擠壓處理小麥糊粉層粉對面團及面包品質的影響

朱慧雪，溫紀平*，黃夢凡，劉帥，王靜，展小彬

1(河南工業大學 糧油食品學院，河南 鄭州，450001)2(國家小麥加工技術研發專業中心，河南 鄭州，450001)

小麥糊粉層是麩皮內部的單細胞層，存在于小麥種皮和胚乳之間，包含小麥中的大部分膳食纖維、礦物質、B族維生素、酚類抗氧化劑和木酚素，營養組分豐富[1]。小麥糊粉層中含有一種重要的酚類脂化合物即烷基間苯二酚，具有多種益生活性，如抗癌、抗寄生菌、抗氧化能力等[2]。2015年中俄科學家聯手解決糊粉層與小麥種皮緊密連接、分離困難的問題，從而解除其產業化發展的一大難題[3]。受飲食習慣的影響，目前人們攝入過多的高蛋白、高脂肪的食物以及精良制作的米、面主食，膳食纖維、優質蛋白及微量營養素攝入量顯著不足，導致出現一系列代謝綜合征如血糖失調、肥胖等；主要是由于腸道菌群失調造成的，研究表明，均衡營養及膳食纖維的攝入對調節腸道菌群具有顯著作用[4-6]。擠壓膨化是一種高溫高壓并伴隨剪切的高新技術，經常用于各種各樣的食品，可以有效地降低微生物、抗營養因子含量及酶活性等，并改變感官特性及抗氧化性、增加膳食纖維的可利用性[7-8]。面包作為越來越重要的主食，是人類重要的飲食組分，更是促進健康成分食用的良好載體[9]。傳統面包營養成分不足，難以滿足人們對營養健康食品的追求。為彌補營養物質的丟失和不足，作為從小麥麩皮中提取的天然成分，小麥糊粉層粉添加至小麥粉中做營養補充劑不失為最佳選擇。因此，本文研究了擠壓小麥糊粉層粉的不同添加量對面團特性及面包品質的影響，為小麥糊粉層粉面包研究開發提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥糊粉層粉，山東知食坊食品科技有限公司；面包粉，江蘇南順面粉有限公司；起酥油，車輪牌起酥油(江蘇)；綿白糖，山東返璞食品有限公司；酵母，安琪酵母股份有限公司；鹽、奶粉，市售，購于永輝超市。

1.2 儀器與設備

粉質儀，德國Brabender公司；RVA快速黏度分析儀，澳大利亞Newport Scientific；面筋儀、和面機、醒發箱，北京東孚久恒儀器技術有限公司；F3發酵流變儀，德國哈克公司；擠壓機，濟南賽信膨化機械有限公司；質構儀，英國Stable Micro System公司；色差計，北京盛名揚科技發展有限公司；高壓蒸汽滅菌鍋，上海申安醫療器械廠；超凈工作臺，蘇州智凈凈化設備有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品處理

小麥糊粉層粉經擠壓處理，條件為：擠壓溫度145 ℃、糊粉層粉水分含量24%、主機頻率18 Hz。擠壓后烘3 h,粉碎后過80目篩備用[7]。以100 g面包粉為基準，將擠壓后糊粉層粉按照質量分數0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的添加量制成混合粉，并分別編號為1、2、3、4、5、6、7、8、9。

1.3.2 指標測定

水分含量按照GB 5009.3—2016中直接干燥法測定；灰分含量按照GB 5009.4—2016中第一法測定；蛋白質含量按照GB 5009.5—2016中凱氏定氮法測定；脂肪含量按照GB 5009.6—2016中索氏抽提法測定；淀粉含量采用1%鹽酸旋光法測定；粉質特性按照GB/T 14614—2019中的方法測定；濕面筋含量及面筋指數按照GB/T 5006.2—2008中的方法測定；面粉及面包芯色澤采用手持色差儀測定；溶劑保持力按照GB/T 35866—2018中的方法測定；糊化特性按照GB/T 24853—2010中的方法測定；混合粉烘培特性按照GB/T 14611—2008中的方法測定；發酵特性采用F3發酵流變儀測定；膳食纖維按照GB 5009.88—2014中的方法測定；磷含量按照GB 5009.87—2016中第一法測定；鐵含量按照GB 5009.90—2016中第一法測定；銅含量按照GB 5009.13—2017中第四法測定；鈣含量按照GB 5009.92—2016中第四法測定；鋅含量按照GB 5009.14—2017中第一法測定；鈉、鉀含量按照GB 5009.91—2017中第一法測定；錳含量按照GB 5009.242—2017中第一法測定；鎂含量按照GB 5009.241—2017中第一法測定；維生素E按照GB 5009.82—2016中第一法測定；維生素B2按照GB 5009.85—2016中第一法測定；維生素B6按照GB 5009.154—2016中第一法測定；維生素B1按照GB 5009.84—2016中第一法測定；葉酸按照GB 5009.211—2014中的測定；煙酸按照GB 5009.89—2016中第二法測定；烷基間苯二酚按照LS/T 3244—2015中的方法測定。

1.3.3 面包質構特性的測定

將冷卻后的面包切成2 cm的薄片后，參考周杰等[10]方法進行質構測定。

1.3.4 面包比容的測定

比容=體積/質量，單位g/mL。采用電子稱稱取面包質量(g)，采用小米置換法測量體積(mL)。

全域旅游擴大了原有的產業空間，集聚了各類利益主體。拈花灣在開發之初，就制定了旅游和地產聯動發展的規劃。近幾年，地產開發中的投入正在逐步收回，而原處于附著地位的地產業也開始對旅游業態產生積極的作用。旅游風情小鎮的開發應順應旅游產業的多元化發展趨勢，由單一的旅游觀光項目轉化為“旅游+”模式，形成旅游與體育、地產、科技等產業的聯動。在旅游風情小鎮的開發中實現集中突破，多點開花的產業新形態。在共生共融的情況下，旅游和其他產業要合理地進行區域內的協調，完善利益共享，實現旅游風情小鎮的可持續發展。

1.4 數據處理

采用Excel、SPSS軟件對數據進行處理，Origin 9.5軟件進行做圖。

2 結果與分析

2.1 小麥糊粉層粉添加量對面包粉及面團特性的影響

2.1.1 面包粉及小麥糊粉層粉的基礎組成

由表1～3可以看出，小麥糊粉層粉中蛋白質、脂肪、礦物質、維生素、氨基酸、膳食纖維等含量均顯著高于面包粉，尤其是礦物質中鐵和鋅的含量、烷基間苯二酚、膳食纖維含量，這是由于小麥籽粒中大多數營養元素均累積在小麥糊粉層部位，但是由于加工工藝的限制，在小麥面粉加工過程中通常隨皮層部位去除[11]。經過擠壓之后小麥糊粉層粉的菌落總數及脂肪、可溶性膳食纖維增加，儲藏性能及食用價值增加。因此，小麥糊粉層粉添加到面粉中食用，不僅可以彌補面粉中營養的缺乏，也可以增加糧食利用率，有效的改善糧食短缺等問題。

表2 面包粉及小麥糊粉層粉的礦物質含量Table 2 Mineral content of bread flour and wheat aleurone layer flour

表3 面包粉及小麥糊粉層粉維生素及膳食纖維含量Table 3 Vitamin and dietary fiber contents of bread flour and wheat aleurone layer flour

2.1.2 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉色澤及溶劑保持力的影響

由表4結果可知，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的增加，混合粉的L*顯著降低，a*、b*升高，一方面是因為糊粉層粉中有較多的天然色素如核黃素、類胡蘿卜素、黃酮等，導致混合粉亮度下降，顏色偏紅和偏黃[12]，另一方面經過擠壓處理的糊粉層粉受到高溫高壓產生焦糖化和美拉德反應，產生黑色大分子物質，導致顏色變暗[13]。

隨著擠壓處理小麥糊粉層粉的添加量增加，混合粉的持水力顯著增加，這是由于小麥糊粉層粉中纖維含量較高，并且原料組分中脂肪、蛋白質等吸水率高的成分有所增加導致的。隨著小麥糊粉層粉添加量的增加，蔗糖、碳酸鈉的溶劑保持力顯著增加，這與糊粉層粉中大量的膳食纖維導致吸水率和持水力增加有關；隨著擠壓小麥糊粉層粉添加量增加，纖維對面筋的破壞增大，與面筋蛋白爭奪水分，阻礙面筋網絡的交聯作用，破壞面筋網絡結構和淀粉基質的作用，干擾面筋網絡的形成[14]。因此，乳酸的保持力顯著降低。綜上所述，小麥糊粉層粉的添加導致混合粉整體色澤變差，顏色偏暗，面包粉的吸水性能增加，面筋性能降低。

表4 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉色澤及溶劑保持力的影響Table 4 Effects of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on color of mixed powder and solvent retention

2.1.3 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉濕面筋及面筋指數的影響

圖1 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉濕面筋含量及面筋指數的影響Fig.1 Effect of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on wet gluten content and gluten index of mixed powder

2.1.4 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉粉質特性的影響

由表5可知，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的增加，混合粉的吸水率顯著增加，一方面小麥糊粉層粉中的脂肪、蛋白、β-葡聚糖等吸水較多的組分增加，導致混合粉吸水率增大[17]。形成時間、穩定時間、粉質指數先增加后顯著下降，當擠壓小麥糊粉層粉添加量為5%時，面團的形成時間、穩定時間略有上升，說明少量小麥糊粉層粉中的纖維形成非共價氫鍵，能夠與面包粉中的蛋白質結合在一起，形成更加穩固的大分子網絡結構[18]。小麥糊粉層粉添加量>5%后，大量的纖維對面筋的形成及結構產生嚴重的破壞以及面筋蛋白的降低，導致形成時間、穩定時間下降，弱化度顯著提升，粉質指數下降，面包粉的加工性能下降。

表5 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉粉質特性的影響Table 5 Effects of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on flour properties of mixed powder

2.1.5 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉糊化特性的影響

如表6所示，隨著小麥糊粉層粉添加量的增加，混合粉黏度下降顯著，產生這種現象的原因可分為多種，一方面是小麥糊粉層粉在擠壓過程中受到高溫高壓高剪切的作用，使得淀粉顆粒減小，樣品的黏度下降；另一方面是糊粉層粉中本身淀粉含量就比面包粉低，并且小麥糊粉層粉中含有較多的膳食纖維，在混合粉糊化的過程中與其爭奪水分，最終在共同作用下黏度降低。隨著擠壓小麥糊粉層粉添加量增加，糊化溫度顯著增加，說明隨著添加量的增加，纖維爭奪水分更多，抑制水對淀粉的溶解，使得混合粉難以糊化；回生值顯著增加，意味者擠壓糊粉層粉的添加對其老化特性有負面影響，這與小麥糊粉層粉的粒度及一些抗氧化活性物質有關[19]，這一現象與XU等[20]研究一致。

表6 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉糊化特性的影響Table 6 Effects of extruded treatment of wheat aleurone flour on the aleurone properties of mixed powder

2.1.6 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉發酵流變特性的影響

由表7可知，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量增加，面團的最大發酵高度Hm、第一次漏氣時間Tx、總產氣Vt、總持氣量Vr均呈現下降趨勢，表明添加小麥糊粉層粉導致面筋網絡結構變差。產生這樣的原因一方面是擠壓糊粉層粉的添加，相當于對原有樣品中淀粉含量的稀釋，在發酵過程中酵母菌的可利用淀粉減少，導致面團的總產氣量下降，發酵高度降低。另一方面是添加的擠壓處理小麥糊粉層粉中膳食纖維含量較原有樣品高，并隨著添加量的增加而增加，纖維以及糊粉層粉中抗氧化活性物質如游離阿魏酸的存在對面筋網絡結構造成的負面影響使得面團的穩定性和持氣能力下降[21]。在添加量為0%～10%時，面團的持氣力沒有下降反而上升，這與前面研究的面團粉質特性及濕面筋含量性質表現一致，少量的小麥糊粉層粉添加對面團的網絡結構破壞不顯著或能增強面筋網絡結構，增加面團的穩定性。

表7 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對混合粉層粉發酵流變特性的影響Table 7 Effect of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on fermentation rheological properties of mixed powder

2.2 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對面包品質的影響

2.2.1 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對面包質構特性的影響

如表8所示，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的增加，面包的硬度、黏附性、咀嚼性增加，彈性、內聚性和回復性均先增加后降低。硬度增加可能是因為糊粉層粉粒度及不溶性纖維組分的存在降低了面團的延伸度，導致面包芯較緊實，咀嚼性與硬度呈正相關，硬度、咀嚼性增加；黏附性增加可能與糊粉層中含有較多高黏性的戊聚糖有關[22]，適口性變差；彈性、內聚性、回復性先增加后降低，說明添加糊粉層粉降低了面團中的面筋蛋白，少量添加糊粉層粉(25%以內)可以補充面筋結構，而過多的添加會改變面團黏彈性，對面包品質不利。綜合分析，添加量在25%屬于臨界值，不超過30%面包品質變化尚在可接受范圍內。

表8 擠壓處理小麥糊粉層粉面包質構特性的影響Table 8 Effect of extrusion treatment of wheat aleurone layer flour on texture characteristics of bread

2.2.2 擠壓處理小麥糊粉層粉添加量對面包亮度及比容的影響

如圖2所示，隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的增加，面包芯的L*值顯著下降，尤其是添加量大于30%以后，和前面感官評價中面包芯色澤結果保持一致，這與粉色和面包焙烤過程中發生的一系列化學反應有關。面包的比容與面包面團的穩定性、持氣力均有顯著聯系，由圖2-b可以看出，隨著添加量增加，面包比容顯著降低，在添加量超過30%后，下降尤為顯著。

a-面包芯的亮度；b-面包芯的比容圖2 擠壓處理小麥糊粉層粉面包亮度及比容的影響Fig.2 Effects of extrusion treatmenton brightness and specific volume of flour bread of wheat aleurone layer

3 結論與討論

對小麥糊粉層粉的營養指標測定得出小麥糊粉層粉中維生素、礦物質及膳食纖維等重要微量營養素含量顯著高于面包粉，并且經過擠壓膨化處理后，小麥糊粉層粉的菌落總數、可溶性膳食纖維及礦物質的相對含量顯著增加，因此，小麥糊粉層粉作為天然營養補充劑添加至面包粉中優勢顯而易見。通過對面團濕面筋含量、糊化特性、粉質特性、發酵流變特性分析得出，少量添加(0%～10%)小麥糊粉層粉對面團的粉質特性、持氣率及濕面筋含量不會有顯著的破壞作用，但是隨著擠壓處理小麥糊粉層粉添加量的持續增加，總產氣率、持氣率、形成時間、穩定時間等顯著下降；糊化溫度、弱化度增加，面團的加工性能降低；少量添加擠壓處理小麥糊粉層粉對面包的結構、體積等影響不顯著，但隨著添加量的增加，面包的內部結構、體積及顏色等各方面品質下降嚴重，10%～20%品質良好，20%～25%尚可接受，超過25%以后面包沒有徑且面包體積較小，面包芯緊實，不被消費者接受。因此，適當的在面包粉中添加擠壓處理小麥糊粉層粉可以增加面粉的營養品質且面包品質也尚可接受。