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配粉对小麦面粉理化特性及面包、面条品质的影响

2021-02-07王红日巨伟马晓王灿国汪晓璐刘爱峰李豪圣赵世杰宋健民訾妍

山东农业科学 2021年1期
关键词:小麦粉面筋面粉

王红日,巨伟,马晓,王灿国,汪晓璐,刘爱峰,李豪圣,赵世杰,宋健民,訾妍

(1.山东省农业科学院作物研究所,山东 济南 250100;2.山东农业大学作物生物学国家重点实验室,山东泰安 271018)

小麦是世界上主要的粮食作物之一,随着经济发展与人们物质文化追求的提升,对以小麦粉为原料的面制品的种类和质量有了更高的要求。但我国优质小麦与进口优质小麦在品质上仍存在一定差距,限制了我国小麦的生产与加工利用;此外,不同品种、不同年份生产的小麦粉品质也存在显著差异,有些品质较劣的小麦粉往往达不到加工不同面食制品的要求。利用优质小麦资源进行配粉,不仅可以改善小麦粉的品质特性,还可以平衡不同生产地区和年份造成的小麦品质波动[1,2],进而生产出符合食品加工需求的各种优质小麦专用粉。因此,配麦或配粉技术在食品生产中的应用越来越广泛。

在配粉研究方面,前人对糯性与非糯性小麦的配粉研究较多。糯小麦因具有直链淀粉含量几乎为零的特殊淀粉特性,其不同比例的配粉能对小麦淀粉特性、糊化特性、粉质特性、面团流变学特性及面条、馒头等食品品质产生较大的影响[3-5]。在非糯性小麦粉中添加适宜比例的糯小麦粉,可以降低直链淀粉含量,从而提高面条的食用品质[6],改良馒头的品质及口感[7],提高面包的持水性能[8],有助于延长面食制品的保质期和货架寿命[9]。利用不同筋力的非糯性小麦进行配麦或配粉,也能够改良面粉品质,如改善面粉的流变学特性,提高面团稳定时间、粉质指数及拉伸特性,降低吸水率、弱化度和延伸度[2];高筋粉所占比例越大,混配粉品质越好,稳定时间越长[10];配麦后面团形成时间及稳定时间适中、拉伸比中等的小麦粉制作馒头品质更好[11]。

适宜比例配粉可以改善小麦粉的蛋白质、淀粉等理化品质以及面团的流变学特性,进一步改善蒸煮、烘焙等食品品质,从而降低企业的生产成本,满足食品加工需求,提高生产效益和市场竞争力。杨学举等[12]发现,两个品种小麦粉按不同比例配粉时,配粉的品质与占比大的小麦粉的品质更接近,两者占比接近相等时对配粉品质的改变最明显。刘鑫等[2]研究表明,通过配麦或者配粉能够显著改善小麦粉的流变学特性,且品质差异较大的小麦(粉)采用适宜比例搭配改善效果更明显。

在前期试验基础上,本研究选用面包和面条品质兼优的小麦品种郑麦366、济麦4072与面包、面条品质较劣的品种鲁麦1号、青丰1号进行配粉,研究了配粉对小麦粉理化特性及食品加工品质的影响,分析了不同比例配粉后面包、面条的品质变化,以期确立影响配粉后面包、面条品质的关键因素。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用优质面包和面条小麦品种济麦4072、郑麦366与劣质面包和面条小麦品种青丰1号、鲁麦1号,收获籽粒放置2个月后制粉。先根据AACC 26-10方法润麦(15%含水量)24 h,再采用MLU-202型自动实验磨粉机按AACC 26-21A方法磨粉,然后根据试验设计进行配粉,得到不同比例的济麦4072×青丰1号配粉(JQ)、郑麦366×鲁麦1号(ZL)配粉。面粉熟化2周后用于指标的测定。

1.2 仪器设备

MLU-202型自动实验磨粉机,德国Buhler公司;DA7200型近红外分析仪、Newport Scientific RVA-4型快速黏度仪、Gluten index 2200型面筋仪,瑞典Perten公司;National 13ED型和面机,德国美最时公司;810152电子型粉质仪,德国Brabender公司;JMTD-1681140型实验面条机、JXFD7型醒发箱,北京东方孚德技术发展中心。

1.3 试验设计

按优质麦占比0、30%、50%、70%和100%的比例,分别将济麦4072(JM4072)与青丰1号(QF1)、郑麦366(ZM366)与鲁麦1号(LM1)进行配粉,配粉处理见表1。

表1 试验处理及配粉比例 (%)

1.4 小麦粉品质测定方法

1.4.1 蛋白质含量 使用DA7200型近红外仪,参照GB/T 24871—2010的方法进行测定。

1.4.2 面筋参数 使用Gluten index 2200型面筋洗涤仪,采用GB/T 14608—1993的方法测定湿面筋含量、干面筋含量以及面筋指数,并将所测干、湿面筋含量换算成14%湿基下的含量。

1.4.3 Zeleny沉淀值 按AACC 56-61A方法进行测定,并将所测数值换算成14%湿基下的值。

1.4.4 面粉膨胀势 根据McCormick等[13]的方法进行测定,略有改动。称取面粉0.25 g放入离心管,加入蒸馏水5 mL,混匀;将离心管放入70℃水浴锅中搅拌10 min,再移到100℃的水浴锅中水浴10 min,冷却,1700×g离心4 min。膨胀势以g/g面粉计算。

1.4.5 粉质参数 用810152电子型粉质仪按照AACC 54-21的方法测定面团形成时间、稳定时间、弱化度、吸水率以及粉质质量指数等参数。

1.4.6 面粉糊化特性 使用Newport Scientific RVA-4型快速黏度仪测定淀粉糊化特性[6,14]。称取3.5 g样品置入小铝筒,加入蒸馏水25 mL,用小型塑料螺旋浆预搅1 min,待面粉散开后,卡入RVA旋转塔。RVA在电脑控制下运作,具体加温过程为:50℃保持1 min,然后以12℃/min的速度上升到95℃(需时3.75 min),保持2.5 min;以12℃/min下降到50℃(需时3.75 min),保持1.4 min。测定面粉的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、糊化温度、稀懈值、反弹值和峰值时间等参数,重复3次。

1.4.7 面包、面条的制作与品质评价 面包的制作(100 g面粉,14%水分基础)和品质评估按照文献[14,15]的方法略有改进。由5名经过训练的感官评价小组成员品尝后进行综合评分,总分为100分,其中,面包体积35分,外观5分,表皮质地5分,表皮色泽5分,面包芯色泽5分,平滑度10分,面包芯纹理结构20分,柔软性10分,口感5分。

面条的制作和品质评价按照文献[14,16]的方法略有改进。由5名经过训练的小组成员品尝后进行综合评分,总分为100分,其中,色泽10分,表观状况10分,适口性20分,韧性25分,粘弹性25分,光滑性5分,口感5分。称取50 g干面条于500 mL沸水中煮3 min后,每间隔0.5 min品尝一次,面条保持微沸状态,7 min后,观察面条是否断条,是否耐煮,并按照标准逐项打分;同时取出一部分熟面条于白瓷盆中,进行色泽和表观评价。

1.5 数据处理与统计分析

所有试验均设置3次重复,试验数据采用Microsoft Excel 2007和SPSS 10.0进行处理和统计分析,LSD法检验差异显著性(α=0.05),Pearson法进行指标间的相关性分析。Origin 8作图。

2 结果与分析

2.1 供试小麦品种的蛋白质和淀粉特性

由图1可知,济麦4072与郑麦366的籽粒蛋白质与支链淀粉含量显著高于青丰1号与鲁麦1号,分别提高24.9%和6.4%、1.4%和7.8%;直链淀粉含量与总淀粉含量则显著低于青丰1号和鲁麦1号,分别降低12.6%和16.3%、3.5%和0.9%。我们前期试验结果表明,优质品种的直链淀粉含量低、支链淀粉含量与籽粒蛋白质含量高,其做成的面包与面条品质较好。说明济麦4072与郑麦366的品质较好。

图1 供试小麦品种的蛋白质和淀粉特性

2.2 不同比例配粉对小麦粉理化特性的影响

2.2.1 配粉对面粉蛋白质特性的影响 由表2可知,随着济麦4072面粉添加量的增加,其与青丰1号配粉的蛋白质含量与干、湿面筋含量均显著增加;郑麦366与鲁麦1号配粉也能在一定程度上改善蛋白质与干、湿面筋含量,但改善效果不显著。两种配粉的面筋指数整体上均随优质麦面粉比例的增加而呈升高趋势,其中郑麦366与鲁麦1号不同比例配粉间差异显著。两种配粉的沉淀值均随着优质麦面粉比例的增加而升高,且差异显著。说明用优质麦面粉进行配粉可以有效改善面粉的蛋白质特性,但不同品种间配粉对蛋白质和干、湿面筋含量的改善效果不同,以济麦4072与青丰1号配粉改善效果更明显。

表2 配粉对面粉蛋白质特性的影响

2.2.2 配粉对面团流变学特性的影响 随着优质面粉添加量的增加,配粉后的面团流变学特性发生了明显变化(表3)。两种面粉配粉后,面团的形成时间、稳定时间、粉质质量指数以及吸水率均显著增加,弱化度显著下降。优质麦面粉的添加显著提高了劣质麦的面团流变学特性。

2.2.3 配粉对淀粉理化特性的影响 由表4可知,郑麦366与鲁麦1号配粉后,低谷粘度、最终粘度、反弹值、峰值时间以及糊化温度总体随郑麦366添加比例的增加呈下降趋势,稀懈值、峰值粘度呈上升趋势。随着济麦4072麦粉比例的增加,其与青丰1号配粉的稀懈值增加,最终粘度下降,峰值粘度整体呈上升趋势,但对低谷粘度、反弹值、峰值时间、糊化温度、膨胀势的影响不显著。说明通过与适宜比例优质小麦粉配粉可以改善劣质小麦粉的淀粉糊化和膨胀特性。

表3 配粉对面团流变学特性的影响

表4 配粉对淀粉糊化和膨胀特性的影响

2.3 配粉对面条和面包品质的影响

2.3.1 配粉对面条品质的影响 由图2可知,相比青丰1号和鲁麦1号,配粉明显改善了面条品质,且随着济麦4072和郑麦366优质面粉添加比例的增加,面条品质综合评分明显提高,其中面条的适口性、韧性、粘弹性及总分显著提高。青丰1号和鲁麦1号面条品质评分分别为75.33和71.83分,当分别添加50%的济麦4072和郑麦366面粉后,面条总评分均提高至80分以上,分别提升7.1%和13.3%;继续增加优质面粉添加比例,面条总评分继续升高,但与添加比例50%时差异不显著。

2.3.2 配粉对面包品质的影响 从面包评分看(图3),青丰1号和鲁麦1号面包品质较差,综合评分均不到60分,分别与济麦4072和郑麦366优质面粉配粉后面包品质显著提高,优质面粉添加比例为30%时提升幅度即可分别达28.6%和30.2%,综合评分均达到70分以上。但继续增加优质面粉比例,面包评分提高不显著。

图3 配粉对面包品质的影响

2.4 面包、面条品质与配粉理化特性的相关性

从表5可以看出,配粉蛋白质含量、沉淀值、干面筋含量、面筋指数以及面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数、吸水率、稀懈值均与面包、面条评分呈极显著正相关关系,弱化度、低谷粘度、最终粘度、反弹值与面包、面条评分呈极显著负相关关系。

表5 面包、面条评分与配粉理化特性的相关性

3 讨论

我国小麦育种近年来发展迅速,形成了相对成熟的优质小麦育种与产业化模式[17]。利用配粉或配麦打破品种、环境、天气等因素造成的面粉质量差异,生产优质专用粉,是面粉和食品企业普遍采用的方式[18]。研究表明,配麦加工品质常表现出互补或者互作效应,进一步改善其加工品质[19,20]。

赵乃新等[19]在劣质小麦新克旱9号中添加50%的优质强筋小麦,配麦制粉品质明显提高。于章龙等[21]研究表明优质强筋小麦与中筋小麦配粉可以显著改善中筋小麦粉的面包品质,且两种面粉的配比接近时,对面包品质及面粉品质性状的改善最为有效。有研究表明,蛋白质含量中等、面筋强度中等偏强、淀粉糊化特性以及白度较好的小麦品种更适宜加工优质面条[17,22]。梁静等[23]对强筋小麦新麦26与弱筋小麦皖麦47不同比例配粉研究表明,配比为8∶2时面条评分最高,且随着皖麦47比例的增加,面条的主要品质性状呈下降趋势,评分逐渐降低。本研究中,青丰1号和鲁麦1号中分别添加济麦4072和郑麦366面粉能有效提高面条与面包的制作品质,改善煮熟面条的适口性、韧性以及粘性,面包评分显著提高;当优质粉的添加量达到30%时,面粉品质明显改善,两种配粉的面包评分均提高了30%左右,但面条评分提高幅度均低于10%,面包品质的提升比面条品质的提升更明显;当优质粉添加到50%时,配粉达到了面条优质粉的标准,接近面包优质粉的标准,对面包、面条品质的提升最显著。

陈舒唱等[24]研究表明,随着高筋粉添加量的增加,配粉中支链淀粉的含量降低,导致配粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度均呈现下降趋势。此外,高筋粉的蛋白质含量较高,添加后能增加配粉的蛋白质含量,使得蛋白质和淀粉间的相互作用增强,有助于维持淀粉结构稳定,阻碍淀粉分子的重新聚集,降低回升值[25],缩短峰值时间[26]。将强筋面粉与弱筋面粉进行混配,混配粉的稳定时间以及延伸性等面团流变学特性均发生变化,而湿面筋和沉降值则变化不大[27]。可见,通过不同成分互补,科学地进行配麦或配粉,对商品小麦类型筛选工作具有重要的实际意义。

本试验中,两种配粉的沉淀值、面筋指数及面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数、吸水率均随着优质麦粉添加量的增加而升高,弱化度显著下降,济麦4072与青麦1号配粉的干、湿面筋含量随济麦4072占比的增加而显著增加。在淀粉特性方面,两种配粉随优质麦添加量的增加各指标变化不尽相同,郑麦366与鲁麦1号配粉的低谷粘度、最终粘度、反弹值、峰值时间以及糊化温度总体随郑麦366的添加量增加呈下降趋势,稀懈值、峰值粘度呈上升趋势;而随着济麦4072添加量的增加,其与青丰1号配粉的稀懈值增加,最终粘度下降,但对低谷粘度、峰值时间、糊化温度、膨胀势的影响不显著,添加比例适宜时呈现一定互补性,这可能与两种小麦籽粒总淀粉及蛋白质含量差异较大有关。随着优质粉比例的增加,蛋白特性、面团特性以及淀粉特性都得到了改善,这就说明配粉后,改善了面粉品质,这与于章龙[21]、杨学举[12]等的研究结果一致。

优质强筋粉与中筋粉的配粉对提高中筋小麦粉的沉淀值、面筋指数等蛋白特性指标,形成时间、稳定时间等面团特性指标以及淀粉特性都有显著效果,而这些指标与小麦食品加工品质都有显著正相关关系[28,29]。本研究中,配粉后面条的评分均达到80分以上,而面包的评分虽有大幅度提高,但均未达到75分,配粉对面条品质的改善效果好于面包;蛋白质含量、沉淀值、干面筋含量、面筋指数以及形成时间、稳定时间、粉质质量指数、吸水率、稀懈值与面包、面条评分呈极显著正相关关系,弱化度、低谷粘度、最终粘度、反弹值与面包、面条评分呈极显著负相关关系,因此可以利用配粉后面粉的品质来反映其加工品质。其中,沉淀值、形成时间、稳定时间、粉质质量指数、弱化度以及最终粘度对品质影响极显著且相关性较强,可以作为配粉后决定面包、面条品质的关键指标。

4 结论

在劣质粉中添加优质粉后,配粉的蛋白质及支链淀粉含量升高,直链淀粉含量降低,改善了面团的流变学特性,显著改善面包、面条品质。优质粉的添加量达到30%时就可以显著改善面粉品质,对面包品质的提升尤为明显;当优质粉添加量提高到50%时,对面包、面条品质的改善效果更好,但差异不显著。沉淀值、形成时间、稳定时间、粉质质量指数、弱化度、最终粘度与面包、面条评分极显著相关,且相关性较高,可以作为评价配粉后面包、面条品质的关键指标。在生产中可以选择适当的优质粉加入产量较高的劣质或中等品质的小麦粉中以获得适宜制作面包、面条的优质面粉,这为我国小麦的品种改良及应用提供了新的思路与措施。此外,在利用优质面粉配粉时,应综合考量优质面粉对加工产品质量的影响,选择适当的配比。

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