發芽青稞粉對青稞-小麥面團特性及非油炸麻花品質的影響

劉亞平 李文釗 曾琦琦 代任任 閆文芳 阮美娟

(天津科技大學食品科學與工程技術學院，天津 300457)

發芽谷物的物理化學結構發生變化[1]。在發芽過程中谷物的內源酶將被激活，促進了青稞麥粒中亞組分含量變化[2,3]，使得青稞的營養價值提高[4,5]，活性物質增多[6]，營養物質更有利于人體吸收。因此，將發芽谷物添加到糧谷類制品中，不僅可以改善產品品質，還可以提高糧谷類食物中營養價值[5]。國內外學者對發芽谷物的研究表明，發芽谷物的添加可以改善面團的結構特點，以及當做改良劑的有效替代品等[7-10]。其在面制品中的應用目前主要有饅頭、面包、掛面等，如劉心悅[7]將2%小麥胚芽添加到饅頭中，使饅頭品質最好；王佳良等[8]在掛面中添加8%的胚芽粉，既保證小麥胚芽營養成分，又提高掛面食用品質；Yang等[9]研究得出小麥麥芽粉用作酶促改良劑的有效替代品的結論；M?kinen等[10]研究燕麥麥芽可用于小麥面包中，添加量至少為5%，能改善面包的體積和營養質量，同時不損壞面包屑顆粒。

麻花屬于中國休閑食品中的一種，具有酥脆的特點[11]。但傳統麻花的加工方式主要是以油炸為主，加工過程中產生許多有害物質，如丙烯酰胺、雜環胺等。因此本研究采用微波結合烤箱焙烤加工方式制作非油炸麻花。青稞作為中國最小的主食谷物和最大的粗糧谷物[12]。其含有豐富的蛋白質、膳食纖維和維生素以及少量的糖和脂肪，還含有γ-氨基丁酸、β-葡聚糖等功能性物質[13，14]。所以將青稞粉以一定比例加入小麥粉中，可以提高麻花的營養價值。但是青稞中醇溶蛋白含量較低，谷蛋白中高分子谷蛋白亞基數量較少[15]，導致無法形成面筋，進而限制了其加工食品的范圍。

本研究將不同添加量的發芽青稞粉添加到青稞-小麥混粉中，探究發芽青稞粉對混粉面團粉質、流變特性及對產品品質的影響，以期為青稞麻花產品的開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉，青稞，高活性干酵母，溴化鉀(分析純)。

1.2 儀器與設備

Dough LAB型全自動粉質分析儀，RVA-TecMaster型快速黏度儀，MARS 60型動態流變儀，Vizared 2.0型真空冷凍干燥機，SU1510型掃描電子顯微鏡，IS50FT-IR型傅里葉變換紅外光譜儀，TA-XT2i Stable Micro Systems型質構分析儀。

1.3 方法

1.3.1 青稞粉、發芽青稞粉的制備

將青稞清理除雜，打粉并過100目篩，備用；發芽青稞粉制備：參考Chen等[16]和Baranzelli等[17]的方法并稍作修改，在浸泡溫度30 ℃，浸泡時間12 h，發芽溫度35 ℃，發芽時間30 h下進行發芽，后烘干、打粉并過100目篩，-20 ℃下儲存，備用。

1.3.2 發芽前后青稞粉理化品質變化

粗蛋白、粗脂肪分別參照GB 5009.5—2016[18]和GB 5009.6—2016[19]測定；γ-氨基丁酸的測定方法參照趙大偉等[20]的方法。持水(油)力和水溶指數和的測定參考史宗義等[21]的測定方法，樣品持水力和水溶指數分別按式(1)、式(2)計算：

(1)

式中：m0為空離心管質量；m1為樣品質量；m2為倒出上清液后離心管與內容物的總質量。

(2)

式中：m0為空蒸發皿質量；m1為樣品質量；m2為干燥后蒸發皿管與內容物的總質量。

1.3.3 混粉的制備

先將青稞粉與小麥粉以4∶6比例混合，再將發芽青稞粉分別以0%、2%、4%、6%、8%、10%(以青稞-小麥混粉為基準)加入青稞-小麥混粉中，分別混勻，備用。

1.3.4 混粉加工特性測定

1.3.4.1 粉質特性測定

參考GB/T 14614—2019[22]測定混粉的粉質特性，根據測定的吸水率制作面團。

1.3.4.2 糊化特性測定

根據GB/T 24853—2010[23]測定混粉的糊化特性。

1.3.4.3 動態流變學特性測定

將1.3.4.1制備好的面團置于流變儀測試平臺中央，以動態模式下的應力掃描確定線性黏彈區，選用20 mm圓形平板檢測探頭，平板間距1 mm，溫度25 ℃，頻率為1.0 Hz。采用頻率掃描模式進行掃描，掃描范圍為1～100 rad/s(0.1～10 Hz)[24]。

1.3.5 掃描電子顯微鏡測定

將1.3.4.1制備好的面團經過冷凍干燥處理后，進行噴金，而后用掃描電子顯微鏡(SEM)進行觀察[25]。

1.3.6 傅里葉變換紅外光譜測定

將1.3.4.1制備好的面團經真空冷凍干燥后粉碎。稱取凍干面團(1 mg)，并用溴化鉀(150 mg)迅速研磨稀釋，壓片，掃描。掃描波段4 000～400 cm-1，掃描次數16，分辨率4 cm-1[26]。

1.3.7 麻花的制備

基本配方：混合粉100 g，黃油23 g，雞蛋12 g，白砂糖10.5 g，鹽0.75 g，酵母1 g，改良劑0.26 g，水43 g；

工藝流程：配料→面團制作→發酵→分割、搓圓→醒發→麻花成型→微波→焙烤→冷卻→包裝。

操作要點：室溫下，依次將各原輔料在和面機中攪拌10 min，成團，將攪拌好的面團在溫度36 ℃、濕度80%下發酵60 min，后切割成30 g的面胚醒發30 min，成型后在40%的微波火力下微波3 min，140 ℃下焙烤20 min。

1.3.8 非油炸青稞麻花品質特性的測定

1.3.8.1 質構測定

使用TA.XT.Plus質構儀采用三點折斷測試裝置(HDP/3PB)來測定餅干的硬度和脆度。測定參數：測試前速率為3.0 mm/s；測試中速率為1.0 mm/s；測試后速率為10.0 mm/s；測試距離為8.0 mm；感應力為5.0 g，每組至少6個平行[27]。

1.3.8.2 色差測定

采用色差儀測定樣品的色差L*值(明度)、a*值(紅綠度)和b*值(黃藍度)，每個樣品重復測定6次。其中，+a*表示紅色，-a*表示綠色；+b*表示黃色，-b*表示藍色[29]。

1.3.8.3 感官評價

非油炸青稞麻花的感官評價表參考DBS50/012—2014[28]并稍作修改，見表1。

表1 非油炸青稞麻花感官評價表

1.3.9 數據處理以及統計學分析

所有數據采用Excel 2019進行數據處理，Origin 9.0繪制圖像，利用SPSS 24.0的Duncan檢驗分析不同添加量的發芽青稞粉對面團流變特性以及感官評分的差異性顯著性，P<0.05表示差異顯著，每組實驗至少三組平行。

2 結果與分析

2.1 發芽前后青稞的基本理化品質變化

從表2可以看出，發芽后青稞中粗蛋白、粗脂肪的含量均沒有顯著性差異，γ-氨基丁酸的含量顯著提高；同時，青稞的持水力、水溶指數和持油力顯著增加，主要是由于發芽處理使青稞中小分子物質增多，發芽可以進一步提高青稞的營養價值。

表2 非油炸青稞麻花感官評價表

2.2 發芽青稞粉對青稞粉-小麥混粉加工特性的影響

2.2.1 發芽青稞粉添加量對混粉粉質特性的影響

面團的形成時間、穩定性均反映面筋強度的關鍵參數[30]。由表3得出，隨發芽青稞粉的添加量增大，面團的吸水率顯著增加(P<0.05)，主要是由于發芽導致青稞粉中的小分子增多，導致持水力與水溶指數增加，因此吸水率增加；形成時間與穩定時間呈顯著減少趨勢(P<0.05)，表明發芽青稞粉的添加使面團在形成過程中對外界剪切力抵抗作用降低；弱化度與對照組相比有顯著性變化(P<0.05)，呈增大趨勢，表明隨著發芽青稞粉所占比例增多，面團的網絡結構變得疏松。

2.2.2 發芽青稞粉添加量對混粉糊化特性的影響

面粉的糊化特性主要受小麥粉中淀粉含量、面筋網絡結構等因素的影響。如表4所示，混粉的峰值黏度、最低黏度、最終黏度隨發芽青稞粉添加量顯著下降(P<0.05)，可能是由于發芽青稞粉中活化內源酶如α-淀粉酶引起淀粉被降解，導致淀粉含量降低，從而對淀粉糊化過程產生影響；回生值顯著減小(P<0.05)，表明發芽青稞粉可以抑制糊化淀粉的重結晶，延緩老化速率。可能與發芽過程中產生的活化酶有關，有研究表明α-淀粉酶水解淀粉產生糊精阻礙淀粉之間的相互作用，從而抑制淀粉的回生[31，32]。

表3 發芽青稞粉對混粉粉質特性影響

2.2.3 發芽青稞粉添加量對面團動態流變學特性的影響

從圖1中可知，頻率掃描用于測試面團的黏彈性。隨著頻率的增加，面團樣品的G′均大于G″，tanδ均小于0.55，表明面團中各物質表現出較好的流動性[9]。當發芽青稞粉添加量小于4%時，面團的G′和G″均高于對照組，說明添加適量的發芽青稞粉可以改善面團的黏彈性。隨著添加量的增大，G′和G″逐漸減小，一方面由于發芽青稞粉是固體粉末，使得體系的流動性降低；另一方面可能是由于發芽青稞粉添加過多導致面筋蛋白網絡結構破壞嚴重。故發芽青稞粉添加量為4%時，既可以增強面團的彈性性能，又可以降低面團的易流動性。

2.3 發芽青稞粉添加量對面團微觀結構的影響

添加不同比例發芽青稞粉的混粉面團微觀結構如圖2所示，其中橢圓形和球形顆粒為青稞淀粉，呈橢圓形且表面光滑的顆粒為小麥淀粉，發芽后的青稞淀粉其形狀沒有太大變化，表面凹痕和孔洞增多[26]。隨著發芽青稞粉添加量的增多，表明有凹痕的淀粉顆粒增多，且淀粉顆粒被重新包裹。且相比于對照組，

表4 發芽青稞粉添加量對混粉糊化特性的影響

實驗組中有更多不規則的淀粉小顆粒。有研究表明小的淀粉顆粒可以增加填充度，改善面團形成過程中淀粉與蛋白質之間的相互作用，提高面團的強度[15]。

2.4 發芽青稞粉對面團中蛋白二級結構的影響

使用Omnic 8.2軟件截取酰胺I區(1 600～1 700 cm-1)，通過高斯去卷曲、二階導數擬合，使殘差最小[25]。其中1 646～1 664 cm-1為α-螺旋，1 615～1 637 cm-1和1 682～1 700 cm-1為β-折疊，1 664～1 681 cm-1為β-轉角，1 637～1 645 cm-1為無規卷曲[32]。如圖3所示，圖譜上存在明顯的酰胺Ⅰ區、酰胺Ⅱ區和酰胺Ⅲ區的特征吸收峰。酰胺Ⅰ區中的α-螺旋和β-折疊被認為是較有序的蛋白二級結構，具有剛性且穩定性較高，而β-轉角和無規卷曲是無序結構[33]。如表5所示，添加發芽青稞粉比不加發芽青稞粉面團的α-螺旋分別增大了7.60、13.36、12.66、16.82、34.46%，而β-折疊分別減小了3.84、3.92、5.34、8.10、14.40%，α-螺旋增加幅度較大，說明添加發芽青稞粉可以增加青稞-小麥粉面團的穩定性。

圖1 發芽青稞粉添加量對面團動態流變學特性的影響

圖2 發芽青稞粉添加量對面團微觀結構的影響

圖3 添加發芽青稞粉的面團中蛋白質二級結構的傅里葉紅外光譜圖

表5 發芽青稞粉添加量對面團中蛋白質二級結構的影響

2.5 發芽青稞粉添加量對非油炸青稞麻花的品質影響

2.5.1 發芽青稞粉添加量對非油炸青稞麻花質構特性與色澤的影響

將最大峰值力定義為硬度；線性距離定義為酥脆性；表6可以看出，從質構特性上看，添加發芽青稞粉降低了麻花的脆度，硬度無顯著變化。色澤上看，麻花的亮度(L*)和總色差(ΔE)添加量小于6%時，變化不顯著，大于6%時，顯著降低；紅度(a*)和黃度(b*)值呈先增大后減小的趨勢。主要是發芽過程中淀粉和蛋白質酶促降解產生的小分子在烘烤過程中也引起的美拉德反應[9]。

表6 發芽青稞粉添加量對非油炸青稞麻花的客觀評分的影響

2.5.2 發芽青稞粉添加量對非油炸青稞麻花感官品質的影響

發芽青稞粉添加量對非油炸青稞麻花綜合感官評分如圖4a所示，隨著發芽青稞粉添加量的增加，麻花的感官評分先增大后減少，添加量為4%時，感官評分最高。由感官雷達圖4b可看出，發芽青稞粉對麻花的口感、色澤、組織結構及氣味均有影響，其中色澤的接受度逐漸降低；口感、氣味先增大后減小，但均高于對照組，主要是由于發芽青稞粉的添加改善了面團的特性，從而改善非油炸青稞麻花的感官品質，增強麻花的口感和氣味，且在4%時達到最佳。

圖4 發芽青稞粉添加量對非油炸青稞麻花的感官評分的影響

3 結論

對添加發芽青稞粉的青稞-小麥粉面團特性進行分析，隨著發芽青稞粉的增加，面團的吸水率增加，形成時間與穩定時間逐漸減小；面團的彈性模量和黏性模量先增大后減小；添加適量的發芽青稞粉可以抑制淀粉糊化膨脹過程，改善面團的穩定性，延緩淀粉的老化；隨著發芽青稞粉的增加，面團中的α-螺旋呈增大趨勢，β-折疊呈減小趨勢，但總體來說，α-螺旋增加的幅度較大，面團相對穩定。

對添加發芽青稞粉的青稞-小麥粉非油炸青稞麻花客觀品質進行分析，隨著發芽青稞粉的增加，使麻花亮度和總色差顯著降低，色澤變暗，添加量小于4%時，色澤接受度最好；麻花的脆度降低，硬度無顯著變化。隨著發芽青稞粉的添加，麻花的口感、氣味和組織均先增大后減小，添加量為4%時，各指標的評分最高，綜合感官在可接受范圍內。綜合麻花整體品質特性，青稞-小麥粉中發芽青稞粉的添加量應不超過4%。