青稞全粉對面團特性的影響

朱明霞，白婷，靳玉龍，張玉紅

西藏自治區農牧科學院農產品開發與食品科學研究所（拉薩 850000）

隨著生活水平的提高和飲食習慣、膳食結構的改變，人們食用越來越精致的食物，精米、精面的消費量明顯增加，而雜糧類食物的消費量減少，導致糖尿病、心血管疾病、肥胖癥等與飲食相關的富貴病的發病率提高。這主要是由于谷物加工過于精細化，損失礦物質、纖維素等營養物質，導致膳食結構不平衡[1]。因此，近年來燕麥、黑麥、蕎麥、玉米、大麥等雜糧粉與小麥粉搭配成為平衡小麥粉營養的有效途徑[2]。青稞作為裸大麥具有高蛋白質、高纖維、高維生素、低脂肪、低糖的特點，其蛋白質含量平均為11.37%，高于小麥等其他糧食作物，并含有18種氨基酸[3-4]。青稞富含維生素和β-葡聚糖，其中β-葡聚糖約占籽粒質量的4%~8%，是食物中可溶性纖維的最佳來源[5]。淀粉占籽粒質量的50%~67%[6]，其中支鏈淀粉含量在74%~78%。青稞具有獨特的風味，還有“三高二低”的特點且富含維生素和β-葡聚糖，其營養價值也滿足人們對健康的需求。因此具有抗癌、降血脂和降血糖等特殊功效，有廣闊的市場開發前景。

青稞作為西藏的主要糧食作物之一，在西藏具有重要的戰略意義，長期以來都是藏區主要的栽培作物，播種面積和總產量始終位居前茅[7-9]。青稞具有食用、飼用、釀造及藥用等多種用途，是藏族同胞的特需傳統主糧和釀造青稞酒、青稞啤酒的原料。但由于青稞原料的口感粗糙，消化率較低，大部分用于飼料工業和啤酒工業，食品加工產業應用較少。青稞粉蛋白質含量高，但幾乎不含面筋蛋白，不能形成面筋網絡結構，也很難形成具有黏彈性的面團，而只能形成可塑的硬面團，因此限制了青稞在許多食品尤其是發酵面制品中的應用。而且，青稞粉支鏈淀粉含量高，溶液黏度高，也導致其生產應用受到限制。國內外有研究者利用燕麥、蕎麥、大麥、大豆、玉米等雜糧粉替代小麥粉，研究其對面團特性及面制品品質的影響。王杰瓊等[10]研究結果表明，隨著燕麥全粉替代比例增加，混合粉的濕面筋含量顯著降低，面團的吸水率增大，燕麥全粉的替代比例小于20%時，混合粉仍具有較好的加工特性，更高含量燕麥全粉的加入會導致饅頭的比容和彈性顯著降低，硬度明顯增大。馮世德等[11]認為，玉米粉添加量為20 g/100 g面粉時，玉米粉的添加阻礙了面筋網絡結構的形成。陳中愛等[12]認為，從質構特性來看，粗糧粉添加量不應超過12%。崔麗琴等[13]研究表明，隨著豆渣粉含量增加，面團的延伸性、拉伸能量、濕面筋含量減低，面筋的網絡結構連續性變差，網絡斷裂。李真等[14]研究表明，隨著大麥粉添加量增加，大麥-小麥混合粉的濕面筋含量降低，面團吸水率增加，形成時間、穩定時間顯著降低，面團組織變得粗糙。

國內關于不同添加量青稞全粉與小麥粉混合面團的特性研究尚不多見。試驗以青稞全粉與面包小麥面粉為原料制備面團，研究不同添加量青稞全粉對青稞-小麥混合面團特性的影響，并分析其變化規律，為青稞在發酵面制品中的使用提供參考依據，并為如何改善高含量青稞粉發酵面制品品質奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

藏青2000；面包用小麥粉（河南新良食品有限公司）；安琪高活性干酵母、面包改良劑（安琪酵母股份有限公司）；糖、食鹽、奶粉、雞蛋、黃油等原輔料（市售）；參試材料的基本營養品質見表1。

表1 參試材料的基本營養品質 單位：%

1.2 儀器與設備

Y38粉質儀（土耳其YUCEBAS）；Y03拉伸儀（土耳其YUCEBAS）；GM2200型面筋儀（美國PE公司）；TMS-Pro質構儀（美國FTC公司）；JEOLJSM-6360LV型掃描電鏡（日本電子株式會社）。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料處理及制備

青稞經過清洗，晾干，磨粉，過0.180 mm（80目）孔徑篩，為青稞全粉。按每百克小麥粉中分別添加10，20，30，40和50 g青稞全粉的比例配制成混合粉，以不添加青稞粉的純小麥粉為對照組。將除黃油外的原料混合均勻，攪拌成團后加入黃油，繼續攪拌至面團表面光滑可成膜的成型面團。

1.3.2 面粉粉質特性的測定

按GB/T 14614—2006《小麥粉面團的物理特性 吸水量和流變學特性的測定 粉質儀法》的方法進行測定。

1.3.3 拉伸特性的測定

按GB/T 14615—2006《小麥粉面團的物理特性 吸水量和流變學特性的測定 拉伸儀法》的方法進行測定。

1.3.4 濕面筋含量測定

青稞-小麥混合粉的濕面筋含量測定參照AACC 38-12A法[15]。每組樣品重復測定3次，取平均值。

1.3.5 面團質構的測定

將各處理面團壓制成寬4 mm、高3 mm的面條，分別取表面狀況均勻一致的面條放于載物臺上，取用TPA探頭，平行測定3次，取平均值。測定參數：測前速度1.00 mm/s；測試速度1.00 mm/s；測后速度1.00 mm/s；壓縮程度70%；下壓距離8 mm。

1.3.6 面團發酵性的測定

將成型的面團分割出3個8 g的小面團，搓圓后放入帶刻度的高型燒杯中，并將頂部壓平，使面團貼合燒杯內壁，無空隙。記錄初體積，再放入醒發箱中發酵。發酵條件為溫度30 ℃、85%濕度。分別記錄0，20，40，60，80和100 min時的面團體積。取3個面團體積平均值為最終面團發酵體積。

1.3.7 面團微觀結構觀察

從面團中取3~5 mm3的小面團作為測試樣，立即浸泡于0.2 mol/L pH 7.2磷酸緩沖液配制的3%戊二醛中，在4 ℃下固定24 h。用0.1 mol/L pH 7.2的磷酸緩沖液清洗3次，每次5 min，用鋨酸固定1.5 h，重新用pH 7.2的磷酸緩沖液清洗3次，每次5 min。依次用30%，50%，70%，90%和100%的乙醇脫水，每次20 min。樣品以真空冷凍干燥處理后，用雙面膠帶粘在樣品臺上，經IB-5離子濺射儀鍍金100 A后用JEOL-JSM-6360LV型掃描電鏡觀察拍照，加速電壓10 kV，照片放大倍數為500倍。

1.4 數據處理

數據應用SPSS 22.0和Excel進行統計分析。

2 結果與討論

2.1 青稞全粉對面粉粉質特性的影響

由表2可以看出，青稞全粉的添加顯著影響青稞-小麥混合面團的粉質特性，隨著青稞全粉添加量增加，面團的持水率不斷增加，各處理間有顯著性差異，這可能是由于青稞全粉中含大量膳食纖維，具有較強的吸水能力。面團的形成時間反映面團面筋網絡的形成速度。青稞全粉添加越多，面團形成時間就越長，面團面筋網絡結構形成的速度就越慢。可能是由于青稞全粉膳食纖維含量高吸收大量水分，使得面粉顆粒不能完全吸水，導致面筋蛋白網狀結構很難形成，延緩了面團的吸水，從而延長了面團的形成時間[16-17]。面團的穩定性反映了面團對剪切力降解具有的抵抗力的大小，即面團的耐攪拌程度[18]。穩定時間越長，面團韌性越好，面筋的強度越大。面團的穩定時間和粉質指數隨著青稞全粉添加量增加而顯著下降，由于青稞粉本身不含面筋蛋白并具有大量膳食纖維，隨著添加量的增加破壞了面團面筋網絡結構，不利于面團穩定性的形成，降低了面團粉質指數和面粉筋力。

表2 青稞全粉對面粉粉質特性的影響

2.2 青稞全粉對面團拉伸特性的影響

試驗測定面團在醒發時間90 min時，青稞全粉不同添加量面團的拉伸特性參數。由表3可知，青稞全粉的添加不同程度地影響面團的拉伸特性，與對照相比，添加青稞全粉面團的延伸度顯著下降，并隨著添加量增加而降低。青稞粉添加量10%時，面團的最大拉伸阻力和拉伸阻力最大，隨著添加量繼續增加而顯著降低，說明添加適量的青稞粉能夠增強面團的筋力，但破環面團延伸性，可能是青稞粉中麩皮和膳食纖維吸收大量水分改變了面團面筋蛋白結構所造成。拉伸比即抗拉強度，是衡量拉伸阻力與延伸度平衡的一個指標，拉伸比越大，阻抗性就越大，延伸性就越小，面團起發性不好，發酵時受阻，面團堅硬[19]。隨著青稞全粉添加量增加，面團的最大拉伸比和拉伸比呈先增加后降低趨勢。拉伸能量亦稱拉伸面積代表面團的強度。曲線面積越大，表示面粉筋力越強，面粉烘焙品質越好。隨著青稞全粉添加，面團的拉伸能量呈下降趨勢，但添加量10%時，拉伸能量與對照沒有顯著差異。這說明適量添加青稞全粉可以提高面團的韌性和筋力，但破壞面團的面筋網絡狀態，發酵時面團膨脹受阻，面團不易充分醒發，導致烘焙食品體積減小，內部結構差。

表3 青稞全粉對面團拉伸特性的影響

2.3 青稞全粉對面團濕面筋含量及質構的影響

由表4可以看出，隨著青稞全粉添加量增加，青稞-小麥混合面粉中的濕面筋含量表現為顯著下降趨勢，各處理間均呈顯著性差異，這可能是由于青稞不含面筋且含有大量膳食纖維，青稞粉顆粒不但不能和小麥面筋蛋白結合，還阻礙了面筋網絡結構的形成，導致混合粉中的濕面筋含量顯著降低。馬濤等[20]指出面團的變化幾乎是所有化學鍵共同作用的結果，這些原因都將導致高替代比例的雜糧面團無法形成連續的面筋而被水洗分離[21]。面團的硬度和咀嚼性隨著青稞全粉添加量增加呈增大趨勢，但添加量10%和20%時，與對照相比沒有顯著差異，添加量超過20%時，硬度和咀嚼性與對照均有顯著性差異，這可能是由于青稞全粉吸水率較高，且無法形成網絡結構，它們充填在面筋網絡中使得面筋的延展性變差、氣室減小，導致面團硬度和咀嚼性增加。面團的黏附性呈現先增加后下降的變化趨勢，添加青稞粉的處理與對照均呈顯著性差異，但添加青稞粉的處理間無顯著差異。面團的彈性隨著青稞粉添加量增加而減小，添加量小于20%時，與對照沒有顯著差異，添加量大于20%時，與對照有顯著差異，但各處理間沒有顯著差異，說明青稞粉添加量大于20%時，面團的彈性就急劇降低，面筋網絡結構就無法形成。

表4 青稞全粉對面團濕面筋含量及質構的影響

2.4 青稞全粉對面團發酵特性的影響

酵母和面包的持氣性能可以用發酵特性來衡量，面團的發酵性越強，面包的體積就越大。由圖1可知，隨著發酵時間延長，面團的發酵體積不斷增加。發酵前期（60 min以前），面團體積增加速度較快，發酵后期（60~100 min），面團體積增加速度逐漸變慢，并達到最大發酵體積。這是由于在發酵早期，酵母活化、增殖后，進行有氧呼吸，釋放大量CO2，填充在面筋網絡中，使面團體積快速增大。在發酵后期時，面團中酒精和酸度高，抑制了酵母活性，并且面筋網絡被破壞，部分CO2逸出，所以面團體積增速變慢[22]。面團的發酵體積隨著青稞全粉添加量增加而呈下降趨勢，添加青稞粉的面團體積與對照相比均呈顯著性差異。添加青稞粉40%和50%時，整個發酵過程中的面團發酵體積都沒有顯著性差異，說明青稞粉添加40%時，就完全破壞了面團的面筋網絡結構，顯著降低了面團的持氣能力。與表3中，拉伸比越大，延伸度就越小，面團發硬，起發性不好，發酵時就受阻結果相符合。

圖1 青稞全粉對面團發酵特性的影響

2.5 青稞全粉對面團微觀結構的影響

由圖2可以看出，小麥面團的面筋網絡結構具有較好的連續性，把淀粉顆粒全部包裹在面筋內部[23]。隨著青稞全粉添加量的增加，淀粉顆粒暴露于面筋網絡結構的外面，面團面筋網絡開始出現斷裂、不連續，出現空洞，甚至不能形成面筋網絡結構。添加量小于30%時，面團面筋蛋白結構還可以形成，但淀粉顆粒開始暴露在網絡結構外，面筋網絡出現少量斷裂。添加量大于30%時，面團面筋嚴重破壞、網絡結構斷裂嚴重，出現較大的空洞，幾乎看不到面筋的網狀結構。青稞粉含量高完全破壞了面團的三維面筋網絡結構，這與青稞粉不含面筋蛋白，不能形成面筋網絡結構，并且大量添加時，青稞淀粉顆粒填充在面筋網絡中，使得面筋結構連續性、延展性變差，出現大的空洞，發酵時面團沒有膨脹力，導致面團結構緊實而沒有彈性。掃描電鏡結果進一步證實添加青稞粉阻礙了面筋網絡結構的形成，并且使面團的濕面筋含量減少、品質降低，添加量越多，面團的面筋網絡結構就越不能形成。

圖2 青稞全粉添加量對面團微觀結構的影響

3 結論

試驗通過研究不同添加量的青稞全粉對面粉的粉質特性、面團的拉伸特性、濕面筋含量、質構、微觀結構的影響。結果表明，隨著青稞全粉添加量增加，面團的持水率和形成時間不斷增加，面團的穩定時間、粉質指數和延伸度顯著下降，說明隨著青稞全粉添加量增加，不利于面團穩定性形成，并且降低面團粉質指數和面粉筋力。

青稞粉添加量10%時，面團的最大拉伸阻力和拉伸阻力最大，隨著添加量增加而顯著降低；隨著青稞全粉添加量增加，面團的拉伸能量、彈性和發酵體積呈下降趨勢，但添加量10%時，拉伸能量與對照沒有顯著差異，添加量小于20%時，彈性與對照沒有顯著差異，添加量40%和50%時，整個發酵過程中的面團發酵體積都沒有顯著性差異；面團的硬度和咀嚼性隨著青稞全粉添加量的增加呈增大趨勢，添加量小于20%時，與對照相比沒有顯著差異，添加量超過20%時，與對照均有顯著性差異。說明適量添加青稞全粉可以提高面團的韌性和筋力，添加量大于20%時，阻礙了面團面筋網絡結構的形成，添加量大于40%時，就完全破壞面團的面筋網絡結構，發酵時面團膨脹受阻，面團不易充分醒發。對于微觀結構來說，青稞粉添加量大于30%時，面團面筋嚴重破壞、網絡結構斷裂嚴重，出現空洞，幾乎看不到面筋的網狀結構。