亞麻籽餅粕粉對面團流變學特性以及餅干品質的影響

孫慧娟， 朱 玲， 劉通通， 吳港城， 齊希光， 王 立， 錢海峰， 張 暉

(江南大學食品學院1，無錫 214000) (濱州中裕食品有限公司；農業農村部小麥加工重點實驗室；國家小麥加工產業技術創新中心；渤海先進技術研究院2，濱州 256600)

亞麻籽是一種油料作物，我國產地主要分布在西北、華北、內蒙等地[1]。亞麻籽獨特的營養價值日益成為營養學家和醫學研究人員關注的焦點[2]。亞麻籽是ω-3不飽和脂肪酸α-亞麻酸(占總脂肪酸的50%～57%)的重要來源[3]。此外，亞麻籽中還富含28%～30%蛋白質、35%左右的膳食纖維以及植物雌激素木質素(高于500 μg/g，是其他谷物的800倍)，具有極高的營養價值[4-6]。

亞麻籽餅粕是亞麻籽榨油后的副產物，經常被用作動物飼料或者被丟棄，導致資源浪費[7]。榨油后亞麻籽餅粕中蛋白質(質量分數可達40%)、膳食纖維以及木質素含量顯著提高。亞麻籽蛋白是一種優質蛋白，其必需氨基酸與人體營養的比例良好，且可以補充因攝入谷類和豆類所缺乏的賴氨酸[8]。亞麻籽含有1%～2%的可消化碳水化合物，大部分碳水化合物不易消化，由可溶性纖維(亞麻膠)和不溶性纖維(非淀粉多糖)組成[9]。亞麻籽蛋白和碳水化合物賦予亞麻籽乳化活性、保水能力和黏度調節特性等功能價值[10]。因此，亞麻籽餅粕在改善食品的營養和功能特性方面具有巨大潛力[11]。

目前亞麻籽餅粕已應用到面包、蛋糕、松餅等面制品中，但將亞麻籽餅粕脫膠或擠壓膨化處理，且添加量較低。研究未脫膠亞麻籽餅粕粉對小麥面團流變學特性及餅干品質的影響，初步確定亞麻籽餅干工藝配方，為進一步開發低GI、低GL亞麻籽功能性餅干提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

亞麻籽餅粕(品種：棕色亞麻籽)；低筋小麥粉(水分15%，蛋白質8%，脂肪1.6%，灰分0.45%，淀粉68.8%)；液態酥油；食用小蘇打；食用臭粉；低聚果糖；菊粉；赤蘚糖醇；麥麩纖維；脫脂奶粉。

1.2 儀器與設備

HC-800Y型高速多功能粉碎機，Kitchen Aid試驗型和面機，WTN-520E型酥皮機，WTN-705E型熱風爐，TA-XT plus型質構儀，RVA4500快速黏度分析儀，DHR-3型旋轉流變儀，Farinograph-E粉質儀，UltraScan Pro1166型高精度分光測色儀。

1.3 方法

1.3.1 亞麻籽餅粕-小麥混合粉及面團的制備

亞麻籽餅粕用粉碎機粉碎，過100目篩，得到亞麻籽餅粕粉。將此粉與小麥粉按照0∶100、10∶90、20∶80、30∶70、40∶60的比例復配成混合粉。根據各比例混合粉的粉質測試結果稱取適量水分加到和面機中，再加入100 g混合粉，先用速度1攪拌20 s，再用速度2攪拌40 s至面團成型。

1.3.2 亞麻籽餅粕-小麥混合粉的粉質特性測定

混合粉的粉質特性測定按照GB/T 14614—2019 進行[12]。

1.3.3 亞麻籽餅粕-小麥混合粉的糊化特性測定

混合粉的糊化特性測定按照GB/T 24853—2010 進行并略作修改[13]。

按照標準程序1設定參數，稱量1.50 g左右(按14%濕基校正，因亞麻膠過多，混合粉質量減半)的混合粉移入裝有25 mL蒸餾水的樣品筒里，用攪拌器在樣品筒里上下快速攪動10次，使混合粉分散，開始測試。

1.3.4 亞麻籽餅粕-小麥面團的動態流變學測定

面團黏彈性測定按照Kim等[14]的方法并略作修改。選用直徑40 mm的平板夾具，板間距為1 mm，取適量面團放在流變儀的測試臺上，用塑料刮板刮去多余面團，并用硅油涂抹面團邊緣，防止實驗過程中面團的水分蒸發。開始測試前，面團需靜置5 min進行松弛。首先進行面團的線性黏彈區間測試，測試溫度為30 ℃，然后選擇合適的應變數值，測定面團在掃描頻率為1～100 rad/s下彈性模量(G′)和黏性模量(G″)以及損耗角(tan δ)的變化。

1.3.5 亞麻籽餅粕-小麥面團及餅干的質構測定

面團的質構測試按照Zhang等[15]的方法并略作修改。取15 g制備好的面團揉成圓球狀，選用P36R的柱形探頭，進行TPA測試。測試前、后速度均為2 mm/s，測試速度為1 mm/s，觸發力為5 g，壓縮距離為50%。

采用三點彎曲法對餅干進行質構測定，研究餅干的硬度和抗彎曲、抗折斷性能[16]。選用HDP/3PB探頭，設置支架之間的跨度為40 mm。Texture Analyzer設置測試前、后速度均為2.0 mm/s，測試速度為1.0 mm/s，觸發力為10 g，數據采集速率為400 pps。記錄下的最大力值稱為餅干的硬度，斷點處的距離是樣品的彎曲阻力，因此與樣品的易碎性有關。

1.3.6 亞麻籽餅干的制備

以總粉(包括原輔料)100 g計，分別用0%、10%、20%、30%、40%的亞麻籽餅粕粉取代小麥粉。首先將10 g菊粉、10 g赤蘚糖醇、0.5 g碳酸氫鈉、0.5 g碳酸氫銨、0.05 g低聚果糖溶于一定量的水中。隨后分3次添加到20 g起酥油中，充分攪拌混合2 min。再添加5 g奶粉、5 g麥麩纖維與一定比例的亞麻籽餅粕粉、小麥粉，攪拌至面團成團。用酥皮機將面團壓成3 mm厚的面片，靜置10 min后，用圓形餅干模具將面片切成直徑為45 mm的餅干胚。餅干胚放入130 ℃的烤箱中焙烤15 min，取出后冷卻至室溫并密封保存，制得餅干樣品。

1.3.7 亞麻籽餅干的延展比及亮度測定

用游標卡尺測量餅干的寬度(W)和厚度(T)，根據寬度和厚度的比值計算延展比(W/T)[17]。將6塊餅干邊對邊堆疊在一起進行測量，重復3次堆疊取平均值。

采用高精度分光測色儀測量餅干表面的顏色。用黑、白陶瓷板校準儀器，測量餅干的L*、a*以及b*。取每塊餅干的5個測量值為平均值。

1.3.8 亞麻籽餅干的感官評定

12名感官評定成員(6名女性，6名男性)參與了感官評價[18]。將餅干編碼后呈現給感官評定成員，同時準備清水以供清潔口腔。用9點喜好標尺評價餅干的外觀、質構、口感、風味和總體喜好度，其中1分為特別不喜歡，9分為特別喜歡。評價表見表1。

表1 感官評價評分標準

1.3.9 數據處理

每組實驗為3次以上平行，采用Excel對數據進行處理分析，用SPSS中的Duncan多重比較對數據進行顯著性分析，顯著性差異P<0.05，用Origin進行繪圖。

2 結果與討論

2.1 不同添加量亞麻籽餅粕粉對小麥粉粉質特性的影響

表2表明，隨著亞麻籽餅粕粉添加量的增加，吸水率和面團形成時間顯著增加。亞麻餅粕粉中的亞麻膠是一種陰離子多糖，具有弱凝膠的性質和較高的持水力，在揉面過程中需要吸收更多的水分，延長面筋蛋白網絡結構的形成，因此使得吸水率顯著提高，面團形成時間也更長[19]。此外，面團穩定時間增加、弱化度降低表明亞麻籽餅粕粉中的亞麻蛋白、亞麻膠以及面筋蛋白形成緊密的三維網絡結構，在加工過程中能抵抗一定的破壞，穩定性能提高[20]。加入亞麻籽餅粕粉可改善面團的穩定性，粉質質量指數上升。

表2 亞麻籽餅粕-小麥混合粉的粉質特性

2.2 不同添加量亞麻籽餅粕粉對小麥粉糊化特性的影響

由表3可見，隨著亞麻籽餅粕粉添加量的增加，體系黏度均呈現先增加后降低的趨勢，一方面亞麻膠本身具有一定的黏性，因此增加體系的黏度；另一方面亞麻膠與淀粉競爭水分，阻礙淀粉顆粒吸水溶脹的糊化過程，導致體系黏度降低。體系中的亞麻籽餅粕粉相當于破損淀粉，破損淀粉越多，淀粉顆粒崩解程度越大，因此加入亞麻籽餅粕粉后，衰減值顯著增加[21]。淀粉體系的回生值先增加后降低，說明亞麻籽餅粕粉可以干擾淀粉分子之間的相互作用，一定程度上降低淀粉回生。

表3 亞麻籽餅粕-小麥混合粉的糊化特性

2.3 不同添加量亞麻籽餅粕粉對面團動態流變學的影響

由圖1可見，隨著亞麻籽餅粕粉含量的增加，G′和G″都顯著增加，且圖3c中的損耗角正切值(tanδ)表明G′的值均高于G″，說明彈性特性比黏性特性更為普遍，含亞麻籽餅粕粉的面團不易變形。同時G′和G″都隨角頻率的增加而增加，表明兩者顯著依賴于角頻率。Navickis等[22]表明，面團中水分含量以及蛋白質的變化將引起動態模量值的顯著變化。加入的亞麻籽餅粕粉越多，面團體系中的亞麻蛋白與亞麻膠也隨之增加，因此干擾面筋網絡結構的水合及發展過程[23]。

圖1 亞麻籽餅粕-小麥混合粉面團的動態流變學特性

2.4 不同添加量亞麻籽餅粕粉對面團質構特性的影響

亞麻籽餅粕粉對面團質構特性的影響如表4所示。面團的硬度和咀嚼性隨亞麻籽餅粕粉含量的升高而升高，說明亞麻籽膠與面筋蛋白相互作用，沿著面筋網絡結構產生不連續結構(物理障礙)，使面團質地堅硬，彈性模量增加，這與2.3結果一致。Nandeesh等[24]報道，在小麥粉中添加麥麩或阿拉伯木聚糖會使面團變得更硬，在拉伸儀的測試結果中顯示出更短的延展性和更高的抗延展性。

2.5 亞麻籽餅干的質構特性分析

質構對食品的整體質量接受度有著重要影響。如圖2所示，折斷餅干的最大力隨餅干中亞麻籽餅粕粉用量的增加而增加。Alpaslan等[25]和Shearer等[26]也觀察到了類似的結果，他們指出，含有亞麻籽的烘焙產品質地更堅硬。亞麻籽餅粕粉中的蛋白質質量分數可高達42%，而小麥粉的蛋白質質量分數只有8%，因此，餅干硬度的提高可以歸因于亞麻籽餅粕粉中的高含量蛋白。Fustier等[27]也表明，餅干硬度隨著小麥粉中蛋白質含量的增加而增加。通常情況下，人們也選用低筋小麥粉來制作餅干。同時餅干的破碎距離也隨亞麻籽餅粕粉含量的增加而增加，這表明餅干的脆度有所降低。

圖2 亞麻籽餅干的質構特性

2.6 亞麻籽餅干的延展比與亮度分析

餅干的延展比和顏色參數如表5所示。隨著亞麻籽餅粕粉含量的增加，餅干直徑略有增加，同時厚度降低，延展比增加。對照餅干的面團在制作餅干胚的過程中容易形變皺縮，而含有亞麻籽餅粕粉的面團穩定性好，在制作餅干胚過程中不易變形，因此亞麻籽餅干有較高的延展比，此結果與Leonel等[28]的結果一致。同時Mahloko等[29]指出，對照餅干的延展比低是因為小麥粉中的淀粉聚合物分子與顆粒高度結合，加熱時膨脹有限。

表4 亞麻籽餅粕-小麥混合粉面團的質構特性

表5 亞麻籽餅干的延展比及亮度

餅干的顏色影響著消費者對產品的感知和接受度。亞麻籽餅粕粉質量分數從0%增加到40%，餅干的色調顯著加深(P﹤0.05)，表現為比對照餅干更暗，顏色也偏綠和偏藍。這可能與餅干烘培過程中發生的美拉德反應有關，Koca等[30]也表明，由于亞麻籽蛋白和酚類化合物發生美拉德反應，顯著降低了面包皮和面包芯的顏色值。

2.7 亞麻籽餅干的感官評定

亞麻籽餅干的感官評分如圖3所示。含有10%亞麻籽餅粕粉的餅干總體喜好度最高。在質構和風味方面，含有20%亞麻籽餅粕粉的餅干均為最高，超過20%后餅干的外觀、質構、口感、風味以及總體喜好度都會受到不利影響。Khouryieh等[31]表明雖然質構和外觀屬性也有影響，但風味屬性最能預測消費者的總體喜好度。而本研究中所用的亞麻籽餅粕中亞麻膠的含量較高，添加到餅干中會使餅干粘牙，因此需要綜合考慮餅干的質構和外觀影響。

圖3 亞麻籽餅干感官評分

3 結論

亞麻籽餅粕粉對面團的流變學特性及餅干的品質均有影響。亞麻籽餅粕粉能改善亞麻籽餅粕-小麥混合粉的粉質特性，增強面筋蛋白網絡結構，使得面團質地變硬，能抵抗一定的機械破壞力，穩定性提高。通過混合粉的糊化特性測定發現亞麻籽餅粕粉質量分數超過30%能有效抑制淀粉回生。餅干的外觀和口感與亞麻籽餅粕粉添加量呈負相關，而風味和質構在添加量為20%時達到最高。