南瓜粉对小麦粉粉质特性及面团品质的影响

李良怡 吴安琪 谭玉珩 谢 欢 贵相茹 周文化

(1.特医食品加工湖南省重点实验室，湖南 长沙 410004；2.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004)

南瓜，又名云南倭瓜、窝瓜，一年生蔓生草本植物[1]，营养丰富且具有较高的保健价值，如新鲜南瓜中富含糖类、蛋白质、多种维生素、膳食纤维及南瓜多糖等物质，经常食用可有效协助降低血糖、血脂及胆石症的发生[2-5]。

鲜湿面作为中国“第4代方便面”，具有风味新鲜、嚼劲足、爽口等特点，但营养单一，而南瓜粉可作为一种天然的营养强化剂加入到小麦粉中，不仅能补充面团营养成分，还能改善面团的品质特性。目前南瓜粉在面制品中的应用主要为南瓜挂面和南瓜面包，而有关南瓜鲜湿面的研究较少[6-8]。试验拟以南瓜粉和小麦粉为原料，考察南瓜粉添加量对小麦粉糊化特性、粉质特性及面团的晶型与结晶度、水分分布状况、流变学特性等的影响，探讨南瓜鲜湿面团的品质特性，以期为南瓜—小麦深加工食品的研发及工业化生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

南瓜：贵州农耀农业开发有限公司；

小麦粉：湖南凯雪有限公司。

1.1.2 仪器与设备

卤素快速水分分析仪：JH-HS型，泰州宜信得仪器仪表有限公司；

冷冻干燥机：B01-10NA型，宁波新芝生物科技股份有限公司；

流变仪：DHR-2型，美国TA公司；

全自动微型粉质仪：Micro-doughLAB2800型，瑞典Perten公司；

快速黏度分析仪：JK-1型，瑞典Perten公司；

高速万能粉碎机：FW-400A型，江苏万申机械科技发展有限公司；

核磁共振成像分析仪：NMI120型，纽迈电子科技有限公司；

X射线衍射仪：X'Perf PRO MPD型，丹东奥龙射线仪器集团有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 南瓜粉的制备 取新鲜、金黄、成熟的南瓜原料，使用流动水清洗去除表面污垢，去皮、去籽及病变等各种不可食用部分；切片，厚度为1 cm，放置于铁盘中，冰箱中预冻24 h，冷冻干燥机中真空干燥48 h；粉碎，过100目筛，即得南瓜粉，真空包装，置于4 ℃避光贮藏。

1.2.2 混合面粉的制备 取南瓜粉，分别按0%，5%，10%，15%，20%，25%，30%，100%添加量与小麦粉混合均匀，真空包装，置于4 ℃冰箱中贮藏备用。

1.2.3 面粉粉质特性的测定 参照GB/T 14614—2019《粮油检验 小麦粉面团流变学特性测试 粉质仪法》，测定混合粉样品的形成时间、稳定时间和吸水率等。

1.2.4 面粉糊化特性的测定 参照GB/T 14490—2008《粮油检验 谷物及淀粉糊化特性测定 粘度仪法》。

1.2.5 面团流变学特性的测定 参照Xu等[9]的方法并略作修改。称取25 g样品放置于粉质仪中，待达到最大稠度时停止搅拌，取下面团，使用保鲜膜包好，将样品放置于仪器测试台上，刮掉多余的面团，25 ℃静置5 min。测试条件：平板直径40 mm，应变量2.0%，扫描频率0.1～20.0 Hz，平板间隙1 000 μm。

1.2.6 面团核磁共振的测定 参照肖东等[10]的方法并修改，取3 g南瓜面团样品，制成直径为1.5 cm、高为2 cm 的圆柱形样品，并使用保鲜膜包裹样品。测试参数：采样点数2 048，重复扫描次数8，弛豫衰减时间1 000 ms。通过CPMG脉冲序列表征样品的横向弛豫时间(T2)。

1.2.7 面团X-衍射的测定 参照Tan等[11]的方法并略作修改，南瓜鲜湿面团样品冷冻干燥24 h，粉碎并0.075 mm 的筛，称取20 mg样品进行X-射线光谱衍射的测定。测定参数：管压40 kV，管流30 mA，扫描范围5°～40°(2θ)，扫描速率2°/min。

1.2.8 数据处理 所有试验重复3次，使用Jade 6.5、IBM SPSS Statistics 19.0、Excel 2016软件进行数据处理与分析，使用Origin Pro 2017C软件绘图。

2 结果与分析

2.1 对面粉粉质特性的影响

由表1可知，当南瓜粉添加量为0%～30%时，随着南瓜粉添加量的增加，稳定时间先显著下降后上升，其下降可能是因为南瓜粉的加入使混合粉在搅拌过程中蛋白质空间结构被破坏，麦谷蛋白的二硫键断裂，面筋强度变小，面团稳定时间下降；而上升可能是南瓜粉中各分子之间形成了交联网状结构，与面筋网络相互交替形成复杂的体系，从而延长了面团的稳定时间。

面团的形成时间表示面筋网络形成速度[12]。当南瓜粉添加量为0%～30%时，面团形成时间随南瓜粉添加量的增加而逐渐延长，其最大相差2.84 min。这可能是由于混合粉中膳食纤维显著增加，其亲水性使得水分在较短时间内被大量吸收，南瓜面团中的淀粉吸水量降低，造成面筋网络结构不稳定，面团的形成时间被延长。公差指数能反映面粉筋力大小，其差值越小，面粉筋力越强；带宽能够直接反映面团的弹性，其带宽越大，弹性越好。由表1分析可知，面粉筋力和面团的弹性与南瓜粉添加量呈正相关，随着南瓜粉添加量的不断增加，混合粉的公差指数和带宽均逐渐减小，表明混合粉筋力越来越小，面团弹性下降，这可能是因为南瓜中含有膳食纤维、南瓜多糖及果胶等物质，使其自身无法形成网络结构，从而在混合粉中显著影响面团的弹性与筋力。

表1 南瓜粉对小麦粉粉质特性的影响†Table 1 Effect of pumpkin powder on wheat flour properties

2.2 对面粉糊化特性的影响

由图1可知，随着南瓜粉添加量的增加，面团的峰值黏度、最低黏度、最终黏度均下降，且差异极显著(P<0.01)，与李勇等[13]的结论类似。这可能是因为南瓜粉中含有大量的南瓜多糖或非淀粉多糖，与面团中的淀粉形成竞争关系，抑制了淀粉吸水膨胀，导致面团黏度下降；而衰减值的逐渐下降，说明南瓜粉可促使混合粉淀粉颗粒强度增大，不易破裂，使面团在高温条件下稳定性较好。

回生值是指面团的最低黏度和最终黏度的差值，差值越大，表明面团老化程度越大，形成凝胶能力越强，反之亦然。从图1分析可知，南瓜粉对小麦面团的回生影响显著(P<0.05)，南瓜粉添加量越高，面团老化程度越低，越有利于延长面制品的保质期。

图1 南瓜粉添加量对鲜湿面团糊化特性的影响Figure 1 Effect of pumpkin powder with different dosages on gelatinization characteristics of fresh wet dough

2.3 对面团动态流变学特性的影响

由图2可知，所有样品的G′均大于G″，G′与G″均随频率的增加而上升，为典型的弱凝胶动态流变学谱图[14-15]。与纯小麦粉面团相比，当南瓜粉添加量为5%时，面团的G′和G″出现显著下降，可能是因为南瓜粉的加入使面筋蛋白的交联作用减弱，从而影响面团的黏弹特性，造成面团网络结构变得松散；当南瓜粉添加量为10%～30%时，随着南瓜粉添加量的不断增加，面团的G′和G″逐渐上升，可能是由于南瓜粉的添加使面团中的蛋白质、非淀粉多糖和膳食纤维含量逐渐升高，面团的黏弹性增强，从而使面团网状结构再次增强。

由图2还可知，所有混合粉面团的tanδ<1，随着南瓜粉添加量的增加，tanδ逐渐下降，说明面团弹性比例增大，这可能是由于南瓜粉与小麦粉在共混体系下分子交联程度增加，面团中分子聚合度越大，面团tanδ越小。当频率<0.63时，tanδ随着频率的升高而降低，表明混合面团在此频率范围内具有较好的弹性比例，较低的黏性比例；当频率>1时，tanδ随着频率的升高而升高，表明混合面团在此频率范围内黏性比例较高，弹性比例逐渐下降，面团稳定性较差且极易被破坏。

图2 南瓜粉—小麦粉的面团动态流变学特性Figure 2 Dynamic rheological properties of pumpkin flour-wheat flour dough

2.4 对面团水分分布状况的影响

根据横向弛豫时间(T2)，其代表面团中分别存在3种水分状态，即T21(0.1～10.0 ms)为深层结合水、T22(10～100 ms)为弱结合水、T23(100～1 000 ms)为自由水，对应的峰积分面积分别为A21、A22、A23[16-19]。由图3 可知，随着南瓜粉添加量的不断增加，面团的弱结合水含量逐渐上升，而自由水含量逐渐下降，深层结合水含量基本保持不变，且纯南瓜粉面团的弱结合水含量明显高于纯小麦粉面团，可能是由于南瓜粉面团中的南瓜多糖、果胶和淀粉等物质的增加，导致面团对水分子的束缚能力增强，使弱结合水含量上升，自由水含量降低，一定程度上抑制了面团中水分含量的减少，使其延长南瓜粉面团的保质期时间。

图3 南瓜粉添加量对面团3种状态水分低场核磁共振图谱的影响Figure 3 Low-field NMR spectra of pumpkin powder with different additions on wet dough in three states

2.5 对面团X-衍射的影响

淀粉的结晶度大小能直接影响各淀粉分子产品的实际应用综合性能[20-21]。由图4可知，各混合粉面团均在15°，17°，18°，23°处有明显的峰形，为典型的淀粉结晶峰，且为A型晶体，说明南瓜粉添加量对面团中的淀粉晶型无显著影响。

图4 南瓜粉添加量对面团X-衍射图谱的影响Figure 4 X-ray diffraction patterns of wet dough with pumpkin powder at different dosages

由图5可知，混合面团中淀粉结晶度随南瓜粉添加量的增加先升高后下降，其最大值与最小值分别出现在南瓜粉添加量为15%和30%时，其结晶度分别为23.90%，19.23%，最大相差4.67%。这表明在南瓜粉添加量为15%时，淀粉的强度、硬度最大且稳定性最好，而在南瓜粉添加量为30%时，淀粉的弹性最好。综上，南瓜粉添加量对面团中淀粉的结晶度有一定影响。

图5 南瓜粉添加量对面团中淀粉结晶度的影响Figure 5 Effect of pumpkin powder with different dosages on starch crystallinity in wet dough

3 结论

适量添加南瓜粉可有效降低面团的公差指数、带宽和稳定时间，改善小麦粉粉质特性；面团的糊化特性指标均随南瓜粉添加量的增加而显著下降(P<0.01)，说明南瓜粉对面筋蛋白的浓度产生了一定的稀释作用，导致面团的黏性降低，面筋网络结构被破坏；随着南瓜粉添加量的增加，面团的储能模量、损耗模量先下降后上升，tanδ先降低后升高，表明在0.00～0.63 Hz下，面团弹性较好，而在1～20 Hz下，面团结构极易被破坏；随着南瓜粉添加量的增加，面团的弱结合水含量上升，自由水含量下降，深层结合水含量基本保持不变，且纯南瓜粉面团的弱结合水含量明显高于纯小麦粉面团；面团中淀粉的晶型结构为A型晶体，淀粉结晶度在南瓜粉添加量为15%时最大，即23.9%。综上，当南瓜粉添加量为10%～15%时，可显著改善混合粉粉质特性(P<0.01)，且面团具有较好的品质特性。但若使面团转变成面条还需经压片、切片等工序，而这些工序可能会对面条的蒸煮特性和质构特性有一定的影响，为此南瓜粉对面条品质特性的影响还需进一步深入探究。