申瑞玲 董吉林 刘延奇

(郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州 450002)

不同改良剂对添加麸皮小麦粉面团的流变特性影响

申瑞玲 董吉林 刘延奇

(郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州 450002)

为了探讨小麦粉改良剂对含麸皮小麦粉品质的影响,以添加麸皮的小麦粉(小麦粉 88.5%,燕麦麸 10.20%,小麦麸 1.39%)为原料,在其中分别加入不同比例的谷朊粉、硬脂酰乳酸钠 -钙 (SSL-CSL)、沙蒿胶和瓜尔豆胶,用粉质仪和拉伸仪研究其对面团流变学特性的影响;在此基础上,采用正交试验,利用综合加权评分法进一步研究复合改良剂对添加麸皮小麦粉品质的影响。结果表明,不同改良剂能够改善面团流变性,复合改良剂的最优添加量为:SSL-CSL 0.5%、谷朊粉 5%、沙蒿胶 1.5%、瓜尔豆胶 0.7%,其中对面团流变特性影响最大的是 SSL-CSL,其次是谷朊粉和沙蒿胶,瓜尔豆胶影响最弱,此时小麦具有良好的粉质和拉伸特性。研究表明添加一定量的小麦粉改良剂能够显著改善该种小麦粉的品质和加工特性。

小麦粉改良剂 麸皮 粉质特性 拉伸特性

能量摄入过剩是导致人类肥胖和一系列慢性非传染性疾病发病率增多的重要原因,能量过剩不仅和脂肪的摄入量有关,而且和可利用碳水化合物的摄入量密切相关[1-2]。小麦粉是人类的重要主食,近年来我国人群小麦粉的摄入主要以精制小麦粉为主,精制小麦粉能量密度较高,口感好,易于消化吸收,但却去除了麸皮和糊粉层中的膳食纤维、B族维生素、矿物质以及多种微量活性物质。谷物麸皮是人类膳食纤维的重要来源,目前附加值不高,在食品工业中利用率低。小麦麸皮膳食纤维含量在 40%左右,其中戊聚糖含量 20%左右,是重要的生物活性多糖,具有润肠、降脂等功能[3-4];燕麦麸皮含膳食纤维 20%～30%,其中水溶性膳食纤维,特别是β-葡聚糖含量远高于其他谷物麸皮,β-葡聚糖具有显著的降脂降糖功效[5-6]。因此,随着人们对于低糖、低脂、低热量和高膳食纤维谷物产品的需求不断增加,富含膳食纤维的营养小麦粉深受人们的青睐。目前此类小麦粉主要包括全麦粉、杂粮面粉等,精深加工的富含膳食纤维的营养均衡小麦粉产品及其研究都很少,以小麦麸皮和燕麦麸皮为原料,将其进行微粉碎,得到粒度细小、富含膳食纤维的麸皮细粉,将小麦麸皮细粉、燕麦麸皮细粉与小麦粉,按混料配方均匀设计进行混配,研究面团的流变特性,结果表明,小麦粉 88.5%、燕麦麸细粉10.2%、小麦麸细粉1.39%时,面团吸水率高、稳定时间长、弱化度低、粉质质量指数高,但耐机械搅拌力弱、弹力和延伸性不强,仅适合作为弱筋粉加工饼干类食品,无法完全满足我国多种蒸煮食品的生产加工要求[7]。为此,本试验利用小麦粉改良剂,对该配方的小麦粉进行品质改良,研究不同改良剂对面团流变学特性的影响,目的是通过添加小麦粉改良剂调配出符合通用小麦粉面团品质的、便于加工多种食品的营养型小麦粉,以期为功能小麦粉的生产加工和优化白面精米主食结构提供一些新的参考数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

小麦粉 (一级,符合 GB 1355—2004,面筋量≥32.0%,灰分≤0.55%):郑州博大面业有限公司;燕麦麸皮(晋燕九号):山西高寒作物研究所;小麦麸皮:郑州市金苑面粉厂;谷朊粉 (蛋白质≥75%):苏州市海鸥淀粉制品有限公司;硬脂酰乳酸钠 -钙(SSL-CSL):广州科德食品有限公司;沙蒿胶 (食品级):郑州市三力食化商行;瓜尔豆胶 (食品级):印度生荣食品有限公司。

FDV超细粉碎机:北京环亚天元机械技术有限公司;布拉班德电子粉质仪和拉伸仪:德国Brabender公司。

1.2 小麦粉的配制及改良剂的选择

将燕麦麸皮和小麦麸皮粗粉碎之后,经气引式超细粉碎机 22 000 r/min粉碎 1 min,过筛,得到粒度<125μm的麸皮细粉。将燕麦麸细粉、小麦麸细粉及小麦粉按混料配方均匀设计的“有约束配方设计”条件配制含麸皮小麦粉(原料配比方案:燕麦麸细粉<20%,小麦麸细粉 <20%,小麦粉 >60%),得到粉质特性最优的含麸皮小麦粉(小麦粉 88.5%,燕麦麸细粉 10.20%,小麦麸 1.39%)[7]。以该小麦粉为对照,在其中添加不同比例的谷朊粉、硬脂酰乳酸钠 -钙、沙蒿胶和瓜尔豆胶,采用单因素和正交试验,通过测定面团的流变特性选择适宜添加的品质改良剂。

1.3 面团流变学特性测定

依据 GB/T 14614—1993和 GB/T 14615—1993方法测定添加不同改良剂后小麦粉的粉质特性粉质和拉伸特性(醒发 90 min测定)。

1.4 数据处理

试验数据用 SPSS10.0数据处理系统、正交设计助手 IIV3.1专业版和 Excel系统进行分析处理。

2 结果与讨论

2.1 不同改良剂对麸皮小麦粉面团流变特性影响

分别以不同的添加量将谷朊粉、SSL-CSL、沙蒿胶和瓜尔豆胶添加到麸皮小麦粉中,测定面团的流变特性,结果见表 1。可见,对照样品由于加入了麸皮细粉,面团的拉伸特性很差。分别添加四种不同小麦粉改良剂后面团的流变学特性发生了不同程度的提高,特别是拉伸面积和延伸度增加较显著。谷朊粉富含醇溶蛋白和谷蛋白,目前国内把谷朊粉作为一种高效的绿色小麦粉增筋剂,用于高筋粉、面包专用粉等的生产中。面团中添加谷朊粉能够增加蛋白质含量,改善面黏弹性,增强加工过程中耐揉混能力,加入 1%谷朊粉可以增加 0.7%～0.8%的蛋白质含量和 2%的湿面筋含量,而且可以提高面团吸水率[8],使面筋的网络框架结构更加细密、牢固,提高面团的搅拌耐力[9]。SSL-CSL是阴离子型乳化剂,与小麦粉混合加水搅拌过程中,SSL-CSL能把蛋白质、淀粉和脂类物质连接在一起,形成复合体[10],随着 SSL-CSL添加量的增加,面团的弱化度下降,拉伸参数也有了明显提高。沙蒿胶和瓜尔豆胶属于黏性多糖,具有增强面团弹性、增加小麦粉的面筋值的作用[11-12]。从表 1可见,面团拉伸面积随着沙蒿胶的添加量而增大,同时拉伸阻力和延伸度也增大,有研究认为,弱筋小麦粉加入 0.5%～1.5%沙蒿胶后,会使较弱的面筋网络结构中的蛋白质分子重新接枝,形成交联的网络结构,进而与蛋白质、淀粉通过水和作用增强面团弹性,改善面团的流变学特性[8]。瓜尔豆胶含大量亲水基因,瓜尔豆胶与麸皮小麦粉混合,在水的作用下,使面团产生黏性提高,随着添加量的提高,麸皮小麦粉面团吸水率下降;形成时间、稳定时间均先增大后减小;弱化度下降;瓜尔豆胶可通过链间氢键等非共价键作用力,形成具有一定黏弹性的、连续的三维凝胶网络结构,起着类似面筋结构的功能[9,13],因此可增大面团拉伸阻力和延伸度;但当添加量过大时,由于面团吸水率下降,反而不利于面筋网络结构的形成,面团的拉伸性变差。

表 1 谷朊粉、SSL-CS、沙蒿胶和瓜尔豆胶对含麸皮小麦粉面团流变学特性的影响

通过单因素试验可知,各改良剂对含麸皮小麦粉粉质及拉伸特性影响显著,随着改良剂添加量的增大,面团流变特性呈不同趋势变化,将改良后小麦粉的面团流变参数值与对照小麦粉流变参数值进行对比,计算两者间的变异系数(CV),结果见表 2。从表 2可见,当谷朊粉添加量为 3%、SSL-CSL添加量为0.4%、沙蒿胶添加量为1.2%、瓜尔豆胶添加量为1.0%时,其面团各流变参数值与对照小麦粉相比变异系数最显著。

2.2 复合改良剂最优配方的确定

考虑到添加单一改良剂对面团的拉伸特性影响效果不是十分显著,依据单因素试验结果,选用L9(34)正交试验对四种小麦粉改良剂复配试验,将几种功能各异的改良剂单体按一定比例复合,以实现协同效果,提高改良的效果。因素水平选取见表3。

表 3 正交设计因素水平表/%

对正交试验的 9组面团进行流变特性测定,结果见表4。

从表 4可见,在添加复合改良剂之后,总体上使小麦粉吸水率增加,形成时间和稳定时间延长,弱化度下降,粉质指数显著提高;拉伸面积、延伸度等拉伸参数都显著提高。由于试验考察的指标较多,选用加权综合评分法,对各项考察指标的试验结果进行指标权重分析,计算综合加权评分值后按单指标试验计算方法进行极差分析,进而确定复合改良剂的最优组合,结果见表 5。

表 4 复合改良剂对含麸皮小麦粉粉质特性和拉伸特性的影响

表5 正交试验极差分析表

由表 5极差分析可知,各影响因素主次顺序为: B>A>C>D,各因素的最优水平为:A3、B3、C1、D3,由于因素D对结果的影响能力较弱,且 D3与D1均值相近,综合分析,各因素的主次顺序及最优水平为:B3A3C1D1,即对添加麸皮的小麦粉面团流变性具有改良作用的复合改良剂的最优配方为:SSL-CSL 0.5%、谷朊粉 5%、沙蒿胶 1.0%、瓜尔豆胶 0.7%,即对面团流变特性影响力最大的是 SSL-CSL,其次是谷朊粉和沙蒿胶,瓜尔豆胶影响力最弱。对于研究所用四种复合改良剂,SSL-CSL可能通过亲水胶体来提高面团的持水能力;SSL-CSL和谷朊粉可起到协同增强面筋网络结构的作用,沙蒿粉和谷朊粉对面团的弹性也有明显的互补作用[14]。对于添加复合改良剂后的含麸皮的小麦粉的营养特点以及加工特性还有待于进一步深入研究。

3 结论

3.1 通过单因素试验,确定不同改良剂对麸皮小麦粉粉质和拉伸参数值的影响,得出不同改良剂的添加量分别为:谷朊粉 3%,SSL-CSL 0.4%,沙蒿胶1.2%,瓜尔豆胶 1.0%。

3.2 根据L9(34)正交试验方案,利用加权综合评分法分析试验结果,确定对添加麸皮的小麦粉面团流变性具有影响作用的改良剂主要是 SSL-CSL,其次是谷朊粉、沙蒿胶和瓜尔豆胶;复合改良剂最优添加量为:SSL-CSL 0.5%、谷朊粉 5%、沙蒿胶 1.0%、瓜尔豆胶 0.7%。

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Effects of Improvers on Rheological Property of Bran AddedWheatDough

Shen Ruiling Dong Jilin Liu Yanqi
(College of Food and Bioengineering Zhengzhou University ofLight Industry,Zhengzhou 450002)

The specialwheat flour to be improved in this study was composed of wheat flour 88.5%,oat bran powder 10.2%and wheat bran powder 1.39%.Four kinds of improvers,namely wheat gluten,calcium-sodium stearoyl-2-lactylate,artemisia sphaerocephala krasch gum,and guar gum were used.The rheological characteris2 tics of dough were measured byBrabender farinograph and extensograph.On the basis of single factor experiment the optimal compound formula of the improverswas determined by orthogonal tests and comprehensive evaluation ofmulti2 ple mark.Results:The four improvers all affect the rheological property of flour dough containing bran.The opti mal for mula of the deter mined compound improver for bran flour is SSL-CSL 0.5%,wheat gluten 5%,artemisia spha2 erocephala krasch gum 1.5%,and guar gum 0.7%.The flour dough has better farinograph characteristics and ex2 tensograph parameters after adding the compound improver,indicating the additives can improve the quality and pro2 cessing property of bran added wheat flour.

wheat flour improver,bran,farinogragh,extensograph

TS210.9 文献标识码:A 文章编号:1003-0174(2010)05-0001-04

国家自然科学基金(20776135)

2009-06-30

申瑞玲,女,1967年出生,,教授,博士,谷物综合加工利用