小麦颗粒粉特性及馒头制作品质研究

陈梦,武腾飞,王晓建,郑学玲*

1(河南工业大学 粮油食品学院,河南 郑州,450000)2(山东鲁花(延津)面粉食品有限公司,河南 新乡,453200)

颗粒粉,顾名思义就是面粉颗粒较粗或相对较粗的面粉,须选用硬质小麦为原料进行加工,而质量差的小麦或者软小麦加工不出来颗粒粉[1]。颗粒粉性松散、不黏手、韧性强、筋力大,由于颗粒粉是用麦芯磨成的,含麦麸(粗纤维)极小,所以灰分低、耐蒸煮、易熟、易消化、易吸收,相对的营养成分也高一些,制成的食品色白净,味香甜,风味独特[2]。颗粒粉与常规面粉相比,颗粒粉在加工过程中减少了研磨次数,所以其粒度稍大,且对胚乳细胞破坏会比较少。颗粒粉在我国北方传统蒸煮类食品加工方面有较好的食品加工特性和食用品质,如耐搅拌、起发度好、麦香味浓等,可制作出皮薄细腻,不黏连、不浑汤的饺子及起发效果佳、香气诱人的包子和馒头,制成的面制品口感好、咬劲强,并有特殊的麦香味道[1-3]。目前国内外已有颗粒粉在意大利面[4]、面包[5-6]等制品上的应用研究,研究结果表明颗粒粉的添加会使意大利面的烹制质量提高;且不同的颗粒粉添加量会对面团的黏弹性、面包的品质和感官特性都有不同程度的影响[7-8]。

虽然很早就已经有人提出馒头颗粒粉的加工措施[9],但是还未有人对颗粒粉的基本特性和颗粒粉馒头的制作品质进行系统的研究,所以本研究选用国内大型小麦粉加工企业中销售较为广泛的8种小麦颗粒粉和一种常用的馒头用普通小麦粉为原料,对其基本理化指标、糊化等特性进行研究,并对其馒头制作品质进行相关性分析,以期为工厂制粉和新型馒头粉的开发生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

抽取各大型企业同期生产的颗粒粉8种,采购方式为大型超市、网购。采购方式基本涵盖了普通市民购买的所有途径,因此这些样品基本可以代表目前市售颗粒小麦粉的品质现状,颗粒粉(F1～F8);普通小麦粉(F0),市售;安琪高活性干酵母,市售;实验室用水均为蒸馏水。

1.2 仪器与设备

RVA-4快速黏度分析仪,澳大利亚Newport Scientifi公司;破损淀粉仪、F4型流变发酵测定仪,法国肖邦技术公司;MJ-III型面筋数量和质量测定仪,杭州天成光电仪器厂;Foss Kjeltec 8400全自动凯氏定氮仪,福斯分析仪器公司;TA-XT型质构仪,英国Stable Micro Systems公司;和面机,广州旭众食品机械公司;WZZ-2B旋光仪,上海申光仪器仪表有限公司;SP-18S醒发箱,江苏三麦食品机械有限公司;BT-9300H激光粒度分布仪,丹东市百特仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 小麦粉粒度分布测定

采用激光粒度分析仪测定小麦粉粒度分布,测定结果用D10、D50、D90表示。测定粒度范围为0.1～340 μm,测试过程中折光率应控制在10%～15%。

1.3.2 小麦粉基本理化特性测定

水分含量测定参照AACC Method 44—19方法;灰分含量的测定采用灼烧恒重法,参照GB 5009.4—2016方法;粗蛋白含量测定参照AACC Method 46—11A方法,蛋白质换算系数为5.7;粗淀粉含量测定参照1%盐酸旋光法;损伤淀粉:使用肖邦Sdmatic破损淀粉仪测定;降落数值的测定采用GB/T 10361—89降落数值法;湿面筋含量和面筋指数的测定采用GB/T 5506.2—2008法。

1.3.3 小麦粉糊化特性的测定

糊化特性的测定参照GB/T 24853—2010方法。

1.3.4 小麦粉面团发酵特性的测定

使用Chopin F4流变发酵仪测定小麦粉的发酵特性。面团原料(干粉300 g、水150 g、酵母2.4 g)在搅拌机中搅拌5 min后,准确称取315 g面团放入流变发酵仪发酵框中。测定参数:温度30 ℃,测试时间3 h,配重2 kg。

1.3.5 馒头的制作与评价

1.3.5.1 馒头的制作

参照GB/35991—2018并略有改进,馒头通过3个步骤制成。首先,制作面团,面团原料(干粉300 g、水150 g、酵母2.4 g)在搅拌机中搅拌5 min后,用表面压力机进行7次压片,并分割成80 g的面团,然后,用手将其搓圆成型,并置于温度为35 ℃和湿度为85%的醒发箱中发酵60 min。将发酵后的面团于蒸锅内用沸水蒸制,电磁炉功率为1 800 W,蒸制20 min,焖1 min后取出馒头[10]。在室温下冷却1 h后,评估馒头的质量。

1.3.5.2 馒头体积和宽高比测定

馒头比容:采用小米置换法测定馒头体积,天平测定馒头质量,体积与质量之比为比容。馒头宽高比:使用游标卡尺测定馒头直径、高度,直径与高度之比为宽高比。

1.3.5.3 馒头质构特性的测定

参照YUE等[11]的方法,将馒头横向切片,得到厚度为10 mm的均匀切片。使用P/36探头测定中间3片的硬度、黏附性、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性等指标。设定参数为:触发力5 g,压缩比为50%,2次压缩时间间隔3 s,试验前速度1 mm/s,试验速度1 mm/s,试验后速度3 mm/s。采用P/36探头测定中间3片的硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性等指标。

1.4 数据分析

所有测定结果采用平均值±标准偏差(standard deviation,SD)表示。数据分析使用SPSS 20.0软件通过Duncan′s multiple range test检验(P<0.05)进行单因素方差分析(ANOVA)分析样本之间的显著性差异。通过Origin 2018进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 小麦粉粒度分布

粒度是影响小麦粉食用品质的重要因素,小麦粉粒度通常用来描述小麦粉粒度粗细的程度,既能够体现出小麦粉的加工精度,又同时对面制品有着非常重要的影响[12]。通过激光粒度分布仪对颗粒粉的粒度进行表征,D10、D50、D90分别表示小麦粉累计粒度分布百分数达到10%、50%、90%时所对应的粒径大小。粒度越小意味着小麦粉颗粒越小,穿过筛网的孔径越小。小麦粉粒度大小用D10、D50、D90来表示。如图1所示,F1～F8为颗粒小麦粉,F0为普通小麦粉;颗粒小麦粉D10为(10.27±0.66) μm,D50为(88.23±6.72) μm,D90为(244.83±26.34) μm;而普通小麦粉D10为(9.12±0.09) μm,D50为(59.74±0.29) μm,D90为(10.27±0.66) μm;颗粒粉粒径显著大于普通小麦粉。而通常馒头粉粗细度为全通过CB36号筛网[13],即粒径小于160 μm。可见,颗粒粉粒径显著大于常规馒头用面粉粒径。颗粒粉粒径较大,是因为颗粒粉是由硬质小麦加工而成,硬质小麦中的胚乳蛋白质与淀粉之间的结合比较紧密,所以硬质小麦所加工成的面粉的颗粒较大,且其形状也较为规整[14]。

图1 小麦粉糊化特性

表1 小麦粉粒度分布

2.2 小麦粉基本理化特性

小麦粉的粒径不同,所以小麦粉中的组成成分也会有所不同。表2为小麦粉的基本理化指标。由表2可以看出,颗粒粉水分含量、粗淀粉含量、面筋指数、粗蛋白含量和湿面筋含量分别为(14.21±0.66)%,(85.45±1.96)%,91.95±4.27,(10.78±0.41)%,(29.34±1.98)%;F0的水分含量、粗淀粉含量、面筋指数、粗蛋白含量和湿面筋含量分别为(13.38±0.07)%,(82.48±0.13)%,75.55±0.21,(11.22±0.04)%,(30.05±0.64)%;由结果可知,颗粒粉面筋指数显著高于普通小麦粉,这可能是小麦粉中麦醇溶蛋白与麦谷蛋白的含量及比例不同,所以其面筋指数不同[15]。颗粒粉灰分含量、损伤淀粉含量(单位UCD,chopin dubios units)分别为(0.21±0.04)%,(10.06±4.71)UCD,F0的灰分、损伤淀粉含量分别为(0.33±0.00)%,(23.80±0.14)UCD;颗粒粉灰分、损伤淀粉含量显著低于普通小麦粉,这是可能是因为颗粒粉是由麦芯磨成的,含麦麸极小,张剑等[16]的研究表明粒度越小的面粉中应该含更多的接近皮层部分的粉粒,所以颗粒粉的灰分含量显著低于普通小麦粉。小麦粉的损伤淀粉含量与小麦的硬度,磨粉工艺等有关,颗粒粉由硬麦加工而成,硬质小麦中的胚乳蛋白质与淀粉之间的结合较为紧密,且颗粒粉研磨次数比普通制粉工艺少,减少了对小麦胚乳组织的破坏,所以颗粒粉损伤淀粉含量显著低于普通粉,损伤淀粉含量与小麦粉粒径极显著负相关(P<0.01),F1粒径最大,可能是因为其选用硬度较大的小麦加工而成,且研磨次数最少,所以其受到的机械性损伤最少,所以其损伤淀粉含量最小。根据GB/T 35991—2018《粮油检验 小麦粉馒头加工品质评价》,颗粒粉基本指标满足馒头制作所需原料的要求。

表2 小麦粉基本理化特性

2.3 小麦粉糊化特性

由图1可知,颗粒粉峰值黏度为(3 139±314) cP,F0为(2 857±19) cP;颗粒粉谷值黏度为(2 311±286) cP,F0为(2 248±11) cP;颗粒粉最终黏度为(3 661±388) cP,F0为(3 440±12) cP;颗粒粉崩解值和回升值分别为(828±91) cP,(1 349±124) cP,F0分别为(609±8) cP,(1 192±1) cP。峰值黏度、崩解值、回升值与损伤淀粉含量和D50极显著相关(P<0.01);最终黏度与损伤淀粉含量显著相关(P<0.05),与D50极显著相关;谷值黏度与D50显著相关。颗粒粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回升值大于普通小麦粉。峰值黏度反映淀粉分子与水的结合能力,这与损伤淀粉含量显著相关,与林江涛等[10]和BLANCHARD等[17]的研究结果一致,且有研究显示,峰值黏度高的面粉容易蒸煮,加工出的馒头评分较高[18]。回升值是指最终黏度与最低黏度的差值,崩解值反映加热过程中淀粉颗粒结构的稳定性,崩解值越小越稳定,这是由于大颗粒中淀粉颗粒结构紧密,强度大[19-20],这说明颗粒粉淀粉颗粒结构比普通小麦粉更为紧密。

2.4 小麦粉发酵特性

面团最大膨胀高度反映了发酵产气特性,产气总体积能直接反映酵母产气力。由表3可知,颗粒粉最大膨胀高度、气体释放高度、开始漏气时间、产气总体积、气体保留总体积、气体保留率分别为(43.31±4.83) mm、(69.67±6.02) mm、(67.47±16.51) min、(1 354.81±154.91) mL、(1 103.81±92.89) mL、(82.18±3.27)%;与普通小麦粉相比,颗粒粉气体保留时间长、气体保留率高。面团持气率与损伤淀粉含量、粗淀粉含量极显著相关,这是因为适当的损伤淀粉为酵母菌生长提供糖类,从而增加发酵产气。在发酵过程中,面筋网络逐渐形成具有一定韧性、弹性和延展性的薄膜,将产生的CO2保留在面团内部不被逸出[21]。随着发酵进行,面团内部充满CO2气体,面团高度逐渐上升,同时损伤淀粉的吸水率增加,面团产气量增加,高分子不可溶性淀粉被部分酶解[22],面团中小气室壁的延伸性增加,有益于内部结构,因此面团表现出较好的发酵特性。且淀粉吸水过多也会导致面团筋力过低出现塌陷,不能有效持气。这说明颗粒粉面团耐发酵特性较好、持气率较高,较适合做发酵型面制品[23]。

表3 小麦粉发酵特性

2.5 小麦粉馒头品质特性

2.5.1 小麦粉馒头比容和宽高比

比容是评价馒头的一个重要指标。由图2可知,颗粒粉比容和宽高比分别为(2.6±0.2) mL/g,1.8±0.1;F0比容和宽高比分别为(2.4±0.0) mL/g,1.5±0.0。颗粒粉比容稍大于普通小麦粉,与开始漏气时间和气体保留率显著相关,说明颗粒粉馒头较普通小麦粉挺立,这可能是由于颗粒粉面团在发酵过程中产气能力较强,而普通小麦粉比容小可能是因为面团持气能力小于面团中微生物的产气量,面团的面筋网络结构受到一定程度的破坏,从而使馒头塌陷,与郑学玲等[24]研究结果一致。

图2 馒头的比容和宽高比

2.5.2 小麦粉馒头质构特性

质构剖面分析通过模拟牙齿咀嚼的过程, 食物对外力的反作用程度, 可将部分感官评判数值化, 对食物的评价更精细[25]。馒头硬度、胶着性和咀嚼性与其品质呈负相关,而弹性、内聚性和回复性与馒头品质呈正相关。表4为质构仪对馒头切片的质构分析,由表4可知,颗粒粉硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性分别为(1 935.47±340.69) g、0.90±0.02、0.82±0.02、1 580.04±246、1 422.33±226.20、0.48±0.02。与普通小麦粉相比,颗粒粉馒头的硬度小,胶着性,咀嚼性低,说明咀嚼馒头时所用力较小,咀嚼呈吞咽状态时所需能量较小[10]。这与颗粒粉中损伤淀粉含量、产气总体积和气体保留率有关,颗粒粉中的损伤淀粉含量较小,较有利于面积网络的形成,CO2气体均匀充满面团,使馒头内部形成均匀的蜂窝状,从而使馒头的硬度较低。于普通粉而言,小麦粉粒度过小时,面团的持气能力小于微生物产气量,其面筋网络遭到破坏,进而使得馒头塌陷,具有较高的硬度,所以颗粒粉制作的馒头硬度、胶着性和咀嚼性显著小于普通小麦粉。

表4 馒头的质构特性

3 结论

本文通过选用国内大型小麦粉加工企业生产的,且目前销售较为广泛的8种小麦颗粒粉,并选择一种普通小麦粉进行比较,探究了小麦颗粒粉的基本理化特性、糊化特性、面团发酵特性及馒头的制作品质。结果表明小麦颗粒粉的D50为(88.23±6.72) μm、面筋指数为91.95±4.27,灰分和损伤淀粉含量分别为(0.21±0.04)%,(10.06±4.71)UCD;回升值和崩解值分别为(828±91) cP,(1 349±124) cP;气体保留时间、气体保留率分别为(67.47±16.51) min、(82.18±3.27)%;颗粒粉制作的馒头比容为(2.6±0.2) mL/g,硬度为(1 935.47±349.97) g。小麦粉最终黏度、崩解值、回升值与损伤淀粉含量和D50极显著相关,谷值黏度与D50显著相关;面团持气率与损伤淀粉含量、粗淀粉含量极显著相关;馒头比容与开始漏气时间和气体保留率显著相关;馒头硬度与损伤淀粉含量极显著正相关、与D50显著负相关。综合比较,与普通小麦粉相比,颗粒粉粒度大,灰分低、损伤淀粉含量低;发酵特性较好;制作的馒头比容大、硬度小,比较绵软、不黏口。综上所述,同普通小麦粉相比,颗粒小麦粉馒头加工品质较优。因此企业在小麦制粉时可以适当改变磨粉工艺,控制磨粉强度,减少研磨次数,减少淀粉损伤,提高小麦粉的使用价值,可以将颗粒粉应用到新型馒头粉的开发上,馒头专用颗粒粉的开发生产有待进一步研究。