碾皮处理对全麦粉及馒头品质的影响

张剑，李雪杰，张岩岩，李梦琴，2，李坤，常爽，艾志录

(1.河南农业大学食品科学技术学院，河南郑州 450002； 2.农业农村部大宗粮食加工重点实验室，河南郑州 450002)

精细谷物是去除了稻米和麦粒外层的谷皮、糊粉层、胚等部分。虽然精细谷物制成的产品在外观、风味、口感、品质上都得到了极大的改善，但因其在加工过程中过分追求精细化造成了许多营养素的流失，从而不符合人体摄入营养的需求，尤其是婴幼儿更不宜长期摄食过于精细的谷物[1]。随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，全谷物食品的营养价值逐渐被发现。经常食用全谷物食品可以降低心脏病和II型糖尿病的危险，预防心血管疾病、消化系统疾病[2-3]。全谷物食品中的全麦粉是由全粒小麦经过磨粉、筛分等步骤，保有与原来整粒小麦相同比例之胚乳、麸皮及胚芽等成分。全麦粉麸皮中富含膳食纤维、维生素等大量人体必需的营养成分，但也由于麸皮的混入，使全麦粉加工相关产品时难度增加，出现了如压延时的粘辊、发酵难度增加、馒头口感粗糙易掉渣、面条易断条糊汤等问题，而且可能会带入较多的生物毒素(如呕吐毒素等)与化学污染物(如农药残留)，使全麦粉的食用安全性受到较大的威胁[4-5]。目前，国内外的全麦粉加工生产大都是利用设备脱去部分麸皮，以改善全麦粉的品质，使其更健康安全[6-8]。吴青兰等[6]通过对小麦子粒进行脱皮处理，发现6%的脱皮率能有效保留小麦粉的营养物质，改善馒头的品质；李兴贞等[9]经研究发现脱皮率为4%～5%时能有效提升面粉中硒元素的含量；赵吉凯等[10]研究结果表明轻碾脱皮处理能有效改善全麦粉的流变学特性及其馒头品质；FICCO等[11]曾将脱皮技术用于处理紫色硬粒小麦以获得富含天然活性化合物和低毒性微量元素的功能性面粉。目前，在利用碾皮技术对全麦粉安全性及品质特性的研究鲜有报道。本研究采用石磨碾皮制粉法对小麦进行碾皮制粉处理，对比普通小麦粉和不同碾皮时间处理的小麦制成的全麦粉中农药残留量等食用安全指标和面团流变发酵特性、粉质、淀粉糊化特性等品质指标以及成品馒头的色泽、感官评定情况，得出碾皮的最佳时间，为保障全麦粉及馒头的食用安全性，提高其品质加工特性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦、全麦粉，郑州金苑面业有限公司生产；食用盐，中盐河南盐业物流配送有限公司配送；安琪酵母，安琪酵母股份有限公司生产；呕吐毒素样品提取液、呕吐毒素样品稀释液，上海飞测生物科技有限公司生产。

1.2 主要仪器与设备

JGMJ8098稻谷精米检测机，杭州汇尔仪器设备有限公司；LMS20实验磨粉机，河南茂盛机械制造有限公司；JJJM54S面筋洗涤仪，上海嘉定粮油仪器有限公司；JHGM面筋烘干仪，上海嘉定粮油仪器有限公司；JLZM面筋离心指数测定仪，上海嘉定粮油仪器有限公司；Rheofermentometr F4流变发酵仪，法国肖邦技术公司；Farinograph-E粉质仪，德国Brabender公司；RVA4500快速黏度分析仪，瑞典波通公司；面包发酵箱(FX-15S)，九阳股份有限公司；CS-200色差仪，杭州彩谱科技有限公司；FD-2000检测卡恒温孵育器，上海飞测生物科技有限公司；呕吐毒素快速检测仪，上海飞测生物科技有限公司；呕吐毒素(DON)荧光定量检测仪，上海飞测生物科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料处理 小麦碾皮与全麦粉制备：挑选出无破损、正常颗粒的小麦进行润麦，使其水分含量达到13%～13.5%，使用稻谷精米检测机对小麦进行碾皮处理，碾皮时间分别为0、10、15、20、25、30 s，之后对碾皮后的小麦进行测定得到碾皮率分别为0%、1.90%、3.34%、4.51%、5.09%、5.86%，再用小型圆盘式磨粉机对处理后的小麦进行磨粉，取适量碾皮时间为20 s的磨后粉过筛，筛网分别为CQ16、CQ20、CQ30，采用面粉加工精度仪测量筛出面粉的精度。为了使产品更接近市场需求，以金苑的一风吹全麦粉精度作为面粉加工精度的对照，从而选出二者精度最为接近的筛网CQ16，其余的面粉均过此筛网，并将筛后粉分别放入做好标记的无纺布面粉袋中。

普通小麦粉制备：小麦清理干净后进行润麦，使小麦的水分含量达到14%，利用LMS20实验磨粉机磨粉，去除1B与3M，将其余4路面粉混合均匀后放入做好标记的无纺布面粉袋中，通过测定小麦粉的加工精度、面筋质等其他质量指标表明所磨制的面粉达到了特制一等小麦粉的国家标准GB/T 1355—1986。

1.3.2 农药残留含量测定 参照 GB/T 5009.145—2003、GB/T 5009.19—2008、GB 20770—2008等标准对面粉样品中毒死蜱、六六六、乐果、抗蚜威、氧乐果、氯氰菊酯和高效氯氰菊酯、吡虫啉、三唑酮、阿维菌素、溴氰菊酯等10项农药残留进行检测。

1.3.3 呕吐毒素含量测定 使用呕吐毒素荧光定量快速检测试纸条，取500 g待测样品将其混匀，粉碎(粉碎要求为90%颗粒物可以通过20目筛)，将粉碎后的样品称取1.000 0 g放入10 mL离心管，再加入5 mL样品提取液，用漩涡振荡器振荡5 min后，在4 000 r·min-1下离心2 min，在1.5 mL的离心管内加入500 μL的样品稀释液和50 μL样品上清液，混匀后用移液器吸取100 μL加入试纸条的加样孔中，在37 ℃下孵育8 min，最后将试纸条插入读数仪中进行读数。每个样品进行3次平行实验。

1.3.4 含砂量测定 参照全麦粉行业标准LS/T 3244—2015和GB/T 5508—2011《粮油检验 粉类粮食含砂量测定》。

1.3.5 面粉精度测定 采用面粉加工精度仪进行测定，参照GB/T 27628—2011《粮油检验 小麦粉粉色、麸星的测定》。

1.3.6 面粉色泽测定 取10 g面粉铺于平整的桌面上并压平，用色差仪在3个不同位置进行测定，取平均值。面粉颜色采用国际照明组织(CIE)1976年制定的均匀色立体图表色系统即L*a*b*色系统表示，其中L*值表示亮度，它的值越大，越明亮，a*值表示红绿值，值越大，越发红，b*值表示黄蓝值，值越大，越发黄。

1.3.7 湿面筋、干面筋含量测定 湿面筋含量测定参照GB/T 5506.2—2008《小麦和小麦粉 面筋含量》第2部分：仪器法测定湿面筋；干面筋含量测定参照GB/T 5506.4—2008《小麦和小麦粉 面筋含量》第4部分：快速干燥法测定干面筋。

1.3.8 粉质特性测定 采用德国布拉班德粉质仪进行测定，参照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》。

1.3.9 流变发酵特性测定 采用Chopin+协议，使用Rheofermentometre F4面团流变发酵仪，参照朱惠燕等[12]的方法测定面团流变发酵特性。

1.3.10 糊化特性测定 参照GB/T 24853—2010《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定 快速粘度分析仪》，使用瑞典波通的RVA快速黏度分析仪进行测定。

1.3.11 馒头的制作及感官评定 馒头制作的工艺流程和方法参考GB/T 17320—2013。由6人组成感官小组对馒头进行感官评分。根据馒头的外观、内部结构、风味等进行打分，满分为100分，评定标准参考GB/T 17320—2013，并做适当修改。

表1 馒头的感官评定标准Table 1 The sensory evaluation standard of steamed bread

1.3.12 馒头色泽与比容测定 刚蒸出锅的馒头放置一段时间后冷却至室温，用手持式色差仪测量馒头表面色泽，之后称其重量，用菜籽置换法测其体积，计算出比容。

1.4 数据处理

采用SPSS16.0和Excel2016软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 碾皮处理对全麦粉食用安全指标的影响

本试验所测面粉中均未检测出毒死蜱、六六六、乐果、抗蚜威、氯氰菊酯和高效氯氰菊酯、吡虫啉、三唑酮、阿维菌素、溴氰菊酯等9项农药残留，仅有氧乐果被检测出。由表2可知，面粉中氧乐果残留量低于国标规定的最大残留量(20 μg·kg-1)，呕吐毒素含量均在标准范围之内(0～1 000 μg·kg-1)，含砂量在国家允许的标准范围内(≤0.02%)。随着碾皮程度的增大，全麦粉中的氧乐果含量显著降低，在碾皮时间为15 s以后就不再检出。碾皮处理能够降低全麦粉的呕吐毒素含量，可以发现，碾皮处理时间越长，对全麦粉中呕吐毒素的影响就越大，以普通小麦粉和未碾皮的全麦粉中呕吐毒素含量为对照，发现未碾皮的全麦粉中呕吐毒素含量最高，普通小麦粉的呕吐毒素含量最低。面粉中含砂量指面粉中所无机砂尘的含量，是评定粉类粮食品质优劣的重要指标。与普通小麦粉相比，全麦粉的含砂量较高，随着碾皮时间的延长，其含砂量逐渐降低，并在15 s以后趋于稳定。综上所述，碾皮处理能够显著降低全麦粉中农药残留、呕吐毒素及含砂量，从而提高全麦粉的食用安全性。

表2 碾皮处理对全麦粉食用安全指标的影响Table 2 Effect of debranning treatment on food safety parameters of whole wheat flour

2.2 碾皮处理对全麦粉基本品质的影响

加工精度是小麦粉最重要的质量指标之一，直接影响小麦粉的产量和质量，用小麦粉的粉色和麸星的大小及分布的密集程度来表示[13]。由表3可知，不同碾皮时间的全麦粉与普通小麦粉的麸星面积、黑点面积、色泽之间存在显著性差异(P<0.05)，全麦粉的麸星面积和黑点面积远高于普通小麦粉，随着碾皮时间的延长，二者逐渐减小，面粉精度升高，L*值和a*值呈现增加趋势。与普通小麦粉相比，全麦粉的湿面筋和干面筋含量较高，而随着碾皮时间的延长，全麦粉的干湿面筋含量逐渐下降，但始终高于普通小麦粉。综上，碾皮技术可有效提升全麦粉的加工精度，使全麦粉的亮度增加，对全麦粉的基本品质具有改善作用。

表3 碾皮处理对全麦粉基本品质的影响Table 3 Effect of debranning treatment on basic quality parameters of whole wheat flour

2.3 碾皮处理对全麦粉粉质特性的影响

由表4可知，全麦粉吸水率在65%～76%之间，随着碾皮时间的延长，全麦粉的吸水率逐渐减小，但始终高于普通小麦粉。全麦粉的形成时间随着碾皮时间的延长呈现下降趋势，稳定时间先降低后升高，弱化度总体呈现下降趋势，弱化度的值越小，表示面筋网络结构越强，越不容易被破坏[14-15]。不同碾皮时间处理的全麦粉的粉质质量指数均高于普通小麦粉。

表4 碾皮处理对全麦粉粉质特性的影响Table 4 Effect of debranning treatment on farinograph properties of whole wheat flour

2.4 碾皮处理对全麦粉流变发酵特性的影响

由表5可知，与普通小麦粉相比，全麦粉面团发酵高度(Hm)较低，面团发酵达到最大高度的时间(T1)较长。随着碾皮时间的延长，全麦粉面团的发酵高度(Hm)、产气量(R1)、持气量(R2)皆呈现先升高后降低趋势，并在碾皮时间为20 s时达到最大。由此可见，适度的碾皮处理可改善全麦粉的流变发酵特性，且当处理时间为20 s时，全麦粉的流变发酵特性最好。

表5 碾皮处理对全麦粉流变发酵特性的影响Table 5 Effect of debranning treatment on rheological properties of whole wheat flour

2.5 碾皮处理对全麦粉糊化特性的影响

由表6可知，与普通小麦粉相比，全麦粉的峰值黏度、低谷黏度、最终黏度较低，随着碾皮处理时间的延长，总体呈上升趋势。衰减值是峰值黏度与低谷黏度的差值，用来表征谷物粉的糊化热稳定性，它的值越小，则面团的热稳定性越好。与普通小麦粉相比较而言，全麦粉的衰减值始终低于前者。回生值为最终黏度与低谷黏度的差值，反映淀粉的凝胶化过程，随着碾皮时间的延长，回生值大致呈现升高趋势且高于普通小麦粉，这表明，碾皮处理在一定程度上可以提高全麦粉的糊化特性。

2.6 碾皮处理对馒头品质的影响

由表7可知，对于馒头表面的色泽而言，全麦馒头的L*值低于普通小麦粉做成的馒头。随着碾皮时间的延长，其值逐渐升高，亮度增加。全麦馒头的a*值和b*值高于普通馒头，二者随着碾皮时间的延长呈现下降趋势，表明脱皮处理能有效改善全麦馒头的表面色泽。全麦馒头的比容低于普通馒头，但通过延长碾皮时间可以增大全麦馒头的比容，碾皮时间为30 s的全麦馒头比容与未碾皮的全麦馒头相比增加了0.41 mL·g-1，表明碾皮处理可显著提高全麦馒头的比容[16]。

表6 不同碾皮时间对全麦粉糊化特性的影响Table 6 Effect of debranning treatment on viscosity of pasting properties of whole wheat flour

表7 碾皮处理对馒头品质的影响Table 7 Effect of debranning treatment on the quality of steamed bread

2.7 碾皮处理对馒头感官评价的影响

通过测定碾皮处理对馒头各项感官指标分值的影响，建立馒头感官评定结果的雷达图，如图1所示。由图1可知，普通小麦粉做成的普通馒头的各项指标评分和综合评分均高于全麦馒头。随着碾皮时间的延长，全麦馒头的比容逐渐增大，这是由于全麦粉麸皮含量降低，从而促进了面筋网络的膨胀和面筋结构的形成。全麦馒头的表面结构、外观形状、内部结构、弹性、口感、风味随着碾皮时间的延长都有所改善。综上所述，碾皮处理可显著改善全麦馒头的感官特性。

3 结论与讨论

随着碾皮时间的延长，小麦的碾皮率逐渐增加，全麦粉中的氧乐果含量显著降低，在碾皮时间为15 s以后就没有检出，这可能是由于氧乐果未渗入小麦子粒的内部胚乳层中，大部分残存在小麦表面麸皮层中，因此碾皮处理可以使全麦粉中的氧乐果含量显著降低[17-18]。碾皮处理时间越长，全麦粉中呕吐毒素所受的影响就越大，对比普通小麦粉和未碾皮的全麦粉中呕吐毒素含量可知，未碾皮的全麦粉中呕吐毒素含量最高，普通小麦粉的呕吐毒素含量最低，根据罗颖鹏等[19]和VIDAL等[20]的研究可以推测出现这种现象的原因是呕吐毒素含量与麸皮含量呈正相关，且外层麸皮的DON含量较高，胚乳部分的DON含量低，因此碾皮处理能够显著降低全麦粉中的呕吐毒素。随着碾皮时间的延长，全麦粉含砂量逐渐降低，并在15 s以后趋于稳定，这是由于大颗粒的砂石在碾皮制粉时，极易被筛选出去，而小颗粒的砂石则不易被磨损，因此在碾皮时间15 s之后，全麦粉的含砂量变化不显著，这与于爽等[21]的研究结论相一致。

全麦粉的麸星面积和黑点面积远高于普通小麦粉，但随着碾皮时间的延长，二者逐渐减小，面粉精度升高，L*值和a*值呈现增加趋势，这是由于碾去的麸皮中含有较多的色素，碾皮时间越长，麸皮含量越少，全面粉的精度和亮度越大[22]。全麦粉的干湿面筋含量随着碾皮时间的延长逐渐减少，但其含量始终高于普通小麦粉，根据潘志琴[23]的研究可以推测出现该现象的原因是麸皮中的阿魏酸含量高于小麦粉，随着麸皮的减少，阿魏酸溶出程度减小，阿拉伯木聚糖凝胶的强度降低，从而使面筋蛋白含量下降。随着碾皮时间的延长，全麦粉的吸水率逐渐减小，这是由于全麦粉中含有许多麸皮，而麸皮中含有大量羟基，可以通过氢键与水发生水合作用，且麸皮中的戊聚糖也能凭借其凝胶特性吸收水分，因此麸皮减少会降低其吸水率，这与赵吉凯等[10]的研究结果相符合。

(a) 馒头各项感官指标评定的雷达图(a) The radar chart of every sensory evaluation of steamed bread

(b) 馒头感官指标综合评定的雷达图(b) The radar chart of comprehensive sensory evaluation of steamed bread

与普通小麦粉相比，全麦粉面团发酵高度(Hm)较低，面团发酵达到最大高度的时间(T1)较长，出现这种现象的原因是不含麸皮的普通小麦粉更易达到面团最大发酵高度，因此所需要的时间较短，这与李雪杰等[24]的研究结果一致。随着碾皮时间的延长，全麦粉面团的发酵高度(Hm)、产气量(R1)、持气量(R2)呈现先升高后降低趋势，并在碾皮时间为20 s时达到最大，这表明过量的麸皮对面团发酵具有抑制作用，恰当的碾皮处理可以促进面团发酵，有效提高面团发酵特性。LIU等[25]也得出了相类似的结论。全麦粉的峰值黏度、低谷黏度、最终黏度低于普通小麦粉，随着碾皮处理时间的延长，总体呈上升趋势，原因可能是随着碾皮程度的增加，麸皮减少，小麦胚乳的含量相对增加，淀粉含量升高，黏度增加[25-26]。随着碾皮时间的延长，全麦粉的回生值呈现升高趋势且高于普通粉，表明麸皮的存在会阻碍淀粉分子的重排，延缓面团的老化过程。吴青兰等[6]也得出了相类似的结论。

全麦馒头的L*值和比容均低于普通馒头，但随着碾皮时间的延长，二者逐渐升高，a*值和b*值逐渐降低，馒头亮度增加，根据陈中伟[27]的研究可以推测麸皮含量越少，馒头所含显色物质越少，亮度更大，因此脱皮处理能有效改善全麦馒头的表面色泽。随着碾皮时间的延长，全麦馒头的比容逐渐增大，这是由于全麦粉麸皮含量降低，从而促进了面筋网络的膨胀和面筋结构的形成。全麦馒头的表面结构、外观形状、内部结构、弹性、口感、风味随着碾皮时间的延长都有所改善，这与MA等[28]和XU等[29]的研究结论相一致。全麦馒头中碾皮时间为20 s时感官评分最高，与未碾皮的全麦馒头相比，评分增加了14.52分，表明适度的碾皮处理可显著改善全麦馒头的感官特性。

综合试验结果来看，碾皮时间选择20 s，碾皮率为4.51%时，全麦粉中的农药残留量、呕吐毒素含量、含砂量较低，面粉加工精度、亮度皆呈增加趋势，湿面筋、干面筋含量高于普通小麦粉，粉质特性、流变发酵特性、淀粉糊化特性以及成品馒头的感官评分等各项性能指标皆优于未碾皮的全麦粉。