烘烤溫度對莜麥面品質特性的影響

張樂道，李燦，任廣躍，李俊芳，呂俊麗，王國澤

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

莜麥面是將裸燕麥炒制、磨粉后制得的，是西北地區的傳統主食，具有降血糖和降血脂的功效[1]，是糖尿病人和心血管病人的良好代餐食品。早在二十世紀五六十年代，西北地區人們就有將莜麥面炒熟制成“炒面”作為代餐粉的習慣。將莜麥面作為代餐粉，必須經過高溫工藝熟化。高溫工藝影響莜麥面的營養成分和品質特性。

任清等[2]研究不同高溫處理工藝對裸燕麥β-葡聚糖特性的影響。結果表明，高溫處理提高了裸燕麥β-葡聚糖溶液的乳化性、乳化穩定性和黏度；改變了β-葡聚糖溶液表面張力。郭項雨等[3]提取裸燕麥中清蛋白和球蛋白，并觀察它們的形貌特征、測定它們的理化特性及消化特性。研究發現，傳統高溫炒制使裸燕麥清蛋白和球蛋白顆粒變小，使裸燕麥清蛋白吸油性顯著提高，使球蛋白乳化性、乳化穩定性、吸油性及持水性均顯著提高。任清等[4]通過掃描電子顯微鏡觀察炒制裸燕麥醇溶蛋白和谷蛋白的形貌特征，并測定其理化特性及消化特性。結果表明：炒制工藝使裸燕麥醇溶蛋白和谷蛋白顆粒變大，蛋白質分子間連接緊密；導致裸燕麥醇溶蛋白乳化性、吸油性和持水性顯著提高。Qian等[5]的研究表明微波加熱能夠顯著抑制裸燕麥的脂肪酶活性。

魏益民等[6]加熱燕麥粒，研究溫度對燕麥粉黏度的影響，發現加熱處理能降低燕麥粉的成糊溫度；當加熱溫度較低時，峰值黏度和最終黏度升高；當加熱溫度升高時，峰值黏度和最終黏度降低。Doehlert等[7]也發現對燕麥粒進行熱處理能顯著改變燕麥粉的黏度特性。

目前，尚未見到有關高溫烤制莜麥面時烘烤溫度對莜麥面品質特性影響的報道。本文采用電烤箱烤制莜麥面，設定5個烘烤溫度梯度，考察不同烘烤溫度下莜麥面的糊化特性、濕潤下沉性、分散性、堆積密度和色澤的變化，旨在為莜麥面的工業化生產提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料

莜麥面：內蒙古蒙清農業科技開發有限責任公司。

1.2 儀器設備

SM-522電烤爐：無錫新麥機械有限公司；803302型黏度儀：德國Brabender公司；X-rite Color I5色差儀：美國愛色麗公司；FA2004電子天平：上海昂尼儀器有限公司；Stir-117攪拌器：杰宇有限公司。

1.3 方法

1.3.1 莜麥面烘烤溫度設置

每次烤盤上平鋪5 mm厚度的莜麥面粉，烘烤時間設置為20 min，設置5個烘烤溫度梯度，烘烤溫度梯度如表1所示。未烘烤的莜麥面記為樣品0。

表1 莜麥面樣品烘烤溫度Table 1 Roasting temperature of naked oats flour sample

1.3.2 Brabender黏度的測定

在莜麥面樣品中加入蒸餾水配制成質量分數為6%的乳液400 g，混合均勻后置于Brabender黏度儀的測量杯中。測試范圍為700 cmg，設置測量轉速為75 r/min，從30℃開始升溫，升溫速率為1.5℃/min，升溫到95℃后保溫30 min，再以1.5℃/min的降溫速率降至50℃，保溫30 min，得到黏度隨時間和溫度變化的Brabender黏度曲線[8]。

1.3.3 濕潤下沉性的測定

量筒量取50 mL蒸餾水轉移至100 mL燒杯中，稱量烤莜麥面粉5 g分散于蒸餾水水面上，靜置，記錄烤莜麥面粉全部濕潤下沉的時間，記為烤莜麥面的濕潤下沉時間[9]。

1.3.4 分散性的測定

量筒量取50 mL蒸餾水轉移至100 mL燒杯中，稱量莜麥面粉5g分散于蒸餾水水面上，攪拌（100 r/min），記錄莜麥面粉全部均勻分散的時間，記為莜麥面的分散時間[9]。

1.3.5 堆積密度的測定

將烤莜麥面粉從下端直徑1 cm的漏斗自由散落至100 mL量筒中，稱量在量筒中堆積至30 mL體積的莜麥面粉的質量。按照式（1）計算堆積密度[9]。

式中：D為堆積密度，g/mL；m為莜麥面粉質量，g；V為莜麥面粉體積，mL。

1.3.6 顏色參數的測定和計算

使用X-rite Color I5型色差計測定莜麥面樣品的L*、a*、b*、c*值。總色差（ΔE*）采用式（2）計算，色相角（h*）采用式（3）計算。

式中：L*表示產品黑（0）和白（100）的程度；a*表示產品顏色紅（正值）和綠（負值）的程度；b*表示產品顏色黃（正值）和藍（負值）的程度；c*表示同一亮度下的顏色深淺程度；ΔL*表示某一樣品與樣品0的L*的差值；Δa*表示某一樣品與樣品0的a*的差值；Δb*表示某一樣品與樣品0的b*的差值；色差值的單位是NBS，一個NBS單位表示目光能辨別的極微小顏色間的差別；h*的單位是°。

1.4 數據處理

采用OriginPro 8.5和Excel 16對試驗數據進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 烘烤溫度對莜麥面黏度的影響

未經烘烤的生莜麥面和經過烘烤的熟莜麥面的Brabender黏度曲線見圖1。

由圖1可知，在測試初期，0～32 min，溫度從30℃升高至78℃，生莜麥面和經過烘烤的熟莜麥面黏度先保持恒定。因為此時水分還未擴散進入莜麥面顆粒內部，莜麥面顆粒結構還未受到破壞。35 min～40 min，溫度繼續升高，生莜麥面和熟莜麥面的黏度迅速上升。此時，大量水分擴散進入莜麥面顆粒內部，莜麥面顆粒在水中溶脹，顆粒結構破壞，黏度上升。該現象和羅登林等[8]的研究結果吻合。Brabender黏度曲線可分為A、B、C和D共4種類型，劃分標準見文獻[10]。生莜麥面的峰值黏度較低，冷卻過程中黏度降低很少后又增加，與B型Brabender黏度曲線中等膨脹淀粉的性質相似；當烘烤的頂火溫度低于200℃時，烘烤并未改變其性質類型。當烘烤的頂火溫度達到200℃時，基本沒有黏度值，與D型Brabender黏度曲線高限制性膨脹淀粉的性質相似。

圖1 莜麥面的Brabender黏度曲線Fig.1 Brabender viscosity curves of naked oats flour

生莜麥面和熟莜麥面的Brabender黏度參數見表2。

表2 莜麥面的Brabender黏度參數Table 2 Brabender viscosity parameters of naked oats flour

從表2可知，生莜麥面的糊化溫度達到84.4℃，糊化溫度較高，這與汪磊等[11]對莜麥面中淀粉的研究結果吻合。烘烤頂火溫度為120℃時，與生莜麥面的糊化溫度相差不大。當烘烤頂火溫度從120℃升高到180℃時，糊化溫度從84.2℃升高到87.8℃，呈逐漸升高趨勢。當烘烤頂火溫度升高到200℃時，糊化溫度迅速下降至36.2℃。而糊化溫度減小是因為直鏈淀粉含量減小[12]。由此可知，當烘烤頂火溫度為120℃時，烘烤對莜麥面中直鏈淀粉的含量基本無影響；當烘烤頂火溫度為200℃時，烘烤可顯著降低莜麥面中直鏈淀粉的含量；當烘烤頂火溫度從120℃升高到180℃時，莜麥面中直鏈淀粉含量緩慢增加，烘烤可使莜麥面中的直鏈淀粉少量增加。糊化溫度也為最低烹飪溫度的選擇提供指導[13]。

生莜麥面的峰值黏度最高，隨著烘烤溫度的升高，峰值黏度逐漸減小。Lee等[14]的研究指出，淀粉結構被破壞或者松散會導致峰值黏度升高或者降低。峰值黏度由86降低到11，降低了87.2%。烘烤會使莜麥面淀粉的結構變得松散，從而使峰值黏度下降。隨著烘烤溫度的升高，恒溫階段開始黏度逐漸降低，烘烤會降低莜麥面恒溫階段的開始黏度。與生莜麥面相比，頂火溫度為120℃時的冷卻階段開始黏度、冷卻階段結束黏度和最終恒溫階段結束黏度升高。當烘烤頂火溫度從120℃升高到200℃時，冷卻階段開始黏度、冷卻階段結束黏度和最終恒溫階段結束黏度均逐漸減小。在冷卻階段，混合物溫度逐漸降低，直鏈和支鏈淀粉分子通過氫鍵作用形成三維空間結構，進一步重新聚合形成凝膠，黏度增加[15]。崩解值能夠反映燕麥面粉糊在加熱過程中的穩定性，崩解值越小，面糊熱穩定性越高[16]。生莜麥面的崩解值最大，熱糊穩定性最差。當烘烤頂火溫度從120℃升高到180℃時，崩解值逐漸減小，黏度熱穩定性逐漸升高。當烘烤頂火溫度升高至200℃時，崩解值又增加，熱糊穩定性減小。當烘烤頂火溫度為120℃時，回生值與生莜麥面的相同。當烘烤頂火溫度升高至140℃時，回生值達到最大。若烘烤溫度繼續升高，則回生值逐漸減小。回生值反映了淀粉糊化之后分子重新結晶的程度，表示淀粉糊的冷穩定性，值越小，冷穩定性越好。

2.2 烘烤溫度對莜麥面濕潤下沉性以及分散性的影響

代餐粉沖調性能的衡量離不開粉體在水中溶解的快慢情況，因此需要測定莜麥面的濕潤下沉性和分散性。濕潤下沉時間越短，說明莜麥面的溶解能力越強；分散時間越長，說明樣品在水中越易結塊抱團；分散時間越短，說明樣品速溶能力越強[9]。烘烤溫度對莜麥面分散時間與濕潤下沉時間的影響見圖2。

圖2 烘烤溫度對莜麥面分散時間與濕潤下沉時間的影響Fig.2 The effect of roasting temperature on dispersion time and wetting subsidence time of naked oats flour

由圖2可以看出，樣品3（頂火160℃、底火180℃）的分散時間和濕潤下沉時間都比較短。兩個指標時間都隨樣品烘烤溫度的升高呈現先變短后變長的趨勢。這可能是生莜麥面的空隙率相對小，入水后容易結塊，經過烘烤后莜麥面粉變熟膨大隨之孔隙率變大，進而增強了對水分的吸收作用，從而使得指標時間縮短。然而當溫度比樣品3的烘烤溫度高時，可能是莜麥面粉中結構受到破壞發生了糊化，導致其在水中難以分散。

2.3 烘烤溫度對莜麥面堆積密度的影響

莜麥面粉質構可以通過對其堆積密度的測量來反映，烘烤溫度對莜麥面堆積密度的影響見圖3。

由圖3可知，熟莜麥面的堆積密度隨著烘烤溫度的增加而變大，粉體的堆積密度越大，說明粉體內部結構越緊密，在水中不易分散，容易結塊抱團；相反粉體的堆積密度越小，說明粉體的內部結構越疏松，進而吸水性增強，容易在水中濕潤下沉，速溶性比較好。

圖3 烘烤溫度對莜麥面堆積密度的影響Fig.3 The effect of roasting temperature on bulk density of naked oats flour

2.4 烘烤溫度對莜麥面顏色參數的影響

莜麥面樣品亮度L*、紅綠值a*、黃藍值b*、彩度c*、總色差ΔE*和色相角h*見表3。

表3 莜麥面的顏色參數Table 3 Color parameters of naked oats flour

L*值介于 0～100，值越大，樣品越白；值越小，樣品越黑。由表3可以看出，隨著烘烤溫度的增加，L*值逐漸減小，高溫降低了莜麥面的白度。a*值為負，表示綠，絕對值越大，樣品越綠；a*值為正，表示紅，絕對值越大，樣品越紅。隨著烘烤溫度的增加，a*值為正且逐漸增加，高溫使莜麥面變紅。b*值為負，表示藍，絕對值越大，樣品越藍；b*值為正，表示黃，絕對值越大，樣品越黃。隨著烘烤溫度的增加，b*值為正且逐漸增加，高溫使莜麥面變黃。c*表示同一亮度下不同色彩與灰色的差異程度，值越大，肉眼感覺到的樣品顏色越深[17]。隨著烘烤溫度的增加，c*值逐漸增加，高溫烘烤令莜麥面顏色變深。

總色差ΔE*表示樣品與生莜麥面（樣品0）顏色的差別，當ΔE*大于3時，顏色差別顯著；當ΔE*介于1.5～3時，顏色差別較明顯；當ΔE*小于1.5時，顏色差別不明顯[17]。隨著烘烤溫度的增加，ΔE*逐漸增大，樣品與生莜麥面的顏色差別越來越大。當頂火溫度達到140℃（樣品2）時，ΔE*為 1.72，熟莜麥面與生莜麥面顏色差別較明顯；當頂火溫度達到160℃（樣品3）時，ΔE*為5.98，熟莜麥面與生莜麥面顏色顯著不同。h*是反映物料紅黃特性的重要指標，在0°～90°范圍內，色相角值越大，物料越趨近黃色；色相角值越小，物料越趨近紅色[17]。隨著烘烤溫度的增加，h*逐漸減小，物料越來越趨近于紅色，這與對a*值的分析結果一致。

3 結論

本論文以莜麥面為對象，研究了烘烤對莜麥面黏度、濕潤下沉性、分散性、堆積密度和顏色的影響。結果表明：當烘烤的頂火溫度低于200℃時，莜麥面的Brabender黏度曲線與B型中等膨脹淀粉的相似；當烘烤的頂火溫度達到200℃時，莜麥面的Brabender黏度曲線與高限制性膨脹淀粉的相似。高溫烘烤可改變莜麥面的Brabender黏度曲線類型。隨著烘烤溫度的增加，莜麥面的峰值黏度逐漸減小；莜麥面的糊化溫度、冷卻階段開始黏度、冷卻階段結束黏度、回生值和最終恒溫階段結束黏度均先增加后減少。隨著烘烤溫度的增加，莜麥面的堆積密度逐漸增大；莜麥面分散時間與濕潤下沉時間均先減小后增大。烘烤溫度升高，使莜麥面的顏色變深、越來越趨近于紅色。當烘烤頂火溫度達到140℃、底火溫度160℃時，熟莜麥面與生莜麥面的顏色差別較明顯，且溫度越高，差別越顯著。研究結果將為莜麥面的深加工提供理論支撐。