玉米-小麦混合粉面团流变学特性、面条品质及两者相关性

(河南工业贸易职业学院,河南郑州 451191)

面条是我国的传统主食,随着人们生活水平的提高,多食用粗粮已是人们的共识,因此杂粮面条等新品种不断推出。玉米作为粗粮中产量最大的一种,在食品、饲料及工业原料中均有应用[1-2],被誉为“未来的谷物”[3]。玉米粉中富含胡萝卜色素[4-5]、同时含有丰富的维生素、谷氨酸以及微量元素等营养物质[6],适量摄入玉米粉可以调节膳食结构,起到增加营养、改善身体消化机能的作用[7]。由于玉米粉蛋白质的组成和结构与小麦蛋白质不同,玉米粉中不含面筋蛋白,因此玉米粉在加工过程中很难形成网状结构,韧性弹性均较差。且玉米粉中的蛋白质包裹淀粉过于紧密,淀粉不能较好的吸水膨胀,所以玉米粉面团的黏弹性较差,造成玉米粉的食用口感粗糙,不适合加工制作馒头、面条、饺子等传统面制品,这极大的限制了玉米粉在主食加工方面的应用[8-12]。

为了提高玉米粉的利用价值,许多学者对此进行了研究。侯普馨等[13]将玉米粉和小麦粉混合,通过添加谷朊粉和酵母等辅料,对玉米发酵面条进行了研制。卢晓黎等[14]通过添加复合亲水胶体、采用预糊化工艺,研究了纯玉米挂面的制作工艺及配方。孙皎皎等[15]采用单因素实验和正交试验对以玉米粉、黄豆粉和小麦粉混合粉为原料加工玉米面条的工艺进行了优化研究。李雪琴等[16]以玉米粉和小麦粉为主要原料,研究了玉米鲜湿面的制作工艺,并对混合粉制作的面条进行了品质评价。然而,目前针对玉米-小麦混合粉面团流变学特性与混合粉面条品质相关性的研究却为数不多。

本文将玉米粉以不同配比与小麦粉进行混配,用混合粉制作面条,对混合粉面团的流变学特性及面条的品质进行测定,研究玉米-小麦混合粉面团的流变学特性、面条品质及两者关联性,以期为玉米粉面条的进一步研究提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小麦粉中粮 (郑州)粮油工业有限公司生产;玉米粉 永城市金晶食品有限公司生产;食盐 河南省卫群多品种盐有限公司生产。

JFZD粉质仪 北京东方孚德技术发展中心;JMLD150面团拉伸仪 北京东方孚德技术发展中心;HE53水份测定仪 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;HX5001T电子天平 慈溪市天东衡器厂;DMT-5电动面条机 龙口市复兴机械有限公司;TA.XT Plus型质构仪 英国Stable Micro System公司;101型电热鼓风干燥箱 北京市永光明医疗仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备 玉米粉中没有面筋蛋白,随着玉米粉的加入面团中的总面筋蛋白量下降,将会弱化面团的网络结构,影响面团的黏弹性、韧性和延伸性,而面团的性质直接影响其机械加工性能和面条的品质,添加量过大在加工时会出现成型困难、断条率高,且存在产品不耐煮、易糊汤、咬劲差等情况,因此添加量不宜过大[16]。根据前期预实验,本研究将玉米粉与小麦粉分别以0∶100、5∶95、10∶90、15∶85、20∶80、25∶75、30∶70的质量比进行配粉、混匀,制备成不同配比的玉米-小麦混合粉作为试验样品。

1.2.2 面团流变学特性测定方法 粉质特性:玉米粉、小麦粉以不同配比混合,按GB/T 14614-2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法》进行测定,采用300克揉面钵。

拉伸特性:玉米粉、小麦粉以不同配比混合,按GB/T 14615-2006《小麦粉面团的物理特性流变学特性的测定拉伸仪法》进行测定,选取45 min时的拉伸参数进行相关性分析。

1.2.3 玉米-小麦混合粉湿面条的制作方法 玉米-小麦混合粉湿面条实验室制作的基本过程与方法如下:

称取原料:分别称取一定量各配比的玉米-小麦混合粉、食盐和水。玉米-小麦混合粉称取300 g(以14%湿基计),食盐添加量为混合粉质量的0.75%[17],水添加量为粉质仪所测该种混合粉吸水率54%的室温水(25±5) ℃。

制作食盐水溶液:将食盐溶于水中并和匀,制作成食盐水溶液。

和面:将称取好的混合粉倒入不锈钢盆中,将制作好的食盐水溶液加入到混合粉中,手工和面5 min左右,使料胚手握成团,轻轻揉搓仍能成为松散的颗粒面絮。

熟化:将和好的料胚放入密封袋中静置30 min进行保湿熟化。

压延与切条:醒发后的面团在面条机1.5 mm轧距处压延1次,将面片折叠后再反复压延5次,然后依次在轧距1.2与1.0 mm处压延5次,将1.0 mm厚度的面片切条,切成3 mm宽的细长面条束,将一部分面条束切成220 mm的湿面条,装于食用自封袋备用。

1.2.4 玉米-小麦混合粉鲜湿面条品质的测定

1.2.4.1 蒸煮品质的测定 最佳蒸煮时间:参照LS/T 3212-2014《挂面》的方法,并略有调整。

用电陶炉加热盛有样品质量50倍沸水的不锈钢锅,保持水的微沸状态。取40根面条放入沸水中,用秒表开始计时。从2 min开始取样,然后每隔0.5 min取样一次,每次取一根,将所取面条放于玻璃板上,用刀片横断切下一段观察面条内部白硬心线,白硬心线消失时所记录的时间即为面条的最佳蒸煮时间。

熟断条率:参照LS/T 3212-2014《挂面》进行。取40根面条放入盛有样品质量50倍沸水的不锈钢锅中,保持微沸状态,达到最佳蒸煮时间后,用筷子将面条轻轻挑出,数取完整的面条根数,计算熟断条率。

式中:N-完整面条根数;40-试样面条根数。

吸水率:称取约10 g样品(质量M1,精确至0.01 g),放入盛有500 mL沸水(蒸馏水)的烧杯中,用电陶炉加热,保持水的微沸状态,达到最佳蒸煮时间后,用筷子将面条轻轻挑出,淋去湿面条外部的水,再放至天平上称重(质量M2,精确至0.01 g)。

蒸煮损失率:将测吸水率煮面后的面汤放至室温后,转入500 mL容量瓶中定容、混匀,取100 mL面汤倒入恒质的250 mL烧杯(M0,g)中,然后将烧杯放在电陶炉上蒸发掉大部分水分后,放入105 ℃烘箱内烘到恒重(M3,g),按下式计算蒸煮损失率。

式中:W-干面条的水分含量。

1.2.4.2 质构品质的测定 取20根面条在500 mL开水中煮至最佳蒸煮时间,捞起后在冷水中冲淋1 min,从煮制完成起计时5 min内采用质构仪进行质构测定。每次把10根面条垂直于质构仪力臂方向放置于载物台上,面条之间要有一定的间隔,每个试样做平行测试5次,求平均值为测定结果。

表1 不同配比玉米-小麦混合粉粉质拉伸特性Table 1 Farinographical and extensographical properties of different proportions corn-wheat blended flour

TPA测试采用P/36R探头,测前、测中、测后速度分别为2.0、1.0、1.0 mm/s,形变量为75%,感应力为5 g,两次压缩的时间间隔为5 s。

剪切试验采用A/LKB探头,测中、测后速度分别为0.17、10.0 mm/s,测试起始高度5 mm,下压位移4.8 mm。

1.3 数据分析

每组实验重复3次,采用SPSS 16.0和Excel 2007软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同配比玉米-小麦混合粉面团流变学特性

不同配比玉米-小麦混合粉的粉质特性与45 min醒发时的拉伸特性测定结果如表1所示。

由表1可以看出,随着玉米粉配比的增加,混合粉的吸水率、稳定时间、评价值、拉伸能量、延伸度和最大拉伸阻力呈逐渐减少的趋势,形成时间也有所减小,而弱化度则有所增大,这与张剑等[18]、林金剑等[19]的研究结果一致。这主要是由于玉米粉中不含麦谷蛋白,随着玉米粉比例的增加,稀释了小麦粉中的面筋蛋白,又由于玉米粉的吸水率相对较低造成的[21]。

2.2 不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条蒸煮和质构品质

2.2.1 不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条蒸煮品质 不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条蒸煮品质测定结果见图1。

图1 不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条蒸煮品质Fig.1 Cooking quality of different proportionscorn-wheat blended flourfresh wet noodles

蒸煮损失率是衡量面条蒸煮品质的最重要指标,蒸煮损失率越大,糊汤越严重,面条的蒸煮品质就越差[20]。在蒸煮的过程中,面条中的一部分淀粉、蛋白会流失到面汤中,因此面汤浑浊度越低,蒸煮损失率越小,面条中营养保留的越多,面条品质越好[21]。由图1可知,随着玉米粉配比的增大,玉米面条的蒸煮损失率呈上升趋势,玉米粉、小麦粉配比由0∶100增加至30∶70,蒸煮损失率由4.3%上升至11.6%。这是由于玉米粉的加入破坏了面筋网络,使混合粉形成的面筋网络不能过多的包裹淀粉颗粒,从而导致蒸煮过程中淀粉的溶出,致使蒸煮损失增大[22]。

断条率是评价面条蒸煮品质的重要指标,断条率越高,面条品质越差。断条率低,说明面条筋力较强、耐煮,这样的面条有咬头,口感滑爽、不发粘。由图1可知,玉米粉、小麦粉配比为25∶75及以下时,玉米面条煮后没有断条现象,当玉米粉、小麦粉配比达30∶70时,玉米面条有断条现象,熟断条率为7.5%,说明玉米粉添加量过多时,混合粉面筋网络不能较好的形成,结构松散,导致面条品质下降。

吸水率的变化没有显著的规律性,这可能是由于本研究各配比混合粉制作面条时的加水量不同造成的,胡云峰等[23]研究表明,加水量对生鲜面条吸水率有一定的影响。

2.2.2 不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条质构品质 不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条质构品质测定结果见表2。

由表2可以看出,随着玉米粉配比的增加,面条质构特性的各项指标均有所下降,这与张剑[24]研究结果一致。尤其是硬度、胶着性、咀嚼性和剪切力,随着玉米粉添加量的增加,均呈逐渐下降的趋势,这与蔡宇洁[22]研究结果一致。这主要是由于玉米粉不含面筋蛋白,随着玉米粉添加量的增加,面团筋力减弱,从而使硬度、胶着性、咀嚼性和剪切力4项指标测定值下降。弹性、内聚性、回复性三项指标在不同配比混合粉面条中的数据变化极小,无法明显反映差异。宋亚珍等研究显示,面条TPA特性中硬度、咀嚼性等值越大,面条的品质越好[25]。面条的最大剪切力是指面条被切断时所需的最大力,可以反映面条的耐煮性[26]。

表2 不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条质构品质Table 2 Texture quality of different proportions corn-wheat blended flourfresh wet noodles

表3 不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条品质与面团流变学特性相关性分析Table 3 Correlation analysis between the quality of different proportions corn-wheatblended flourfresh wet noodles and the rheology properties of dough

注:*在0.05水平(双侧)上显著相关;**在0.01水平(双侧)上极显著相关。

2.3 相关性分析

不同配比玉米-小麦混合粉鲜湿面条蒸煮、质构品质与面团流变学特性之间的相关性分析结果见表3。

由表3可知,玉米-小麦混合粉鲜湿面条的蒸煮损失率与混合粉面团的吸水率、稳定时间、评价值、延伸度呈负相关极显著水平(P<0.01),与最大拉伸阻力呈负相关显著水平(P<0.05),与弱化度呈正相关显著水平(P<0.05)。面条硬度及剪切力与混合粉面团的稳定时间、评价值、延伸度、最大拉伸阻力呈正相关极显著水平(P<0.01),与吸水率呈正相关显著水平(P<0.05),与弱化度呈负相关显著水平(P<0.05)。面条的胶着性、咀嚼性与混合粉面团的最大拉伸阻力呈正相关极显著水平(P<0.01),与稳定时间、评价值、延伸度呈正相关显著水平(P<0.05),与弱化度呈负相关显著水平(P<0.05)。

3 结论

不同配比玉米-小麦混合粉面团的流变学特性及面条品质差异较大。随着玉米粉配比的增加,混合粉的吸水率、稳定时间、评价值、拉伸能量、延伸度和最大拉伸阻力呈逐渐减少的趋势,形成时间也有所减小,而弱化度则有所增大。玉米-小麦混合粉鲜湿面条的蒸煮损失率随玉米粉配比的增大呈上升趋势。玉米粉、小麦粉质量比为25∶75及以下时,玉米面条煮后没有断条现象,当二者质量比达30∶70时,玉米面条有断条现象,熟断条率为7.5%。与对照组相比,小麦粉中添加玉米粉后,面条质构特性的各项指标均有所下降,尤其是硬度、胶着性、咀嚼性和剪切力,随着玉米粉添加量的增加,均呈逐渐下降的趋势。参考面条用小麦粉及挂面国家标准,同时考虑到玉米粉的利用率,可以得出玉米粉∶小麦粉(质量比)为15∶85的混合粉适合制作面条。

玉米-小麦混合粉鲜湿面条的蒸煮损失率与混合粉面团的吸水率、稳定时间、评价值、延伸度、最大拉伸阻力呈负相关,与弱化度呈正相关。面条硬度及剪切力与混合粉面团的吸水率、稳定时间、评价值、延伸度、最大拉伸阻力呈正相关,与弱化度呈负相关。面条的胶着性、咀嚼性与混合粉面团的稳定时间、评价值、延伸度、最大拉伸阻力呈正相关,与弱化度呈负相关。玉米-小麦混合粉面团的流变学特性与面条的蒸煮及质构品质高度相关,可作为预测玉米-小麦混合粉面条品质优劣的有效指标。