糙米干法和濕法微粉碎對(duì)面團(tuán)及面包品質(zhì)的影響

王 娜 吳娜娜 譚 斌 田曉紅 劉 明 翟小童

（1 國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院 北京 100037

2 河北科技大學(xué) 石家莊 050018）

糙米比精白米含有更豐富的膳食纖維、B族維生素、維生素E、酚類物質(zhì)、花青素、植物甾醇、谷維素、礦物質(zhì)等功能性成分[1]。增加糙米的攝入，有利于惡性腫瘤、心腦血管疾病和糖尿病等相關(guān)慢性疾病的預(yù)防和治療[2-3]。糙米因含有較多的纖維而使其加工性能差，糙米制品的口感粗糙，適口性差。筆者所在研究團(tuán)隊(duì)成功將不含面筋的糙米粉用在面包中，且糙米粉含量達(dá)到了80%[4]。然而，糙米制品的品質(zhì)，如質(zhì)構(gòu)、口感、比容等方面還需要進(jìn)一步提升。

微粉碎技術(shù)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)，是指利用機(jī)器或者流體動(dòng)力的途徑將0.5～5 mm的物料顆粒粉碎至微米甚至納米級(jí)的過(guò)程。較大粒徑的谷物粉通過(guò)微粉化處理后，粒徑變小和破損淀粉增加，同時(shí)增大了谷物粉孔隙率和比表面積，使谷物粉更為細(xì)膩且具有良好的溶解性、吸附性、分散性等獨(dú)特的理化性質(zhì)，有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[5]。谷物粉中存在一定量的破損淀粉，導(dǎo)致其吸水率增加，對(duì)淀粉酶等酶類的敏感性增強(qiáng)，在制作成饅頭和面包等谷物制品時(shí)，造成谷物制品的體積和比容增加，從而提升谷物制品的品質(zhì)[6]。

本研究將干法和濕法微粉碎的糙米粉與谷朊粉以4∶1比例混合，制成面團(tuán)和面包，探討干法和濕法微粉碎對(duì)糙米粉面團(tuán)及面包品質(zhì)的影響，以期為改善糙米面包品質(zhì)及擴(kuò)大糙米在面包等主食中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

秈糙米，湖南福香米業(yè)有限公司。測(cè)定秈糙米水分含量為14.4%，粗纖維為1.34%，總淀粉含量為83.10%，蛋白質(zhì)含量為9.61%，脂肪含量為3.13%；谷朊粉，山東鄄城建發(fā)面業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

ASY型實(shí)驗(yàn)室攪拌球磨機(jī)，無(wú)錫市明海粉體機(jī)械設(shè)備廠；WF-AOB萬(wàn)能粉碎機(jī)，南京鑫長(zhǎng)江制藥設(shè)備有限公司；Mastersizer 2000型激光粒度儀，英國(guó)馬爾文公司；SD matic破損淀粉測(cè)定儀，法國(guó)肖邦公司；S-300N型電鏡，日本Hitachi公司；AR-2000動(dòng)態(tài)流變儀，上海曲晨機(jī)電技術(shù)有限公司；TA.XT2i Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro System公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 糙米干法和濕法微粉的制備 將糙米用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎后，采用干法和濕法將糙米粉進(jìn)行微粉碎。干法粉碎頻率為40 Hz，5個(gè)粉碎時(shí)間的糙米微粉（15，35，60，8，100min）分別表示為微粉A、B、C、D和E；糙米進(jìn)行濕法微粉碎后干燥，濕法粉碎頻率為35 Hz，粉碎時(shí)間分別為10，25，40，55，70min，表示為微粉 V，W，X，Y和Z。

1.3.2 粒徑的測(cè)定 糙米粉的顆粒細(xì)度采用馬爾文激光粒度儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 破損淀粉含量的測(cè)定 采用SD matic破損淀粉測(cè)定儀測(cè)定糙米粉中破損淀粉含量，以UCDc值計(jì)[7]。

1.3.4 糙米面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變性質(zhì)測(cè)定 糙米粉-谷朊粉混合粉（4∶1）面團(tuán)采用粉質(zhì)儀制備，采用動(dòng)態(tài)流變儀測(cè)量彈性模量（貯能模量）G′和黏性模量（損耗模量）G″。不銹鋼平行板φ40mm，設(shè)置平板間隙為1 mm，溫度25℃，頻率 0.1～40 Hz，應(yīng)變0.5%。

1.3.5 糙米面團(tuán)微結(jié)構(gòu)測(cè)定 將1.3.4節(jié)制備的面團(tuán)進(jìn)行冷凍干燥，采用掃描電鏡拍攝面團(tuán)截面結(jié)構(gòu)。

1.3.6 糙米面包的制備 取200 g的糙米粉-谷朊粉混合粉（4∶1），加入酵母 4 g、鹽 4 g，糖 8 g、奶粉8 g、雞蛋20 g和水120 g混合2min，加入黃油8 g攪拌4min后，醒發(fā)10min，醒發(fā)溫度30℃，醒發(fā)濕度85%。將面團(tuán)平均分成2份，繼續(xù)醒發(fā)20 min后壓面，成型，放入面包聽(tīng)中，醒發(fā)50min。在上火溫度為200℃、下火溫度為180℃的烤箱中烘烤20min。

1.3.7 面包比容測(cè)定 用天平和菜籽置換法分別測(cè)量面包質(zhì)量和體積，體積除以質(zhì)量，即為面包比容。

1.3.8 面包質(zhì)構(gòu)性質(zhì)測(cè)定 采用質(zhì)構(gòu)儀的TPA模式測(cè)定糙米面包的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)。面包切片厚度為25mm，切成面包片前，將面包冷卻放置18 h，采用面包片中心緊鄰部位進(jìn)行測(cè)試。探頭為圓柱形平底探頭，直徑Φ36mm；觸發(fā)力 20 g；壓縮時(shí)間5 s；測(cè)試速度2mm/s；收回距離10mm。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)平行測(cè)定3次以上，數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)結(jié)果表示為測(cè)定結(jié)果的平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。在P＜0.05檢驗(yàn)水平上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干法和濕法糙米微粉粒徑

干法和濕法微粉碎得到的糙米微粉粒徑見(jiàn)圖1。隨著粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)，干法粉碎平均粒徑D[4，3]由146.18μm降至26.92μm，而濕法粉碎糙米粉平均粒徑D[4，3]由49.53μm降至13.23μm，隨著粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)，顆粒細(xì)度明顯降低，采用濕法粉碎得到的糙米微粉粒徑較小。在濕法粉碎25 min后，糙米粉 D[4，3]為13.23～22.55 μm之間，干法粉碎 60 min后，糙米粉 D[4，3]為26.92～54.19 μm之間，這是由于粉碎極限，谷物粉顆粒細(xì)度達(dá)到一定程度后，即使繼續(xù)施加機(jī)械應(yīng)力谷物粉顆粒細(xì)度不再減小[8]。

圖1 干法和濕法微粉碎糙米粉粒徑Fig.1 Particle size of brown rice flour prepared by micro-grinding of dry and wet methods

2.2 干法和濕法糙米微粉破損淀粉含量

干法和濕法微粉碎糙米微粉破損淀粉含量如圖2所示。干法和濕法微粉碎都是對(duì)物料施以機(jī)械力將糙米粉的粒徑變小，隨著粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)，干法和濕法微粉碎糙米微粉的粒徑逐漸減小（圖1），破損淀粉含量均增加。當(dāng)粉碎較長(zhǎng)時(shí)間（10 min后），干法微粉碎糙米微粉的破損淀粉含量高于濕法微粉碎糙米微粉，原因可能是濕法微粉碎時(shí)，糙米內(nèi)部由于水的濕潤(rùn)作用，使內(nèi)部組織更充分的膨脹和伸展，淀粉顆粒之間更容易剝落、分開和斷裂，因此粉碎較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，濕法微粉碎糙米微粉的粒徑較小而破損淀粉含量也較少[9]。

圖2 干法和濕法糙米微粉破損淀粉Fig.2 Damage starch content of brown rice flour prepared by micro-grinding of dry and wet methods

2.3 干法和濕法糙米微粉-谷朊粉混合粉面團(tuán)掃描電鏡結(jié)構(gòu)

圖3為干法和濕法糙米微粉-谷朊粉混合粉面團(tuán)掃描電鏡圖。當(dāng)干法微粉碎時(shí)間較短時(shí)，糙米粉微粉-谷朊粉面團(tuán)中，隨著干法微粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越緊密，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)孔隙越來(lái)越大，圖中可見(jiàn)淀粉圓形或不規(guī)則小的顆粒結(jié)合在一起組成的大顆粒鑲嵌在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。當(dāng)濕法微粉碎時(shí)間較短時(shí)（V，W，X，粉碎 10～40min），糙米微粉顆粒與谷朊粉結(jié)合形成孔隙大而疏松的結(jié)構(gòu)，隨著微粉碎時(shí)間和糙米粉顆粒細(xì)度的減小，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越細(xì)密，說(shuō)明濕法微粉碎的糙米粉顆粒被充分破碎，而后與谷朊粉充分結(jié)合，形成較細(xì)密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖3 干法和濕法糙米微粉-谷朊粉混合粉面團(tuán)掃描電鏡圖Fig.3 SEM diagram for dough of gluten and brown rice flour prepared by micro-grinding of dry and wet methods

2.4 干法和濕法糙米微粉-谷朊粉面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變特性

圖4和5為干法和濕法糙米微粉-谷朊粉混合粉面團(tuán)的彈性模量和黏性模量圖。干法微粉碎時(shí)，面團(tuán)的彈性和黏性模量隨著粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，可能是由于糙米粉顆粒粒徑（見(jiàn)圖1）隨著粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)而減小，導(dǎo)致糙米粉顆粒表面積增大，顆粒表面的范德華力和靜電引力增大，顆粒內(nèi)部和表面能量聚集產(chǎn)生粒徑較大的顆粒，因而其黏彈性增加。隨著濕法粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)，面團(tuán)黏彈性模量先增加后降低，糙米微粉X（濕法粉碎40min）彈性和黏性最大，這可能是由于濕法粉碎時(shí)間較長(zhǎng)，溫度升高使淀粉吸水膨脹，增加了面團(tuán)黏彈性[10-11]。

圖4 干法微粉碎糙米微粉-谷朊粉面團(tuán)彈性模量（a）和黏性模量（b）Fig.4 Elasticity modulus and viscous modulus of dough prepared from gluten and brown rice flour micro-milled by dry method

圖5 濕法微粉碎糙米微粉谷朊粉面團(tuán)彈性模量（a）和黏性模量（b）Fig.5 Elasticity modulus（a） and viscous modulus（b） of dough prepared from gluten and brown rice flour micro-milled by wet method

2.5 干法和濕法微粉碎對(duì)糙米面包比容的影響

干法和濕法微粉碎糙米微粉-谷朊粉混合粉面包比容如圖6所示。干法微粉碎糙米面包的比容隨著粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。濕法微粉碎糙米面包隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，面包比容先增大而后減小，15～40min時(shí)糙米面包比容逐漸增大，粉碎時(shí)間超過(guò)40min后糙米面包比容隨粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。這可能是由于糙米微粉破損淀粉含量和顆粒細(xì)度共同作用的結(jié)果[12]。干法微粉碎糙米微粉粒徑較大，破損淀粉含量較多（圖1和圖2），而濕法微粉碎糙米微粉粒徑較小，破損淀粉含量較少（圖1和圖2），因此造成濕法微粉碎的糙米面包比容較大。干法和濕法微粉碎糙米粉顆粒細(xì)度越小，破損淀粉含量越高，糙米面團(tuán)的吸水率越高。另外，破損淀粉含量較多，增加了淀粉酶對(duì)糙米面團(tuán)作用的敏感性。在制作面包的長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵過(guò)程中，酵母先進(jìn)行小麥粉中存在的糖類發(fā)酵，然后再作用于破損淀粉水解而產(chǎn)生的麥芽糖繼續(xù)發(fā)酵。如果破損淀粉含量過(guò)多，上述反應(yīng)過(guò)于強(qiáng)烈，則會(huì)產(chǎn)生大量剩余糖和糊精，使面團(tuán)在烘烤時(shí)內(nèi)部質(zhì)地太軟而無(wú)法支撐較大面積，最終使面包比容和體積過(guò)小[6，12]。干法微粉碎60～100min和濕法微粉碎55～75min的面包比容較小，可能是上述原因造成的。干法粉碎15min（微粉A），濕法粉碎40 min（微粉X）時(shí)，面包的比容最大。

圖6 干法和濕法微粉碎糙米粉對(duì)糙米面包比容的影響Fig.6 Effect of dry and wet micro-milling of brown rice flour on specific volume of the bread

2.6 干法和濕法微粉碎對(duì)糙米面包質(zhì)構(gòu)的影響

干法和濕法微粉碎對(duì)糙米微粉-谷朊粉混合粉面包的質(zhì)構(gòu)影響如表1所示。糙米面包彈性和內(nèi)聚性隨粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小，面包的硬度、耐咀性逐漸增大。干法和濕法微粉碎糙米微粉-谷朊粉面包質(zhì)構(gòu)性質(zhì)規(guī)律相似，可能原因是干法和濕法微粉碎糙米微粉磨粉顆粒越小，磨粉機(jī)械力對(duì)糙米粉顆粒的破壞作用導(dǎo)致破損淀粉含量高，造成糙米粉吸水率增加、糙米面包比容和回復(fù)性較小[13-15]、面包硬度和耐咀性增大。另外，濕法粉碎的面包硬度、耐咀性、回復(fù)性等指標(biāo)均較高，可能由于濕法微粉碎增大了對(duì)物料的剪切作用，在形成面團(tuán)時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為緊密（圖3），造成糙米面包硬度和耐咀性更大，糙米面包品質(zhì)較好。

表1 糙米干法和濕法微粉碎對(duì)糙米-谷朊粉混合粉面包質(zhì)構(gòu)的影響Table1 Texture properties of the bread prepared from gluten and brown rice flour micro-milled by dry and wetmethods

3 結(jié)論

隨著粉碎時(shí)間延長(zhǎng)，干法和濕法微粉碎糙米微粉顆粒細(xì)度顯著降低，破損淀粉增加，濕法微粉碎糙米微粉破損淀粉較少；干法和濕法微粉碎糙米粉-谷朊粉面團(tuán)性質(zhì)和面包品質(zhì)的差異是糙米微粉碎方式不同所致，可能是顆粒細(xì)度和破損淀粉共同作用的結(jié)果。干法粉碎15min（微粉A）和濕法粉碎40min（微粉X）糙米微粉制作的糙米面包品質(zhì)最好。因此，可根據(jù)需要采用干法和濕法微粉碎方式，以及控制干法和濕法磨粉時(shí)間以得到品質(zhì)較好的糙米面包。