施建斌，隋 勇，蔡 沙，何建軍，熊 添，范傳會，陳學(xué)玲，家志文，王少華，蔡 芳，蔣修軍，梅 新,

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064；2.湖北金銀豐食品有限公司，湖北 隨州 441300）

蕎麥起源于中國，現(xiàn)在主要在亞洲、歐洲和美洲種植[1]，在小麥產(chǎn)量較低時，蕎麥是亞洲和歐洲部分國家的主要糧食作物。根據(jù)世界糧農(nóng)組織的數(shù)據(jù)，2020年全球蕎麥產(chǎn)量為161萬噸，種植面積為167萬公頃；我國蕎麥產(chǎn)量為43萬噸，種植面積為50萬公頃。蕎麥營養(yǎng)成分與小麥相似，淀粉（58.3%～73.5%）、蛋白（10%～14.5%）、膳食纖維（9.3%～10.9%）和脂肪（2.0%～2.6%）是其主要成分[2?4]。除此之外，蕎麥中還含有多酚類物質(zhì)，主要為兒茶素、槲皮素、蘆丁、金絲桃苷等，具有很好的抗氧化、抗腫瘤、降壓和消炎等作用[5?6]。近年來越來越多的研究將蕎麥制備成為全谷物的食物，并發(fā)現(xiàn)其可改善產(chǎn)品的營養(yǎng)特性。JIA等[7]發(fā)現(xiàn)蕎麥的添加能夠降低面條還原糖的釋放水平。WOLTER等[8]對比蕎麥、燕麥、藜麥、高粱、畫眉草粉制備的全谷物面包體外消化特性和血糖指數(shù)發(fā)現(xiàn)，全谷物能降低總可利用碳水化合物、水解指數(shù)、血糖指數(shù)和血糖負荷，其中，蕎麥的各項指標分別為1171 mg/4 g、73、80和8。蕎麥添加量的增加能降低米粉預(yù)測血糖指數(shù)和快速消化淀粉的含量，提高抗性淀粉含量[9]。

面條是我國傳統(tǒng)主食，是蕎麥全谷物主食化的重要載體。但是，由于蕎麥蛋白質(zhì)主要由水溶性的清蛋白和鹽溶性的球蛋白和谷蛋白組成，麥粉無法形成與小麥粉相似的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，和面后不能形成緊密的可以膨脹的有黏彈性的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，過量的蕎麥粉導(dǎo)致面團的彈性、韌性和延伸性下降，從而導(dǎo)致面條品質(zhì)變差[10?11]，蕎麥粉在小麥粉中加入比例較高（10%～30%）時，面條的蒸煮斷條率和損失率較高[12?14]。為了提高蕎麥面條品質(zhì)，可以通過預(yù)糊化對蕎麥原料進行處理以提升面條的加工品質(zhì)和口感。原料通過預(yù)糊化處理后，淀粉分子氫鍵被打斷，膠束結(jié)構(gòu)被破壞，蕎麥粉的吸水性、膨脹性和凝膠增加，預(yù)糊化后的淀粉能夠促進各組分之間的粘附，提升面團的強度[10,15]。CHENG等[16]認為蕎麥擠壓處理后破壞了淀粉的形態(tài)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可以誘導(dǎo)形成淀粉網(wǎng)絡(luò)，在制備面條、面包、即食早餐麥片等方面潛力巨大。陳媛媛等[17]發(fā)現(xiàn)隨著糊粉的添加量的增加，面團的吸水率、形成時間和弱化度顯著增加，面團的穩(wěn)定時間顯著降低；面條硬度值顯著提高，彈性和膠黏性顯著降低。而擠壓處理后的蕎麥粉添加對小麥粉面團特性和面條品質(zhì)的影響還不明確，因此，本文采用擠壓膨化工藝對蕎麥進行處理，研究擠壓處理后的蕎麥粉添加對面團特性和面條品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

五得利高筋小麥粉 五得利面粉集團公司，經(jīng)測定面粉中淀粉59.37%、蛋白10.43%、脂肪0.93%、灰分含量0.32%；去殼蕎麥米 五常彩橋米業(yè)有限公司；乳酸、蔗糖、碳酸鈉 分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

DS-32雙螺桿擠壓膨化機 濟南賽信機械有限公司；FC1-220型電動壓面機 武漢豐創(chuàng)機械設(shè)備有限公司；TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System；RAV 4500快速粘度測定儀 瑞典波通科技公司；Mixolab 2混合試驗儀 法國肖邦技術(shù)公司；和面機、粉碎機、電磁爐等為實驗室常規(guī)儀器設(shè)備。

1.2 實驗方法

1.2.1 蕎麥擠壓預(yù)處理 蕎麥經(jīng)過常規(guī)粉碎后過60目篩網(wǎng)，通過擠壓膨化機進行擠壓處理，擠壓原料的水分為14%，擠壓膨化機一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)的溫度分別為50、120和160 ℃。擠壓處理后的樣品經(jīng)粉碎后過80目篩網(wǎng)備用；經(jīng)過測定擠壓后蕎麥中淀粉、蛋白、脂肪、灰分、水分含量分別為60.98%、12.41%、2.43%、1.77%、11.5%，糊化度為85.32%。

1.2.2 蕎麥面條制備 稱取不同質(zhì)量的擠壓蕎麥粉與面粉混合，制成含有0%、4%、8%、12%、16%、20%蕎麥粉的混合粉。在混合粉中加入適量水，和面8～10 min，熟化30 min。熟化結(jié)束后先后用壓面機在壓輥軋距間隙3 mm和2 mm處壓片，壓片—合片—壓片，反復(fù)5次，最后在壓輥軋距間隙2.0 mm處壓片然后切成直徑2.0 mm圓面條，室溫晾干備用。

1.2.3 混合粉溶劑保持能力（SRC，solvent retention capacity） 參照GB/T 35866-2018 糧油檢驗 小麥粉溶劑保持力的測定 中的方法進行測定。基本操作如下：準確稱量的5.000 g混合粉（m）于已稱重的離心管（m1）中并加入25.00 g溶液（去離子水、50%蔗糖溶液（質(zhì)量分數(shù)）、5%碳酸鈉溶液（質(zhì)量分數(shù)）、5%乳酸溶液（質(zhì)量分數(shù)）），劇烈搖動使其混合均勻，置于試管架上膨脹20 min，期間在5、10、15、20 min時快速搖動5 s。最后一次搖動后，在1000 g離心力下離心15 min，棄上清液后將試管倒立10 min稱重（m2），測定之前測定混合粉水分M1，按照式（1）計算SRC：

1.2.4 混合粉糊化特性測定 參照GB/T 24853-2010 小麥、黑麥及其粉類和淀粉糊化特性測定 快速粘度儀法中的方法進行測定。基本操作如下：稱取2.5 g混合粉（濕基水分質(zhì)量分數(shù)14%），加25 mL去離子水，0～20 s在960 r/min條件下從室溫加熱至25 ℃，然后在160 r/min條件下恒溫60 s，在840 s內(nèi)逐漸升溫至95 ℃后恒溫600 s，570 s內(nèi)降溫至50 ℃后恒溫570 s，根據(jù)糊化曲線計算峰值黏度、谷值黏度、衰減值、最終黏度、回生值。

1.2.5 混合粉熱機械特性測定 采用Mixolab 2對混合粉的熱機械特性進行測定，試驗協(xié)議為Chopin+，攪拌刀轉(zhuǎn)速為80 r/min，面團質(zhì)量為75 g，水箱溫度為30 ℃，目標扭矩為（1.1±0.05）N·m。運行過程中溫度設(shè)置分為三個階段，第一階段（恒溫階段），30 ℃保持8 min；第二階段（升溫階段），以4 ℃/min升溫到90 ℃，并在此溫度下保持10 min；第三階段（降溫階段），以4 ℃/min從90 ℃降溫到50 ℃，并在此溫度下保持5 min。

1.2.6 蕎麥面條蒸煮特性測定 對蕎麥面條最佳蒸煮時間、蒸煮斷條率、蒸煮吸水率和蒸煮損失率按照如下的方法進行測定：

最佳蒸煮時間：取20根長20 cm的面條，放入沸騰的蒸餾水中煮一段時間后每隔半分鐘挑起一根面條，用刀切開，直至面條中間的白芯全部消失，記錄時間，即為面條的最佳蒸煮時間。

蒸煮斷條率：取40根20 cm的面條置于1 L沸水中，在最佳蒸煮時間下煮制，結(jié)束后用竹筷將面條輕輕挑出，計算斷裂面條數(shù)量，按照式（2）計算面條蒸煮斷條率。

蒸煮吸水率和蒸煮損失率：取20 g面條并計算其干重W1，置于1 L沸水中，在最佳蒸煮時間下煮制，結(jié)束用漏勺將面條撈出瀝水后稱重W2，然后將其放入烘箱中烘到恒重W3，分別按式（3）和（4）計算蒸煮吸水率和蒸煮損失率：

1.2.7 面條質(zhì)構(gòu)特性分析 面條在最佳蒸煮時間下蒸煮后，過涼水10 s，采用以下幾種方式對面條質(zhì)構(gòu)進行分析：

TPA測定：探頭型號：P36/R。參數(shù)設(shè)定：模式：壓縮；測試前運行速度：1 mm/s；測試速度：5 mm/s；測試結(jié)束返回速度：5 mm/s；壓縮程度：75%；觸發(fā)形式：自動?5 g。每次把3根面條水平放置于載物臺上對每個試樣作6次平行實驗。

剪切力測定：探頭型號：A/LKB-F。參數(shù)設(shè)定：模式：壓縮；測試前運行速度：2 mm/s；測試速度：0.8 mm/s；測試結(jié)束返回速度：0.8 mm/s；壓縮程度：90%；觸發(fā)形式：自動?3 g。每次把3根面條水平放置于載物臺上，面條之間要有一定的間隔。對每個試樣作6次平行實驗。

拉伸強度測定：探頭型號：Code A/SPR。參數(shù)設(shè)定：模式：拉伸；測試前速度：2 mm/s；測試速度：2 mm/s；測試結(jié)束返回速度：10 mm/s；觸發(fā)距離：100 mm；觸發(fā)形式：Auto-0.5 g。每次將一根面條纏繞固定在兩個平行的摩擦輪之間（面條在被拉的過程中不能夠松動），上面的輪子勻速的向上拉伸面條，直至面條斷裂。對每個試樣作6次平行實驗。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 擠壓蕎麥粉添加對混合粉溶劑保持力的影響

擠壓蕎麥粉添加對混合粉溶劑保持力的影響見表1。從表中能看出隨著蕎麥粉添加量的增加，蔗糖、碳酸鈉和乳酸SRC顯著增加（P<0.05），添加量為20%時最大，分別為182.66%、223.02%和177.99%；水SRC在擠壓蕎麥粉添加量為16%時最大為102.62%，但是與添加量為20%時沒有顯著性差異（P>0.05）。蕎麥中含有較多的膳食纖維，通過擠壓可以提升可溶性膳食纖維的含量；此外，擠壓過程中淀粉發(fā)生糊化，淀粉發(fā)生破裂。因此，將擠壓后的蕎麥粉添加到小麥粉將會增加戊聚糖（如，聚阿拉伯糖木糖），同時糊化后的淀粉將會增加混合粉中破損淀粉含量但是也起到膠黏劑的作用，有利于面筋網(wǎng)絡(luò)的溶脹和形成，提升混合粉蔗糖、碳酸鈉和乳酸SRC[18?19]。而小麥-蕎麥混粉作為一個復(fù)雜的混合體系，淀粉含量、膳食纖維含量、蛋白含量和組成都將對水SRC具有影響，因此，水SRC隨添加量的增加規(guī)律性不強[20]。有研究認為SRC值反映面條的力學(xué)特性[21]，乳酸SRC與彈性模量、斷裂位移、斷裂應(yīng)力、硬度、咀嚼性之間均呈顯著正相關(guān)，與蒸煮損失率呈極顯著負相關(guān)；蔗糖SRC與斷裂應(yīng)力、咀嚼性、蒸煮損失率之間均呈顯著相關(guān)；碳酸氫鈉SRC與內(nèi)聚性、彈性、面條吸水率之間均呈顯著或極顯著相關(guān)；水SRC與掛面品質(zhì)指標之間相關(guān)性均不顯著。

表1 擠壓蕎麥粉添加對混合粉溶劑保持力的影響（%）Table 1 Effect of extruded buckwheat addition on SRC for mixed powder (%)

2.2 擠壓蕎麥粉添加對混合粉糊化特性的影響

擠壓蕎麥粉添加對混合粉糊化特性的影響見表2。從表中可以看出，隨著擠壓蕎麥粉添加量的增加，峰值粘度、谷值粘度、衰減值、最終粘度、回生值和峰值時間都呈下降趨勢。峰值粘度、谷值粘度和最終粘度在添加量為20%時僅為小麥粉的49.88%、52.11%和50.60%。糊化是淀粉加熱后，淀粉顆粒開始破壞、晶體結(jié)構(gòu)消失、并形成具有黏性的糊狀物的過程。蕎麥在擠壓過程中通過高溫、高壓、高剪切力的作用使淀粉糊化，再次加熱過程中不會發(fā)生吸水溶脹，因此各糊化指標有所下降[22]。添加擠壓蕎麥粉后混合粉衰減值和回生值顯著降低（P<0.05），添加量為20%時分別為11.67 cP和115.00 cP。衰減值反映了淀粉顆粒在加熱過程中的穩(wěn)定性，數(shù)值越大說明越不穩(wěn)定；而回生值反映了淀粉降溫過程中老化的程度，數(shù)值越大表明其越易回生[23]，說明擠壓膨化蕎麥粉替代部分小麥粉使得面團中淀粉在糊化過程中更加穩(wěn)定，不易回生。

表2 擠壓蕎麥粉添加對混合粉糊化特性的影響Table 2 Effect of extruded buckwheat addition on pasting properties for mixed powder

2.3 擠壓蕎麥粉添加對混合粉面團熱機械特性的影響

擠壓蕎麥粉添加對混合粉面團熱機械特性的影響見表3。從表中可以看出，隨著擠壓蕎麥粉添加量的增加，面團的吸水率增加，未添加時吸水率為56.80%，添加量為20%時吸水率為65.00%。面團的形成時間和穩(wěn)定時間都隨著擠壓蕎麥粉添加量的增加而減小，添加量范圍為0%～8%時，形成時間和穩(wěn)定時間顯著降低（P<0.05），分別降低了74.25%和60.81%；之后隨著添加量的增加下降幅度降低，在添加量為20%時最低，分別為0.72 min和1.09 min。面團吸水率的增加主要因為蕎麥在擠壓過程中淀粉發(fā)生糊化，隨著蕎麥粉添加量的增加面團吸水率增加。有研究發(fā)現(xiàn)在小麥粉中添加生蕎麥粉，面團的吸水率隨著添加量增加緩慢下降，添加量為20%時吸水率與空白相比降低1.6%[24]，而蕎麥通過擠壓處理后吸水率從55.6%增加到114.5%[25]。雖然擠壓蕎麥粉的添加能夠提高面團的吸水率，但是會導(dǎo)致面筋蛋白的稀釋，造成面團形成時間和穩(wěn)定時間大大降低，這與前人研究結(jié)論相似[26]。這種蕎麥粉添加對面團的弱化作用也表現(xiàn)在面團的弱化度C1-C2值上，隨著擠壓蕎麥粉添加量的增加弱化度C1-C2值從0.68 N·m增加到0.97 N·m。淀粉糊化特性C3-C2值和回生特性C5-C4值都隨著擠壓蕎麥粉添加量的增加而減小，表明面團中淀粉的糊化特性降低、不易回生，這與混合粉糊化特性的結(jié)果一致。擠壓膨化處理后淀粉的糊化導(dǎo)致吸水膨脹后摩擦力減小，扭矩減??；同時因糊化導(dǎo)致的面團高吸水率能夠減緩水分遷移速度和淀粉重新排列締合能力[27]。添加擠壓蕎麥粉面團的指數(shù)剖面圖見圖1。從圖中可以看出，隨著擠壓蕎麥粉添加量的增加，面團的吸水指數(shù)、面筋指數(shù)增加；而混合指數(shù)、粘度指數(shù)、淀粉酶指數(shù)和回生指數(shù)下降。這說明添加蕎麥粉后面團吸水率增加、面筋網(wǎng)絡(luò)耐熱能力增加，面團穩(wěn)定性、粘度、酶活降低，而產(chǎn)品不易回生，貨架期較長[28]。

表3 擠壓蕎麥粉添加對混合粉面團熱機械特性的影響Table 3 Effect of extruded buckwheat addition on thermomechanical characteristic for dough

圖1 不同擠壓蕎麥添加的混合粉面團指數(shù)Fig.1 Index profile of dough with different extruded buckwheat addition

2.4 擠壓蕎麥粉添加對面條蒸煮特性的影響

擠壓蕎麥粉添加對面條蒸煮特性的影響見表4。從表中可以看出，隨著蕎麥添加量的增加，蒸煮時間變化不大，斷條率小于5%。蒸煮吸水率隨著蕎麥添加量的增加總體呈減小的趨勢，添加量為16%時最小為148.36%，而蒸煮損失率呈現(xiàn)先增加后減小再增加的趨勢，添加量12%時蒸煮損失率最大為9.46%。添加生蕎麥粉制成的面條，其蒸煮吸水率、斷條率、蒸煮損失率增加[28]，這主要是因為蕎麥的添加會破壞小麥粉面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，淀粉顆粒容易溶出，蒸煮特性降低。但是，在對混合粉溶劑保持力和熱機械特性的研究中發(fā)現(xiàn)，隨著蕎麥粉添加量的增加吸水率增加，但是面條蒸煮特性表明隨著蕎麥粉添加量的增加蒸煮吸水率減小，這可能是蒸煮過程中面條外層已經(jīng)糊化的蕎麥粉快速吸水形成了阻水層從而抑制了面條在后續(xù)蒸煮過程中的吸水，這與前人認為糊化后的淀粉可以形成穩(wěn)定、均勻和致密凝膠網(wǎng)絡(luò)的觀點相同[16,29]。

表4 擠壓蕎麥粉添加對面條蒸煮特性的影響Table 4 Effect of extruded buckwheat addition on cooking properties of noodle

2.5 擠壓蕎麥粉添加對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

擠壓蕎麥粉添加對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響見表5。從表中可以看出，熟面條剪切力、硬度和咀嚼性隨著擠壓蕎麥粉添加量的增加呈現(xiàn)增加的趨勢。面條的拉伸強度隨著蕎麥添加量的增加先增加后減小，拉伸強度在添加量為16%時最大為34.24 g；而拉伸距離隨著添加量的增加先減小后增加，添加量4%時拉伸距離最小為50.72 mm。面條黏性隨著添加量的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，回復(fù)性先減小后增加，而彈性之間沒有顯著性差異（P>0.05）。WANG等[30]通過在小麥粉中添加經(jīng)過擠壓處理具有不同粘度的蕎麥粉發(fā)現(xiàn)，面條的硬度、回復(fù)性、黏性、咀嚼性相對于添加生蕎麥粉制備的面條顯著升高，這與本研究結(jié)果基本相同。

表5 擠壓蕎麥粉添加對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 5 Effect of extruded buckwheat addition on textural properties of noodle

3 結(jié)論

在小麥中添加擠壓處理的蕎麥后，隨著添加量的增加混合粉的蔗糖、碳酸鈉和乳酸SRC顯著增加（P<0.05）；峰值粘度、谷值粘度、衰減值、最終粘度和回生值顯著減?。≒<0.05）；混和粉面團吸水率顯著增加（P<0.05），從56.80%增加到65.00%；糊化特性C3-C2值、回生值C5-C4、形成時間和穩(wěn)定時間都隨擠壓蕎麥添加量的增加而減??；弱化度C1-C2值隨擠壓蕎麥添加量的增加而顯著增加（P<0.05）。面團剖面圖顯示添加蕎麥粉后面團吸水率增加、面筋網(wǎng)絡(luò)耐熱能增加，面團穩(wěn)定性、粘度、酶活降低，而產(chǎn)品不易回生。隨擠壓蕎麥粉添加量的增加面條的蒸煮吸水率減小、剪切力、拉伸強度、硬度和咀嚼性增加。