南瓜粉對小麥粉粉質特性及面團品質的影響

李良怡 吳安琪 譚玉珩 謝 歡 貴相茹 周文化

(1.特醫食品加工湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410004；2.中南林業科技大學食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004)

南瓜，又名云南倭瓜、窩瓜，一年生蔓生草本植物[1]，營養豐富且具有較高的保健價值，如新鮮南瓜中富含糖類、蛋白質、多種維生素、膳食纖維及南瓜多糖等物質，經常食用可有效協助降低血糖、血脂及膽石癥的發生[2-5]。

鮮濕面作為中國“第4代方便面”，具有風味新鮮、嚼勁足、爽口等特點，但營養單一，而南瓜粉可作為一種天然的營養強化劑加入到小麥粉中，不僅能補充面團營養成分，還能改善面團的品質特性。目前南瓜粉在面制品中的應用主要為南瓜掛面和南瓜面包，而有關南瓜鮮濕面的研究較少[6-8]。試驗擬以南瓜粉和小麥粉為原料，考察南瓜粉添加量對小麥粉糊化特性、粉質特性及面團的晶型與結晶度、水分分布狀況、流變學特性等的影響，探討南瓜鮮濕面團的品質特性，以期為南瓜—小麥深加工食品的研發及工業化生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

南瓜：貴州農耀農業開發有限公司；

小麥粉：湖南凱雪有限公司。

1.1.2 儀器與設備

鹵素快速水分分析儀：JH-HS型，泰州宜信得儀器儀表有限公司；

冷凍干燥機：B01-10NA型，寧波新芝生物科技股份有限公司；

流變儀：DHR-2型，美國TA公司；

全自動微型粉質儀：Micro-doughLAB2800型，瑞典Perten公司；

快速黏度分析儀：JK-1型，瑞典Perten公司；

高速萬能粉碎機：FW-400A型，江蘇萬申機械科技發展有限公司；

核磁共振成像分析儀：NMI120型，紐邁電子科技有限公司；

X射線衍射儀：X'Perf PRO MPD型，丹東奧龍射線儀器集團有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 南瓜粉的制備 取新鮮、金黃、成熟的南瓜原料，使用流動水清洗去除表面污垢，去皮、去籽及病變等各種不可食用部分；切片，厚度為1 cm，放置于鐵盤中，冰箱中預凍24 h，冷凍干燥機中真空干燥48 h；粉碎，過100目篩，即得南瓜粉，真空包裝，置于4 ℃避光貯藏。

1.2.2 混合面粉的制備 取南瓜粉，分別按0%，5%，10%，15%，20%，25%，30%，100%添加量與小麥粉混合均勻，真空包裝，置于4 ℃冰箱中貯藏備用。

1.2.3 面粉粉質特性的測定 參照GB/T 14614—2019《糧油檢驗 小麥粉面團流變學特性測試 粉質儀法》，測定混合粉樣品的形成時間、穩定時間和吸水率等。

1.2.4 面粉糊化特性的測定 參照GB/T 14490—2008《糧油檢驗 谷物及淀粉糊化特性測定 粘度儀法》。

1.2.5 面團流變學特性的測定 參照Xu等[9]的方法并略作修改。稱取25 g樣品放置于粉質儀中，待達到最大稠度時停止攪拌，取下面團，使用保鮮膜包好，將樣品放置于儀器測試臺上，刮掉多余的面團，25 ℃靜置5 min。測試條件：平板直徑40 mm，應變量2.0%，掃描頻率0.1～20.0 Hz，平板間隙1 000 μm。

1.2.6 面團核磁共振的測定 參照肖東等[10]的方法并修改，取3 g南瓜面團樣品，制成直徑為1.5 cm、高為2 cm 的圓柱形樣品，并使用保鮮膜包裹樣品。測試參數：采樣點數2 048，重復掃描次數8，弛豫衰減時間1 000 ms。通過CPMG脈沖序列表征樣品的橫向弛豫時間(T2)。

1.2.7 面團X-衍射的測定 參照Tan等[11]的方法并略作修改，南瓜鮮濕面團樣品冷凍干燥24 h，粉碎并0.075 mm 的篩，稱取20 mg樣品進行X-射線光譜衍射的測定。測定參數：管壓40 kV，管流30 mA，掃描范圍5°～40°(2θ)，掃描速率2°/min。

1.2.8 數據處理 所有試驗重復3次，使用Jade 6.5、IBM SPSS Statistics 19.0、Excel 2016軟件進行數據處理與分析，使用Origin Pro 2017C軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 對面粉粉質特性的影響

由表1可知，當南瓜粉添加量為0%～30%時，隨著南瓜粉添加量的增加，穩定時間先顯著下降后上升，其下降可能是因為南瓜粉的加入使混合粉在攪拌過程中蛋白質空間結構被破壞，麥谷蛋白的二硫鍵斷裂，面筋強度變小，面團穩定時間下降；而上升可能是南瓜粉中各分子之間形成了交聯網狀結構，與面筋網絡相互交替形成復雜的體系，從而延長了面團的穩定時間。

面團的形成時間表示面筋網絡形成速度[12]。當南瓜粉添加量為0%～30%時，面團形成時間隨南瓜粉添加量的增加而逐漸延長，其最大相差2.84 min。這可能是由于混合粉中膳食纖維顯著增加，其親水性使得水分在較短時間內被大量吸收，南瓜面團中的淀粉吸水量降低，造成面筋網絡結構不穩定，面團的形成時間被延長。公差指數能反映面粉筋力大小，其差值越小，面粉筋力越強；帶寬能夠直接反映面團的彈性，其帶寬越大，彈性越好。由表1分析可知，面粉筋力和面團的彈性與南瓜粉添加量呈正相關，隨著南瓜粉添加量的不斷增加，混合粉的公差指數和帶寬均逐漸減小，表明混合粉筋力越來越小，面團彈性下降，這可能是因為南瓜中含有膳食纖維、南瓜多糖及果膠等物質，使其自身無法形成網絡結構，從而在混合粉中顯著影響面團的彈性與筋力。

表1 南瓜粉對小麥粉粉質特性的影響?Table 1 Effect of pumpkin powder on wheat flour properties

2.2 對面粉糊化特性的影響

由圖1可知，隨著南瓜粉添加量的增加，面團的峰值黏度、最低黏度、最終黏度均下降，且差異極顯著(P<0.01)，與李勇等[13]的結論類似。這可能是因為南瓜粉中含有大量的南瓜多糖或非淀粉多糖，與面團中的淀粉形成競爭關系，抑制了淀粉吸水膨脹，導致面團黏度下降；而衰減值的逐漸下降，說明南瓜粉可促使混合粉淀粉顆粒強度增大，不易破裂，使面團在高溫條件下穩定性較好。

回生值是指面團的最低黏度和最終黏度的差值，差值越大，表明面團老化程度越大，形成凝膠能力越強，反之亦然。從圖1分析可知，南瓜粉對小麥面團的回生影響顯著(P<0.05)，南瓜粉添加量越高，面團老化程度越低，越有利于延長面制品的保質期。

圖1 南瓜粉添加量對鮮濕面團糊化特性的影響Figure 1 Effect of pumpkin powder with different dosages on gelatinization characteristics of fresh wet dough

2.3 對面團動態流變學特性的影響

由圖2可知，所有樣品的G′均大于G″，G′與G″均隨頻率的增加而上升，為典型的弱凝膠動態流變學譜圖[14-15]。與純小麥粉面團相比，當南瓜粉添加量為5%時，面團的G′和G″出現顯著下降，可能是因為南瓜粉的加入使面筋蛋白的交聯作用減弱，從而影響面團的黏彈特性，造成面團網絡結構變得松散；當南瓜粉添加量為10%～30%時，隨著南瓜粉添加量的不斷增加，面團的G′和G″逐漸上升，可能是由于南瓜粉的添加使面團中的蛋白質、非淀粉多糖和膳食纖維含量逐漸升高，面團的黏彈性增強，從而使面團網狀結構再次增強。

由圖2還可知，所有混合粉面團的tanδ<1，隨著南瓜粉添加量的增加，tanδ逐漸下降，說明面團彈性比例增大，這可能是由于南瓜粉與小麥粉在共混體系下分子交聯程度增加，面團中分子聚合度越大，面團tanδ越小。當頻率<0.63時，tanδ隨著頻率的升高而降低，表明混合面團在此頻率范圍內具有較好的彈性比例，較低的黏性比例；當頻率>1時，tanδ隨著頻率的升高而升高，表明混合面團在此頻率范圍內黏性比例較高，彈性比例逐漸下降，面團穩定性較差且極易被破壞。

圖2 南瓜粉—小麥粉的面團動態流變學特性Figure 2 Dynamic rheological properties of pumpkin flour-wheat flour dough

2.4 對面團水分分布狀況的影響

根據橫向弛豫時間(T2)，其代表面團中分別存在3種水分狀態，即T21(0.1～10.0 ms)為深層結合水、T22(10～100 ms)為弱結合水、T23(100～1 000 ms)為自由水，對應的峰積分面積分別為A21、A22、A23[16-19]。由圖3 可知，隨著南瓜粉添加量的不斷增加，面團的弱結合水含量逐漸上升，而自由水含量逐漸下降，深層結合水含量基本保持不變，且純南瓜粉面團的弱結合水含量明顯高于純小麥粉面團，可能是由于南瓜粉面團中的南瓜多糖、果膠和淀粉等物質的增加，導致面團對水分子的束縛能力增強，使弱結合水含量上升，自由水含量降低，一定程度上抑制了面團中水分含量的減少，使其延長南瓜粉面團的保質期時間。

圖3 南瓜粉添加量對面團3種狀態水分低場核磁共振圖譜的影響Figure 3 Low-field NMR spectra of pumpkin powder with different additions on wet dough in three states

2.5 對面團X-衍射的影響

淀粉的結晶度大小能直接影響各淀粉分子產品的實際應用綜合性能[20-21]。由圖4可知，各混合粉面團均在15°，17°，18°，23°處有明顯的峰形，為典型的淀粉結晶峰，且為A型晶體，說明南瓜粉添加量對面團中的淀粉晶型無顯著影響。

圖4 南瓜粉添加量對面團X-衍射圖譜的影響Figure 4 X-ray diffraction patterns of wet dough with pumpkin powder at different dosages

由圖5可知，混合面團中淀粉結晶度隨南瓜粉添加量的增加先升高后下降，其最大值與最小值分別出現在南瓜粉添加量為15%和30%時，其結晶度分別為23.90%，19.23%，最大相差4.67%。這表明在南瓜粉添加量為15%時，淀粉的強度、硬度最大且穩定性最好，而在南瓜粉添加量為30%時，淀粉的彈性最好。綜上，南瓜粉添加量對面團中淀粉的結晶度有一定影響。

圖5 南瓜粉添加量對面團中淀粉結晶度的影響Figure 5 Effect of pumpkin powder with different dosages on starch crystallinity in wet dough

3 結論

適量添加南瓜粉可有效降低面團的公差指數、帶寬和穩定時間，改善小麥粉粉質特性；面團的糊化特性指標均隨南瓜粉添加量的增加而顯著下降(P<0.01)，說明南瓜粉對面筋蛋白的濃度產生了一定的稀釋作用，導致面團的黏性降低，面筋網絡結構被破壞；隨著南瓜粉添加量的增加，面團的儲能模量、損耗模量先下降后上升，tanδ先降低后升高，表明在0.00～0.63 Hz下，面團彈性較好，而在1～20 Hz下，面團結構極易被破壞；隨著南瓜粉添加量的增加，面團的弱結合水含量上升，自由水含量下降，深層結合水含量基本保持不變，且純南瓜粉面團的弱結合水含量明顯高于純小麥粉面團；面團中淀粉的晶型結構為A型晶體，淀粉結晶度在南瓜粉添加量為15%時最大，即23.9%。綜上，當南瓜粉添加量為10%～15%時，可顯著改善混合粉粉質特性(P<0.01)，且面團具有較好的品質特性。但若使面團轉變成面條還需經壓片、切片等工序，而這些工序可能會對面條的蒸煮特性和質構特性有一定的影響，為此南瓜粉對面條品質特性的影響還需進一步深入探究。