豆粉對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性和糊化特性的影響

石晶紅 郭淑文 李云玲 朱效兵

(河套學(xué)院農(nóng)學(xué)系，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000)

豆類是優(yōu)質(zhì)蛋白、膳食纖維、礦物質(zhì)等營養(yǎng)素的重要來源，在人類飲食中占有重要地位[1]。將豆類中的蛋白、膳食纖維等營養(yǎng)成分添加到各類傳統(tǒng)食品中[2]，可以改善傳統(tǒng)食品的營養(yǎng)價(jià)值。豆類富含膳食纖維和抗性淀粉[3]，高纖維膳食可以阻礙人體對(duì)葡萄糖的吸收，不僅有助于糖尿病患者控制血糖，還可以降低心腦血管疾病、消化道疾病和糖尿病等慢性疾病的發(fā)病率[4-5]。

李俊華等[6-8]研究了大豆粉、黑豆粉、豌豆粉對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性的影響，但未系統(tǒng)研究其對(duì)小麥粉糊化特性的影響。姚紅等[9]研究了不同配比紅小豆小麥復(fù)合粉對(duì)掛面品質(zhì)的影響，但未研究紅小豆對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性和糊化特性的影響。而以5種豆粉為原料對(duì)比研究其對(duì)小麥粉粉質(zhì)和糊化特性的影響尚未見報(bào)道。試驗(yàn)擬將5種豆粉分別添加到小麥粉中，分析對(duì)比不同豆粉添加量對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性及糊化特性的影響，以期了解不同原料對(duì)小麥粉特性的影響情況，為綜合利用豆類資源研發(fā)和加工營養(yǎng)價(jià)值高的面制品提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

河套雪多用途小麥粉：內(nèi)蒙古恒豐食品工業(yè)股份有限公司；

黑豆、黃豆、綠豆、紅小豆和豌豆：當(dāng)年收獲的新鮮籽粒，黑豆、黃豆和紅小豆的產(chǎn)地為內(nèi)蒙古赤峰市，豌豆和綠豆的產(chǎn)地為內(nèi)蒙古呼和浩特市。

1.2 儀器與設(shè)備

高速多功能食品粉碎機(jī): JP-300B型，永康市久品工貿(mào)有限公司；

混合實(shí)驗(yàn)儀:Mixolab型，法國肖邦公司；

快速黏度分析儀:Tecmaster型,澳大利亞NewportScientific公司；

精密電子天平: ALC-110.4型，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；

熱風(fēng)循環(huán)烘箱: BD(E2)型，德國Binder公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 豆粉原粉的制備 將黑豆、黃豆、綠豆、紅小豆和豌豆去除雜質(zhì)，用多功能食品粉碎機(jī)粉碎并過80目篩，得豆粉。

1.3.2 基礎(chǔ)營養(yǎng)成分測定

(1) 水分：按GB/T 5009.3—2016執(zhí)行。

(2) 灰分：按GB 5009.4—2016執(zhí)行。

(3) 蛋白質(zhì)：按GB/T 5009.5—2016執(zhí)行。

(4) 脂肪：按GB 5009.6—2016執(zhí)行。

1.3.3 豆粉對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性的影響 將豆粉和小麥粉混合均勻，配成豆粉添加量分別為0%，10%，20%，30%，40%的混合粉，采用Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀測定小麥粉的各個(gè)指標(biāo)[10]。

1.3.4 豆粉對(duì)小麥粉糊化特性的影響 將豆粉和小麥粉混合均勻，配成豆粉添加量分別為0%，10%，20%，30%，40%的混合粉，采用快速黏度分析儀，按AACC-76-21的方法測定。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理 所有試驗(yàn)平行3次，采用Excel軟件作圖，利用 SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆粉的營養(yǎng)成分

由表1可知，5種豆粉中蛋白含量均>20%，其中黃豆粉和黑豆粉中的蛋白質(zhì)和脂肪含量高于其他3種豆粉。

表1 5種豆粉的基本營養(yǎng)成分

2.2 豆粉添加量對(duì)小麥粉粉質(zhì)特性的影響

2.2.1 對(duì)面團(tuán)吸水率的影響 由圖1可知，添加黃豆粉和黑豆粉的面團(tuán)吸水率隨豆粉添加量的增大逐漸增加，與李俊華[6]、范亭亭等[7]的研究一致，是因?yàn)榇蠖沟鞍孜芰?qiáng)于面筋蛋白，同時(shí)由于添加豆粉使面團(tuán)中蛋白質(zhì)含量提高，因而面團(tuán)吸水率上升[11]，也可能是由于大豆淀粉水結(jié)合能力高于小麥淀粉。添加綠豆粉和豌豆粉的面團(tuán)吸水率隨豆粉添加量的增大先增加后降低，當(dāng)豆粉添加量為10%時(shí)，吸水率達(dá)最大值，與龐慧敏等[12]、江洋[8]的研究一致，可能是綠豆粉和豌豆粉中淀粉破損率較高而使面團(tuán)的吸水率增加；面筋蛋白含量隨豆粉添加量的增加逐漸減少，從而使面團(tuán)吸水率降低。添加紅小豆粉的面團(tuán)吸水率隨豆粉添加量的增大逐漸降低，可能是紅小豆蛋白吸水能力低于面筋蛋白所致。

圖1 豆粉添加量對(duì)小麥粉吸水率的影響

2.2.2 對(duì)面團(tuán)形成時(shí)間的影響 由圖2可知，添加5種豆粉后面團(tuán)形成的時(shí)間變化整體呈下降趨勢，與范亭亭等[7]、汪周俊等[13]的研究一致，說明添加豆粉對(duì)面筋結(jié)構(gòu)有破壞或稀釋作用，導(dǎo)致面筋含量減少，故形成時(shí)間縮短。當(dāng)豆粉添加量為10%時(shí)，添加黃豆粉和黑豆粉的面團(tuán)形成時(shí)間均在5 min以上，多于其他3種豆粉，可能與這兩種豆粉中含有的脂肪氧化酶可將面筋蛋白中的巰基氧化成二硫鍵，強(qiáng)化了面筋蛋白的三維結(jié)構(gòu)有關(guān)[14-15]。

圖2 豆粉添加量對(duì)小麥粉形成時(shí)間的影響

2.2.3 對(duì)穩(wěn)定時(shí)間的影響 由圖3可知，添加黃豆粉和黑豆粉的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間隨豆粉添加量的增大先增加后縮短，與范亭亭等[7]、李俊華[6]的研究結(jié)果一致；當(dāng)豆粉添加量為10%時(shí)，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間達(dá)最大值，可能是由于黃豆粉中脂肪氧化酶將面筋蛋白中的巰基轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜴I，增強(qiáng)了面團(tuán)的筋力，使面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間增加，但這兩種豆粉中不含面筋蛋白，添加量過大，豆粉中的蛋白質(zhì)對(duì)面筋蛋白有稀釋作用從而導(dǎo)致其筋力下降，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間縮短[6]。其余3種豆粉面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間變化整體呈下降趨勢，與汪周俊等[13]、江洋[8]的研究結(jié)果一致，是因?yàn)檫@3種豆粉缺乏面筋蛋白，小麥粉中的面筋含量隨豆粉的添加不斷減小，使得面團(tuán)的耐攪拌能力降低。

圖3 豆粉添加量對(duì)小麥粉穩(wěn)定時(shí)間的影響Figure 3 Effect of soybean powder addition on stability time of wheat powder

2.2.4 對(duì)面團(tuán)蛋白弱化度的影響 由圖4可知，5種豆粉的蛋白弱化度曲線均呈降低趨勢，其中黃豆粉的下降幅度比較小，綠豆粉和紅小豆粉的下降幅度較大。說明添加豆粉后面團(tuán)的弱化度變大，與屈小燕[11]、汪周俊等[13]的研究一致，面筋越弱，面團(tuán)越黏，其彈性也就越差，面團(tuán)的加工性變差，可能是由于5種豆粉不含面筋蛋白，添加了豆粉不同程度地稀釋了小麥粉面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖4 豆粉添加量對(duì)小麥粉蛋白弱化度的影響

2.2.5 與小麥粉粉質(zhì)特性的相關(guān)性 由表2可知，蛋白弱化度與豆粉添加量顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；黑豆粉添加量與小麥粉的吸水率極顯著正相關(guān)(P<0.01)；綠豆粉添加量與小麥粉的形成時(shí)間無顯著相關(guān)性，黃豆粉添加量與小麥粉的穩(wěn)定時(shí)間無顯著相關(guān)性，其他豆粉添加量與小麥粉的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間均存在顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。說明豆粉的添加使面團(tuán)筋力減弱，攪拌能力下降，耐揉性降低，與面團(tuán)的面筋含量降低有關(guān)。5種豆粉中，黃豆粉和黑豆粉對(duì)小麥粉的粉質(zhì)特性影響較小，綠豆粉對(duì)小麥粉的粉質(zhì)特性影響較大。

表2 豆粉添加量與小麥粉粉質(zhì)特性的相關(guān)性?

2.3 豆粉添加量對(duì)小麥粉糊化特性的影響

2.3.1 對(duì)峰值黏度的影響 由圖5可知，添加5種豆粉均可降低小麥粉的峰值黏度；相同添加量下，豌豆粉的峰值黏度值最大，黑豆粉的峰值黏度值最小。峰值黏度與支鏈淀粉含量、淀粉顆粒大小有關(guān)[16-18]，添加豌豆粉具有較高的峰值黏度，可能是豌豆粉中直鏈淀粉含量較高[19]，也可能是豌豆淀粉顆粒在糊化過程中具有較大的膨脹程度。添加黃豆粉和黑豆粉的混合粉峰值黏度的急劇下降是由于黃豆粉和黑豆粉中含有大量蛋白質(zhì)和纖維素，使混合粉淀粉含量相對(duì)減少導(dǎo)致的。

圖5 豆粉添加量對(duì)小麥粉峰值黏度的影響Figure 5 Effect of soybean powder addition on peak viscosity ofwheat powder

2.3.2 對(duì)低谷黏度的影響 由圖 6可知，添加5種豆粉均可降低小麥粉的低谷黏度，說明小麥淀粉在高溫下的耐剪切能力隨豆粉添加量的增大而降低。相同添加量下，豌豆粉的低谷黏度值最大，黑豆粉的最小，說明5種豆粉中豌豆粉的耐剪切力最強(qiáng)，黑豆粉的最弱。

圖6 豆粉添加量對(duì)小麥粉低谷黏度的影響Figure 6 Effect of soybean powder addition on trough viscosity of wheat powder

2.3.3 對(duì)崩解值的影響 由圖7可知，小麥粉的崩解值隨綠豆粉和豌豆粉添加量的增加先升高后降低，隨其他3種豆粉添加量的增加呈下降趨勢。5種豆粉中綠豆粉的崩解值最大，黃豆粉和黑豆粉的崩解值最小。崩解值降低，表明添加豆粉可增強(qiáng)小麥淀粉抗機(jī)械剪切的能力，使小麥淀粉顆粒不易破裂，具有較好的熱穩(wěn)定性。

圖7 豆粉添加量對(duì)小麥粉崩解值的影響Figure 7 Effect of soybean powder addition on breakdown value of wheat powder

2.3.4 對(duì)最終黏度的影響 由圖8可知，添加5種豆粉均可降低小麥粉的最終黏度。添加黃豆粉和黑豆粉的小麥粉淀粉最終黏度下降趨勢陡峭，添加豌豆粉和紅小豆粉的小麥粉淀粉最終黏度下降比較平緩，說明添加豌豆粉和紅小豆粉后小麥粉淀粉糊在室溫條件下硬度較大。

圖8 豆粉添加量對(duì)小麥粉最終黏度的影響Figure 8 Effect of soybean powder addition on final viscosity of wheat powder

2.3.5 對(duì)回生值的影響 由圖9可知，添加5種豆粉均可降低小麥粉的回生值，說明豆粉對(duì)淀粉回生有抑制作用。添加黃豆粉和黑豆粉的小麥粉淀粉回生值下降趨勢陡峭，添加豌豆粉和紅小豆粉的小麥粉淀粉回生值下降趨勢比較平緩，說明添加豌豆粉和紅小豆粉的小麥淀粉更容易回生，與李兆豐等[19]、杜雙奎等[20]的研究一致，可能是紅小豆粉和豌豆粉中直鏈淀粉含量較高，顆粒結(jié)晶度高，淀粉易老化，冷糊穩(wěn)定性差。

圖9 豆粉添加量對(duì)小麥粉回生值的影響Figure 9 Effect of soybean powder addition on setback of wheat powder

2.3.6 對(duì)糊化溫度的影響 由圖10可知，添加黃豆粉、豌豆粉和黑豆粉的小麥粉糊化溫度上升，添加綠豆粉和紅小豆粉的小麥粉糊化溫度下降。添加豌豆粉的糊化溫度高可能是豌豆淀粉顆粒之間堆積得比較緊密，糊化較困難，糊化溫度隨之升高。添加紅小豆粉的淀粉糊化溫度最低，與其直鏈淀粉含量高有關(guān)，糊化溫度值越低淀粉越易吸水、膨脹、糊化[21]。隨著綠豆粉添加量的增加，小麥粉糊化溫度不斷降低，與汪周俊等[13]的研究不一致，可能與綠豆品種不同有關(guān)。研究[22]表明，糊化溫度越低，綠豆中的淀粉越易吸水、膨脹、糊化。

圖10 豆粉添加量對(duì)小麥粉糊化溫度的影響

2.3.7 與小麥粉糊化特性的相關(guān)性 由表3可知，峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、糊化溫度和糊化時(shí)間與豆粉添加量均顯著負(fù)相關(guān)；綠豆粉添加量與崩解值、回生值無顯著相關(guān)性，豌豆粉添加量與崩解值無顯著相關(guān)性。說明豆粉的添加影響小麥粉的糊化特性，使小麥粉的加工品質(zhì)變差，但可以改善小麥粉的抗老化性能。

表3 豆粉添加量與小麥粉糊化特性的相關(guān)性?

3 結(jié)論

通過研究5種豆麥混和粉的粉質(zhì)特性和糊化特性，發(fā)現(xiàn)不同的豆粉存在一定的差異。隨著豆粉添加量的增加，面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間和形成時(shí)間縮短，面團(tuán)蛋白弱化度增大，峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、回生值不斷減小。蛋白弱化度、峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、糊化溫度和糊化時(shí)間與5種豆粉的添加量均存在顯著負(fù)相關(guān)。其中綠豆粉對(duì)小麥粉的粉質(zhì)特性影響較大，黃豆粉和黑豆粉對(duì)小麥粉的糊化特性影響較大。此外，還可進(jìn)一步研究不同豆粉對(duì)發(fā)酵面團(tuán)黏彈性、水分特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響。