梅媛，雙媛，柯媛，楊恒,2，肖甚圣，丁貝貝，王學(xué)東*

1(武漢輕工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢，430023)2(安琪酵母股份有限公司，湖北 宜昌，443003)

辣條，學(xué)名叫做擠壓面制品或調(diào)味面制品，它主要原料是小麥粉(中筋)，加工工藝主要是擠壓膨化，除小麥粉質(zhì)量以外，在一定程度上辣條的品質(zhì)還與其坯體的膨脹率、吸油率呈正相關(guān)，而與硬度呈負(fù)相關(guān)[1]。辣條受淀粉老化等因素的影響，自身的硬度會隨貯藏時間的延長而增加，使口感嚴(yán)重下降，同時坯體在長時間的貯藏過程中會出現(xiàn)因油脂脫離胚體、水分損失而導(dǎo)致其體積縮小、持油能力下降等問題，從而造成辣條在食用時品質(zhì)降低。為了延長保質(zhì)期，一些不健康的化學(xué)添加劑或超量的添加劑會被不法廠商加入辣條中，自辣條開始風(fēng)靡以來，每年監(jiān)管部門必會在抽檢中發(fā)現(xiàn)超范圍、超標(biāo)準(zhǔn)、超限量使用食品添加劑等食品安全問題，限制了其發(fā)展。

冷越等[2]發(fā)現(xiàn)調(diào)味面制品的品質(zhì)受干面筋含量、濕面筋含量、面筋指數(shù)與淀粉組成的影響最為顯著，吸水率、脂肪等其他因素對產(chǎn)品影響也較為顯著。此外，在辣條生產(chǎn)中加入糯米粉，可以延緩整個產(chǎn)品老化速度[3]。付朝煦[4]研究發(fā)現(xiàn)糯米粉的加入導(dǎo)致大顆粒面絮含量的增加，使徑向膨脹率和吸油性上升，延緩了辣條的硬化。其他面制品相關(guān)研究如宋娜等[5]發(fā)現(xiàn)在蒸制過程中添加2.0%低聚木糖的饅頭坯相較于對照樣品，水分含量上升更快，水分活度減小；低聚木糖的添加使更多的自由水轉(zhuǎn)化成弱結(jié)合水，因其部分結(jié)合程度低所以能更快轉(zhuǎn)化為與蛋白質(zhì)、淀粉分子緊密結(jié)合的強(qiáng)結(jié)合水。

低聚糖兼具較好的理化性質(zhì)和良好的生理活性，一般加入低聚糖會導(dǎo)致體系發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)和流變特性的變化，能夠提供更好的表觀性質(zhì)，因而通常用于生產(chǎn)加工中。低聚甘露糖具有眾多有益作用，如改善腸道菌群、降血脂、抗氧化等，且它黏度較低、性能穩(wěn)定，具有多個親水基團(tuán)，還具有無污染、無殘留等多種優(yōu)良特性。低聚木糖因具有良好酸、熱等理化穩(wěn)定性，在焙烤食品中得到廣泛應(yīng)用，解宇晨等[6]研究發(fā)現(xiàn)少量添加低聚木糖能夠增強(qiáng)面包保水性，使面包能保持柔軟的同時提升口感并延長其貨架期；但是當(dāng)添加量為5%時，面包品質(zhì)下降明顯。張印等[7]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明將新科斯糖與低聚果糖、低聚木糖、低聚異麥芽糖按一定比例復(fù)配加入面粉中，面團(tuán)穩(wěn)定時間提高47.3%～119.4%，拉伸特性也有明顯改善，使面團(tuán)有較強(qiáng)的筋力。不同的低聚糖由于其結(jié)構(gòu)及所處的溶液體系不同，在性能上既有共性也有特異性。這些研究都表明天然低聚糖不僅能有效代替部分食品原料，同時能改善產(chǎn)品品質(zhì)且更有益于人體健康。

目前世界上關(guān)于天然低聚糖對水產(chǎn)品及烘焙產(chǎn)品的品質(zhì)改良作用、肉類水果類鮮食的保鮮作用和食品包裝的研究較多，但是有關(guān)天然低聚糖對擠壓面制品的研究較為罕見。經(jīng)過對比參考，挑選了2種低聚糖(低聚甘露糖和低聚木糖)作為本文研究對象，探究了這2種低聚糖的不同濃度對辣條專用粉的粉質(zhì)特性、拉伸特性、糊化特性以及辣條胚體的膨脹率、吸油率和硬度的影響，為辣條的品質(zhì)改良及相關(guān)擠壓產(chǎn)品的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

六月春小麥粉[面粉基礎(chǔ)指標(biāo)(濕基)：水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.47%，灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.79%，粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.80%]，河南蓮花面粉有限公司；單甘酯(單雙甘油脂肪酸酯)，佳力士添加劑(海安)有限公司；食鹽(食品級)，市售；氯化鈉(分析純)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；低聚甘露糖(水分含量6.65%，純度≥85%，分子質(zhì)量1 600 Da)，成都永安緣和生物科技有限公司；低聚木糖(水分含量1.23%，純度≥80%，分子質(zhì)量1 000 Da)，河南益常青生物科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

HY-YTDFJ-60型單螺桿擠壓膨化機(jī)，平江弘宇機(jī)械制造有限公司；Farinograph-E型粉質(zhì)儀、Extensograph-E型拉伸儀，德國布拉班德公司；RVA-Super4型快速黏度儀，瑞典波通公司；TA.XTC型質(zhì)構(gòu)儀，上海寶圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 小麥粉-低聚糖混合粉的制備

將低聚甘露糖和低聚木糖按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%、4.0%、6.0%、8.0%代替小麥粉中相應(yīng)的分量，并將低聚糖和小麥粉一起混合均勻，得到小麥粉-低聚糖混合粉。

1.3.2 小麥粉粉質(zhì)特性的測定

參照GB/T 14614—2019《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試 粉質(zhì)儀法》測定小麥粉及混合粉粉質(zhì)特性，重復(fù)3次取平均值。

1.3.3 小麥粉拉伸特性的測定

參照GB/T 14615—2019《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試 拉伸儀法》測定小麥粉及混合粉拉伸特性，重復(fù)3次取平均值。

1.3.4 小麥粉糊化特性的測定

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》測定小麥粉及混合粉糊化特性，重復(fù)3次取平均值。

1.3.5 辣條坯體的制備

將食鹽(占混合粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6%)、單甘酯(占混合粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.48%)溶于水(占混合粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的30%)中，充分?jǐn)嚢柚磷畲蟪潭热芙?；?.3.1所得混合粉倒入圓桶打粉機(jī)，開啟機(jī)器，快速均流加入NaCl和單甘酯混合液，打粉機(jī)高速攪打混合30 s，使得攪打好的原料呈“捏可呈團(tuán)，松手即散”狀態(tài)，即可得面絮物質(zhì)。將制作好的面絮倒入臥式下粉機(jī)，啟動擠壓機(jī)后，將下粉機(jī)轉(zhuǎn)速在30 s內(nèi)逐漸由4(約500 g/min)調(diào)整至13(約1 625 g/min)，開始擠壓出辣條樣品；棄掉開機(jī)時擠出的品質(zhì)不均勻、糊化不完全的樣品，取顏色均一、膨脹良好的部分，放至多功能三層切帶上，調(diào)整切帶轉(zhuǎn)速與擠壓機(jī)出料速度一致；切后樣品在25 ℃室溫下平攤冷卻后用聚乙烯(polyethylene，PE)自封袋保存于25 ℃恒溫條件下。

1.3.6 辣條坯體膨脹度的測定

(1)

1.3.7 辣條坯體吸油率的測定

稱取1.5～2.0 g樣品，記錄其質(zhì)量為m1，剪成3段，將其置于已加入30 mL菜籽油的50 mL離心管內(nèi)，漩渦振蕩1 min(油料需沒過胚體)，常溫放置0.5 h，取出樣品并用濾紙緩慢輕觸坯體吸收外表的油脂，稱量后記錄其質(zhì)量為m2，至少重復(fù)3次取平均值，通過公式(2)計(jì)算吸油率。

(2)

式中：m1，坯料質(zhì)量，g；m2，坯料吸油后的質(zhì)量，g。

1.3.8 辣條坯體水分含量的測定

參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》中的第一法測定，重復(fù)3次取平均值。

1.3.9 辣條坯體硬度的影響測定

取切斷后的辣條，置于質(zhì)構(gòu)儀的TA/LKB探頭的中央部位下進(jìn)行硬度測定。測試參數(shù)為：測前速率1.0 mm/s，測時速率2.0 mm/s，測后速率2.0 mm/s，2次下壓的間隔時間5 s，下壓形變量為75%，觸發(fā)力5 gf。每次測定記錄樣品的硬度，至少重復(fù)10次取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 低聚糖對小麥粉粉質(zhì)特性的影響

面筋蛋白及淀粉兩者結(jié)合水的能力較大程度上影響面團(tuán)的吸水率，可較直觀地反映面團(tuán)體系的變化[8]。表1結(jié)果表明，吸水率隨著2種低聚糖添加量的增加均顯著降低(P<0.05)?？赡苁怯捎诘途厶欠肿觾A向于與面筋相互作用，從而提高面團(tuán)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和稠度[9]。一方面因?yàn)樵诿鎴F(tuán)制作過程中這些低分子質(zhì)量的低聚糖與面粉充分結(jié)合混勻，而糖類對水具有高黏結(jié)合力與面團(tuán)中的面筋蛋白競爭水分，從而影響了面團(tuán)吸水率；另一方面，除與其競爭水分外，低聚糖分布在面筋周圍與其優(yōu)先結(jié)合，這樣減少了面筋與水的結(jié)合，進(jìn)而使面團(tuán)的吸水率下降[15]。

表1 低聚糖對小麥粉粉質(zhì)特性的影響Table 1 Effect of oligosaccharide on farinograph qualities of wheat flour

由表1可知，隨著低聚甘露糖、低聚木糖添加量的增加，面團(tuán)形成時間顯著增加(P<0.05)，說明這些低分子質(zhì)量的低聚糖對面團(tuán)的形成有一定的延遲。由于面筋蛋白與低聚糖先結(jié)合，阻礙了面筋蛋白與面筋蛋白之間的結(jié)合，導(dǎo)致面筋形成時間增加。低聚糖羥基含量較高，易通過氫鍵與水分子相互作用結(jié)合較多的水分，小麥粉的持水能力主要是淀粉的膨脹能力決定的，而在低于淀粉糊化膨脹溫度時(50～90 ℃)，其持水力與低聚糖比明顯較弱，小麥粉中添加低聚糖時會與小麥粉競爭水分，進(jìn)而使小麥粉的吸水速率下降，因此低聚糖與小麥粉之間達(dá)到動態(tài)平衡所需的時間增加，面團(tuán)的形成時間增大，這與相關(guān)研究的結(jié)果相似[23]。低聚糖種類和含量不同，對水的吸附能力也不一樣，形成時間也就有差異。

面團(tuán)在加工過程中對機(jī)械攪打的抵抗力可通過面團(tuán)穩(wěn)定性來體現(xiàn)。品質(zhì)優(yōu)良的面團(tuán)穩(wěn)定性必然越好、穩(wěn)定時間越長，同時面團(tuán)的韌性越強(qiáng)、筋力越大[11]。由表1可見，隨低聚甘露糖的添加，穩(wěn)定時間顯著增加(P<0.05)，面團(tuán)穩(wěn)定時間的延長，說明低聚甘露糖對面團(tuán)的筋力有增強(qiáng)效果，可以提高面團(tuán)的加工性能。而低聚木糖的添加無明顯影響，可能是因?yàn)榈途鄹事短堑姆肿淤|(zhì)量較低聚木糖高，相對分子質(zhì)量越大則黏度越大，黏度越大則韌性越強(qiáng)，故低聚甘露糖對面團(tuán)形成時間效果優(yōu)于低聚木糖。面筋內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和蛋白結(jié)構(gòu)的形成受低聚糖的干預(yù)使其穩(wěn)定性增強(qiáng)，低聚糖可在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下將糖轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì)，并與氨基酸殘基脫水形成糖苷鍵。糖基化有助于蛋白質(zhì)折疊功能，同時具有修飾調(diào)節(jié)蛋白的作用，增強(qiáng)了蛋白結(jié)構(gòu)中二硫鍵的穩(wěn)定性，同時低聚糖也可通過羥基將面筋蛋白結(jié)合起來，形成更加穩(wěn)定的二級結(jié)構(gòu)[10]。此外，低聚糖在面團(tuán)形成過程中與面粉顆粒充分揉混，有一定的吸附淀粉的作用，相互作用下可保持穩(wěn)定不易被機(jī)械攪拌破壞自身結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致面筋面團(tuán)的穩(wěn)定時間加長[12]。

面團(tuán)的弱化度是重要的指標(biāo)，最能體現(xiàn)面團(tuán)的耐破壞程度，弱化度大說明面團(tuán)容易流變，面團(tuán)筋力較弱，容易塌陷，加工塑型較難。但由表1可知，隨低聚木糖添加量的增加其弱化度無顯著改善，與空白對照相比差異不大；相反隨低聚甘露糖添加量的增加其弱化度顯著降低，此結(jié)果可能是因?yàn)榈途鄹事短堑木酆隙?2～10)略高于低聚木糖(2～7)。這說明面筋蛋白強(qiáng)度增加了，面團(tuán)的耐加工破壞程度提高，主要是競爭吸水后，面團(tuán)的稠度增加。除與低聚糖的分子聚合度有關(guān)外，也有原因是低聚糖參與了面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成[13]。該結(jié)果與穩(wěn)定時間相對應(yīng)，穩(wěn)定時間越長其弱化度就越低。低聚糖的種類繁多，分子結(jié)構(gòu)也不盡相同，與蛋白質(zhì)的相互作用效果、面團(tuán)的弱化度也有差異。

2.2 低聚糖對小麥粉拉伸特性的影響

拉伸特性所包含的基礎(chǔ)指標(biāo)均能反映面團(tuán)的品質(zhì)，面團(tuán)拉伸至斷裂時橫坐標(biāo)代表其延伸度。由表2可知，除6%低聚甘露糖外，面團(tuán)延伸度沒有特別大的波動?？赡苁堑途厶翘娲瞬糠中←湻郏瑢?dǎo)致面粉中醇溶蛋白相對含量降低。在一定范圍內(nèi)拉伸曲線面積與面團(tuán)品質(zhì)成正比，其表示拉伸面團(tuán)時需要的能量大小，相應(yīng)的，也可展現(xiàn)面團(tuán)筋力的強(qiáng)度。由相關(guān)研究可知，添加酵母葡聚糖后面團(tuán)拉伸面積減少，即表明面筋強(qiáng)度較弱。一是面筋蛋白相對含量因酵母葡聚糖的添加而減少，進(jìn)而影響了面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成及其穩(wěn)定性，降低了面團(tuán)的拉伸彈性；二是酵母葡聚糖有較強(qiáng)的吸水能力，同時也阻礙了面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，導(dǎo)致面筋韌性降低[14]。但拉伸面積隨著低聚木糖、低聚甘露糖添加量的增加有所上升，說明因低聚糖含較多的羥基，它的加入增強(qiáng)面筋結(jié)合和穩(wěn)定，面團(tuán)內(nèi)能量較大，面團(tuán)的抗拉伸強(qiáng)度增加，顯著增加了面團(tuán)的彈性。相關(guān)研究認(rèn)為面團(tuán)中的功能性糖類吸水后可形成膠體，使其黏彈性比小麥粉更高[15]。如上均可影響拉伸面積的大小，亦說明低聚糖可使拉伸面積增高。

表2 低聚糖對小麥粉拉伸特性的影響Table 2 Effect of oligosaccharide on extensograph qualities of wheat flour

拉伸阻力和最大拉伸阻力則能直觀反映面團(tuán)的彈性。由表2可知，拉伸阻力、最大拉伸阻力隨著低聚木糖、低聚甘露糖添加量的增加均有所增加，拉伸的阻力越大表示面團(tuán)彈性越好，筋度越強(qiáng)，即抗拉扯延伸性越強(qiáng)。筋度強(qiáng)則韌性也越好，面團(tuán)在拉伸過程中水分揮發(fā)而導(dǎo)致變硬[16]。在本研究中可能歸因于兩個方面：一方面低聚糖分子參與結(jié)合麥谷蛋白分子，從而使得面團(tuán)的抗拉扯性增強(qiáng)；另一方面，低聚糖的羥基可以以氫鍵的形式參與面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成過程，使其更加穩(wěn)定，更具有彈性，從而增強(qiáng)面團(tuán)的結(jié)構(gòu)使得面團(tuán)的抗延伸性增強(qiáng)。

2.3 低聚糖對小麥粉糊化特性的影響

由于淀粉自身的特性，其顆粒在高溫下糊化溶脹并分裂形成均勻、具有一定黏性的糊狀溶液，所以糊化特性是淀粉重要的基礎(chǔ)指標(biāo)，用來分析淀粉在受熱過程中的物理性質(zhì)變化。糊化特性中峰值黏度代表糊化過程中的一個平衡點(diǎn)即升溫時多聚物重新排列導(dǎo)致黏度降低及淀粉顆粒破裂的極點(diǎn)，其對應(yīng)著顆粒的膨脹程度以及結(jié)合水的能力。由表3可知，加入低聚糖后，峰值黏度顯著降低。低聚糖的加入使淀粉顆粒與低聚糖的相互作用淀粉膨脹受到限制，從而導(dǎo)致黏度減小，這可能是因?yàn)榈途厶谴媪瞬糠值矸劢档土说矸蹪舛?。也有研究表明?dāng)小麥面粉中添加能夠與淀粉競爭水分子的物質(zhì)時能夠減少淀粉顆粒吸水膨脹作用，同時導(dǎo)致淀粉顆粒中的水分損失減少，從而降低體系黏度[17]。

黏度最高和最低值之間的差值即為衰減值。它體現(xiàn)了淀粉顆粒在承受熱能時維持分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的能力和淀粉顆粒破損范圍及程度，落差越大代表穩(wěn)定性越差，樣品品質(zhì)越不好[2]。由表3可知，衰減值隨低聚糖的加入而降低，說明低聚糖能夠有效控制因升溫和加工對淀粉顆粒的損壞，穩(wěn)定維持淀粉的結(jié)構(gòu)?？赡茉蚴羌尤氲牡途厶桥c淀粉競爭水分，使得淀粉可利用的水減少，抑制淀粉的糊化，同時與淀粉分子間形成了氫鍵包裹住淀粉顆粒，增加了糊化物的熱穩(wěn)定性，加入的低聚糖包圍在淀粉顆粒周圍，在面團(tuán)的制作過程中減少了淀粉的破損率。

表3 低聚糖對小麥粉糊化特性的影響Table 3 Effect of oligosaccharide on the gelatinization characteristics of wheat flour

一是淀粉糊化后緊接著老化的程度、二是升溫后淀粉顆粒分子重結(jié)晶的程度和淀粉糊化后緊接著老化的程度、三是冷卻過程中形成凝膠的強(qiáng)度，以上能力均可由回生值體現(xiàn)，即膨脹前期溶出的直鏈淀粉分子相互交聯(lián)結(jié)合能力的大小，回生值與淀粉老化程度成正相關(guān)[18]。由表3可知，回生值隨低聚糖的加入而降低，說明低聚糖能夠有效改善淀粉的回生。淀粉回生主要是冷卻過程中淀粉分子由受熱吸水膨脹后的無序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬τ行虻慕Y(jié)構(gòu)，回生值的減小可能是由于低聚糖的加入聚集了大量的水分子，會在淀粉分子糊化過程中發(fā)生競爭關(guān)系，而糖量的增加加大了這種競爭現(xiàn)象的發(fā)生。不僅如此，這種競爭還以淀粉分子為對象，擾亂了氫鍵的結(jié)合使直鏈淀粉不易形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而減慢了老化速度。

樣品充分熟化需要滿足的最低溫度即為糊化溫度，由表3可知，加入低聚糖，糊化溫度增大，這表示低聚糖的加入有效抑制了淀粉的糊化。由于低聚糖中的親水基團(tuán)較多，溫度較低時其吸濕性優(yōu)于小麥蛋白和淀粉，因此小麥淀粉在升溫時膨脹吸水減少，為了克服上述問題而引起的糊化困難只能依靠提高溫度來解決[19]。低聚糖的加入抑制了淀粉顆粒的崩解離散，且能與淀粉競爭水分子而減少淀粉顆粒吸水膨脹作用，進(jìn)而促進(jìn)了體系中游離的淀粉分子交聯(lián)聚合，減少破損率。同時由于膨脹顆粒的水分降低，所以淀粉顆粒糊化所需要的水也在一定程度上有所減少，相應(yīng)的，淀粉在糊化時所需的能量逐漸增加，表現(xiàn)為起始糊化溫度的增加使糊化溫度升高[20]。而低聚糖包裹淀粉，等同于形成了一個保護(hù)層，淀粉糊化溶脹時首先要破壞這個保護(hù)層，此時則需要更多的能量，因此導(dǎo)致糊化溫度的升高。不含淀粉的天然低聚糖由于限制了淀粉顆粒無定型區(qū)域的水合作用對淀粉凝膠的形成有顯著影響。

2.4 低聚糖對辣條胚體膨脹度的影響

擠壓膨化產(chǎn)品的膨脹度是用來描述產(chǎn)品出機(jī)時的膨化程度，其值越大產(chǎn)品膨脹程度越大[21]。對于辣條品質(zhì)而言，辣條的吸油率與膨脹率具有顯著的相關(guān)性，成品的口感與膨化度有著直觀且直接的聯(lián)系，膨脹度數(shù)值越高，品質(zhì)越佳。辣條膨脹度取決于面筋結(jié)構(gòu)與淀粉糊化的協(xié)同作用，而且提升膨脹率能有效地節(jié)省原材料，從而提高利潤。如圖1所示，辣條的膨脹度與低聚糖添加量呈正相關(guān)，可能是因?yàn)榈途厶堑奶砑痈纳屏嗣娼畹鞍椎臒岱€(wěn)定性[22]，在一定程度上對其孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響。這可能是因?yàn)樘砑舆m量的低聚糖增強(qiáng)了面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使辣條胚體內(nèi)孔隙密集且大小均勻構(gòu)象穩(wěn)定，導(dǎo)致辣條內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，減少了擠壓膨化的第五階段氣泡塌陷的過程(辣條坯出機(jī)遇冷的收縮過程)，從而使膨脹度增大，該結(jié)果與拉伸面積和延伸度結(jié)果一致。當(dāng)添加量為8%時，膨脹度有降低的趨勢，由小麥粉糊化特性和粉質(zhì)吸水率結(jié)果分析是因?yàn)榈途厶翘砑恿吭酱笃洚a(chǎn)品中淀粉含量相對減少，從而降低了淀粉溶脹率。同時糖類物質(zhì)可以在淀粉顆粒的無定形區(qū)域中的淀粉鏈之間形成交聯(lián)鍵(糖橋)，其限制淀粉的溶脹、降低膨脹度、并穩(wěn)定結(jié)晶區(qū)[23]。而面團(tuán)的拉伸特性可以充分展現(xiàn)面筋蛋白的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，結(jié)合分析可見產(chǎn)品膨脹度與面團(tuán)拉伸面積、拉伸阻力、最大拉伸阻力呈正相關(guān)[15]。當(dāng)辣條膨脹度過小，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊密，會導(dǎo)致出機(jī)時產(chǎn)品硬度上升，同時會影響后期拌料時對油料的吸收。由此結(jié)果說明適量添加低聚糖能增加辣條胚體的膨脹度，且低聚甘露糖較低聚木糖效果更好，除聚合度和分子質(zhì)量的差異外，低聚甘露糖來源于六碳糖而低聚木糖來源于五碳糖，低聚糖分子結(jié)構(gòu)的不同也能造成差異，但過量添加則會導(dǎo)致相反結(jié)果。

圖1 低聚糖對辣條膨脹度的影響Fig.1 Effect of oligosaccharides on the expansion degree of spicy wheat gluten sticks

2.5 低聚糖對辣條坯體吸油率的影響

辣條作為調(diào)味面制品，拌料是必不可少的一個環(huán)節(jié)，油料賦予了擠壓糕點(diǎn)香味與色澤，并且在其滲入辣條后，會使辣條具有“爆汁感”。油料對辣條的包裹可以增加存放時間，使辣條水分喪失減慢，并起到了潤滑的作用，使辣條能夠保持柔軟[23]。辣條吸油性指數(shù)越高，在儲藏期油脂越不容易損失，其口感就會越好。如圖2表示，低聚糖對辣條的吸油率有影響，辣條的吸油率隨著低聚糖添加量的增加整體呈增加的趨勢，且與圖1中辣條膨脹度的變化具有一致性。結(jié)合小麥粉品質(zhì)指標(biāo)中吸水率、拉伸阻力、最大拉伸阻力和糊化衰減值、回生值來看，低聚糖的添加對辣條的孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響。低聚糖被證實(shí)是有效的蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑[22]，低聚糖耐熱耐酸且它包裹蛋白并與其競爭水分子，穩(wěn)定高階結(jié)構(gòu)，進(jìn)而阻止蛋白在擠壓膨化過程中受熱受擠壓而變性和損傷，進(jìn)而讓坯體面筋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。該結(jié)果與產(chǎn)品膨脹度保持一致，膨脹率高的坯體孔隙較多且較大，由此辣條坯體表面積越大，油脂更易滲透到辣條內(nèi)部，吸油率則越高；相反，膨脹率低的，吸油率也就越低。

圖2 低聚糖對辣條吸油率的影響Fig.2 Effect of oligosaccharides on the absorption rate of spicy wheat gluten sticks oil

吸油率也與水分含量、小麥粉粉質(zhì)特性中的吸水率有一定聯(lián)系，在儲藏期時，水分會從內(nèi)部向外部擴(kuò)散同時油脂也會向內(nèi)部轉(zhuǎn)移，由于這樣一個水油相互傳質(zhì)的過程，坯體中的水分含量越低，親水性基團(tuán)越少，油脂越容易與坯體內(nèi)部的親脂基團(tuán)結(jié)合，則坯體的吸油率越高[24]。作為一類膳食纖維，低聚糖對油料具有吸附作用，再加上擠壓產(chǎn)品的膨化結(jié)構(gòu)會使油脂更容易鎖在胚體內(nèi)部，即便是儲藏期也不易流失和變質(zhì)。

2.6 低聚糖對辣條坯體水分含量的影響

食品體系中有結(jié)合水、不易流動水和自由水，前兩者與坯體中的蛋白質(zhì)、淀粉緊密結(jié)合，坯體中水分的損失主要是自由水。試驗(yàn)過程中，空白組及各實(shí)驗(yàn)組進(jìn)機(jī)水分相同，由于單螺桿擠壓機(jī)機(jī)筒內(nèi)外溫度差異和壓力差異均較大，當(dāng)熟化的熔體離開模具時，它們突然從高壓閃降到常壓并且會引起內(nèi)部水分的迅速蒸發(fā)。較大的溫度壓力差遇到室溫形成冷凝區(qū)域，使得水蒸氣不斷由坯體芯向表面轉(zhuǎn)移，使得坯體的水分含量減少[19]。同時受到低聚糖種類及添加量的影響，辣條通過模具頭后水分會大量汽化，出機(jī)水分含量有較大差異。由圖3可知，水分含量隨著低聚糖含量的增加呈增長趨勢，這一結(jié)果與小麥粉粉質(zhì)的吸水率一致。低聚糖有較強(qiáng)的保水能力與持水特性有關(guān)，因含有的大量羥基可通過氫鍵與水緊密結(jié)合，固定水分子限制其遷移，使得添加低聚糖的辣條中水分不易散失。低聚木糖可吸收自身3～9倍的水分，說明其在一定程度上控制了水分的散失，從而可以延緩辣條的老化使其持水性較好，這可能與低聚糖的低水分活度和高保濕性有關(guān)。這一結(jié)果與低聚木糖、低聚甘露糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，糖分子之間羥基形成氫鍵，分子間與水分子結(jié)合能力加強(qiáng)從而限制水的活度。相關(guān)研究表明木糖醇和甘露糖醇在淀粉凝膠中可以形成更多的氫鍵與更多的水結(jié)合，減少水分遷移限制了淀粉分子流動，從而減少了淀粉分子的重組和老化[17]。

圖3 低聚糖對辣條水分含量的影響Fig.3 Effect of oligosaccharides on the moisture content of spicy wheat gluten sticks

2.7 低聚糖對辣條坯體硬度的影響

硬度是直接反映樣品口感的一項(xiàng)指標(biāo)，辣條硬度過低時整體結(jié)構(gòu)不易保持，產(chǎn)品易造成塌陷，并且會喪失咀嚼時特有的“肉感”；當(dāng)硬度過高時，在長期存放下更易發(fā)生“掉渣”的現(xiàn)象。硬度與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，隨著儲藏時間的延長產(chǎn)品硬度會因淀粉老化等原因增大從而嚴(yán)重影響感官[25]，所以硬度對辣條產(chǎn)品后期銷售而言具有相當(dāng)直觀的影響。圖4可看出樣品的硬度隨著低聚糖添加量的增加而下降，由吸水率分析原因之一是低聚糖本身具有一定的保水性，能有效保持辣條的水分進(jìn)而保持品質(zhì)。

圖4 低聚糖對辣條硬度的影響Fig.4 Effect of oligosaccharides on the hardness of spicy wheat gluten sticks

因分子結(jié)構(gòu)和分子排布不同，其羥基的數(shù)量與糖分子、水的結(jié)合能力都極大地影響了坯體的硬度，羥基數(shù)量多的低聚糖更能保持水分，降低產(chǎn)品硬度[15]。且結(jié)合糊化特性結(jié)果來看低聚糖代替部分面粉后相對減少了淀粉含量，改善衰減值和回生值，延緩辣條的老化速度；同時糖類分子本身低自由體積和限制水分子流動的能力使水分活度降低；再加上低聚糖由于分子質(zhì)量低能更好的溶解而與面粉融合，同時在淀粉顆粒的四周立起屏障，從而減少了水分的流失，降低了坯體的硬度，這一結(jié)果與小麥粉糊化特性和坯體水分含量結(jié)果一致。隨著低聚糖的添加坯體的膨脹度提高，坯體內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔隙與對照相比較多、較大，面筋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且富有彈性導(dǎo)致坯體硬度降低，這一結(jié)果與粉質(zhì)穩(wěn)定時間、弱化度和膨脹度結(jié)果一致。

3 結(jié)論

對于辣條的品質(zhì)來說主要原料的品質(zhì)至關(guān)重要。結(jié)果表明：吸水率、弱化度隨低聚甘露糖、低聚木糖添加量的增加呈降低趨勢，而僅添加低聚甘露糖后面團(tuán)的形成時間、穩(wěn)定時間顯著增加，可見其與低聚糖的聚合度、分子質(zhì)量和分子結(jié)構(gòu)也具有一定相關(guān)性。隨著2種低聚糖的增加，拉伸特性除延伸度外影響顯著，糊化特性也具有良性影響。說明一定范圍內(nèi)2種低聚糖能夠有效提升產(chǎn)品的品質(zhì)，使辣條的膨脹度、吸油率、水分含量均呈增加的趨勢，硬度呈現(xiàn)降低趨勢，但過量添加低聚糖可能會帶來相反結(jié)果。小麥粉品質(zhì)中的穩(wěn)定時間、吸水率、拉伸面積、拉伸阻力、糊化衰減值和回生值對辣條成品品質(zhì)尤為重要。本研究為低聚糖在擠壓面制品中的應(yīng)用及面制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考，小麥粉的各項(xiàng)指標(biāo)均與以其為主要原料的面制品的品質(zhì)有密不可分的聯(lián)系。