谷朊粉对苦荞粉流变学特性改善作用的研究

马越，谢国莉，苑函，陈红梅

（北京电子科技职业学院，北京 100029）

面团粉质特性及拉伸特性是面团流变学特性的两个重要指标。通常通过粉质曲线及拉伸曲线来分析研究面团的流变学特性。这一特性直接关系到面团的加工性能，并且对于确定加工工艺及相关的工艺数据有重要的指导意义。

苦荞粉由于富含黄酮类物质，在食品加工行业多用于开发、加工降糖食品。但是由于苦荞粉不含面筋性蛋白质，用其制作出的焙烤制品硬度极大、口感极差。谷朊粉又称活性面筋粉，是小麦加工后从麦麸中提取的副产品。其蛋白质（主要是麦胶蛋白和麦谷蛋白）含量在80%以上，且氨基酸组成比较齐全，钙、磷、铁等矿物质含量较高，是营养丰富、物美价廉的植物性蛋白源[1]。当谷朊粉吸水后形成具有网络结构的湿面筋，具有优良的黏弹性、延伸性、热凝固性、乳化性以及薄膜成型性[2]。本文重点研究添加不同比例的谷朊粉对苦荞粉的粉质特性及拉伸特性的改善效果。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原辅料

苦荞粉：赤峰市乡野田有限公司，产自内蒙赤峰；谷朊粉山东产玉梅花牌；蒸馏水。

1.1.2 设备、仪器

810104 型电子粉质仪、E-型拉伸仪：德国Brabender 公司生产；电子台秤：上海力衡仪器仪表有限公司；温度计：江苏常州市瑞明仪表厂。

1.2 方法

1.2.1 粉质参数的测定

面团（混合面粉团）粉质特性是面团和面特性分析的重要指标。测定依据GB/T 14614—2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法》，采用恒定面粉（即待测物）重量法测定。

每个样品平行做3 次，在误差允许范围内取平均值。

1.2.2 拉伸参数的测定

面团（混合面粉团）拉伸特性是醒发面团流变学特性的重要指标，主要用于确定合适的醒发时间、指导面包生产。测定依据GB/T 14615—2006《小麦粉面团的物理特性流变学特性的测定拉伸仪法》操作。

每个样品平行做3 次，在误差允许范围内取平均值。

1.2.3 制粉（苦荞粉与谷朊粉混合比例的确定）

由于苦荞粉的粉质特性较差，本实验采用添加谷朊粉的方法来改善其粉质特性。添加谷朊粉的比例为5%、10%、15%、20%以及25%。即以混合粉300 g 为基准添加，将两种粉混合均匀后过筛备用。

2 结果与分析

2.1 苦荞粉的粉质特性

按粉质特性测定方法测定苦荞粉的粉质特性见图1。苦荞粉粉质特性参数，见表1。

图1 苦荞粉粉质曲线Fig.1 Buckwheat farinograph curve

表1 苦荞粉主要粉质参数Table 1 Main farinograph parameters of buckwheat

由表1 可以看出，由于苦荞粉不含面筋性蛋白质，无吸水膨胀作用，因此面团中无面筋的网络结构形成，苦荞粉面团形成时间、稳定时间均极短，而耐揉指数却很大，说明苦荞粉面团无筋力、稳定性差、加工性差，不宜单独作为原料加工焙烤食品使用。

2.2 谷朊粉对苦荞粉粉质特性的影响

分别将谷朊粉按照5%、10%、15%、20%及25%的比例与苦荞粉混合，按粉质曲线测定方法测定混合面团的粉质特性。由混合面团的粉质曲线可得出，不同谷朊粉添加量的苦荞面团的粉质参数，见表2。

表2 不同谷朊粉添加量的苦荞面团的粉质参数Table 2 Farinograph parameters of buckwheat dough with different adding amounts of wheat gluten

加入谷朊粉后，面团的粉质特性有明显改变。谷朊粉对苦荞面团吸水率的影响结果见图2；谷朊粉对苦荞面团形成时间的影响结果见图3；谷朊粉对苦荞面团稳定时间的影响结果见图4；谷朊粉对苦荞面团耐揉指数的影响结果见图5。

图2 谷朊粉对苦荞面团吸水率的影响Fig.2 Influence of wheat gluten on water-absorption rate of buckwheat flour

图3 谷朊粉对苦荞面团形成时间的影响Fig.3 Influence of wheat gluten on the forming time of buckwheat dough

图4 谷朊粉对苦荞面团稳定时间的影响Fig.4 Influence of wheat gluten on settling time of buckwheat dough

图5 谷朊粉对苦荞面团耐揉指数的影响Fig.5 Influence of wheat gluten on mixing tolerance index of buckwheat dough

通常认为，面团的吸水率越高，面包出品率越高，烘焙品质也越好；面团形成时间越长，表示面粉筋力越强；而面团稳定时间是面粉蛋白质与面筋质量的综合表现，稳定时间越长，表示面团筋力越强，面筋网络越牢固、耐搅拌性能越好，即面团的加工性能越好，在面团发酵过程中具有很好的持气能力，制成的面包体积越大，但稳定时间过长，即面筋筋力过强也会导致面团弹性和韧性过大，发酵膨胀困难，从而造成面包体积小，甚至面包表皮开裂的情况[3]。由图2～图5 可以看出：随着谷朊粉添加量的增大，苦荞粉与谷朊粉混合面团的吸水率逐渐增大，说明调粉时加水量应随谷朊粉添加量的增大而逐渐增加；混合面团形成时间与稳定时间也随谷朊粉添加量的增大而增长，即面团的筋力在随之增长，但当谷朊粉添加量大于10%以后，增长幅度不大，说明面团的筋力较稳定；耐揉指数在谷朊粉添加量为10%时达到最低，之后虽谷朊粉添加量增加没有明显变化。总体来看：随谷朊粉添加量的增大，混合面团的粉质特性得到改善，即面团的加工性能得到改善，其中谷朊粉添加量≥10%后，面团形成时间、稳定时间及耐揉指数均较为稳定。综合分析结果，当谷朊粉添加量为10%时面团筋力强，基本接近面包用小麦粉的面团稳定时间，见表3 不同用途小麦粉面团稳定时间；而当谷朊粉添加量小于10%时，面团稳定时间接近酥性饼干小麦粉。

表3 不同用途小麦粉面团稳定时间Table 3 Settling time of wheat dough for different usages min

面团的形成是一个复杂的物理和生物化学的变化过程。由于苦荞粉中添加了谷朊粉，即面筋蛋白，与水发生溶剂化作用，使得面团吸水率增大，同时在定向剪切力（搅拌浆）的作用下，面筋蛋白多肽链间由于二疏键和次级键（氢键、疏水键、高子键）的断裂和重组，形成有序的空间网络结构，使得面团的形成时间、稳定时间延长，耐揉指数下降，面团筋力增强[4-5]，并且随着谷朊粉的添加量增大，各项参数也随之加大。但是，当谷朊粉添加量大于15%以后，面团的各项粉质参数增长幅度趋于平缓，分析原因是由于当谷朊粉添加量过高时，在水中易水化而形成小面筋球，不但不能发挥其增强面团结构的作用，还会阻碍面团中其它面筋形成强持气性结构[6]。因此，当谷朊粉添加量过高时，其作用会有所下降。

2.3 谷朊粉对苦荞粉拉伸特性的影响

分别将谷朊粉按照10%、15%、20%及25%的比例与苦荞粉混合，按拉伸特性测定方法测定其拉伸特性参数。醒发45 min 条件下不同谷朊粉添加量的苦荞面团拉伸特性参数见表4；醒发90 min 条件下不同谷朊粉添加量的苦荞面团拉伸特性参数见表5；醒发135 min 条件下不同谷朊粉添加量的苦荞面团拉伸特性参数见表6。

加入谷朊粉后，面团的拉伸特性有明显改变。谷朊粉对苦荞面团拉伸特性中拉伸面积的影响结果见图6；谷朊粉对苦荞面团抗拉伸阻力的影响结果见图7；谷朊粉对苦荞面团延伸性的影响结果见图8。

表4 醒发45 min 条件下不同谷朊粉添加量的苦荞面团拉伸特性参数Table 4 Extensograms parameters of buckwheat dough with different adding amounts of wheat gluten under the condition of 45 min leavening and waiting after fermentation

表5 醒发90 min 条件下不同谷朊粉添加量的苦荞面团拉伸特性参数Table 5 Extensograms parameters of buckwheat dough with different adding amounts of wheat gluten under the condition of 90 min leavening and waiting after fermentation

表6 醒发135 min 条件下不同谷朊粉添加量的苦荞面团拉伸特性参数Table 6 Extensograms parameters of buckwheat dough with different adding amounts of wheat gluten under the condition of 135 min leavening and waiting after fermentation

图6 谷朊粉对苦荞面团拉伸特性中拉伸面积的影响Fig.6 Influence of wheat gluten on tensile area of buckwheat dough in tensile properties

图7 谷朊粉对苦荞面团拉伸特性中抗拉伸阻力的影响Fig.7 Influence of wheat gluten on tensile resistance of buckwheat dough in tensile properties

图8 谷朊粉对苦荞面团拉伸特性中延伸性的影响Fig.8 Influence of wheat gluten on extensibility of buckwheat dough in tensile properties

在拉伸图反映出的数据中，拉伸能量（拉伸面积）和拉伸比值（面团抗拉伸阻力与延伸性之比）是两个主要指标。拉伸能量越大，面团强度越大。拉伸比值越小，意味着面团阻抗性小，延伸性大，这样的面团发酵过程中会迅速变软和流散，面包会发生塌陷现象，若比值过大，说明阻抗性大，弹性强，延伸性小，发酵时面团膨胀会受阻，起发不好，面包体积小[7]。因此要求面团的拉伸比值要适中。而抗拉伸阻力和延伸性在一定程度上也分别反映面团的筋力和可塑性[8]。从实验结果分析：在苦荞粉中添加了谷朊粉后面团的拉伸特性得到明显的改善，混合面团的拉伸能量和抗拉伸阻力均随谷朊粉添加量的增加而逐渐增大，说明面团的强度和筋力不断增大。从拉伸比值的实验结果分析，不同谷朊粉添加比例的面团醒发45 min 时，拉伸比值接近5，其他样品的拉伸比值均大于5，说明面团的醒发时间不宜过长，否则会影响面包的品质。对照不同类型小麦粉的拉伸特性参数[7]，不同类型小麦粉面团拉伸性能见表7。可知，当谷朊粉添加量为20%～25%时，苦荞面团的抗拉伸阻力及延伸性接近特强力粉的拉伸特性参数，并且随醒发时间的递增，面团的抗拉伸阻力不断增大，说明面团加工性能得到良好改善。

表7 不同类型小麦粉拉伸性能Table 7 Extensograms parameters of different types of wheat

3 结论

1）向苦荞麦中添加不同比例的谷朊粉，能够改善苦荞麦粉面团的粉质特性：在谷朊粉添加比例为5%～25%的范围内，随谷朊粉添加比例的增大，苦荞麦面团的吸水率、形成时间及稳定时间不断增大，耐揉指数逐渐降低，但是当添加量大于15%以后，增长幅度不大。说明苦荞粉面团的筋力不断增强。当谷朊粉添加量为10%～15%时，该混合面团的粉质特性已接近面包用小麦粉或中筋粉参数。

2）谷朊粉能够改善苦荞麦面团的拉伸特性：在谷朊粉添加比例为10%～25%的范围内，随谷朊粉添加比例的增大，苦荞麦面团的拉伸能量和抗拉伸阻力逐渐增大，说明面团的筋力与强度逐渐增大；同时，面团的拉伸比值也得到改善。当谷朊粉添加量在20%～25%时，苦荞麦面团的拉伸性能接近特强力粉。

综上所述，向苦荞粉中添加适当比例的谷朊粉可以明显改善混合面团的粉质特性及拉伸特性，进而改善其加工性能。

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