加水溫度對莜麥面團水分分布狀態和質構特性的影響

張樂道 任廣躍 曾又華 李俊芳 呂俊麗 王國澤

(內蒙古科技大學生命科學與技術學院1，包頭 014010) (河南科技大學食品與生物工程學院2， 洛陽 471023)

裸燕麥，也叫莜麥，歷經“三熟”方可食用。“三熟”即莜麥制粉前炒熟籽粒，和面時燙熟莜麥粉，加工成食品食用時蒸熟或煮熟。莜麥是內蒙古中西部地區傳統主糧，具有降低膽固醇、調節血糖等保健功效[1-3]。

張燕等[4]研究了炒熟、燙熟、蒸熟等究“三熟”工藝對莜面窩窩加工和營養品質的影響，發現燙熟可使樣品總淀粉含量升高，對樣品蛋白質、熱量和黏度特性沒有顯著影響。張晶等[5]研究了陳化對莜面常規營養成分、過氧化值、酸價、質構特性進行了研究。閆希瑜等[6]研究了潤麥后240 ℃高溫炒制滅酶、140 ℃熱風和水蒸氣滅酶、直接240 ℃高溫炒制滅酶等三種制粉方式對莜麥粉粉質特性的影響，發現潤麥后高溫炒制制得的莜麥粉面團吸水率最高、穩定時間較長、淀粉老化度較低，加工時更易成型、咀嚼性好，適合生產傳統特色食品。

面團的質構特性直接反應面團的加工特性，質構特性已被廣泛用于面團的研究中[7]。Huang等[8]研究了轉谷氨酰胺酶對燕麥面團的流變特性和粉質特性。Londono等[9]研究了烘烤和磨粉對燕麥面團的影響，發現遠紅外烘烤降低燕麥面團特性、使面團變硬變小，而蒸汽烘烤不影響燕麥粉的成團特性；重新磨粉不能改善燕麥粉面團又硬又小的特點，將麩皮全部去除則能有效提高成團特性。麩皮使面團的流變特性降低，且麩皮顆粒越大，降低的越多。

水分分布對面團品質和加工特性起著關鍵作用[10]，燙熟程度對傳統莜面食品品質影響顯著，本研究探討和面時加水溫度不同引起的莜麥面團水分分布和質構特性變化，以期為莜麥面制品的工業化生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

莜面：每100 g能量1 531 kJ，蛋白質12.2 g，脂肪7.2 g，碳水化合物63.2 g，鈉0 g，水分7.97%，灰分(干基) 0.82%。蛋白質、脂肪和碳水化合物的NRV(%)分別為20%、12%和21%。

1.2 儀器與設備

低場核磁共振成像分析儀,食品物性儀,數控超聲波清洗機。

1.3 莜麥面團的制備

稱取50 g莜面，置于不銹鋼面盆中，加入等量的熱水，手工和面3 min，成均勻面團，尺寸為4 cm×4 cm×3 cm，置于自封袋中，靜置10 min。熱水的溫度即為加水溫度，加水溫度分別為70、75、80、85、90 ℃。

1.4 LF-NMR測定

稱取面條0.5 g于核磁試管中，置于永久磁場中心位置，對樣品進行脈沖序列掃描，測定樣品的自旋-自旋弛豫時間，每個樣品做3次平行實驗。受到外界瞬間擾動后，系統重新恢復到原平衡狀態需要的時間為弛豫時間，記為T2，值越小，水與底物結合越緊密，值越大，水分自由度越大。按照從小到大的順序，分別記作T21、T22和T23，意義分別是深層結合水、弱結合水和自由水[1]。

設置參數：采樣頻率SW=200.00 kHz，采樣點數(TD)72008，采樣間隔時間(TW)300 ms，回波時間(Echo time)180 μs，回波個數(Echo count)2 000，累加次數(NS)64。掃描結束后根據 SIRT 方式進行反演得出反演譜圖和T2值。譜圖中不同波峰代表不同的水分狀態，各峰積分面積占總峰面積的百分比表示面條中不同形態水分的相對質量分數，分別記為A21、A22和A23[11]。

1.5 莜麥面團質構的測定

將面團放在測試臺上，用P/36R探頭在TPA模式下測定。TPA測試參數：測前速率2.0 mm/s，測中速率0.8 mm/s，測后速率1.0 mm/s，壓縮程度50%，停留時間5 s，觸發力5 g。每組進行3次平行實驗，得到硬度、黏附性、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性、回復性等參數。

1.6 數據處理

利用 Excel 2013 整理數據，各實驗結果用平均值±標準偏差表示，數據在P<0.05水平上的顯著性采用SPSS 25.0軟件中的Duncan分析。利用Origin 8.0進行圖形制作。

2 結果與分析

2.1 加水溫度對莜麥面團水分分布狀態的影響

圖1為不同加水溫度下由莜麥粉制作的面團的T2反演圖，每條曲線都有3個明顯的波峰，表明面條中水分以3種狀態存在。峰1代表深層結合水，峰2代表弱結合水，峰3代表自由水。

圖1 莜麥面團水分橫向弛豫時間T2反演圖

面團體系中的膳食纖維、淀粉、蛋白質都在爭奪可用的水，使得水在生物分子之間重新分配[12]。T2值越小，表明水與底物結合越緊密，越大表明水分自由度越大[13]。表1給出了加水溫度改變時莜麥面團水分弛豫時間T2和峰面積的變化。隨著加水溫度的升高，T21值先增加后減少，峰值對應的溫度是75 ℃；T22值和T23值逐漸減小，且當溫度從70 ℃升高到75 ℃時，減小值最大。升高加水溫度可使弱結合水和自由水與底物結合得更緊密，該現象在水溫由70 ℃升高到75 ℃時表現最為顯著。

T2值對應峰面積百分比變化明顯，加水溫度為70 ℃時，弱結合水A22值所占百分比最大；當加水溫度大于75 ℃時，自由水A23值所占百分比最大。當加水溫度由70 ℃升高到75 ℃時，莜麥面團中的弱結合水向自由水方向遷移，莜麥面團中水分主要存在的狀態由弱結合水變為自由水。綜合考慮水分弛豫時間T2和峰面積A2的變化，可知，加水溫度升高時，使得莜麥面團中自由度較高的弱結合水和自由水含量增加，且與底物結合更加緊密。

表1 莜麥面團水分弛豫時間T2和峰面積的變化

表2 加水溫度不同時莜麥面團TPA特性測定結果

2.2 加水溫度對莜麥面團質構的影響

表2為加水溫度變化時莜麥面團TPA特性測定結果。由表2可知，升高加水溫度，對莜麥面團的硬度、黏著性、黏聚性、膠著性、咀嚼度和回復性有顯著影響，對莜麥面團的彈性影響不顯著。當水溫由70 ℃升高到90 ℃時，莜麥面團的硬度、膠著性和咀嚼度逐漸增加，黏聚性逐漸減小，黏著性先增加后減小，當加水溫度為75 ℃時，莜麥面團的黏著性最強。這與張燕等[4]認為燙熟工藝影響莜面感官品質的研究結果相呼應。李雪琴等[14]研究表明不同加水溫度影響燙面蒸餅的水分分布和電鏡下的微觀結構，他們指出，加水溫度升高可使面團中的蛋白質變性，他們還發現，升高加水溫度可使淀粉顆粒變形、糊化為片狀。本論文中莜麥面團的質構特性受加水溫度影響，可能是加水溫度改變了莜麥面團的水分分布、改變淀粉顆粒結構和蛋白質特性等微觀結構導致的。

3 結論

本論文針對莜麥“三熟”過程的“燙熟”工藝，研究了和面時加水溫度不同對莜麥面團水分分布狀態和質構特性的影響。結果表明：加水溫度升高，使莜麥面團中水分由弱結合水向自由水方向遷移，加水溫度為70 ℃時莜麥面團中水分的主要存在狀態是弱結合水，當加水溫度升高至75 ℃時莜麥面團中水分的主要存在狀態變為自由水；加水溫度升高還使得莜麥面團中弱結合水和自由結合水與底物的結合程度增加，這一改變在加水溫度由70 ℃升高至75 ℃時尤為顯著；加水溫度升高，顯著增加了莜麥面團的硬度、膠著性和咀嚼度，顯著減小了黏聚性，使黏著性先增加后減小，且水溫為75 ℃時，莜麥面團的黏著性最強，加水溫度對面團的彈性影響不顯著。通過本研究可知，莜麥面團的硬度、膠著性和咀嚼度越大，黏聚性越小，弱結合水和自由水含量越高、且與底物結合越緊密，則后期蒸制作所得莜面的品質越好。