性的影響得出少量的纖維有利于面筋網(wǎng)絡(luò)的維持，可增加抗拉伸性能，對(duì)面條的拉伸壓延有積極作用，減少了面條的斷條率，量多則會(huì)產(chǎn)生不利影響。

趙文華等[44]使用拉伸儀測(cè)定含麥麩膳食纖維的拉伸特性，發(fā)現(xiàn)麥麩膳食纖維對(duì)面團(tuán)的拉伸特性有正反兩種作用。麥麩膳食纖維的高持水性，能維持面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了面團(tuán)的筋力，也增加了面團(tuán)的抗延伸性能。李小平等[45]得出麥麩膳食纖維的加入會(huì)稀釋面團(tuán)中蛋白質(zhì)含量，延伸性變差。此外過多的膳食纖維會(huì)使面團(tuán)內(nèi)部產(chǎn)生膨脹，阻礙面筋充分?jǐn)U展，最終導(dǎo)致面團(tuán)特性的惡化，面制品軟塌。麥麩膳食纖維中含有大量的親水性物質(zhì)，在面團(tuán)中與淀粉顆粒競(jìng)爭(zhēng)水分，親水物質(zhì)大量吸水，導(dǎo)致淀粉吸水量減少，并且與淀粉還發(fā)生了交聯(lián)作用導(dǎo)致淀粉顆粒的大量溢出，從而對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。面筋形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)直接影響著面條的硬度[46]。陶春生等[47]研究出膳食纖維能增加面條的硬度和咀嚼性，面條的彈性、內(nèi)聚性也與膳食纖維有關(guān)。王紅娜等[48]得出膳食纖維的加入會(huì)使面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間顯著增加，而麥麩膳食纖維也會(huì)影響二硫鍵，從而破壞面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。微觀結(jié)構(gòu)可看出，膳食纖維的存在會(huì)使面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，易使均勻的結(jié)構(gòu)變得疏松無序。麥麩膳食纖維會(huì)破壞蛋白的微觀結(jié)構(gòu)，其物理特性破壞了面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的正常形成；此外，膳食纖維的親水基團(tuán)競(jìng)爭(zhēng)性吸水產(chǎn)生影響。膳食纖維的加入又能使面條的抗拉伸性增加，這是由于麥麩膳食纖維的高持水性，使得面條更適應(yīng)壓延工藝，降低了面條的斷條率。

綜上所述，麥麩膳食纖維的加入，對(duì)面團(tuán)造成兩方面的影響。一是麥麩膳食纖維的高持水性增加了面團(tuán)的抗延伸性，使得面團(tuán)更適應(yīng)壓片工藝；二是在膳食纖維的存在下，面團(tuán)中的蛋白質(zhì)會(huì)被稀釋，過量的膳食纖維更易吸取水分，阻礙面筋蛋白與水分作用，稀釋面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)面團(tuán)的塑性和延伸性有害。在工業(yè)中，要控制好膳食纖維的加入量，并且為保證面條的良好品質(zhì)還可以使用一定量的面粉改良劑來改善這一影響，如海藻酸鈉、三聚磷酸鹽等。邵佩蘭等[49]在已添加6%膳食纖維的面條中加入0.25%的海藻酸鈉，可改善面條的品質(zhì)。

4 結(jié)論與展望

由于麥麩膳食纖維的高持水性，會(huì)使面條初始面團(tuán)吸水率變大、黏度上升、軟度增加等，在面條加工階段，麥麩膳食纖維能影響面團(tuán)中淀粉特性，如限制淀粉糊化、延緩淀粉老化，適量添加可以維持面團(tuán)中面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)面團(tuán)的抗延伸性，有利于壓延工藝。在保證良好食品外觀與風(fēng)味的前提下，適量的添加麥麩膳食纖維，能增加食品的營養(yǎng)價(jià)值；過量地添加，則會(huì)造成面條感官品質(zhì)的大幅度下降，斷條率升高，對(duì)面粉面團(tuán)有很強(qiáng)的劣化作用，面條品質(zhì)受到影響。這些不足在未來需要通過各種方法不斷加以改善，也可使用面粉品質(zhì)改良劑對(duì)麥麩膳食纖維進(jìn)行脫色和改性等，這方面還需進(jìn)一步深入研究，以提高人們對(duì)含麥麩面條的接受度。