小麥麩皮擠壓加工對全麥粉面團及饅頭的影響

李雪杰，張劍,2*，鄭文剛，艾志錄,2*

1(河南農業大學 食品科學技術學院，河南 鄭州,450002) 2(農業農村部大宗糧食加工重點實驗室，河南 鄭州,450002)

全麥粉是由全粒小麥經過磨粉、篩分(分級適當顆粒大小)等步驟，保有與原來整粒小麥相同比例之胚乳、麩皮及胚芽等成分。其中的麩皮富含膳食纖維、維生素B和維生素E等大量人體必需的營養成分，但是以往的麩皮主要是用作飼料，經濟價值不高。隨著生活水平的不斷提高以及社會的發展，小麥麩皮的功能性和營養性逐漸受到人們的重視，比如，在食品的生產制作過程中，加入小麥麩皮粉碎后制成的麥麩粉，可以有效提高糧食的利用率和食品的營養價值[1-3]。擠壓加工技術目前在食品領域已經獲得了快速的發展和廣泛的應用，擠壓加工后的食品，其物料特性發生了顯著變化，食品中含有的大分子物質在高溫、高壓以及強剪切力的作用下被切形成小分子物質，從而改善了食品的口感、提高了可溶性膳食纖維的含量和人體的消化吸收率[4-6]。韓雪等[7]探討分析了擠壓技術在全麥粉加工中的應用狀況以及研究進展，為該技術在食品領域中的應用提供了參考。馮春露等[8]曾將擠壓加工技術用于處理麩皮并改善了麩片回添粉的儲藏品質。目前，在利用擠壓處理對全麥粉面團特性以及饅頭制作的影響方面的研究還未見報道，本實驗通過使用雙螺桿擠壓機對麩皮進行擠壓處理，對比添加不同比例以及不同粒度的小麥麩皮制成的全麥粉面團的流變發酵特性、粉質和淀粉糊化特性以及成品饅頭的外觀色澤、內部結構和感官評定情況，同時作空白對照，得出麩皮添加量的最佳比例，為提高全麥粉的面團特性以及改善饅頭的感官品質提供依據[9-11]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

高筋小麥粉、小麥麩皮，鄭州金苑面業有限公司；食用鹽，中鹽河南鹽業物流配送有限公司；安琪酵母，安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器及設備

SYSLG30-IV雙螺桿擠壓膨化機，濟南賽百諾科技開發有限公司；FOSS近紅外谷物質分析儀，福斯華(北京)科貿有限公司；CS-200精密色差儀，杭州彩譜科技有限公司；RISE-2008激光粒度分析儀，濟南潤之科技有限公司；Mixolab混合實驗儀，法國肖邦技術公司；FX-15S面包發酵箱，九陽股份有限公司；FA2004電子天平，上海良平儀器有限公司；RheofermentometreF4流變發酵儀，法國肖邦技術公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料處理

使用雙螺桿擠壓膨化機,首先將混合均勻的物料通過喂料機進入到主軸區域進行擠壓，同時進行切割，把擠壓膨化好的物料作為全麥粉放入儲物箱冷卻。在擠壓過程中確定出最佳擠壓參數。溫度:喂料區、混合區、剪切區、瀉壓區溫度分別為20、60、90、120 ℃；轉速(頻率)：主軸轉速、進料轉速和切斷轉速都是10 Hz；水分含量為15%。

第一組:粉碎使用錘式旋風磨、杯式磨；過篩使用65目篩網(CB30 JMP6)；將處理好的麩皮按不同添加量(2.5%、5.0%、7.5%、10.0%的質量分數添加至高筋粉)，分別混合且混勻存放[12]。注：此過程進行的同時將未擠壓的麩皮也采用同樣方法處理，另外做一組空白對照。

第二組:粉碎使用錘式旋風磨、杯式磨；過篩使用CQ10、CQ16、CQ20、CB30、CB36、CB42目數篩網，過CQ10未過CQ16[(0.58～0.36)mm]的麩皮平均粒徑為342.73 μm、過CQ16未過CQ20[(0.36～0.29)mm]的麩皮平均粒徑為329.03 μm、過CQ20未過CB30[(0.29～0.20)mm]的麩皮平均粒徑為242.99 μm、過CB30未過CB36[(0.20～0.18)mm]的麩皮平均粒徑為175.40 μm、過CB36未過CB42[<0.18 mm]的麩皮平均粒徑為135.52 μm，將處理好的麩皮按m(麩皮)∶m(高筋粉)=5∶100的比例混合當做全麥粉樣品混勻存放。

1.3.2 水分、灰分、蛋白質的測定

采用近紅外的方法，使用FOSS近紅外谷物分析儀進行測定。

1.3.3 粒度的測定

采用鄭學玲等[13]的方法，利用激光粒度分布儀測定谷物粉粒度分布。

1.3.4 面團流變發酵測定

使用Rheofermentometre F4面團流變發酵儀測定[14]。

1.3.5 混合特性的測定

使用Mixolab混合實驗儀按照AACC 54—60.01標準[15],水分基數14%濕基，對吸水率、揉混面團時最大扭矩(C1)、面團蛋白質弱化最小扭矩(C2)、峰值黏度(C3)、熱湖穩定時扭矩(C4)、面團冷卻時扭矩(C5)及穩定時間進行測定。

1.3.6 色澤的測定

面粉顏色采用國際照明組織(commission internationale de Eclairage, CIE)1976年制定的均勻色立體圖表色系統，即L*a*b*色系統表示。其中L*值表示亮度，它的值越大，越明亮；a*值表示紅綠值，值越大，越發紅；b*值表示黃藍值，值越大，越發黃。

饅頭測定：采用國標GB/T 21118—2007饅頭制作方法制作饅頭。用色差計測量饅頭的L*值、a*值、b*值，每次對饅頭測定3次，求出白度并取算術平均值。色差計每次開機后都要黑度、白度校準。

1.3.7 制作饅頭成品

工藝流程[16]：和面→壓面→成形→發酵→汽蒸熟制→成品

1.3.8 饅頭高徑比的測定

使用直尺分別測出饅頭高度H和直徑D，兩者之比即為高徑比(H/D)。

1.3.9 饅頭比容的測定

使用油菜籽置換法來測定比容[17]。

1.3.10 饅頭的的感官評定

對饅頭的感官評定[18-19]由7人組成感官小組對饅頭進行感官評分。根據饅頭的表面色澤、結構、口感等方面打分，滿分為100分，參考GB/T 17320—2013。

1.4 數據處理

本實驗采用Excel 2003、SPSS 16.0數據處理軟件處理數據。

2 結果與分析

2.1 高筋小麥粉、麩皮的基本指標

高筋小麥粉、擠壓麩皮與未擠壓麩皮的基本指標如表1所示。

表1 面粉、麩皮的基本指標 單位：%

2.2 混合全麥粉面團的流變發酵特性

不同麩皮添加量對全麥粉面團流變學特性的影響見表2、表3；不同麩皮粒度對全麥粉面團流變學特性的影響見表4。

表2 擠壓麩皮不同添加量對全麥粉流變特性的影響

表3 未擠壓麩皮不同添加量對全麥粉流變特性的影響

表4 不同粒度的麩皮對全麥粉流變特性的影響

由表2可知，擠壓過的麩皮全麥粉隨著麩皮添加量的增加，面團的發酵高度(Hm)變化不顯著；產氣量(R1)差異性顯著(P<0.05)，呈現先增加后降低的趨勢，并在添加量為5%時達到最大；面團發酵達到最大高度的時間(T1)和持氣量(R2)皆存在顯著性差異(P<0.05)，且都呈現先上升后下降的趨勢。出現這種現象的原因可能是由于未添加麩皮的純高筋粉很容易達到最大發酵高度，所以花費的時間較短，但在發酵的過程中，面團產氣的同時也在漏氣，當麩皮添加量過多時，就會導致面筋結構被破壞，嚴重漏氣[14]。由表3可知，當麩皮添加量為5%時，未擠壓過的全麥粉面團的持氣量(R2)低于擠壓過的全麥粉面團；由表4可知，當麩皮添加量為5%時，隨著麩皮粒度的減小，全麥粉面團的發酵高度(Hm)逐漸增加，持氣量(R2)整體呈現上升趨勢，這可能是由于引入全麥粉后，面團在發酵過程中的結構發生塌陷所致，LEE等[20]也得出了相似的結論。整體來看，未擠壓的全麥粉面團的發酵高度和產氣性更突出，但對于持氣性來說，提高持氣性能降低面團網絡結構被破壞的程度，從而減緩面團發酵最大高度的下降趨勢，因此擠壓作用在一定程度可改善全麥粉面團的發酵特性。

2.3 混合特性的測定

不同麩皮添加量對全麥粉混合特性的影響見表5、表6；不同麩皮粒度對全麥粉混合特性的影響見表7。

表5 擠壓麩皮不同添加量對全麥粉混合特性的影響

注：C1,揉混面團時的最大扭矩；C2,面團蛋白質弱化的最小扭矩；C3,峰值黏度；C4,熱糊穩定時扭矩；C5，面團冷卻時扭矩；C1-C2值，弱化度；C5-C4，淀粉的回生特性(下同)

表6 未擠壓麩皮不同添加量對全麥粉混合特性的影響

表7 不同粒度的麩皮對全麥粉混合特性的影響

由表5可知，隨著麩皮添加量的增加，擠壓麩皮的面團穩定時間呈現先升高后降低的趨勢，弱化度(C1-C2)呈增加趨勢，最小扭矩(C2)逐漸減小，這表明麩皮的添加使面團蛋白質網絡結構出現弱化。C3、C4、C5表示面團中淀粉的糊化特性，峰值黏度(C3)和回生值(C5-C4)隨著麩皮添加量增加呈現先上升后下降趨勢，回生特性在麩皮添加量為5%時達到最大。由表6可知，未擠壓麩皮隨著麩皮添加量的增加，其面團穩定時間逐漸降低，弱化度(C1-C2)逐漸增加，最小扭矩(C2)呈現先增加后降低的趨勢，峰值黏度(C3)和回生值(C5-C4)的變化趨勢相同，皆呈現先上升后下降的趨勢。整體來看，隨著麩皮添加量的增加，全麥粉面團的弱化度(C1-C2)逐漸增加，峰值黏度(C3)和回生值(C5-C4)呈現先上升后下降趨勢，擠壓面團的穩定時間始終大于未擠壓面團，在麩皮添加量為5%時，弱化程度增加幅度較小，擠壓麩皮的全麥粉回生值(C5-C4)高于未擠壓麩皮，并達到最大，吳娜娜等[21]和RATNAYAKE等[22]的研究表明淀粉糊化的峰值黏度和回生值分別與其吸水膨脹與脫水收縮能力有關，當麩皮添加量較高時，體系中完整的淀粉顆粒相對減少，吸水膨脹能力和脫水收縮能力均已較弱。由表7可知，麩皮添加量為5%時，隨著麩皮粒度的減小，面團穩定時間、弱化度(C1-C2)和回生值(C5-C4)的變化趨勢不顯著，這表明麩皮粒度對全麥粉的粉質和糊化特性影響較小。

2.4 麩皮粒徑、添加量對饅頭的影響

不同麩皮添加量對全麥粉饅頭的影響見表8、表9；不同麩皮粒度對全麥粉饅頭的影響見表10。

由表8和表9可知，隨著麩皮添加量的增加，擠壓和未擠壓的全麥粉饅頭，其亮度和比容同樣呈下降趨勢，但擠壓過的全麥粉饅頭下降得更慢，更好的保證了饅頭的品質。由表10可知，當麩皮添加量為5%時，不同粒度的麩皮全麥粉做成的饅頭隨著粒度的減小，其亮度、比容整體增大，饅頭的亮度增加，發酵能力更好，提高了饅頭的感官品質，這與鮑慶丹[23]和陳莉等[24]的研究結論一致。

表8 擠壓麩皮不同添加量對饅頭的影響

表9 未擠壓麩皮不同添加量對饅頭的影響

表10 不同粒度的麩皮對饅頭的影響

2.5 饅頭的感官評定

不同麩皮添加量對全麥粉饅頭感官評分的影響見表11、表12；不同麩皮粒度對全麥粉饅頭感官評分的影響見表13。

由表11和表12可知，隨著麩皮添加量的增加，擠壓麩皮和未擠壓麩皮的全麥粉饅頭的比容評分、內部結構、彈性、口感數值均呈下降趨勢，但相比之下，經過擠壓處理的全麥粉饅頭比容更大、口感更好、內部結構更均勻、完整。由表13可知，不同粒度的全麥粉饅頭比容評分、表面結構、外觀形狀、內部結構、彈性、口感、風味方面均值之間存在顯著性差異(P<0.05)。當麩皮粒度增大時，饅頭的表面結構、感官品質均呈現下降趨勢，根據曾維鵬等[25]的研究可以推測出現這可能是因為麩皮的糊粉層中存在影響饅頭蒸煮特性的物質，如植酸、阿魏酸、谷胱甘肽等，糊粉層細胞的破壞可能釋放這些成分，對饅頭品質產生不利影響，所以實際生產中應選用粒度較小的麩皮。

表11 擠壓麩皮不同添加量對饅頭感官評分的影響

表12 未擠壓麩皮不同添加量對饅頭感官評分的影響

表13 不同粒度的麩皮對饅頭感官評分的影響

3 結論

隨著麩皮添加量的增加，全麥粉面團的發酵高度和產氣量整體呈現增加趨勢，持氣量變化趨勢不顯著，但擠壓的面團持氣量要大于未擠壓的面團持氣量，并在麩皮添加量為5%時達到最大;全麥粉面團弱化度增加，峰值黏度和回生值呈現先上升后下降趨勢，擠壓面團的穩定時間始終大于未擠壓面團。而在麩皮添加量為5%時，弱化程度增加幅度較小，擠壓麩皮的全麥粉回生值高于未擠壓麩皮，并達到最大。當麩皮添加量為5%時，隨著麩皮粒度的減小，面團的最大發酵高度增大，產氣量逐漸下降，面團的穩定時間、弱化度和淀粉的回生特性變化不顯著，饅頭的表面結構、感官品質均呈上升趨勢。隨著麩皮添加量的增加，擠壓麩皮和未擠壓麩皮的全麥粉饅頭，其比容和感官評分同樣呈現逐漸降低的趨勢，但相比之下，經過擠壓處理的全麥粉饅頭比容更大、口感更好、內部結構更均勻、完整。

綜合實驗結果來看，當麩皮的添加量為5%時，擠壓全麥粉的面團發酵特性、粉質和糊化特性、成品饅頭的感官評分等各項性能指標皆優于未擠壓麩皮的全麥粉，因此擠壓加工處理可提高全麥粉的面團特性并改善饅頭的感官品質，這為今后小麥麩皮在食品中的開發利用提供了一定的理論和技術依據。另外本實驗只研究了雙螺桿擠壓機擠壓麩皮對全麥粉面團特性和饅頭品質的影響，今后，利用超高溫蒸汽處理以及臭氧處理、微波處理等其他高新技術來改善全麥粉品質有待進一步研究。