特二粉和面過程中加水量對面團質量的影響

◎ 馬金婷，張世豪，張長付，劉 瀟，富明鑫，岳雅歌，王 杭，李海峰，梁 贏，王金水，賈 峰

（河南工業大學生物工程學院，河南 鄭州 450001）

特二粉舊稱為上白粉或七五粉，是我國中原和北方地區日常制作面制食品的主要面粉。和面是面團加工的關鍵環節，和面效果對后續加工和最終產品質量有重要影響[1]。不同和面方式對面團和面條品質具有顯著影響[2]，和面的效果與面粉類型和混合時間有關[3]。和面時間一般為15 min，攪拌時間過短導致攪拌不均勻，小麥粉難以充分吸水，面筋形成不足；而面團攪拌時間越長，面筋延伸就越大，成熟的面筋網絡就會斷裂。和面過程中，谷蛋白肽鏈隨著水分的滲入，通過機械攪拌和二硫鍵的交聯，拉伸成線形，線性谷蛋白分子相互纏結，醇溶蛋白填充于其中，形成網絡結構[4]。面粉的和面特性也是預測面粉蛋白含量和濕面筋含量的最佳因子[5]。

水是面筋蛋白黏彈性形成的必要條件，在攪拌和烘焙過程中發生的各種化學反應中起著重要作用[6-7]。在和面過程中水分也能夠在面筋與纖維之間進行遷移[8]，但不同的吸水方式對面筋蛋白強度的影響較小[9]，與小麥面團相比，燕麥面團的含水量較低[10]，也有研究利用面粉的吸水性評估小麥面團質量[11]。研究表明，真空和面且加水量40%時，面團巰基含量最低，α-螺旋、β-折疊含量最高，無規則卷曲含量最低，面筋蛋白有序性較好[6，12]。隨著加水量的增加，面片的拉伸力與硬度呈下降趨勢，拉伸距離（延展性）與黏性呈上升趨勢[12]。面團中的加水量和攪拌時間對面條的硬度、黏附性和內聚性也有顯著影響[13]，加水量也可以影響冷凍面條的品質[14]。

前人的研究主要集中在面團制作的結果，以及面團結果與相關指標的關系方面。然而，面團制作過程中面團質量變化的相關研究較少，特別是不同加水量對面團質量的影響尚不十分清楚。本研究利用市售的特二粉為原材料，運用小型和面機、質構儀、超微量分光光度計、顯微鏡等儀器，分析和面過程中面團質量變化規律，可為小麥粉面團特性變化研究提供基礎數據，亦對雜糧面團結構特性研究有借鑒意義，于推動食品加工產業的現代化發展有重大意義。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

特質二等小麥粉（精制粉），河南金苑糧油有限公司；無碘食鹽，中鹽皓龍有限責任公司；十二烷基硫酸鈉，南京森貝伽生物科技有限公司；碘化鉀，北京百奧萊博科技有限公司；乙醇，上海信帆生物科技有限公司；冷凍包埋劑，美國櫻花SAKURA公司。

HM750和面機，青島漢尚電器有限公司；WGB-2000L白度儀，杭州天成光電有限公司；JMCZ面筋指數儀，杭州天成光電有限公司；TA-XT Plus質構儀，英國STABLE MICRO SYSTEM公司；NanoDrop 2000超微量分光光度計，賽默飛世爾科技有限責任公司；Leica CM 1950冰凍切片機，徠卡微系統有限公司；Nikon E200MV顯微鏡，南京尼康江南光學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 面團制備及形態變化觀察

加水量應選擇為45.0%（90 mL）、47.5%（95 mL）、50.0%（100 mL），和面機設置為低檔位，在面團攪拌過程中，用秒表計時，當和面時間到達5 min、10 min、15 min、20 min和25 min時，拍照記錄，拍取樣50.0 g，放入25 ℃醒發箱內醒發20 min。

1.2.2 面團濕面筋含量測定

參考GB/T 5506.2—2008，并稍做改動。稱取各時間段醒發后面團15.0 g，用20.0 g·L-1NaCl溶液洗去面團中的淀粉，反復洗滌、稱量，直至讀數恒定，作為濕面筋質量。濕面筋含量=濕面筋質量（g）/取樣面團質量（g）×100%。

1.2.3 面團干面筋含量測定

干面筋含量的測定方法參考GB/T 5506.3—2008，并稍做改動。將洗好的濕面筋依次置于50 ℃烘箱內烘干至恒重，作為干面筋質量。干面筋含量=干面筋質量（g）/取樣面團質量（g）×100%。

1.2.4 面團面筋指數測定

將恒重的濕面筋按加水量及和面時間順序兩兩一組置于面筋指數儀篩網中，按下左側離心按鈕，離心120 s，離心結束后取出篩上物稱量其質量，并計算面筋指數。面筋指數=篩上面筋（g）/濕面筋（g）×100%。

1.2.5 面團質構特性測定

面團TPA測試參考張愛霞等的方法[15]，略做修改，將不同含水量和各個時期的面團用內圈直徑為2.0 cm、高度為1.5 cm的圓柱形壓縮變形量為原高度的75.0%，每個處理重復3～5次。

1.2.6 面團顯微結構觀察

樣品制備：取適量待測面團，將面團處理為直徑1 cm左右，長度15 cm左右圓柱條，分切成長度基本一致的3段，放入-18 ℃，冷凍12 h。取出工具處理為邊長2～3 mm正方體。用包埋劑全面覆蓋樣品，在速凍臺上冷卻至包埋劑凝固。切片厚度為6 μm，將切片機的切片厚度設置為20 μm，先低倍后高倍，調節顯微鏡使成像清晰。

1.2.7 統計分析

通過Office 2016軟件進行數據計算及分析、圖表制作，各水平處理之間用IBM SPSS Statistics 21軟件進行差異顯著性分析，采用Duncan’s進行多重比較（P＜0.05）。上述所有試驗均設置重復測定3～5次，測得的數據計算平均值。

2 結果與分析

2.1 和面過程中不同加水量對面團形態的影響

面團和面過程中不同加水量和時期的面團形態特征如圖1所示。

圖1 和面過程中面團形態特征圖

由圖1可見，加水量為45.0%：和面5 min時，部分面絮緊密聚集，四周及底部有大量面粉殘渣殘留；10 min時面團基本成型，缸底部有部分面渣殘留；15 min時面團成團完整，表面較為光滑且有部分褶皺，缸底無殘留面渣，質地緊實；20 min時完全成團，表面較為平整，伴有輕微裂隙；25 min時面團成團完整，表面開始變得干燥粗糙，出現褶皺。加水量為47.5%：5 min時大量面絮松散聚集，周圍殘留部分面絮及面渣；10 min時面團初步成型，表面褶皺分布較多；15 min時已經完整成團，表面較為平滑，略有褶皺；20 min時面團變硬，表面依然存在褶皺；25 min時面團表面粗糙化，褶皺進一步增多，質感干澀。加水量為50.0%：和面5 min時初步成團，松散結合，面粉分布不均；10 min時大致成團，面團表面布有裂痕；15 min時已經完整成團，表面褶痕略有減少；20 min時面團表面質地偏軟，仍有褶皺裂紋分布；25 min時面團質感濕潤黏著，表皮干澀伴有褶痕。

對面團形態分析表明，面團攪拌10 min左右時，加水量45.0%的面團基本成團；面團攪拌6 min左右時，加水量47.5%的面團基本成團；面團攪拌4 min左右時，加水量50.0%的面團基本成團；隨著加水量的增加，面團成團時間變短，表面更為光滑；面團在20～25 min時3個處理都能形成統一的面團結構，其中加水量45.0%的面團整體體積較大，推測其內部結構較為松散，而加水量47.5%、50.0%的面團整體結構較為緊實，其中加水量50.0%的面團質感更黏著。

2.2 和面過程中不同加水量對面團濕面筋、干面筋和面筋指數的影響

不同加水量的面團和面過程中濕面筋含量變化如圖2所示。由圖2可知，3種加水量的面團的濕面筋含量隨和面時間的延長，表現為先增大后減小，在0～10 min時，面團的濕面筋含量值較低，隨著和面的進行濕面筋含量不斷增多，15 min后面團的濕面筋含量又開始逐漸減小。可能的原因是，和面過程中隨著面筋網絡的逐漸形成，提取出的濕面筋逐漸增加；當面筋網絡形成后，繼續和面則會破壞面筋網絡的完整性，提取出的濕面筋含量逐漸減少。濕面筋含量波動性變化的結果也間接反映了面筋網絡完好程度的變化。

圖2 不同含水量對和面過程中濕面筋含量的影響圖

由圖3可知，3種加水量面團的干面筋含量隨時間變化規律基本一致，表現為波動減小趨勢，在5 min時，面團的干面筋含量最高，在10 min時，干面筋含量下降，在15 min時，面團的干面筋含量又有增加，15 min后面團干面筋含量則開始逐漸降低。干面筋含量的變化理論上與濕面筋含量的變化應該一致，但是5 min時干面筋含量與濕面筋含量的變化不一致，可能原因是，和面5 min時面粉沒有形成完整統一的面團，取樣誤差較大，影響了干面筋含量的計算。

圖3 不同含水量對和面過程中干面筋含量的影響圖

由圖4可知，3種加水量面團的面筋指數隨時間變化表現為波動減小，與干面筋含量的變化正相關。在5 min時，面筋指數最大，在10 min時，逐漸減小，在15 min時，面筋指數又逐漸增大，而15 min后面團面筋指數又開始逐漸減小。

圖4 不同含水量對和面過程中面筋指數的影響圖

2.3 和面過程中不同加水量對面團質構特性的影響

面團和面過程中不同加水量的面團質構特性變化如表1所示。由表1可見，隨著加水量的不斷增加，面團的硬度呈現出下降的趨勢，面團的黏彈性呈現出上升的趨勢。3種加水量的面團硬度隨時間變化均呈現出逐漸減小的趨勢；黏著性隨和面進行均表現為先減小后增大再減小再增大，在0～10 min時，黏著性隨著和面的進行而不斷減小，10～15 min時面團的黏著性又開始逐漸增大，15～20 min時面團的黏著性又開始逐漸減小，20～25 min時面團的黏著性又出現增大；彈性隨和面進行均表現為先增大后減小，加水量45.0%、47.5%的面團在15 min前面團的彈性隨著和面的進行而不斷增大，之后又開始逐漸減小，加水量50.0%的面團在20 min前面團的彈性隨著和面的進行而不斷增大，之后又開始逐漸減小。通過對面團質構特性分析，隨著和面時間的延長，不同加水量的面團硬度的變化規律為不斷減小；黏著性呈現出先減小后增大再減小再增大的變化規律；彈性呈現出先增大后減小的變化規律。隨著加水量的不斷增加，面團的硬度整體呈現出下降的趨勢，面團的黏彈性整體呈現出上升的趨勢。

表1 和面過程中面團質構特性變化表

2.4 和面過程中不同加水量對面團顯微結構的影響

面團和面過程中不同加水量面團中面筋蛋白與淀粉顆粒排布如圖5所示。

圖5 和面過程中面團顯微結構圖

由圖5可見，加水量為45.0%：和面時間為10 min時，面筋蛋白包裹著淀粉顆粒，但兩者分布不均勻，蛋白質網格結構尚未建立；25 min時，面筋蛋白網格結構逐漸松散，淀粉顆粒排布混亂，面筋網絡出現多處撕裂。加水量為47.5%：和面時間為10 min時，面筋蛋白包裹著淀粉顆粒，但兩者分布不均勻，蛋白質網格結構已經初步建立；25 min時，面筋蛋白與淀粉顆粒分布較為均勻，蛋白質網格結構變得分散，淀粉顆粒排布也變得分散，面筋網絡開始出現斷裂。加水量為50.0%：和面時間為10 min時，面筋蛋白包裹著淀粉顆粒，但兩者分布不均勻，蛋白質網格結構松散；25 min時，蛋白質網格結構逐漸松散，淀粉顆粒排布混亂，面筋網絡開始出現大孔徑斷裂。和面時間為15 min時，各加水量下的面團，面筋蛋白網格結構成熟，淀粉顆粒均勻散布其間，其中加水量45.0%的面團面筋網絡中有少量孔隙；加水量47.5%的面團面筋網絡結構緊實；加水量50.0%的面團面筋網絡中有少許較大孔隙。

通過對面團顯微結構分析，和面10 min左右時，加水量45.0%的面團尚未建立蛋白質網格結構，加水量47.5%的面團初步建立蛋白質網格結構，加水量50.0%的面團蛋白質網格結構松散；和面15 min左右時，面筋蛋白網格結構成熟，淀粉顆粒均勻散布其間，其中加水量45.0%的面團面筋網絡中有少量孔隙，加水量50.0%的面團面筋網絡中有少量較大孔隙，而加水量47.5%的面團面筋網絡結構緊實；和面25 min左右時，加水量45.0%的面團面筋網絡出現多處撕裂，加水量50.0%的面團面筋網絡出現大孔徑斷裂，而加水量47.5%的面團面筋網絡開始出現局部斷裂。

3 結論

測定與分析不同加水量、不同和面時間的特二粉面團的形態特征、面筋含量、質構特性、顯微結構，結果表明，隨著加水量的增加，面團成團時間變短，硬度減小、黏彈性增大，表面更為光滑，質感更為黏著；隨著和面時間的延長，面筋含量整體呈現先增大后減小的變化規律；隨著和面時間的延長面團硬度逐漸減小，黏著性呈現出“W”形變化，彈性先增大后減小。當面團在加水量為47.5%，和面時間15 min時，面筋網絡結構緊實，淀粉顆粒均勻分布其中，綜合性質較好。本研究是在特定的溫度與轉速條件下，針對加水量與和面時間進行的分析。實際上，溫度和轉速也是影響面團質量的重要因素，因此下一步擬對溫度及其轉速等因素分別進行單因素和多因素協同方面的研究，為小麥粉的食品加工和生產提供更多理論支持。