粉葛全粉對小麥面粉流變特性和質構特性的影響

敬思群，馬崇堅，許子楊，于白音，馮武明，葉文安

1. 韶關學院英東食品學院（韶關 512005）；2. 韶關學院英東生物與農業學院（韶關 512005）；3. 韶關市曲江區竹園火山粉葛專業合作社（韶關 512005）；4. 廣東星安農業科技有限公司（韶關 512005）

現代糖尿病、肥胖癥、結腸癌、心血管疾病等富貴病的發病率高與面粉加工過精、過細有關，營養配方面粉多以加入化學合成的營養強化物質，存在人體吸收率低及產生副作用的風險。通過與不同比例的雜糧雜豆粉進行營養互補是比較科學的營養面粉生產方法，因而雜糧的加工應用成為研究熱點[1-2]。雜糧中富含多種營養成分，通過增加雜糧的攝入量改善居民的健康狀況，雜糧與傳統主食結合必不可少[3-4]。由于雜糧粉不含面筋蛋白，較難形成穩定的網絡結構，會影響面粉的品質和加工性能。有學者先后對鷹嘴豆粉、油莎豆粉、馬鈴薯全粉、發芽糙米粉應用于饅頭、面條等主食進行研究，并確定合適的添加量[6-8]。

粉葛（Pueraria thomsoniiBenth）是豆科植物甘葛藤的干燥根，分布于華中地區和華南地區。作為藥食兩用的食品，其藥用價值高，富含淀粉、纖維素、葛根素及多種人體所必需的微量元素，對于降糖降脂[9-10]、人腦的血液循環、減肥健美等有一定促進作用[11]。粉葛的主要成分物質是淀粉，新鮮的粉葛中淀粉含量為20%～35%[12]，而粉葛的主要藥效成分是總黃酮，有益于改善2型糖尿病患者的胰島素抵抗作用[13-14]。廣東省韶關市曲江區大塘鎮特產火山粉葛是國家地理標志保護產品，與其他地方的一般粉葛相比，該品種中所含的淀粉更多，無渣而且品質更加鮮嫩，具有更高的蛋白質、氨基酸及多種微量元素含量。關于火山粉葛的研究主要集中于保鮮、提取葛根素及淀粉、分析成分等方面[15-19]，對其在食品加工中的應用尚需做更多探索。

試驗將粉葛全粉與小麥面粉復配，探究粉葛全粉對小麥面粉流變特性及質構特性的影響，為粉葛全粉在面條類制品中的應用提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

火山粉葛（韶關市曲江區大塘鎮生產地）；小麥面粉（面條專用，東莞益海嘉里糧油與豐益油脂科技公司）。

JFZD電子式粉質儀（北京東孚久恒儀器技術有限公司）；JMLD150面團拉伸儀（北京東孚久恒儀器技術有限公司）；TMS-PRO-TA.XT.plus質構儀（北京盈盛恒泰科技有限責任公司）；HH-4數顯恒溫水浴鍋（常州越新儀器制造有限公司）；YE2-2氣流式超微粉碎機（瑞安市永歷制藥機械有限公司）；DHG-9053A電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 混合粉的配制

粉葛全粉比例設定6個梯度，分別為0，5%，10%，15%，20%和25%，與小麥面粉進行復配，要求充分混合。

1.2.2 小麥粉粉質特性的測定

測定方法參照GB/T 14614—2006/ISO5530—1：1997《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》進行，面團的最高稠度（500±20）FU時所得到的粉質曲線就可得到吸水率、形成時間、穩定時間、弱化度、粉質指數等指標。

1.2.3 面團拉伸特性的測定

測定方法參照GB/T 14614—2006/ISO5530—1：1997《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》進行，測試完畢后會得到一條拉伸曲線，分析曲線即可得到3個醒發時間的指標：拉伸能量、延伸度、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比、最大拉伸比。

1.2.4 面團質構特性的測定

準備適量溫水，分別加入到1.2.1配制的6種混合粉中，反復揉搓成高4 cm、寬5 cm的圓柱形面團，室溫下靜置10 min，使用規格如1.2.2所示的質構儀對面團進行物性測定，測前速度1 mm/s，測試速度5 mm/s，測后速度5 mm/s，時間5 s，距離10 mm，觸發5.0 g，重復測定3次，取平均值。分析硬度、黏附性、彈性、內聚性、膠黏性及咀嚼性，分析粉葛全粉對面團質構特性的影響。

1.3 數據分析與處理

采用3次重復平行試驗，試驗數據以X±S表示，使用Prism 7.0軟件繪圖。采用SPSS 22.0 for Windows軟件進行方差分析，以p＜0.05為具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 粉葛全粉對面團粉質特性的影響

由圖1（A）可見，隨著粉葛全粉添加量由5%增至25%，面團的吸水率呈先上升后下降趨勢，但面團的吸水率均明顯低于未添加粉葛全粉，即對照組的面團，這是由于向面團中添加粉葛全粉后，稀釋小麥粉中的面筋蛋白等大分子，并推測添加的粉葛全粉破壞小麥粉和面過程中形成的蛋白質-淀粉復合體，面筋蛋白的網絡結構遭到破壞，從而造成吸水率的下降[20]。由圖1（B）可知，面團形成時間呈波浪式增加趨勢，添加量在10%～15%范圍達到最大值，與對照組相比均明顯增加。粉葛全粉添加量0～25%時，形成時間的最大差異僅0.7 min。不同添加量導致的細小變化其原因可能是粉葛的淀粉含量較高，超微粉碎后其具有高親水性，水分可以被淀粉在較短時間內吸收，但是小麥面粉顆粒并沒有存在100%吸水的機制，這就導致面筋蛋白網狀結構形成難度加大，因此吸水的速度會減緩，表現出面團形成時間的增加[21-23]。由圖1（C）可知，添加量10%～20%時無顯著性差異，但面團的穩定時間均比未添加時短，添加量20%～25%時面團穩定時間顯著下降，其變化原因可能是因為添加粉葛全粉使得面筋蛋白的含量下降，原本穩定的面筋蛋白網狀結構受到影響，穩定性下降，強度減弱，因此面團穩定時間會出現顯著下降[24]。從圖1（D）可知，添加粉葛全粉的面團弱化度均比未添加粉葛全粉的面團弱化度高，添加量5%～15%時無顯著差異，添加量15%～25%時弱化度明顯增大。結果表明，添加粉葛全粉影響面團結構連續特性，難以形成比較穩定的網狀結構，表現出面團的弱化度增大，說明粉葛全粉有減弱面筋強度的作用。由圖1（E）可知，隨著粉葛全粉添加量的不斷增大，粉質質量指數均比未添加粉葛全粉時低，原因可能是粉葛全粉添加降低面團品質，主要是因為面筋蛋白等物質被稀釋，內部結構變得不穩定。添加粉葛全粉后，粉質指數呈波浪式下降的趨勢，粉葛全粉添加量5%～25%范圍內，15%時的粉質指數最高。粉葛全粉超過15%時，則要通過添加面團改良劑來解決其對小麥面粉粉質弱化的影響。

圖1 粉葛全粉對面團粉質特性的影響

2.2 粉葛全粉對面團拉伸特性的影響

不同添加量的粉葛全粉對混合面團醒發45，90和135 min后的拉伸能量、延伸度、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比、最大拉伸比的影響分別見表1。

表1 粉葛全粉對面團拉伸特性的影響

由表1可以看出，在試驗添加范圍內，隨著粉葛全粉添加量增加，面團在45，90和135 min時的拉伸能量總體呈上升趨勢。一般拉伸能量越大，面團筋力越強，反之，拉伸能量越小，面團筋力越弱。這說明添加粉葛全粉提升了混合面團的筋力；隨著粉葛全粉添加量增加，延伸度數值不斷減少，呈下降趨勢。在同一水平下，延伸度45 min＞90 min＞135 min。添加粉葛全粉后面團的延伸度逐漸下降，面團的彈性減小。面粉中存在的麥醇溶蛋白是面筋延伸性強弱的決定因素，而面筋的彈韌性則與麥谷蛋白有所關聯。添加粉葛全粉后的面團的延伸度便呈下降趨勢，是由于麥醇溶蛋白相對含量減少而降低；拉伸阻力與面團的強度和筋度有關，面團的拉伸阻力隨著加大粉葛全粉比例而不斷上升，且在相同條件下，發酵時間會影響拉伸阻力，時間越長阻力也會越大。這說明粉葛全粉可以增強面筋強度，原因是發酵時間越長，面粉中的蛋白質與水分就能夠更加充分地結合，所形成的面筋網絡更穩定，因此拉伸阻力變為增大；拉伸阻力與延伸度的比值即拉伸比例，它是一個關于拉伸阻力和延伸度之間關系是否達到平衡的考察指標。粉葛全粉添加量25%時，面團的拉伸比例取得最大值。在同一水平下，拉伸比135 min≥90 min＞45 min。

2.3 粉葛全粉對面團質構特性的影響

由表2可以看出，面團的硬度隨著粉葛全粉添加量增加均呈先增大后減小趨勢。粉葛全粉添加量10%時面團硬度得到最大值，其原因可能跟直鏈淀粉的數量、分布、纏繞程度密切相關[25]。粉葛全粉添加量5%～25%時，面團的黏附性呈上升趨勢；粉葛全粉添加量10%和25%時，面團的彈性較大，添加量5%和15%時彈性無明顯差異。面團的內聚性在粉葛全粉添加量15%以上呈上升 趨勢，添加量25%時，面團內聚性最大。面團彈性、內聚性的大小跟淀粉分子以及面筋網絡結構的交聯點的多少呈正相關；對于面團的膠黏性和咀嚼性，當粉葛全粉添加量在10%時，面團膠黏性和咀嚼性最大，添加量在15%時最低，繼續提高粉葛全粉添加量又呈上升趨勢。是因為粉葛不含面筋，它的添加量會影響二硫鍵數量。因此，粉葛全粉添加量10%以下時，對小麥面團的質構特性影響較小，但實際生產中添加量通常會大于20%[26]，因此在生產面條類制品時需同時加入面團改良劑。

表2 粉葛全粉對面團質構特性的影響

3 結論

添加粉葛全粉會弱化小麥面粉的粉質特性和面團的品質，粉葛全粉添加量15%以下時可改善面粉流變特性，10%以下時可有效提高面團質構特性。在實際生產中粉葛全粉添加量往往會高于20%，可考慮同時添加面團改良劑來解決由粉葛全粉導致的面團質量問題。因此用粉葛全粉和小麥面粉復配制作面條等面制品時要注意粉葛全粉對面團品質的影響問題。