薏米—小麦混合粉面团流变特性分析及其面条加工品质预测

蒋 雁于 卉刘 超赵君兰

（1.贵州省粮油产品质量监督检验站，贵阳 550001）

（2.科谱曼分析仪器（北京）有限公司，北京 100038）

薏仁米居五谷杂粮之首，其营养价值很高，富含锌、铁、硒等多种人体需要的微量元素，其蛋白质、脂肪、维生素B1的含量远高于大米，民间视其为名贵中药，广泛运用于药膳，过去被列为宫廷膳食之一。薏仁米有美容养颜、去湿利尿、调节免疫、健脾胃、清肺热、止泄泻等功效[1]，因其营养与保健价值较高，所以也有“世界禾本科植物之王”的美称[2]。薏仁米在贵州兴仁已有上千年的种植历史，当地种植的薏仁米品质高、无污染，成为贵州兴仁县的特产，是国家地理标志保护产品，有“世界薏米看中国，中国薏米看兴仁”的说法[3]。

近年来，人们更加注重饮食健康和营养保健。薏米作为一种营养价值和药用价值都较高的功能性食品，已利用其开发成多种食品，包括薏米饼干、薏米蛋糕、薏米面包和薏米面条等[4]。因薏米粉不含小麦粉特有的面筋蛋白，因此在加工时很难形成有延展性和弹性的面团，所以在薏米面制品的实际应用中，通常需要和一定量的小麦粉进行复配。烘焙类薏米产品如薏米饼干、薏米面包等添加的均是少量膨化后的薏米粉，这主要是为了避免薏米中较低的直链淀粉含量[5]对烘焙食品蓬松度的影响。但膨化薏米粉的工序较为复杂，这加大了薏米风味食品生产的难度，还提高了制造成本。面条类产品对蓬松度要求低，可尝试采用未经膨化的薏米粉与小麦粉混合制作。本研究选用贵州兴仁薏仁米，经粉碎磨成全薏米粉后，与高筋小麦粉按照不同比例混合，形成薏米—小麦混合粉，研究不同添加量的薏米粉对面团流变学特性的影响，同时利用Mixolab混合试验仪软件建立的机械鲜面条用小麦粉剖面图功能预测薏米粉较优的添加量，以期为开发高品质薏米面条提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

选择贵州省兴仁县薏仁米，经锤式旋风磨粉碎制成全薏米粉，淀粉含量59.2%。

从市场收集的高品质面条用小麦粉12份，均为市场反馈较好的适合机械加工的鲜面条用粉，用于制定Mixolab混合试验仪机械鲜面条用小麦粉的目标剖面图。

选择金沙河面业集团有限责任公司生产的高筋小麦粉，湿面筋含量27.7%，淀粉含量70.5%，用于与全薏米粉混合制成不同比例的薏米—小麦混合粉。

主要实验仪器有：Mixolab混合试验仪，Alveo－Lab全自动吹泡仪，SDmatic损伤淀粉测定仪和EM10烘箱，LM3100锤式旋风粉碎磨等。

1.2 实验方法

1.2.1 基本成分的测定

水分含量测定按GB 5009.3—2016《食品水分含量中的第一法 直接干燥法》执行。

损伤淀粉测定按GB/T 31577—2015《小麦粉损伤淀粉测定 安培计法》执行。

1.2.2 薏米—小麦混合粉的配制

准确称量薏米粉和高筋小麦粉，使薏米粉在薏米—小麦混合粉中的含量分别为0%（原粉），5%，10%，15%，20%，25%，30%，35%，40%，充分混合均匀，每个样品质量为1kg。

1.2.3 薏米—小麦混合粉面团流变学特性的测定

样品面团流变学特性测定按GB/T 14614.4—2005《小麦粉面团流变特性测定 吹泡仪法》执行。肖邦吹泡仪模拟面团在发酵过程中产生二氧化碳，使面团产生变形膨胀形成蜂窝网状结构的过程，可检测面团韧性、延展性、弹性等面团流变学指标，是小麦粉中面筋特性评价的一种重要方法。吹泡试验采用的是适量加水吹泡测试，即通过预先的恒量加水（constant hydration）稠度测试测定面粉的吸水率，然后再根据吸水率做适量加水（adapted hydration）的吹泡测试[6]，吹泡结果用面团韧性P（AH），面团延展性L（AH）和面团烘焙力W（AH）等表示。

1.2.4 混合试验仪面条用小麦粉目标剖面图的建立

专用粉目标剖面图功能是混合试验仪的一项基本功能，它是使用Mixolab标准的实验协议（ICC 173，AACC 54—60.01，GB/T 37511—2019）得到的，目的是用图形方式简化地描述标准测试的实验结果，反映面粉的完整特性（蛋白、淀粉和淀粉酶活性等）[7]。

剖面图（雷达图）是将Chopin+测试协议下得到的标准曲线自动转化为6个指数值序列（例如8-27-788），构成如图1所示的指数六边形雷达图，每个指数范围均为0～9，剖面图中各个指数的名称及其对应的含义和特性见表1。这6个指数轴分别代表面粉的吸水能力、揉混能力、面筋耐热指数、最大粘度、淀粉酶活性和回生特性。用这6个核心指数可以非常透彻地分析面粉及各组分之间的相互作用，考察面粉加工操作和成品品质等多个方面的特性。

图1 Mixolab剖面图（Mixolab Profiler）示意

表1 Mixolab剖面图指数表示的特性

一种专用粉的目标剖面图就是一个基于雷达图的深色六边区域，代表一种面食产品对其原料面粉在6个指数上分别要求的数值范围。本研究以市场收集的12个面条加工企业的优秀机械鲜面条小麦粉为原材料，进行Mixolab测试，并利用软件的自建目标剖面图功能创建机械鲜面条品控的目标剖面图。

1.2.5 薏米—小麦混合粉的混合试验仪测试

按GB/T 37511—2019《粮油检验 小麦粉面团流变学特性测试 混合试验仪法》测定面团稳定时间、稠度等指标。Mixolab混合试验仪测试采用的方法相当于粉质仪与粘度仪的联合功能，可反映面粉和谷物粉加水揉混成团受热后从生到熟，再从高温成熟到出炉（锅）整个食品加工烘焙蒸煮和老化回生过程中的品质变化[8]。

1.3 数据处理

实验数据采用Excel软件处理和并制作相关技术图。

2 结果与分析

以12个面条专用粉Mixolab测试的相关数据建立目标剖面图，见图2。

图2 机械鲜面条用小麦粉目标剖面图

2.1 吹泡测试结果分析

薏米—小麦混合粉的吹泡仪测试结果见表2和图3。

表2 薏米—小麦混合粉吹泡仪结果

图3 吹泡参数随薏米粉添加量变化趋势图

由表2和图3可知，随着薏米粉添加量的增加，反映混合粉面团韧性的P（AH）值先降低，而当添加量超过25%时又略有增大趋势；反映面团延展性的L（AH）值和面团烘焙力的W（AH）值均随着薏米粉添加量的增加呈逐渐降低趋势。当添加量超过15%时，混合粉的P/L值增幅迅速，而弹性系数Ie变为0（即L值小于40mm时，仪器无法测出Ie值）。实验结果表明：随着薏米粉添加量的增加，面团延展能力下降，对应薏米面条的加工难度增加，如面团硬度增加、压面难度增大及面条断条率增加等。

2.2 Mixolab混合试验仪结果分析

采用Mixolab混合试验仪检测薏米—小麦混合粉，其结果见表3，测试曲线见图4。

由表3和图4可知，添加不同量薏米粉后，混合粉的吸水率逐渐降低，当薏米粉添加量为20%时，混合粉吸水率较原粉降低了4个百分点，导致面条出品率下降。薏米粉添加量对面团形成时间和稳定时间无显著影响，仅在薏米粉添加量达到40%时，混合粉形成时间降低了约1.1min。各比例混合粉的稳定时间无显著差异，这可能与薏米粉中脂肪氧化酶含量较高有关，该酶可以促进小麦面筋的二硫键形成，具有一定的增筋效果，从而抵消了薏米粉的添加导致面筋含量较少的负面影响[9]。添加薏米粉后，混合面团经弱化谷值C2呈现整体的明显下降，且随着薏米粉添加量增加，C2值逐渐降低，这说明混合粉的面筋在加热条件下弱化更明显，与混合粉湿面筋含量下降导致面团的抗剪切能力降低有关。

表3 薏米—小麦混合粉的混合试验仪检测结果

图4 混合试验仪测试曲线图

表3中糊化温度变化结果显示，随着薏米粉添加量的增加，起始糊化温度也随之升高，表明薏米粉中的淀粉结晶度更高，糊化焓值也高，更难糊化，由此煮熟制作的面条产品时间也随之延长。混合粉随着加热温度的继续升高，糊化后，整体糊化粘度的峰值粘度C3、保持粘度C4和回生终点粘度C5均随着薏米粉添加量的增加而降低，这是因为薏米粉淀粉含量明显低于小麦粉，随着薏米粉含量增加，混合粉的淀粉含量降低，故糊化整体粘度也降低。对于面条产品而言，糊化粘度的降低会导致面条口感下降，如发黏、适口性差，易混汤和断裂等[10]。随着薏米粉添加量增加，混合粉的粘度崩解值（C3-C4）先降低后逐渐升高，这是因为添加少量的薏米粉后，混合粉的纤维素含量增加，提高了淀粉的热稳定性，但当薏米添加量超过30%时，混合粉的淀粉含量降低明显，其对粘度降低和粘度热稳定性影响更大。

回生值（C5-C4）反应的是样品老化程度，回生值越小说明越不易老化。由实验结果可知，随着薏米粉添加量增加，回生值总体呈降低趋势，这可能因为薏米粉的添加使总淀粉含量降低，且薏米本身支链淀粉含量高，直连淀粉含量低，进一步降低主要参与短期快速回生的直连淀粉含量，抑制了直连淀粉快速老化等。

2.3 Mixolab混合试验仪指数剖面图分析

采用Mixolab混合试验仪将不同薏米粉添加量样品的混合试验仪的剖面指数结果与创建的机械鲜面条用小麦粉目标剖面图进行对比，见图5。

图5 混合粉剖面指数与目标剖面图的比较

（1）通过高筋小麦粉混合试验仪剖面指数与机械鲜面条用小麦粉目标剖面图对比发现，本次研究采用的高筋小麦粉符合机械鲜面条制作原料质量要求。

（2）当薏米粉添加量不超过10%时，各个指数均在机械鲜面条用小麦粉专用粉的目标剖面图范围内，说明当薏米粉添加量较少时，对混合粉的机械鲜面条加工特性影响不大。所以，市面上薏米粉添加量通常为10%[11]，但该混合粉的面条薏米粉含量较低，只能属于概念产品，很难达到人们期望的营养价值。

（3）当薏米粉的添加量在15%～25%时，混合粉6个剖面图指数中的1～2个指数超出了目标范围。首先表现为吸水率指数明显下降，说明添加薏米粉对混合粉的吸水率影响较大，这将影响面条生产和面时的加水量，在和面阶段调整合适的加水量，虽然对面条成型影响不大，但会影响机械鲜面条的出品率；其次是“面筋+指数”显著降低，该指数描述的是面筋在加热状态下的耐揉特性，该指数明显降低与面筋筋力下降有关，会影响混合粉面条的加工特性，如面条延伸性差、易断条等，但可以通过选择更高筋力的小麦粉或选用合适的食品添加剂进行改良，从而实现提高薏米面条工业化生产中的薏米粉添加量目的。

（4）当薏米粉添加量超过30%时，图中有超过3个控制指标已经严重超出目标深色区域，说明这些添加量已经完全不适合工业化生产。

2.4 损伤淀粉结果分析

薏米—小麦混合粉的损伤淀粉结果见表4。

由表4可以看出，随着薏米粉添加量的增加，混合粉的损伤淀粉含量逐渐下降，这是由混合粉中淀粉含量逐步降低导致。混合粉损伤淀粉含量下降也是导致混合粉吸水率降低的原因之一。通常，工业面条用小麦粉的损伤淀粉在17～22UCD之间，过高和过低的损伤淀粉含量均会导致面条蒸煮品质和口感的降低。因此，当薏米淀粉比例超过30%时，损伤淀粉含量已远超面条用小麦粉的损伤淀粉控制水平。

表4 薏米——小麦混合粉损伤淀粉情况

3 结论

（1）随着薏米粉添加量的增加，薏米—小麦混合粉面团硬度增大，延展能性降低，导致薏米面条的加工过程中压面难度增大。随着薏米粉添加量的增加，面团吸水率降低，导致面条出品率降低，但对面团的形成时间和稳定时间的影响不大。添加薏米粉后，面团升温时的弱化更显著，弱化谷值C2值降低，这与混合粉面筋含量下降导致面团抗剪切能力下降有关。薏米粉的添加提高了混合粉的起始糊化温度，降低了糊化峰值粘度、保持粘度、回生终点粘度和回生值，导致薏米面条比普通小麦面条需要更长的煮熟时间，并且薏米粉的添加会使得面条嚼劲下降、口感变差，易黏牙。

（2）与机械鲜面条用小麦粉目标剖面图比较后发现：薏米粉添加量超过30%时，有的指标严重与目标值不符，说明不适合薏米面条的工业化生产；薏米粉添加量不超过10%时，对面条品质影响不显著，该添加量与市面上大多薏米面条配方中的添加量一致，但薏米粉含量较低，产品的营养价值提升有限；薏米粉的添加量在15%～25%时，在吸水率指数和“面筋+指数”上略显不足，可以选择更高筋力的小麦粉或选用合适的食品添加剂进行改良，以弥补高比例薏米粉添加引起的面条缺陷。

（3）随着薏米粉添加量的增加，混合粉的损伤淀粉含量逐渐下降。当薏米粉添加量超过30%时，混合粉的损伤淀粉含量远超出了工业面条用小麦粉损伤淀粉控制范围。因此，15%～25%的薏米粉添加量应该是未来营养强化薏米面条产品的重点攻关方向。