不同粒度麦麸对面条蒸煮特性和质构特性的影响

施建斌，隋勇，蔡沙，何建军，熊添，范传会，陈学玲，家志文，王少华，蔡芳，梅新

（湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北 武汉 430064）

麦麸是小麦加工过程的主要副产物，占小麦籽粒质量的14%～19%，主要由膳食纤维、淀粉、蛋白质等组成，可用于动物饲料[1-2]。麦麸中膳食纤维含量为40%～45%，是一种重要的膳食纤维来源[3]。随着人们对膳食纤维功能的认识和接受，通过麦麸增加人体膳食纤维摄入量成为麦麸综合利用的一个重要研究方向，同时也带动了膳食纤维强化食品的研究和开发。

虽然麦麸能够增加面制品的膳食纤维含量，但对面制品的稳定性、质构、流变和感官特性都有不利的影响[4]。王华东[5]发现麦麸添加量会影响混合粉的黏度特性，但是对糊化特性和拉伸特性无显著影响；随麦麸粒度的减小，馒头的体积和比容先增加后降低，在100目时，馒头的体积和比容最大。与粗麦麸相比，添加超微麦麸面团形成时间缩短，吸水率、峰值黏度、淀粉热凝胶稳定性和回生值显著增加，面团发酵高度显著降低，面团中产生的CO2总体积和保留体积显著下降，但馒头的比容随麦麸粒度减小而降低[6]；随着麦麸添加量的增加，小麦粉吸水率、形成时间和粉质指数也会增加，发酵面团的弹性模量G′、黏性模量G″上升，弛豫时间T21、T22增加；0.10 mm粒度时样品弱化值较大，0.17 mm和0.85 mm粒度时面团具有较好的粉质特性，而随着粒度减小弹性模量G′和黏性模量G″增加。在对面条的研究中，Chen等[7]发现麦麸粒度和添加量能够减弱面团的揉混特性、增加形成时间和蒸煮时间；随着麦麸添加量的增加，混合粉峰值黏度、最低黏度、最终黏度、崩解值和回生值显著降低，但是麦麸粒度对糊化特性没有显著影响。在研究麦麸添加量和粒度对干面条质构特性中发现，面条脆性、柔韧性、曲线积分随着麸皮添加量和粒度的增加而显著降低，小粒径麦麸和中粒径麦麸添加量分别不超过10%和不超过5%时，制备出的膳食纤维面条品质较高[8]。此外，研究发现麦麸粒度从487.9 μm减小到148.5 μm时，油炸方便面含油量从26.5%降低到19.77%，麦麸粒度的减小能够降低其负面影响[9]。麦麸或膳食纤维中的多糖类物质对面制品的影响有积极作用，如聚阿拉伯半乳糖、酸性果胶类物质、甘露聚糖等能够通过非共价键形成类似面筋网络结构或通过共价键与面筋蛋白形成更大分子的网络结构改良面团特性；而其负面影响一方面是稀释了面筋蛋白，另一方面是强吸水能力造成面筋网络结构劣化[10]。这种影响主要通过改变蛋白质二级结构、面筋网络结构、淀粉等大分子晶体结构稳定性和水分在面条中分布状态而实现[11]。

面条是人们生活中常见的面制主食之一，其消费量占面粉消费量的三分之一。因此，为增加人体膳食纤维的摄入，近年来越来越多的食品企业在面条中添加麦麸制备高膳食纤维面条，但是对于麦麸的添加量和粒度对面条蒸煮特性、质构的影响还未完全明确。因此，本研究将不同粒度麦麸加入面条中，研究其添加对面条蒸煮特性和质构特性的影响，以期为麦麸的综合利用和高膳食纤维面条制备提供重要应用基础。

1 材料和方法

1.1 试验原料和设备

麦麸（麦麸经粉碎后过 20、40、60、100、160、200 目筛得到麦麸样品）：湖北省潜江同光面粉有限责任公司；高筋粉（特质一等粉，蛋白质12.1%）：河南天香面业有限公司。

FC1-220型电动压面机：武汉丰创机械设备有限公司；FW-100型气流超微粉碎机：天津泰斯特仪器有限公司；TA-XTPlus质构仪：英国Stable Micro System公司；CS 580色差仪：杭州彩谱科技有限公司；HM780海氏和面机：青岛汉尚电器有限公司；WH2202电磁炉：美的集团股份有限公司。

1.2 面条的制备

称取不同粒度的麦麸与面粉混合，制成含有3%、6%、9%、12%、15%的麦麸混合粉。在混合粉中加入适量水，和面8 min～10 min，熟化30 min。熟化结束后，用压面机在压辊轧距间隙3 mm处压片，采用压片-合片-压片的方式重复5次，之后在压面机压辊轧距间隙2mm处压片，压片-合片-压片重复5次，最后在压辊轧距间隙2.0 mm处压片然后切成直径2.0 mm圆面条。

1.3 试验方法

1.3.1 麦麸持水性和膨胀性的测定

1.3.1.1 持水性的测定

取一定量样品W1（g），按1∶10（g/mL）加入蒸馏水，25℃下搅拌混匀30 min，2 500 r/min 25℃离心20 min，弃上清液，沉淀称重为W2（g），样品持水性计算公式如下。

1.3.1.2 膨胀性的测定

取一定量样品W（g）于刻度试管中，记录体积V1（mL），后按1∶10（g/mL）加入蒸馏水，充分混匀后于25℃放置24 h，记录体积V2（mL），样品膨胀性计算公式如下。

1.3.2 面条白度的测定

将面条干燥粉碎后过80目筛，用色差计测定其白度，每个样品测定6次，取其平均值。

1.3.3 面条吸水率和蒸煮损失率的测定

取20 g左右面条W1（g），置于1 L沸水中保持水的沸腾状态煮5.5 min，将面条捞出沥水5 min后，称重W2（g），然后将其放入烘箱中烘至恒重W3（g），按如下公式计算蒸煮吸水率和蒸煮损失率。

1.3.4 面条质构分析

1.3.4.1 剪切力的测定

探头型号：A/LKB-F；压缩模式参数条件为测试前运行速度2 mm/s；测试速度0.8 mm/s；测试结束返回速度0.8 mm/s；压缩程度90%；触发形式，自动3 g。每次把3根面条水平放置于载物台上，面条之间要有一定的间隔。每个试样作6次平行试验。

1.3.4.2 拉伸强度的测定

探头型号：A/SPR。拉伸模式参数条件：测试前速度2 mm/s；测试速度2 mm/s；测试结束返回速度10 mm/s；触发距离100 mm；触发形式，自动0.5 g。每次将1根面条缠绕固定在两个平行的摩擦轮之间（面条在被拉的过程中不能够松动），上面的轮子匀速向上拉伸面条，直至面条断裂。对每个试样作6次平行试验。

2 结果与讨论

2.1 粒度对麦麸持水性和膨胀性的影响

粒度对麦麸持水性和膨胀性的影响规律见图1。

图1 不同粒度对麦麸持水性和膨胀性的影响Fig.1 Effect of particle size on water holding capacity and water swelling capacity of wheat bran

如图1所示，随着麦麸粒度的变小，麦麸的持水性逐渐降低，未粉碎时持水性为3.25 g/g，200目时持水性仅为1.90 g/g。而麦麸的膨胀性随着粒度的减小整体呈先增加后减小趋势，160目时最大，为2.72 mL/g。麦麸经过粉碎后粒度减小，比表面积增大，水和作用增强，膨胀性增加，但是随着粒度的减小麦麸的毛细结构被破坏，纤维对水分束缚进一步降低。因此，随着麦麸粒度减小持水性整体呈下降趋势，这与刘艳香等[12]研究麦麸超微的结论相似。而在膳食纤维的研究中发现随着粒度的减小持水性增加，这主要是在粉碎过程中颗粒的比表面积增加，更多的亲水性物质（如多糖等）、亲水基团暴露出来吸收更多的水分[13]。麦麸粉碎后，颗粒间的间隙增加，膨胀性增加，但是当粒度降低到一定程度，颗粒过于细小，破损细胞比例增加，膨胀性下降[14]。

2.2 不同粒度麦麸添加量对面条白度的影响

不同粒度麦麸添加量对面条白度的影响规律见图2。

图2 不同粒度麦麸添加量对面条白度的影响Fig.2 Effect of wheat bran addition level with different particle size on the white of noodle

从图2可知，面条的白度随着麦麸添加量的增加总体呈下降的趋势。麦麸本身颜色较深，随着麦麸添加量的增加导致面条白度整体呈下降趋势，这与CHILLO等[15]的研究结果一致。相同添加量时，添加20目～40目麦麸面条的白度比添加60目～200目麦麸面条的白度要高。Chen等[7]发现随着麦麸添加量的增加，干面条和湿面条的白度都呈下降趋势，但相同添加量下添加平均粒径为1.72 mm麦麸面条的白度比添加0.21 mm麦麸面条的白度要低，添加量为20%时分别为72.15和74.85。Niu等[16-17]认为多酚氧化酶主要存于麦麸中，在粉碎过程中随着粒度的减小，更多的多酚氧化酶活性位点暴露出来，增大酶和底物反应几率，面条的白度降低；此外，面条在干燥后和放置24 h后，酶促褐变导致的白度降低更加明显。

2.3 不同粒度麦麸添加量对面条蒸煮吸水率的影响

不同粒度麦麸添加量对面条蒸煮吸水率的影响规律见图3。

图3 不同粒度麦麸添加对面条蒸煮吸水率的影响Fig.3 Effect of wheat bran addition level with different particle size on cooking water absorption of noodles

蒸煮吸水率是面条蒸煮品质的一个重要指标，蒸煮吸水率过低，导致面条过硬、结构粗糙；蒸煮吸水率过高，导致面条绵软、易黏连。由图3可知，不同粒度麦麸的添加量对面条蒸煮吸水率的影响分为两组，添加100目～200目麦麸的面条蒸煮吸水率随着麦麸添加量的增加整体呈先上升后下降的趋势。麦麸添加量为6%～9%时，蒸煮吸水率最大。如200目麦麸添加量6%时，面条的蒸煮吸水率为218.23%；而添加20目～60目麦麸的面条蒸煮吸水率先小幅增加再下降，最后又增加；麦麸添加量9%时，面条的蒸煮吸水率最小。研究认为随着麦麸粒度的减小，麦麸中可溶性膳食纤维增加，其可以在面团中形成连续的、具有一定黏弹性的三维凝胶网络结构，改善面条的品质；但是麦麸添加量过多会导致面条结构过于紧密，吸水率反而降低[18]。此外，当麦麸粒径小于面粉粒径时，其可以填充在大分子和网络结构的空隙中，使面条结构更加紧密[19]。虽然粒度大的麦麸具有更高的持水性，但是粒度过大会导致其与面粉形成的网络结构较为松散，吸水率相对较低。

2.4 不同粒度麦麸添加量对面条蒸煮损失率的影响

不同粒度麦麸添加量对面条蒸煮损失率的影响规律见图4。

由图4可知，随着麦麸添加量的增加，面条的蒸煮损失率整体呈上升的趋势，在160目麦麸添加量为15%时，蒸煮损失率最高为9.32%，根据LS/T 3212—2014《挂面》，蒸煮损失率在可接受范围内。面条面筋结构主要取决于面条的完整性及与非面筋蛋白质物质的相互作用，麦麸中不溶性膳食纤维含量较高，可溶性膳食纤维含量较少，麦麸的添加对面筋蛋白具有稀释作用，破坏了面筋基质的连续性，使面条的结构更加疏松，在蒸煮过程中更容易损失[20-21]。

图4 不同粒度麦麸添加量对面条蒸煮损失率的影响Fig.4 Effect of wheat bran addition level with different particle size on cooking loss rate of noodles

2.5 不同粒度麦麸添加量对面条拉伸强度的影响

不同粒度麦麸添加量对面条拉伸强度的影响规律见图5。

图5 不同粒度麦麸添加量对面条拉伸强度的影响Fig.5 Effect of wheat bran addition level with different particle size on breaking strength of noodles

拉伸强度是拉断面条所需的破裂力，即面条的弹性。由图5可知，添加40目麦麸的面条，拉伸强度随着添加量的增加而增加。麦麸添加量15%时，拉伸强度最大，为45.63 g。而添加160目和200目麦麸的面条，拉伸强度随着麦麸添加量的增加先减小后增加，在麦麸添加量为12%时，添加160目和200目麦麸的面条拉伸强度最低，分别为12.32 g和13.30 g。而其它组面条随着麦麸添加量的增加，拉伸强度的变化规律不明显。胥晶[22]研究认为，当膳食纤维粒径大于100目时，面条面筋网络结构被膳食纤维颗粒部分阻塞分隔而强度降低；当粒径减小到200目后，膳食纤维中的亲水性基团暴露出来并通过酚酸活性键与面团中的蛋白结合增加面条筋力。

2.6 不同粒度麦麸添加量对面条剪切力的影响

不同粒度麦麸添加量对面条剪切力的影响规律见图6。

图6 不同粒度麦麸添加量对面条剪切力的影响Fig.6 Effect of wheat bran addition level with different particle size on shearing force of noodles

由图3和图6可知，面条剪切力的变化趋势与蒸煮吸水率的变化趋势相反。添加20目～160目粒度麦麸的面条剪切力随着麦麸添加量的增加呈先上升后下降的趋势，在麦麸添加量为6%～9%时，添加20、40、60目麦麸的面条具有最大剪切力，分别为613.09、634.99、637.61 g；添加160目麦麸的面条，麦麸添加量3%时，其剪切力达到最大，为309.42 g；添加100目麦麸的面条，麦麸添加量6%时，其剪切力达到最大，为365.47 g。添加200目麦麸的面条其剪切力随着麦麸添加量的增加呈先下降后上升的趋势，麦麸添加量9%时，面条剪切力最小，为148.66 g。通过粉碎可以增加麦麸中可溶性膳食纤维的含量，可溶性膳食纤维可以通过非共价作用与面团形成一种具有黏弹性的三维凝胶网络结构，而这种结构的作用与面筋网络结构相似，改善面条品质，但是可溶性膳食纤维导致面条具有很高的吸水率，降低面条剪切力；但在麦麸中，主要以不溶性膳食纤维为主，这些小颗粒能够填充在大分子或网络结构的空隙中，使面条更加坚实，剪切力增加。对于粒度较大的麦麸，一些亲水性基团也可同淀粉交联或与蛋白肽链上的亲水基团相互作用，使面筋网络结构形成的更加紧密；但是大量的麦麸添加会导致这种交联作用弱化，使得面条剪切力减小[23]。

3 结论

将不同粒度麦麸添加到小麦粉中，系统研究不同粒度麦麸添加对面条蒸煮特性和质构特性的影响。研究发现，随着粒度的减小麦麸持水性整体呈下降趋势，从3.25 g/g降低到1.90 g/g；膨胀性先增加后减小，在160目达到最大值，为2.72 mL/g。面条的白度和蒸煮损失率随着麦麸添加量的增加整体分别呈下降和上升的趋势，白度从91.01降低到81.99，而蒸煮损失率最大为9.32%。添加20目～60目麦麸的面条，蒸煮吸水率随着添加量的增加先小幅增加再减小，最后增加，在添加量为9%时蒸煮吸水率达到最小；而添加100目～200目麦麸的面条，蒸煮吸水率随着麦麸添加量的增加先增加后减小，麦麸添加量6%～9%时，面条蒸煮吸水率有最大值。面条剪切力随着200目麦麸添加量的增加先减小后增加，而随20目～160目麦麸添加量的增加先增加后减小。通过研究将为高膳食纤维面条开发原料的预处理提供重要参考。