麩皮粒徑對(duì)全麥面片水分分布及掛面品質(zhì)的影響

喬菊?qǐng)@ 郭曉娜 朱科學(xué)

(江南大學(xué)食品學(xué)院，無錫 214122)

隨著人們對(duì)健康飲食的需求增加，全麥粉在全球的生產(chǎn)和消費(fèi)逐年遞增。麩皮富含膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)、酚類等物質(zhì)[1]，賦予了全麥粉很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。全麥制品種類豐富，包括全麥饅頭、面條、烘焙食品及休閑食品等，其中全麥掛面由于其食用方便、貨架期長(zhǎng)、便于儲(chǔ)存[2]等優(yōu)點(diǎn)廣受消費(fèi)者青睞。

麩皮的加入會(huì)改變面團(tuán)的流變學(xué)特性[3]，影響全麥掛面的感官、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。黃蓮燕[3]將麩皮添加到小麥粉中，結(jié)果顯示面團(tuán)吸水率、形成時(shí)間顯著增加，同時(shí)面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)遭到破壞。研究表明，隨著麩皮添加量的增大，面條的感官評(píng)分顯著下降[4]，熟面的硬度和咀嚼性顯著下降[5]。麩皮粒徑的下降可以改善面條的光滑度和適口性[4]。針對(duì)不同粒徑全麥掛面的研究主要集中于麩皮粒徑對(duì)面條宏觀品質(zhì)的影響，但關(guān)于麩皮粒徑對(duì)全麥面片中水分分布及掛面微觀結(jié)構(gòu)的影響研究甚少。本實(shí)驗(yàn)研究不同麩皮粒徑對(duì)全麥掛面品質(zhì)特性(質(zhì)構(gòu)、蒸煮、感官品質(zhì))的影響，并采用低場(chǎng)核磁共振(LF-NMR)研究全麥面片水分分布，利用掃描電鏡(SEM)和激光共聚焦顯微鏡(CLSM)分別觀察干掛面和熟面的截面微觀結(jié)構(gòu)，為全麥掛面的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

麩皮、小麥粉。

1.2 儀器與設(shè)備

HWJZ-5型真空和面機(jī)，SK-240型面條機(jī)，SYT-030型智能掛面干燥實(shí)驗(yàn)臺(tái)，TA.XT plus型物性分析儀，MesoMR23-060V-1型低場(chǎng)核磁共振分析儀，SES-01型低溫粉碎機(jī)，F(xiàn)W100型高速粉碎機(jī)，su1510型掃描電子顯微鏡，LSM710型激光共聚焦顯微鏡。

1.3 方法

1.3.1 全麥粉的制備方法

將麩皮經(jīng)低溫粉碎機(jī)粉碎后分別通過不同的篩網(wǎng)(40、60、80、100、120目)，未通過的麩皮采用超速粉碎機(jī)繼續(xù)粉碎，直至不同篩網(wǎng)的篩上物含量小于5%，與過篩的粉碎物混合。將所得到的5種粒度(目數(shù))麩皮分別與小麥粉按2∶7的比例進(jìn)行混合，得到全麥粉，在 4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 掛面的制作工藝

小麥粉全麥粉+ 適量水(面團(tuán)含水量達(dá)到35%)→真空和面機(jī)(真空度-0.06 MPa，高速攪拌120 s，低速攪拌300 s) → 醒發(fā)箱(30 ℃，70%RH)靜置熟化30 min→連續(xù)壓延15道→面片壓至厚度為0.8 mm后切條→干燥→室溫儲(chǔ)藏備用。

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS23和OriginPro 8處理和繪圖。選擇Duncan分析，在P<0.05 檢驗(yàn)水平上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析。數(shù)據(jù)均來自3次以上獨(dú)立實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的平均值，數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

1.3.4 全麥面片水分分布的測(cè)定

參考劉銳等[6]方法并做適當(dāng)修改。精準(zhǔn)稱取3 g生面片置于樣品瓶中，用生料帶封口防止水分散失，迅速放入直徑25 mm的核磁共振專用試管，然后置于低場(chǎng)核磁共振測(cè)試腔體內(nèi)，利用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脈沖序列進(jìn)行掃描，測(cè)定樣品的自旋-自旋弛豫時(shí)間T2。參數(shù)設(shè)置：采樣頻率SW=100.0 kHz，采樣間隔時(shí)間TW=1 000 ms，回波個(gè)數(shù)等于0.3 ms，累加次數(shù) NS=4。檢測(cè)結(jié)束后保存數(shù)據(jù)，然后進(jìn)入T2反演程序得出生面條T2弛豫時(shí)間反演譜圖。

1.3.5 全麥掛面蒸煮特性的測(cè)定

1.3.6 全麥掛面質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

掛面煮至最佳蒸煮時(shí)間后撈出，經(jīng)冷水冷卻后瀝干，保鮮膜平整覆蓋后測(cè)量。通過質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定，使用前對(duì)儀器進(jìn)行力和高度校準(zhǔn)。全質(zhì)構(gòu)測(cè)定：探頭，P/35；操作模式，壓力測(cè)定；測(cè)試前速度，0.8 mm/s，測(cè)試速度，0.8 mm/s，測(cè)試后速度，2.0 mm/s；測(cè)試距離，75%樣品厚度；感應(yīng)力，Auto-10 g，重復(fù)10次。拉伸測(cè)定：探頭，A/SPR；操作模式，拉力測(cè)定；測(cè)試前、中、后速度分別為1、1、10 mm/s，校準(zhǔn)距離為20 mm，拉伸距離為50 mm，觸發(fā)力為5 g，重復(fù)10次。

1.3.7 全麥掛面感官評(píng)價(jià)

將煮好的面條放入感官杯中，由品評(píng)人員按照標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品的各項(xiàng)感官特征進(jìn)行打分。面條評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)在LS/T 3202—1993《面條用小麥粉》中面條品嘗項(xiàng)目和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭?dòng)[7]。色澤：指面條表面的顏色及其均勻性，具有全麥粉本身的顏色，且分布較為均一為8.5～10分；顏色一般，分布較不均勻，為6～8.5分；色發(fā)灰、發(fā)暗，分布很不均勻?yàn)?～6分。感官評(píng)價(jià)總分為100分，其中色澤10分，表觀狀態(tài)15分，適口性20分，韌性20分，黏性10分，光滑性10分，食味15分。

1.3.8 全麥掛面截面微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定

參考劉明等[8]的方法進(jìn)行測(cè)定。將白面(對(duì)照組)及不同粒徑全麥掛面用鑷子掰斷，將橫截面立放至載物臺(tái)上，經(jīng)離子濺射噴金后置于掃描電鏡下觀察斷面，截面放大倍數(shù)為500倍。

1.3.9 全麥?zhǔn)烀娼孛嫖⒂^結(jié)構(gòu)的測(cè)定

采用激光共聚焦顯微鏡(CLSM)觀察全麥?zhǔn)烀娼孛娴奈⒂^結(jié)構(gòu)。根據(jù)Silva等[9]的方法進(jìn)行適當(dāng)修改：將煮后的全麥面條切成約5 mm的小段，并用冷凍切片機(jī)將其切成40 μm的切片，用含有0.25%異硫氰酸熒光素和0.025%羅丹明B的溶液對(duì)其染色1 min。洗去多余染色液后，蓋上蓋玻片，倒置于顯微鏡下觀察。

2 結(jié)果與討論

2.1 麩皮粒徑對(duì)全麥面片水分分布的影響

采用低場(chǎng)核磁共振(LF-NMR)研究了不同粒徑麩皮對(duì)全麥面片水分分布的影響。經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，全麥面片的弛豫時(shí)間分為3個(gè)峰，表明樣品中主要存在3種狀態(tài)的水，分別為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水，所占比例用A21、A22和A23來表示，結(jié)果如表1。強(qiáng)結(jié)合水主要是與麩皮緊密結(jié)合的水[10]，弱結(jié)合水主要是與蛋白、淀粉結(jié)合的水[11]，自由水是物理截留水。

當(dāng)麩皮粒徑由40目逐漸下降時(shí)，A21顯著(P<0.05)減少，A22顯著(P<0.05)增加。兩種狀態(tài)水含量的變化可能是因?yàn)榱降南陆祵?dǎo)致麩皮持水量減少，蛋白質(zhì)淀粉結(jié)合了更多的水，這更有利于蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的形成及面團(tuán)流變性的改善，最終提高全麥掛面的宏觀品質(zhì)。當(dāng)麩皮粒徑從100目進(jìn)一步下降時(shí)，A21和A22不再明顯變化。隨著麩皮粒徑的下降，自由水的含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，在麩皮粒徑為100目時(shí)達(dá)到了最小值。流動(dòng)性較高的自由水含量下降，與蛋白質(zhì)和淀粉緊密結(jié)合的水增加，蛋白面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步形成，有利于掛面的品質(zhì)的改善。

表1 麩皮粒徑對(duì)全麥面片水分分布的影響

2.2 麩皮粒徑對(duì)全麥掛面蒸煮特性的影響

蒸煮品質(zhì)是面條品質(zhì)的一個(gè)重要方面，包括吸水率和蒸煮損失率。不同粗細(xì)度麩皮復(fù)配的全麥掛面和精白掛面(對(duì)照組)的吸水率和蒸煮損失率結(jié)果見圖1。

注：不同小寫字母間表示組間顯著性差異。圖1 麩皮粒徑對(duì)全麥?zhǔn)烀嬲糁筇匦缘挠绊?/p>

全麥掛面的吸水率整體高于對(duì)照組，這可能是由于麩皮富含高吸水能力的纖維導(dǎo)致的。當(dāng)麩皮粒徑逐漸減小時(shí)，全麥掛面的吸水率呈現(xiàn)先增后減再趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。當(dāng)麩皮粒徑從40目降到60目時(shí)，全麥掛面吸水率稍有增加；當(dāng)麩皮粒徑從60目下降到80目時(shí)，全麥掛面的吸水率顯著(P<0.05)下降，可能是因?yàn)檩^小的麩皮顆粒對(duì)面條蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的干擾較小，蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更好地包裹住淀粉，減少了淀粉的過度吸水溶脹，使得面條吸水率降低。當(dāng)麩皮粒徑小于80目后，全麥掛面的吸水率的變化趨勢(shì)平緩，與白面沒有顯著性差異。

麩皮的存在破壞了面條蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，導(dǎo)致煮面時(shí)淀粉更容易析出，因此全麥掛面的蒸煮損失率顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。隨著麩皮粒徑的下降，全麥掛面的蒸煮損失率在80目時(shí)顯著減少(P<0.05)。一方面，麩皮粒徑減小，其對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的物理阻礙減小，面筋網(wǎng)絡(luò)形成得更加連續(xù)，減少了掛面在蒸煮過程中的淀粉溶出；另一方面，可能與麩皮粒徑下降帶來的水分重新分布有關(guān)，麩皮結(jié)合的水減少，蛋白質(zhì)淀粉結(jié)合了更多的水，自由水含量減少，有利于改善面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。當(dāng)麩皮粒徑小于80目時(shí)，蒸煮損失率不再明顯變化，仍顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

2.3 麩皮粒徑對(duì)全麥掛面質(zhì)構(gòu)特性的影響

如表2所示，對(duì)照組的彈性、咀嚼性、回復(fù)性均顯著(P<0.05)高于全麥掛面，這與白面較好的面筋結(jié)構(gòu)有關(guān)。麩皮粒徑對(duì)煮后全麥掛面的質(zhì)構(gòu)特性有較大影響。全麥掛面的硬度隨著麩皮粒徑的下降而增大，與Niu等[12]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。一方面，麩皮顆粒的減小導(dǎo)致其產(chǎn)生的空間阻礙較小[13]，面條面筋結(jié)構(gòu)得以更好地形成，將淀粉更好地包裹起來，防止其在蒸煮時(shí)過度溶脹，賦予了面條更堅(jiān)實(shí)的質(zhì)地；另一方面，粒徑較大的麩皮持水量明顯高于小顆粒的麩皮，粒徑下降使得部分原先與麩皮結(jié)合的水被釋放，蛋白淀粉有機(jī)會(huì)結(jié)合更多的水，有利于形成更完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。全麥掛面的彈性、咀嚼性和回復(fù)性均在麩皮粒徑為100目時(shí)達(dá)到最大值，隨后未出現(xiàn)明顯的變化。

表2 麩皮粒徑對(duì)全麥?zhǔn)烀嫒|(zhì)構(gòu)的影響

在面條拉伸實(shí)驗(yàn)中，拉斷距離代表面條的延展性，拉伸力代表了面條的韌性[14]，是評(píng)價(jià)面條品質(zhì)的重要指標(biāo)。從表3可知，全麥掛面的拉斷距離均顯著低于白面，Shiau[15]等也發(fā)現(xiàn)麩皮的添加明顯降低了熟面的延展性，并指出可能與麩皮干擾蛋白面筋網(wǎng)絡(luò)的形成有關(guān)。隨著麩皮粒徑的下降，全麥掛面的拉斷距離先增大后減小，在麩皮粒徑為100目時(shí)達(dá)到最大值。粒徑的下降有助于全麥面拉伸特性的改善，但粒徑過小的麩皮顆粒會(huì)嵌入面筋網(wǎng)絡(luò)影響其連續(xù)性，導(dǎo)致面條的拉斷距離又出現(xiàn)下降(120目)。當(dāng)麩皮顆粒較大(40目)時(shí)，全麥掛面的拉伸力顯著(P<0.05)低于白面，當(dāng)粒徑下降時(shí)，拉伸力不斷增大，在麩皮粒徑為60目時(shí)與白面間不存在顯著性差異，粒徑的下降明顯增大了全麥面條的強(qiáng)度。

表3 麩皮粒徑對(duì)全麥?zhǔn)烀胬焯匦缘挠绊?/p>

2.4 麩皮粒徑對(duì)全麥掛面感官品質(zhì)的影響

不同麩皮粒徑全麥掛面的感官評(píng)分如表4所示。隨著麩皮粒徑的下降，感官總評(píng)分不斷增加；當(dāng)麩皮粒徑小于100目后，感官總分不再明顯增大。其中，面條色澤、表觀狀態(tài)、韌性、光滑性均隨著麩皮粒徑的下降而不斷改善。各組間適口性、黏性及食味基本無顯著性差異，與Steglich等[16]的研究結(jié)果一致。當(dāng)麩皮顆粒較大時(shí)，全麥掛面表觀粗糙，韌性較差，口感不佳[17]，而感官評(píng)價(jià)的結(jié)果說明降低麩皮粒徑是改善面條口感的一種有效手段，但當(dāng)粒徑降低到一定程度后，感官評(píng)分不再明顯增加，后期需要通過其他手段來進(jìn)一步改善全麥掛面的口感。

2.5 麩皮粒徑對(duì)全麥掛面截面微觀結(jié)構(gòu)的影響

面條的微觀結(jié)構(gòu)與其宏觀特性有很大關(guān)系[18]。觀察圖2a，對(duì)照組的微觀截面連續(xù)致密，淀粉顆粒被緊緊地包裹在面筋網(wǎng)絡(luò)中，彼此之間結(jié)合緊密。當(dāng)麩皮粒徑為40目(圖2b)時(shí)，麩皮顆粒很大，破壞了面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性，橢圓形的淀粉顆粒裸露在外，黃蓮燕等[3]結(jié)果也顯示谷物麩皮的加入會(huì)破壞面筋蛋白的微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)對(duì)面條進(jìn)行煮制時(shí)，未被包裹的淀粉顆粒很容易析進(jìn)湯里增大混湯率，部分解釋了全麥掛面的蒸煮損失顯著高于白面的現(xiàn)象。當(dāng)麩皮粒徑為80目(圖2c)時(shí)，雖然仍能看到較大的麩皮，但裸露在外的淀粉顆粒已經(jīng)有所減少；當(dāng)麩皮顆粒為100目(圖2d)時(shí)，幾乎看不到裸露的淀粉顆粒，整個(gè)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為致密連續(xù)，麩皮對(duì)面條結(jié)構(gòu)的破壞大大減小，與熟面宏觀品質(zhì)的改善相對(duì)應(yīng)。

圖2 麩皮粒徑對(duì)全麥掛面截面微觀結(jié)構(gòu)的影響

2.6 麩皮粒徑對(duì)全麥?zhǔn)烀娼孛嫖⒂^結(jié)構(gòu)的影響

采用激光共聚焦顯微鏡對(duì)熟面條內(nèi)部截面進(jìn)行了切片和染色觀察，圖3中橙色、黃色部分表示為蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，紅色為麩皮部分，綠色主要為淀粉部分。觀察圖3a，對(duì)照組的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)連續(xù)、致密的狀態(tài)，淀粉顆粒大多都已經(jīng)完全溶脹并與蛋白緊密結(jié)合；當(dāng)麩皮粒徑為40目(圖3b)時(shí)，可以看到大顆粒麩皮破壞了蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得疏松、不連貫；從圖3c(80目)中可以看到麩皮顆粒明顯變小，整個(gè)蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比圖3b連續(xù)、完整，全麥?zhǔn)烀嬗捕鹊奶岣呖赡芘c其有關(guān)；當(dāng)麩皮粒徑為100目(圖3d)時(shí)，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加連續(xù)、明顯，淀粉或麩皮都被較好地包裹在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，與此對(duì)應(yīng)，全麥面的彈性、咀嚼性、回復(fù)性和拉伸特性也達(dá)到最大值。

表4 麩皮粒徑對(duì)全麥?zhǔn)烀娓泄倨焚|(zhì)的影響/分

圖3 麩皮粒徑對(duì)全麥?zhǔn)烀娼孛嫖⒂^結(jié)構(gòu)的影響

3 結(jié)論

研究麩皮粒徑對(duì)全麥面片水分分布、掛面品質(zhì)及面條微觀結(jié)構(gòu)的影響。通過NMR研究發(fā)現(xiàn)，隨著麩皮粒徑的下降，強(qiáng)結(jié)合水的含量降低，弱結(jié)合水所占比例增加，自由水的含量呈現(xiàn)先下降后增加的趨勢(shì)。蒸煮結(jié)果顯示，全麥掛面的蒸煮損失率明顯高于對(duì)照組(白面)，麩皮粒徑的下降可以減少蒸煮損失率；全麥掛面吸水率隨著麩皮粒徑的下降出現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。麩皮粒徑下降可以改善全麥?zhǔn)烀娴馁|(zhì)構(gòu)特性及拉伸性能。感官評(píng)價(jià)的結(jié)果顯示，全麥掛面的表觀狀態(tài)、韌性、光滑性隨著麩皮粒徑的下降而得到改善。SEM和CLSM的結(jié)果表明，隨著麩皮粒徑的下降，全麥掛面中面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加致密連續(xù)，更好地包裹住淀粉。