馬鈴薯全粉對小麥粉及面條品質的影響

劉 穎,劉麗宅,于曉紅,張 丹,竇博鑫

(哈爾濱商業大學食品工程學院,黑龍江哈爾濱 150076)

馬鈴薯全粉對小麥粉及面條品質的影響

劉 穎,劉麗宅,于曉紅,張 丹,竇博鑫

(哈爾濱商業大學食品工程學院,黑龍江哈爾濱 150076)

通過在小麥粉中添加不同比例的馬鈴薯全粉,測定其面筋特性、粉質特性、熱特性及面條的蒸煮、質構特性和感官評價,并用掃描電鏡觀察面條微觀結構,來探討馬鈴薯全粉對小麥粉及面條品質的影響。結果表明:隨著馬鈴薯全粉添加量的增大,混合粉濕面筋含量逐漸減少。面團的形成時間和穩定時間下降,穩定時間從5.1 min下降到0.8 min,弱化度增大。起始溫度To、峰值溫度TP變化不明顯、終止溫度TC呈上升趨勢,熱焓值H呈下降趨勢,熱焓值從257.56 J/g下降到179.46 J/g,面團的熱穩定性下降。面條的干物質損失率、斷條率逐漸增大。面條的硬度、彈性隨著馬鈴薯全粉添加量的增加而逐漸減小。掃描電鏡觀察結果顯示,隨著馬鈴薯全粉添加量的增大面條表面變得松散,面筋斷裂,淀粉顆粒暴露在面筋網絡結構之外。結果得到,當馬鈴薯全粉添加量在20%以下時,面條具有較好的品質。

馬鈴薯全粉,小麥粉,粉質特性,熱特性,蒸煮特性,質構特性

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)是茄科茄屬一年生草本植物,又名土豆、洋芋、山藥蛋等。馬鈴薯是世界上僅次于水稻、小麥、馬鈴薯的第四大糧食作物,在我國已有400多年的栽培歷史。目前,我國現有馬鈴薯種植面積已達8000萬畝左右,總產達8000多萬噸,約占世界總產量的26%左右[1]。馬鈴薯營養豐富,除含有較高的碳水化合物外,還含有蛋白質、維生素、磷等多種營養成分[2-3]。馬鈴薯蛋白質為全價蛋白,含人體必需的8種氨基酸,其中賴氨酸和色氨酸含量較高[4]。馬鈴薯全粉含有天然的磷酸基團,具有非常好的增稠、吸水和持水性,并能提供特殊的口感和香氣[5-6],對面條品質的改良具有重要意義。2015年,國家已啟動馬鈴薯主糧化戰略,馬鈴薯主糧化就是用馬鈴薯加工成適合中國人消費習慣的饅頭、面條、米粉等主食產品,實現馬鈴薯由副食消費向主食消費轉變、由原料產品向產業化系列制成品轉變、由溫飽消費向營養健康消費轉變,作為我國三大主糧的補充,逐漸成為第四大主糧作物[7]。

由于馬鈴薯不含面筋蛋白,無法賦予馬鈴薯面團類似于小麥面團的粘彈性,加工性能較差。因此,國內外學者將馬鈴薯全粉和小麥粉混合使用,應用于面制品的生產研究。賀萍等[8]將馬鈴薯全粉添加到蛋糕中,通過單因素實驗和正交實驗確定了馬鈴薯全粉蛋糕的最佳配方,以此配方制作的蛋糕風味純正、組織均勻細膩,品質優良。郭祥想等[9]將不同比例的馬鈴薯全粉和小麥粉混合,結果表明隨著混合粉中馬鈴薯全粉比例增大,面團的形成時間和穩定時間下降、回生值和衰減值下降。選用15%馬鈴薯粉制作鮮濕面條具有濃郁的馬鈴薯香味,且蒸煮品質和質構品質較好。楊鈉[10]研究了馬鈴薯全粉面條的配方。Carolina[11]利用熱重法-差熱分析法,差示掃描量熱法、快速粘度儀法研究兩個不同品種的馬鈴薯全粉與小麥粉混合后的熱特性和糊化特性。目前,國內外在馬鈴薯全粉對小麥粉及面條品質的影響方面的研究少見報道,因此本實驗將不同比例的馬鈴薯全粉和小麥粉混合,通過粉質儀、差示掃描量熱儀等測定其流變學特性和熱特性,并研究馬鈴薯全粉對面條品質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬鈴薯雪花全粉 無錫欣捷福商貿有限公司,粉體為薄片狀,色白略呈淡黃經粉碎機磨細(過100目篩)備用;高筋小麥粉 益海嘉里(哈爾濱)糧油食品工業有限公司。

NEWAIR型家用面條機 無錫市麥威電器有限公司;BS-222S型電子天平 賽多利斯科學儀器有限公司;FW123型中草藥粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司產品;KDN-F型自動定氮儀 上海纖檢儀器有限公司;Brabender粉質儀 德國Brabender公司;TA-XT2i型質構儀 英國Stable Microsystem公司;S-3400N掃描電鏡 日本HITACHI公司;Diamond差示掃描量熱儀 美國Perkin Elmer公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 面粉基本指標的測定 水分含量的測定:參照GB/T 5009.3-2010標準,直接干燥法;粗蛋白含量的測定:參照GB/T 5009.5-2010標準,凱氏定氮;粗脂肪含量的測定:參照GB/T 14772-2008標準,索氏抽提法;粗纖維含量的測定:參照GB/T 5009.10-2003植物類食品中粗纖維的測定;灰分含量的測定:參照GB/T 5009.4-2010標準,馬弗爐法。

1.2.2 濕面筋含量的測定 參照GB/T 5506.2-2008標準,水洗法。

1.2.3 粉質特性的測定 參照GB/T 14614-2006標準。

1.2.4 熱特性的測定 準確稱取9 mg混合粉樣品于鋁坩中,加蓋密封,以空坩堝作為參照,從35 ℃到180 ℃進行掃描,升溫速率為10 ℃/min。

1.2.5 面條制作 稱取馬鈴薯全粉和小麥粉混合粉100 g(馬鈴薯全粉添加量為0%、10%、20%、30%、40%),經過實驗摸索,得出分別向馬鈴薯全粉含量為 0%、10%、20%、30%、40%的混合粉中加入36、38、40、42、43 mL的水,快速攪動成絮狀,然后用保鮮袋封盆口,靜置20 min后拿出進行壓片,3 mm輥間距處壓片3次,4.5 mm輥間距壓片3次,再依次調到3、2.5、2 mm處各壓1次。將壓好的面片用塑料薄膜覆蓋,靜置20 min后,取出切成0.5 cm寬,2 mm厚的面條。

1.2.6 面條TPA指標的測定 取20根20 cm長的鮮面條,放入500 mL沸水中,開始計時,每隔5 s撈出一根,用刀片切斷面條,觀察面條中間的白芯,煮到白芯剛好消失,立刻撈出面條,將其放在流水中冷卻,撈出面條吸干水分,采用P/35型號探頭,測試前、中、后速度分別為0.8、0.8、0.8 mm/s,形變量為70%,兩次壓縮間隔時間為1 s[12]。

1.2.7 面條蒸煮特性的測定

1.2.7.1 斷條率 取20根20 cm長的鮮面條,放入500 mL沸水中煮到白芯剛好消失,用筷子將面條挑出,計算斷條率[13]:

(1)

式中:S為熟斷條率,%;N為斷面條根數。

1.2.7.2 干物質損失率 取20根20 cm長的鮮面條,放入500 mL沸水中煮到白芯剛好消失,當面湯冷卻至室溫時,將其轉移到500 mL容量瓶中定容,取100 mL面湯轉移到燒杯中,再置于電爐子上加熱,當大部分水分蒸發之后,將其移入105 ℃烘箱中烘至恒重。

(2)

式中:M1為濕面條質量,g;M2為燒杯恒重后的質量,g;W為濕面條水分含量,%;M3為加入100 mL面湯后燒杯恒重的質量,g。

1.2.8 感官評價 參照面條感觀評價標準SB/T10137-93。

1.2.9 掃描電鏡觀察生面條微觀結構 用小刀片取鮮面條的橫截面,立即用2.5%,pH6.8戊二醛固定,用pH7.2的磷酸緩沖液沖洗后,再用50%、70%、90%、100%乙醇逐級脫水,用100%乙醇∶叔丁醇=1∶1,純叔丁醇置換后,經冷凍干燥,離子濺射鍍金后,置于掃描電鏡下觀察、拍照,分別取500倍、2000倍下的照片保存。

1.3 數據統計與處理

在SPSS17.0軟件和Excel中進行數據處理和分析。

2 結果及分析

2.1 小麥粉與馬鈴薯全粉基本指標

表1 小麥粉和馬鈴薯全粉的基本組成成分

表2 馬鈴薯全粉對混合粉的粉質特性的影響

注:不同上標字母(a～e)表示各行平均值在p<0.05水平具有顯著差異。由表1可以得出,馬鈴薯全粉的水分含量明顯低于小麥粉,其原因是馬鈴薯全粉在加工過程中有烘干工藝。馬鈴薯全粉的粗纖維含量、灰分含量較高,而粗蛋白、粗脂肪含量低于小麥粉。可見,馬鈴薯全粉中含有豐富的礦物質以及膳食纖維。

2.2 馬鈴薯全粉對混合粉濕面筋含量的影響

由圖1可知,與對照組(馬鈴薯全粉添加量為0%)相比,馬鈴薯全粉添加量為10%、20%、30%、40%時,濕面筋含量與對照組相比差異均顯著。隨著馬鈴薯全粉添加量的增加,混合粉中濕面筋含量呈下降趨勢,當馬鈴薯全粉添加量達到40%時,濕面筋含量已經下降到15.9%,此時已看不到成片的面筋膜,面筋結構受到嚴重破壞,原因可能是馬鈴薯全粉中不含面筋蛋白,且其蛋白不具備黏彈性[14],加水后面絮很松散,容易流失。

圖1 馬鈴薯全粉對混合粉濕面筋含量的影響Fig.1 Effect of potato flour on the gluten content of blends注:不同字母(a～e)表示各平均值在p<0.05水平具有顯著差異。

2.3 馬鈴薯全粉對混合粉粉質特性的影響

由表2可知,隨著馬鈴薯全粉添加量的增加,混合粉面團的吸水率呈上升趨勢,馬鈴薯全粉各添加量與對照組相比差異均顯著。面團吸水率取決于淀粉和面筋蛋白質結合水的能力,由于馬鈴薯全粉中淀粉含量較高,淀粉的吸水速率快于面筋蛋白,從而使面團吸水量增大[15]。另外,馬鈴薯全粉中含有大量的膳食纖維,膳食纖維具有良好的持水性,因而使面團的吸水率上升[16]。混合粉面團的形成時間、穩定時間逐漸下降,其中10%與20%間穩定時間差異不顯著,10%添加量與對照差異不顯著,其余添加量與對照組相比差異均顯著。弱化度隨馬鈴薯全粉添加量的增大而增大,其中30%與40%之間差異不顯著,與對照組相比差異均顯著。隨著馬鈴薯全粉添加量增大,評價值逐漸下降。

當馬鈴薯全粉添加量較高時,混合粉中面筋蛋白被過度稀釋,使面團無法形成一個具有較好黏彈性的三維網絡整體,只能形成稀松且分散的網絡區域,面團耐機械攪拌的能力下降,所以隨著馬鈴薯全粉添加量的不斷提高,面團的穩定時間下降,弱化度增大,評價值降低。

2.4 馬鈴薯全粉對混合粉熱特性的影響

由圖2可知,曲線在35～180 ℃之間出現了一個吸熱峰。可能是由于蛋白質的變性溫度接近淀粉的糊化溫度,蛋白質變性的吸熱峰被淀粉的糊化峰覆蓋了[17]。混合粉中除了蛋白質和淀粉外,還含有脂肪、礦物質、粗纖維等,因此面團的熱特性值反映的是面團中所有成分的共同轉變。隨著馬鈴薯全粉的添加量的增加,To、TC呈上升趨勢,其中20%與30%的To差異不顯著,其余添加量與對照組相比差異均顯著;10%與對照組的TP之間差異顯著,其余添加量與對照組相比差異均不顯著,TC與對照組相比差異均顯著,這說明面團的熱穩定性下降了。H呈下降趨勢,與對照組相比差異均顯著。馬鈴薯中膳食纖維含量比較高,在糊化體系中,膳食纖維減少了單位糊化體系中淀粉含量,降低了淀粉濃度,To、TC溫度升高[18]。

圖2 馬鈴薯全粉對混合粉熱特性的影響Fig.2 Effect of potato flour on thermal properties of blends

表3 馬鈴薯全粉對混合粉熱特性的影響

注:不同上標字母(a～e)表示各行平均值在p<0.05水平具有顯著差異。

表4 馬鈴薯全粉對面條質構特性的影響

注:不同上標字母(a～e)表示各列平均值在p<0.05 水平具有顯著差異。

表5 馬鈴薯全粉添加量對面條蒸煮特性的影響

注:不同上標字母(a～e)表示各行平均值在p<0.05 水平具有顯著差異。

表7 馬鈴薯面條感官評價

注:不同上標字母(a～e)表示各列平均值在p<0.05 水平具有顯著差異。2.5 馬鈴薯全粉對面條質構特性的影響

由表4可知,隨著馬鈴薯全粉添加量的增加,除黏著性外均呈下降趨勢。馬鈴薯全粉各添加量的硬度與對照組相比差異均顯著;馬鈴薯全粉添加量為10%時的彈性與對照組差異不顯著;馬鈴薯全粉添加量為10%、20%時的回復性與對照組差異不顯著;馬鈴薯全粉添加量為10%與20%之間的粘著性差異不顯著;馬鈴薯全粉添加量為10%時咀嚼性與對照組差異不顯著。馬鈴薯粉添加量為20%以上時,面條的質構特性變化顯著,說明馬鈴薯全粉的添加阻礙了面筋網絡結構的形成,面筋的網絡結構斷裂嚴重,面筋網絡結構疏松,導致面條質構品質變差。

2.6 馬鈴薯全粉添加量對面條蒸煮特性的影響

由表5可知,隨著馬鈴薯全粉含量的增加,斷條率逐漸增大,干物質損失率增大,這是由于馬鈴薯全粉的加入破壞了面筋網絡,使面粉形成的面筋網絡不能過多的包裹住淀粉顆粒,從而導致蒸煮過程中淀粉、蛋白質損失率上升,致使干物質損失率增大。此外,馬鈴薯全粉中親水性基團競爭結合水分,當添加量過多,會導致小麥淀粉不能充分吸水膨脹,阻礙面筋網絡結構的形成。

2.7 馬鈴薯面條感官評價

由表7可知,隨著馬鈴薯全粉添加量的逐漸增加,面條的色澤逐漸加深,面條表觀狀態逐漸變差,硬度逐漸減小。面條的光滑性為4.4～4.6適中、粘性為17.0～20.0偏低,添加量為10和20%馬鈴薯全粉的面條與對照組相比總評分變化不顯著,但隨著馬鈴薯全粉繼續增加,總評分可接受性下降。

2.8 馬鈴薯面條微觀結構

圖2為掃描電鏡下馬鈴薯全粉添加量對面條微觀結構的影響。可以看出,不添加馬鈴薯全粉的小麥面條橫截面緊密,大量淀粉均勻分布在面團的表面;當馬鈴薯全粉添加量為10%時,面條的面筋開始斷裂,淀粉顆粒暴露在面筋網絡結構之外,出現空洞;當馬鈴薯全粉添加量為20%時面筋進一步斷裂,不規則空洞數量增多。當馬鈴薯全粉添加量為30%、40%時面筋結構受到嚴重破壞,幾乎看不到成片的面筋。

圖3 馬鈴薯全粉添加量對生面條微觀結構的影響Fig.3 Effects of potato flour on the microstructure of raw noodles注:圖 A1、B1、C1、D1、E1分別為馬鈴薯全粉添加量為0%、10%、20%、30%、40%的混合粉制作的生面條橫截面,對其放大500倍的掃描電鏡結果;圖A2、B2、C2、D2、E2分別為相應的放大2000 倍的掃描電鏡結果。

3 結論

對馬鈴薯全粉-小麥粉混合粉的面筋特性、粉質特性、熱特性進行了研究,通過分析得出,隨著馬鈴薯全粉添加量的增大濕面筋含量逐漸減少,濕面筋含量從34.8%降至15.9%;面團的形成時間和穩定時間下降,弱化度增大,隨著馬鈴薯全粉添加量增加至40%,面團的穩定時間從(5.1±0.12) min降至(0.8±0.15) min;起始溫度To、終止溫度TC呈上升趨勢,峰值溫度TP變化不明顯,熱焓值H呈下降趨勢,熱焓值從(257.56±0.26) J/g下降到(179.46±1.22) J/g,面團的熱穩定性下降。

隨著馬鈴薯全粉添加量的增加,面條的硬度、彈性、回復性呈下降趨勢,黏著性逐漸增大;干物質損失率、斷條率逐漸增大;掃描電鏡觀察結果顯示,隨著馬鈴薯全粉添加量的增大面團表面變得松散,面筋網絡結構的連續性變差,網絡發生斷裂。

綜合考慮混合粉的面筋特性、粉質特性,熱特性,面條的質構特性、蒸煮特性、感官評價及面條微觀結構等因素,當馬鈴薯全粉含量為20%以下時,雖然馬鈴薯全粉含量的增加導致面條質構品質變差,面條的口感有所下降,但在人們的可接受范圍內,面條風味得到了提高。

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Effect of potato flour on the quality of wheat flour and noodle

LIU Ying,LIU Li-zhai,YU Xiao-hong,ZHANG Dan,DOU Bo-xin

(College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China)

By adding potato flour with different addictive amount in wheat flour,the gluten characteristics,farinograph properties,thermal properties,cooking characteristics,texture characteristics,sensory evaluation and microstructure of noodle were measured to evaluate the effect of potato flour on the quality of wheat flour and noodle. The results showed that:the gluten content decreased gradually with the added amount of potato flour. Weakening degree of dough increased,development time and stability time decreased with the addictive amount of potato flour increase,stability time decreased from 5.1 min to 0.8 min. Onset temperature To,end temperature TCof the dough was increased,peak temperature TPwas changed not obviously,the delta H of the dough decreased,delta H decreased from 257.56 J/g to 179.46 J/g,the thermal stability of the dough was declined. Hardness,springiness of the noodles was declined. The cooking loss and breaking rate of noodle were increased. Scanning electron microscopy showed that the surface of the noodles with the added amount of potato flour becomes loose,gluten fracture,starch particles were exposed outside of the gluten network structure. Combing the results of noodle suggested that the comprehensive quality of noodle was better when the addictive amount of potato flour under 20%.

potato flour;wheat flour;farinogram properties;thermal properties;cooking characteristics;texture characteristics

2016-06-13

劉穎(1968-),女,博士,教授,研究方向:糧食加工,E-mail:liuysh@hrbcu.edu.cn。

TS215

A

1002-0306(2016)24-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.24.000