烘烤溫度對莜麥面品質(zhì)特性的影響

張樂道，李燦，任廣躍，李俊芳，呂俊麗，王國澤

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽 471023）

莜麥面是將裸燕麥炒制、磨粉后制得的，是西北地區(qū)的傳統(tǒng)主食，具有降血糖和降血脂的功效[1]，是糖尿病人和心血管病人的良好代餐食品。早在二十世紀五六十年代，西北地區(qū)人們就有將莜麥面炒熟制成“炒面”作為代餐粉的習(xí)慣。將莜麥面作為代餐粉，必須經(jīng)過高溫工藝熟化。高溫工藝影響莜麥面的營養(yǎng)成分和品質(zhì)特性。

任清等[2]研究不同高溫處理工藝對裸燕麥β-葡聚糖特性的影響。結(jié)果表明，高溫處理提高了裸燕麥β-葡聚糖溶液的乳化性、乳化穩(wěn)定性和黏度；改變了β-葡聚糖溶液表面張力。郭項雨等[3]提取裸燕麥中清蛋白和球蛋白，并觀察它們的形貌特征、測定它們的理化特性及消化特性。研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)高溫炒制使裸燕麥清蛋白和球蛋白顆粒變小，使裸燕麥清蛋白吸油性顯著提高，使球蛋白乳化性、乳化穩(wěn)定性、吸油性及持水性均顯著提高。任清等[4]通過掃描電子顯微鏡觀察炒制裸燕麥醇溶蛋白和谷蛋白的形貌特征，并測定其理化特性及消化特性。結(jié)果表明：炒制工藝使裸燕麥醇溶蛋白和谷蛋白顆粒變大，蛋白質(zhì)分子間連接緊密；導(dǎo)致裸燕麥醇溶蛋白乳化性、吸油性和持水性顯著提高。Qian等[5]的研究表明微波加熱能夠顯著抑制裸燕麥的脂肪酶活性。

魏益民等[6]加熱燕麥粒，研究溫度對燕麥粉黏度的影響，發(fā)現(xiàn)加熱處理能降低燕麥粉的成糊溫度；當加熱溫度較低時，峰值黏度和最終黏度升高；當加熱溫度升高時，峰值黏度和最終黏度降低。Doehlert等[7]也發(fā)現(xiàn)對燕麥粒進行熱處理能顯著改變燕麥粉的黏度特性。

目前，尚未見到有關(guān)高溫烤制莜麥面時烘烤溫度對莜麥面品質(zhì)特性影響的報道。本文采用電烤箱烤制莜麥面，設(shè)定5個烘烤溫度梯度，考察不同烘烤溫度下莜麥面的糊化特性、濕潤下沉性、分散性、堆積密度和色澤的變化，旨在為莜麥面的工業(yè)化生產(chǎn)提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

莜麥面：內(nèi)蒙古蒙清農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器設(shè)備

SM-522電烤爐：無錫新麥機械有限公司；803302型黏度儀：德國Brabender公司；X-rite Color I5色差儀：美國愛色麗公司；FA2004電子天平：上海昂尼儀器有限公司；Stir-117攪拌器：杰宇有限公司。

1.3 方法

1.3.1 莜麥面烘烤溫度設(shè)置

每次烤盤上平鋪5 mm厚度的莜麥面粉，烘烤時間設(shè)置為20 min，設(shè)置5個烘烤溫度梯度，烘烤溫度梯度如表1所示。未烘烤的莜麥面記為樣品0。

表1 莜麥面樣品烘烤溫度Table 1 Roasting temperature of naked oats flour sample

1.3.2 Brabender黏度的測定

在莜麥面樣品中加入蒸餾水配制成質(zhì)量分數(shù)為6%的乳液400 g，混合均勻后置于Brabender黏度儀的測量杯中。測試范圍為700 cmg，設(shè)置測量轉(zhuǎn)速為75 r/min，從30℃開始升溫，升溫速率為1.5℃/min，升溫到95℃后保溫30 min，再以1.5℃/min的降溫速率降至50℃，保溫30 min，得到黏度隨時間和溫度變化的Brabender黏度曲線[8]。

1.3.3 濕潤下沉性的測定

量筒量取50 mL蒸餾水轉(zhuǎn)移至100 mL燒杯中，稱量烤莜麥面粉5 g分散于蒸餾水水面上，靜置，記錄烤莜麥面粉全部濕潤下沉的時間，記為烤莜麥面的濕潤下沉?xí)r間[9]。

1.3.4 分散性的測定

量筒量取50 mL蒸餾水轉(zhuǎn)移至100 mL燒杯中，稱量莜麥面粉5g分散于蒸餾水水面上，攪拌（100 r/min），記錄莜麥面粉全部均勻分散的時間，記為莜麥面的分散時間[9]。

1.3.5 堆積密度的測定

將烤莜麥面粉從下端直徑1 cm的漏斗自由散落至100 mL量筒中，稱量在量筒中堆積至30 mL體積的莜麥面粉的質(zhì)量。按照式（1）計算堆積密度[9]。

式中：D為堆積密度，g/mL；m為莜麥面粉質(zhì)量，g；V為莜麥面粉體積，mL。

1.3.6 顏色參數(shù)的測定和計算

使用X-rite Color I5型色差計測定莜麥面樣品的L*、a*、b*、c*值?？偵睿é*）采用式（2）計算，色相角（h*）采用式（3）計算。

式中：L*表示產(chǎn)品黑（0）和白（100）的程度；a*表示產(chǎn)品顏色紅（正值）和綠（負值）的程度；b*表示產(chǎn)品顏色黃（正值）和藍（負值）的程度；c*表示同一亮度下的顏色深淺程度；ΔL*表示某一樣品與樣品0的L*的差值；Δa*表示某一樣品與樣品0的a*的差值；Δb*表示某一樣品與樣品0的b*的差值；色差值的單位是NBS，一個NBS單位表示目光能辨別的極微小顏色間的差別；h*的單位是°。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用OriginPro 8.5和Excel 16對試驗數(shù)據(jù)進行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘烤溫度對莜麥面黏度的影響

未經(jīng)烘烤的生莜麥面和經(jīng)過烘烤的熟莜麥面的Brabender黏度曲線見圖1。

由圖1可知，在測試初期，0～32 min，溫度從30℃升高至78℃，生莜麥面和經(jīng)過烘烤的熟莜麥面黏度先保持恒定。因為此時水分還未擴散進入莜麥面顆粒內(nèi)部，莜麥面顆粒結(jié)構(gòu)還未受到破壞。35 min～40 min，溫度繼續(xù)升高，生莜麥面和熟莜麥面的黏度迅速上升。此時，大量水分擴散進入莜麥面顆粒內(nèi)部，莜麥面顆粒在水中溶脹，顆粒結(jié)構(gòu)破壞，黏度上升。該現(xiàn)象和羅登林等[8]的研究結(jié)果吻合。Brabender黏度曲線可分為A、B、C和D共4種類型，劃分標準見文獻[10]。生莜麥面的峰值黏度較低，冷卻過程中黏度降低很少后又增加，與B型Brabender黏度曲線中等膨脹淀粉的性質(zhì)相似；當烘烤的頂火溫度低于200℃時，烘烤并未改變其性質(zhì)類型。當烘烤的頂火溫度達到200℃時，基本沒有黏度值，與D型Brabender黏度曲線高限制性膨脹淀粉的性質(zhì)相似。

圖1 莜麥面的Brabender黏度曲線Fig.1 Brabender viscosity curves of naked oats flour

生莜麥面和熟莜麥面的Brabender黏度參數(shù)見表2。

表2 莜麥面的Brabender黏度參數(shù)Table 2 Brabender viscosity parameters of naked oats flour

從表2可知，生莜麥面的糊化溫度達到84.4℃，糊化溫度較高，這與汪磊等[11]對莜麥面中淀粉的研究結(jié)果吻合。烘烤頂火溫度為120℃時，與生莜麥面的糊化溫度相差不大。當烘烤頂火溫度從120℃升高到180℃時，糊化溫度從84.2℃升高到87.8℃，呈逐漸升高趨勢。當烘烤頂火溫度升高到200℃時，糊化溫度迅速下降至36.2℃。而糊化溫度減小是因為直鏈淀粉含量減小[12]。由此可知，當烘烤頂火溫度為120℃時，烘烤對莜麥面中直鏈淀粉的含量基本無影響；當烘烤頂火溫度為200℃時，烘烤可顯著降低莜麥面中直鏈淀粉的含量；當烘烤頂火溫度從120℃升高到180℃時，莜麥面中直鏈淀粉含量緩慢增加，烘烤可使莜麥面中的直鏈淀粉少量增加。糊化溫度也為最低烹飪溫度的選擇提供指導(dǎo)[13]。

生莜麥面的峰值黏度最高，隨著烘烤溫度的升高，峰值黏度逐漸減小。Lee等[14]的研究指出，淀粉結(jié)構(gòu)被破壞或者松散會導(dǎo)致峰值黏度升高或者降低。峰值黏度由86降低到11，降低了87.2%。烘烤會使莜麥面淀粉的結(jié)構(gòu)變得松散，從而使峰值黏度下降。隨著烘烤溫度的升高，恒溫階段開始黏度逐漸降低，烘烤會降低莜麥面恒溫階段的開始黏度。與生莜麥面相比，頂火溫度為120℃時的冷卻階段開始黏度、冷卻階段結(jié)束黏度和最終恒溫階段結(jié)束黏度升高。當烘烤頂火溫度從120℃升高到200℃時，冷卻階段開始黏度、冷卻階段結(jié)束黏度和最終恒溫階段結(jié)束黏度均逐漸減小。在冷卻階段，混合物溫度逐漸降低，直鏈和支鏈淀粉分子通過氫鍵作用形成三維空間結(jié)構(gòu)，進一步重新聚合形成凝膠，黏度增加[15]。崩解值能夠反映燕麥面粉糊在加熱過程中的穩(wěn)定性，崩解值越小，面糊熱穩(wěn)定性越高[16]。生莜麥面的崩解值最大，熱糊穩(wěn)定性最差。當烘烤頂火溫度從120℃升高到180℃時，崩解值逐漸減小，黏度熱穩(wěn)定性逐漸升高。當烘烤頂火溫度升高至200℃時，崩解值又增加，熱糊穩(wěn)定性減小。當烘烤頂火溫度為120℃時，回生值與生莜麥面的相同。當烘烤頂火溫度升高至140℃時，回生值達到最大。若烘烤溫度繼續(xù)升高，則回生值逐漸減小?；厣捣从沉说矸酆蠓肿又匦陆Y(jié)晶的程度，表示淀粉糊的冷穩(wěn)定性，值越小，冷穩(wěn)定性越好。

2.2 烘烤溫度對莜麥面濕潤下沉性以及分散性的影響

代餐粉沖調(diào)性能的衡量離不開粉體在水中溶解的快慢情況，因此需要測定莜麥面的濕潤下沉性和分散性。濕潤下沉?xí)r間越短，說明莜麥面的溶解能力越強；分散時間越長，說明樣品在水中越易結(jié)塊抱團；分散時間越短，說明樣品速溶能力越強[9]。烘烤溫度對莜麥面分散時間與濕潤下沉?xí)r間的影響見圖2。

圖2 烘烤溫度對莜麥面分散時間與濕潤下沉?xí)r間的影響Fig.2 The effect of roasting temperature on dispersion time and wetting subsidence time of naked oats flour

由圖2可以看出，樣品3（頂火160℃、底火180℃）的分散時間和濕潤下沉?xí)r間都比較短。兩個指標時間都隨樣品烘烤溫度的升高呈現(xiàn)先變短后變長的趨勢。這可能是生莜麥面的空隙率相對小，入水后容易結(jié)塊，經(jīng)過烘烤后莜麥面粉變熟膨大隨之孔隙率變大，進而增強了對水分的吸收作用，從而使得指標時間縮短。然而當溫度比樣品3的烘烤溫度高時，可能是莜麥面粉中結(jié)構(gòu)受到破壞發(fā)生了糊化，導(dǎo)致其在水中難以分散。

2.3 烘烤溫度對莜麥面堆積密度的影響

莜麥面粉質(zhì)構(gòu)可以通過對其堆積密度的測量來反映，烘烤溫度對莜麥面堆積密度的影響見圖3。

由圖3可知，熟莜麥面的堆積密度隨著烘烤溫度的增加而變大，粉體的堆積密度越大，說明粉體內(nèi)部結(jié)構(gòu)越緊密，在水中不易分散，容易結(jié)塊抱團；相反粉體的堆積密度越小，說明粉體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越疏松，進而吸水性增強，容易在水中濕潤下沉，速溶性比較好。

圖3 烘烤溫度對莜麥面堆積密度的影響Fig.3 The effect of roasting temperature on bulk density of naked oats flour

2.4 烘烤溫度對莜麥面顏色參數(shù)的影響

莜麥面樣品亮度L*、紅綠值a*、黃藍值b*、彩度c*、總色差ΔE*和色相角h*見表3。

表3 莜麥面的顏色參數(shù)Table 3 Color parameters of naked oats flour

L*值介于 0～100，值越大，樣品越白；值越小，樣品越黑。由表3可以看出，隨著烘烤溫度的增加，L*值逐漸減小，高溫降低了莜麥面的白度。a*值為負，表示綠，絕對值越大，樣品越綠；a*值為正，表示紅，絕對值越大，樣品越紅。隨著烘烤溫度的增加，a*值為正且逐漸增加，高溫使莜麥面變紅。b*值為負，表示藍，絕對值越大，樣品越藍；b*值為正，表示黃，絕對值越大，樣品越黃。隨著烘烤溫度的增加，b*值為正且逐漸增加，高溫使莜麥面變黃。c*表示同一亮度下不同色彩與灰色的差異程度，值越大，肉眼感覺到的樣品顏色越深[17]。隨著烘烤溫度的增加，c*值逐漸增加，高溫烘烤令莜麥面顏色變深。

總色差ΔE*表示樣品與生莜麥面（樣品0）顏色的差別，當ΔE*大于3時，顏色差別顯著；當ΔE*介于1.5～3時，顏色差別較明顯；當ΔE*小于1.5時，顏色差別不明顯[17]。隨著烘烤溫度的增加，ΔE*逐漸增大，樣品與生莜麥面的顏色差別越來越大。當頂火溫度達到140℃（樣品2）時，ΔE*為 1.72，熟莜麥面與生莜麥面顏色差別較明顯；當頂火溫度達到160℃（樣品3）時，ΔE*為5.98，熟莜麥面與生莜麥面顏色顯著不同。h*是反映物料紅黃特性的重要指標，在0°～90°范圍內(nèi)，色相角值越大，物料越趨近黃色；色相角值越小，物料越趨近紅色[17]。隨著烘烤溫度的增加，h*逐漸減小，物料越來越趨近于紅色，這與對a*值的分析結(jié)果一致。

3 結(jié)論

本論文以莜麥面為對象，研究了烘烤對莜麥面黏度、濕潤下沉性、分散性、堆積密度和顏色的影響。結(jié)果表明：當烘烤的頂火溫度低于200℃時，莜麥面的Brabender黏度曲線與B型中等膨脹淀粉的相似；當烘烤的頂火溫度達到200℃時，莜麥面的Brabender黏度曲線與高限制性膨脹淀粉的相似。高溫烘烤可改變莜麥面的Brabender黏度曲線類型。隨著烘烤溫度的增加，莜麥面的峰值黏度逐漸減小；莜麥面的糊化溫度、冷卻階段開始黏度、冷卻階段結(jié)束黏度、回生值和最終恒溫階段結(jié)束黏度均先增加后減少。隨著烘烤溫度的增加，莜麥面的堆積密度逐漸增大；莜麥面分散時間與濕潤下沉?xí)r間均先減小后增大。烘烤溫度升高，使莜麥面的顏色變深、越來越趨近于紅色。當烘烤頂火溫度達到140℃、底火溫度160℃時，熟莜麥面與生莜麥面的顏色差別較明顯，且溫度越高，差別越顯著。研究結(jié)果將為莜麥面的深加工提供理論支撐。