付苗苗

（河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院，河南鄭州 450002）

小麥?zhǔn)且环N在世界各地廣泛種植的谷類(lèi)作物，總產(chǎn)量位居世界第二位，僅次于玉米。小麥粉是面制食品的重要原料，如饅頭、面包、面條等。小麥淀粉顆粒和面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)共同作用形成了具有黏彈性的小麥面團(tuán)[1]。淀粉作為小麥粉的主要成分，占比約為65%，與面團(tuán)強(qiáng)度和延伸性密切相關(guān)，并且對(duì)小麥粉的加工特性及其面制品的品質(zhì)起到?jīng)Q定性作用[2]。關(guān)于小麥粉中關(guān)鍵組分對(duì)面團(tuán)流變學(xué)及最終產(chǎn)品品質(zhì)影響的研究大多圍繞關(guān)鍵組分蛋白質(zhì)展開(kāi)[3]。往往通過(guò)小麥粉中蛋白質(zhì)的去除或分離重組的方法研究蛋白質(zhì)在決定面團(tuán)特性中的關(guān)鍵作用[4]。研究發(fā)現(xiàn)，麥谷蛋白相互作用形成了面筋網(wǎng)絡(luò)骨架，在面團(tuán)形成過(guò)程中決定了面團(tuán)彈性和抗延伸性，而醇溶蛋白分布在麥谷蛋白附近，增加了面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的平滑完整性，賦予了面團(tuán)流動(dòng)性和延展性[5-6]。目前，也有部分研究通過(guò)在小麥粉中添加淀粉來(lái)探究淀粉在決定面團(tuán)特性中的作用。但所添加的淀粉與原料小麥粉非同源或添加量過(guò)低，使得研究結(jié)果有一定限制，且僅有的相關(guān)研究不夠深入。前期研究?jī)H關(guān)注了面粉中淀粉及組分對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響，且淀粉及組分的添加量在20%以下[7]。同時(shí)，師俊玲等[8]研究指出淀粉能夠通過(guò)填充面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)空隙降低面筋強(qiáng)度，從而起到增強(qiáng)面片延伸性以及改善面片表面光滑性的作用。進(jìn)一步研究了淀粉含量對(duì)面條品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)淀粉添加量與面條蒸煮損失率呈正相關(guān)。

冷凍面團(tuán)技術(shù)目前已成為我國(guó)面制品實(shí)現(xiàn)主食工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，可以擴(kuò)大主食的生產(chǎn)規(guī)模，提供穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量[9]。關(guān)于小麥粉中淀粉特性以及淀粉含量對(duì)冷凍小麥面制品品質(zhì)影響的研究缺乏。小麥粉中淀粉對(duì)面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)、流變學(xué)特性以及冷凍面團(tuán)饅頭品質(zhì)的影響研究對(duì)于解決制面行業(yè)的需求、冷凍饅頭專用小麥粉的制備有重要意義。因此，本文主要通過(guò)淀粉回添的方式添加不同比例的淀粉至小麥粉中，研究小麥淀粉對(duì)面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)、蛋白特性以及冷凍面團(tuán)饅頭品質(zhì)的影響，明確小麥淀粉在決定面團(tuán)特性以及冷凍面團(tuán)饅頭品質(zhì)中的作用，以期為改良小麥粉品質(zhì)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金苑小麥粉（淀粉71.2%、水分13.3%、蛋白質(zhì)12.7%）：河南鄭州金苑面業(yè)有限公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SHM01 型和面機(jī)：浙江蘇泊爾股份有限公司；JIDI-5G 型低速離心機(jī)：廣州吉迪儀器有限公司；LGJ-10G型真空冷凍干燥機(jī)：北京四環(huán)科學(xué)儀器有限公司；RVA-3D 型快速粘度儀：澳大利亞Newport 公司；OHG-1800 型粉質(zhì)儀：德國(guó)Brabender 公司；MicroMR-CL-1型核磁共振分析儀：上海紐邁電子科技有限公司；Qutanta 200 掃描電鏡儀：美國(guó)FEI 公司；725N 型紫外分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)技術(shù)有限公司；GDW 型速凍機(jī)：無(wú)錫科隆試驗(yàn)設(shè)備有限公司；HWS-250F 型醒發(fā)箱：上海丙林電子科技有限公司；BC-50ES 型低溫冰箱：中國(guó)海爾集團(tuán)公司；A-XT2i 型質(zhì)構(gòu)儀：德國(guó)Stable Micro System 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 小麥淀粉的分離制備

稱取100 g 小麥粉與50 g 水于和面機(jī)中和面6 min形成面團(tuán)。靜置一段時(shí)間后，于清水中反復(fù)揉洗，直至面團(tuán)清洗液澄清，收集清洗液，并靜置過(guò)夜。棄去上清液之后，剩余沉淀物進(jìn)行離心處理（3 000×g離心15 min），收集沉淀并進(jìn)行冷凍干燥處理即得小麥淀粉。然后使用研缽研磨，過(guò)80 目篩，備用。

1.3.2 不同淀粉含量小麥混合粉及面團(tuán)的制備

設(shè)定小麥混合粉的總質(zhì)量為100 g，小麥淀粉的添加比例分別為0%（小麥粉對(duì)照組）、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%，制備得到不同淀粉含量的小麥混合粉樣品。稱取混合粉50 g，加水量為混合粉吸水率的80%，于和面機(jī)中和面6 min 形成面團(tuán)。部分面團(tuán)樣品冷凍干燥處理之后進(jìn)行后續(xù)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3.3 混合粉糊化特性的測(cè)定

混合粉糊化特性參照GB/T 24853—2010《小麥、黑麥及其粉類(lèi)和淀粉糊化特性測(cè)定快速粘度儀法》中的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 混合粉粉質(zhì)特性的測(cè)定

面團(tuán)粉質(zhì)特性參照GB/T 14614—2019《糧油檢驗(yàn)小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)試粉質(zhì)儀法》中的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定

將制得的面團(tuán)冷凍干燥之后掰開(kāi)，取上表面為自然斷面，下表面平整的樣品進(jìn)行噴金處理，然后置于掃描電鏡下觀察（2 000 倍）。

1.3.6 面團(tuán)游離巰基含量的測(cè)定

稱取含有30 mg 蛋白的面團(tuán)凍干樣品用5 mL Tris-甘氨酸緩沖液（pH8.0）混勻后加入4.7 g 鹽酸胍，并用緩沖液定容至10 mL，在室溫下振蕩混勻30 min。取1 mL 樣品液、4 mL 脲-鹽酸胍溶液和0.1 mL 4 mg/mL 5，5’二硫代雙（2-硝基苯甲酸）溶液混合，混合均勻后，室溫下避光反應(yīng)30 min，于412 nm 處測(cè)定吸光度。面團(tuán)游離巰基（S，μmol/g）的含量計(jì)算公式如下。

S=73.53×A412×D/C

式中：A412為在412 nm 下所測(cè)得的吸光度；D代表稀釋系數(shù)；C代表樣品的蛋白最終濃度，mg/mL。

1.3.7 冷凍面團(tuán)饅頭的制備

稱取混合粉400 g、干酵母4 g，加水量為吸水率的80%，在和面機(jī)中和面6 min，壓片10 次，分割為100 g左右面團(tuán)，搓圓成型。將面團(tuán)置于-38 ℃速凍機(jī)中速凍2h，取出，放入-18℃冰箱凍藏2 周。將冷凍面團(tuán)在38℃、80%的醒發(fā)箱解凍醒發(fā)40 min 后沸水蒸制20 min。將饅頭樣品在室溫冷卻1 h 后備用。

1.3.8 饅頭比容的測(cè)定

采用電子天平稱量饅頭的質(zhì)量（g），采用油菜籽替換法測(cè)量饅頭的體積（mL）。饅頭的比容為體積與質(zhì)量之比。

1.3.9 饅頭質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

將冷卻后的饅頭用切片機(jī)切割成厚度為15 mm的均勻饅頭片。將饅頭片放置在測(cè)試臺(tái)上，采用P/35R探頭，測(cè)前、測(cè)中、測(cè)后速度分別為3、1、3 mm/s，壓縮形變50%，間隔5 s 測(cè)定饅頭的質(zhì)構(gòu)特性（硬度和咀嚼性）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

每個(gè)試驗(yàn)做至少3 個(gè)重復(fù)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。使用Excel 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，Origin 2018 軟件作圖，SPSS 20.0 進(jìn)行ANOVA 差異分析，顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 小麥淀粉添加比例對(duì)混合粉糊化特性的影響

淀粉的糊化特性與面制品品質(zhì)密切相關(guān)，一定程度上決定著樣品的適用范圍。在加熱過(guò)程中，淀粉發(fā)生吸水膨脹，伴隨直鏈淀粉溶出，最后形成糊狀物質(zhì)[10]。圖1 為不同小麥淀粉添加比例下混合粉糊化特性的變化趨勢(shì)。

圖1 不同淀粉添加比例對(duì)混合粉糊化特性的影響Fig.1 Effect of different starch addition ratios on pasting properties of mixed wheat flour

通過(guò)線性方程擬合，發(fā)現(xiàn)峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、崩解值以及回生值與淀粉添加比例之間呈現(xiàn)線性關(guān)系。添加淀粉后，混合粉的峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、崩解值以及回生值均高于對(duì)照組。通過(guò)比較擬合方程的斜率，可以看出隨著淀粉添加比例的增加，混合粉的峰值黏度增長(zhǎng)速率最快（斜率為30.72），而回生值的增長(zhǎng)速率最慢（斜率為6.50）。糊化后混合粉中淀粉分子重排能力隨淀粉添加比例的增加而上升，這主要?dú)w因于混合粉中蛋白質(zhì)等非淀粉組分含量的降低。蛋白質(zhì)等非淀粉組分可能會(huì)對(duì)淀粉分子形成空間阻礙或通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)吸水作用，限制淀粉分子間的交聯(lián)重排，從而延緩淀粉回生[11]。

2.2 小麥淀粉添加比例對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

不同淀粉添加比例條件下混合粉吸水率和弱化度的變化趨勢(shì)如圖2所示。

圖2 不同淀粉添加比例對(duì)混合粉吸水率和弱化度的影響Fig.2 Effect of different starch addition ratios on water absorption and weakening degree of mixed wheat flour

通過(guò)線性方程擬合，發(fā)現(xiàn)混合粉吸水率與淀粉添加比例呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（擬合方程：y=-0.12x+62.46 R2=0.977 1），而混合粉弱化度與淀粉添加比例呈正相關(guān)關(guān)系（擬合方程：y=1.21x+28.91 R2=0.986 8）。隨著淀粉添加比例的增加混合粉面團(tuán)吸水率逐漸降低。與小麥淀粉相比，非淀粉組分蛋白質(zhì)等的吸水能力更強(qiáng)，其中蛋白吸水性能是其自身重量的兩倍[12]。有研究表明，B淀粉的添加能夠使得原小麥粉面團(tuán)的吸水率升高，且適當(dāng)?shù)母淖傾/B 淀粉的比例能夠使得面團(tuán)具有較好的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[13]。隨著淀粉添加比例的增加混合粉面團(tuán)弱化度逐漸增加，此現(xiàn)象一方面歸因于混合粉中蛋白質(zhì)含量的減少，使得面團(tuán)中面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)度降低，面團(tuán)耐揉性減弱。另一方面淀粉顆粒在面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)中的填充作用同樣使得面團(tuán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，不耐攪拌。有研究指出，顆粒粒度較大的A 淀粉在混合過(guò)程中傾向于脫離面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)，且混合過(guò)程中淀粉顆粒與蛋白網(wǎng)絡(luò)間的摩擦易使得蛋白纖維變細(xì)，蛋白網(wǎng)絡(luò)弱化[14]。不同的淀粉添加比例賦予了混合粉不同的粉質(zhì)特性，以適應(yīng)不同的產(chǎn)品加工需求。

2.3 小麥淀粉添加比例對(duì)面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)的影響

不同小麥淀粉添加比例的面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 不同淀粉添加比例對(duì)小麥面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.3 Effect of different starch addition ratios on microstructure of wheat dough

小麥淀粉多為橢圓形或者圓形，填充在面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)空隙中或者被包埋在面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)之中[15]。隨著淀粉添加比例的增加，可以清晰觀察到存在于面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的淀粉顆粒越來(lái)越多，且越來(lái)越多的淀粉顆粒被暴露，面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變的疏松。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，淀粉添加比例小于20%時(shí)對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響較小，此時(shí)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍然較為有序，而淀粉添加比例大于20%時(shí)，面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)的連續(xù)性減弱，面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劣變較為明顯，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)淹沒(méi)在淀粉顆粒之間。

2.4 小麥淀粉添加比例對(duì)面團(tuán)游離巰基含量的影響

不同淀粉添加比例條件下混合粉面團(tuán)游離巰基含量的變化如圖4所示。

圖4 不同淀粉添加比例對(duì)小麥面團(tuán)游離巰基含量的影響Fig.4 Effect of different starch addition ratios on free sulfhydryl content of wheat dough

面筋蛋白中雖僅含有2%的半胱氨酸，但其對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響較大，半胱氨酸殘基的巰基基團(tuán)氧化形成分子內(nèi)或分子間二硫鍵，從而穩(wěn)定面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[16]。游離巰基含量的變化對(duì)蛋白質(zhì)的聚集和蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起著重要作用[17]。隨著淀粉添加比例的增加，面團(tuán)游離巰基含量逐漸增加。當(dāng)?shù)矸厶砑颖壤秊?0%時(shí)，游離巰基含量由4.28 μmol/g 增加至4.80 μmol/g，增加幅度為12%；當(dāng)?shù)矸厶砑颖壤秊?5%時(shí)，游離巰基含量增加幅度達(dá)到22%；當(dāng)?shù)矸厶砑颖壤_(dá)到50%時(shí)，游離巰基含量增加幅度達(dá)到62%。這表明當(dāng)?shù)矸厶砑颖壤∮?0%時(shí)，對(duì)穩(wěn)定面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的二硫鍵的影響較小，此時(shí)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較強(qiáng)。當(dāng)?shù)矸厶砑颖壤_(dá)到50%時(shí)，混合粉中蛋白質(zhì)的交聯(lián)聚集能力顯著減弱，形成的二硫鍵數(shù)量顯著減少。面團(tuán)中面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成及穩(wěn)定與淀粉含量有關(guān)。小麥淀粉添加比例對(duì)面團(tuán)中游離巰基含量變化與面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響的結(jié)果一致。

2.5 小麥淀粉添加比例對(duì)冷凍面團(tuán)饅頭比容的影響

小麥粉的組分組成與饅頭的比容密切相關(guān)[18]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)酵過(guò)程中面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)支撐力不足，保持氣體的能力較弱時(shí)，容易導(dǎo)致最終產(chǎn)品饅頭出現(xiàn)萎縮現(xiàn)象[19]。不同淀粉添加比例對(duì)冷凍面團(tuán)饅頭比容的影響如圖5所示。

圖5 不同淀粉添加比例對(duì)冷凍面團(tuán)饅頭比容的影響Fig.5 Effect of different starch addition ratios on specific volume of frozen steamed bread

隨著淀粉添加比例從10%增加至20%時(shí)，混合粉饅頭比容與對(duì)照組相比未發(fā)生顯著變化，表明20%以下的小麥淀粉添加比例并未對(duì)發(fā)酵以及蒸制過(guò)程中面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)骨架的穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響，此時(shí)仍能得到比容較好的冷凍面團(tuán)饅頭制品。但添加過(guò)高比例的小麥淀粉（高于20%）明顯產(chǎn)生負(fù)面影響，冷凍面團(tuán)饅頭比容顯著減?。ū热萦?.0 mL/g 顯著降低至1.4 mL/g），饅頭出現(xiàn)萎縮現(xiàn)象。這主要?dú)w因于小麥淀粉添加比例過(guò)高對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)骨架造成嚴(yán)重破壞，發(fā)酵面團(tuán)持氣能力較差，面團(tuán)加工性能變差。同時(shí)，王艷娜[19]研究發(fā)現(xiàn)以餃子粉為原料制作的速凍饅頭萎縮比率高達(dá)50%，并將其歸因于面團(tuán)的面筋骨架支撐力不足，持氣能力小于回縮力。

2.6 小麥淀粉添加比例對(duì)冷凍面團(tuán)饅頭硬度和咀嚼性的影響

添加不同比例小麥淀粉的冷凍面團(tuán)饅頭的硬度和咀嚼性的變化如圖6所示。

圖6 不同淀粉添加比例對(duì)冷凍面團(tuán)饅頭硬度和咀嚼性的影響Fig.6 Effect of different starch addition ratios on hardness and chewiness of frozen steamed bread

質(zhì)構(gòu)分析中硬度是最能反應(yīng)饅頭口感的一項(xiàng)指標(biāo)，咀嚼性指咀嚼樣品時(shí)所需的能量[20]。隨著淀粉添加比例的增加，冷凍面團(tuán)饅頭的硬度呈現(xiàn)先降低后增加的現(xiàn)象。當(dāng)?shù)矸厶砑颖壤_(dá)到20%時(shí)，冷凍面團(tuán)饅頭的硬度為2 833 g，達(dá)到最小值。而隨著淀粉添加比例從20%繼續(xù)增加，饅頭的硬度顯著增大，最大值為7 360 g。結(jié)果表明，適當(dāng)添加小麥淀粉會(huì)起到改善饅頭硬度的作用，可能跟面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的適度弱化有關(guān)。而過(guò)量小麥淀粉的存在嚴(yán)重破壞了面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致饅頭發(fā)生萎縮使得硬度顯著增大。冷凍面團(tuán)饅頭咀嚼性的變化與硬度的變化相似，在淀粉添加比例為20%時(shí)咀嚼性達(dá)到最小值2 567 g。在20%淀粉添加比例條件下，混合粉中淀粉與蛋白的含量達(dá)到了最佳比例，此時(shí)形成的冷凍面團(tuán)饅頭品質(zhì)最佳，硬度和咀嚼性分別達(dá)到最小值。

3 結(jié)論

小麥粉中淀粉含量的變化會(huì)顯著影響小麥粉的加工性能。不同淀粉添加比例導(dǎo)致混合粉的糊化特性和粉質(zhì)特性存在差異。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、崩解值以及回生值與淀粉添加比例之間呈現(xiàn)線性正相關(guān)關(guān)系?；旌戏畚逝c淀粉添加比例呈負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，而混合粉弱化度與淀粉添加比例呈線性正相關(guān)關(guān)系。適當(dāng)添加小麥淀粉（添加比例低于20%）對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的有序結(jié)構(gòu)影響較小，游離巰基含量增加幅度不大，并且冷凍面團(tuán)饅頭的比容并未發(fā)生顯著變化。當(dāng)?shù)矸厶砑颖壤_(dá)到20%時(shí)，冷凍面團(tuán)饅頭的硬度和咀嚼性達(dá)到最小值，形成的冷凍面團(tuán)饅頭品質(zhì)最佳。表明適當(dāng)增加小麥粉中的淀粉含量使得面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的適度弱化有助于改善面團(tuán)的加工適應(yīng)性，更利于冷凍面團(tuán)饅頭的制備。