绿豆－小麦混合粉的流变学和热力学特性研究

庞慧敏 陈 芸 赵思明 李江涛 熊善柏

（华中农业大学食品科技学院，武汉 430070）

绿豆－小麦混合粉的流变学和热力学特性研究

庞慧敏 陈 芸 赵思明 李江涛 熊善柏

（华中农业大学食品科技学院，武汉 430070）

以小麦粉、绿豆粉为原料，研究绿豆－小麦混合粉面团的形成特性、流变学特性、热力学特性，为绿豆小麦粉复合食品的加工及品质控制提供参考。结果表明，添加绿豆粉对绿豆－小麦混合粉的物性有显著影响；随着绿豆粉添加量的增加，混合粉面团的吸水率、形成时间、稳定时间、评价值降低、弱化值增加；最大拉伸阻力、延伸度降低；热焓呈非线性降低，糊化温度增加；储能模量、损耗模量减小，黏弹性降低。

绿豆粉 小麦粉 流变学特性 热力学特性

绿豆具有消热解毒、调和五脏、安精神、补元气等药理作用［1］，是“医食同源”的豆类，富含蛋白质、矿物质、B族维生素和膳食纤维［2］，蛋白质功效比高，氨基酸种类齐全，尤其赖氨酸的含量丰富［3］，可与缺乏赖氨酸、B族维生素、矿物元素的小麦面粉混合起到营养互补的作用，改善面制品的营养品质。但是，绿豆蛋白难以形成面筋网络结构，赋予面团良好的黏弹性和持气性。小麦粉和绿豆粉按一定比例混合，可以发挥出新的优势，改善混合面团的黏弹性等流变特性，提高面团的形成能力。

本试验以小麦粉和绿豆粉为主要原料，研究绿豆粉、小麦粉混合对面团形成能力和热力学性质等物性的影响，探讨不同来源食品大分子的共混效应及对其物性的影响，为绿豆－小麦食品的加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

东北绿豆，千粒重为（79.427±0.629）g，万能粉碎机粉碎后100目筛得绿豆粉：市售；高筋小麦粉（湿面筋质量分数31.5%）：湖南金健米业股份有限公司。

1.2 仪器与设备

JFZD粉质仪、860001拉伸仪：德国布拉班德公司；AR－2000动态流变仪：英国TA公司；204F1差示扫描量热仪（DSC）：德国耐驰公司。

1.3 试验方法

1.3.1 面团的粉质特性

采用AACC54－21中的方法，用粉质仪测定面团的粉质特性。

1.3.2 面团的拉伸特性

采用AACC54－10中的方法，用拉伸仪测定面团的拉伸特性。

1.3.3 面团热特性的测定

面团制备：样品与水的比例为1∶0.9，搅拌4 min，取出面团用保鲜膜包裹，松弛25 min后待用；样品制备：称取10 mg面团加入样品盒后密封，以空白盒为参照；测试条件：采用DSC进行测定，温度扫描范围25～100℃，升温速率10℃／min。

1.3.4 面团动态流变学特性的测定

在Gujral等［4］的方法上进行改动。具体操作如下：将样品与水按照1∶1.5混合，充分搅拌，用保鲜膜密封，室温下静置30 min，将面团放在2块平板间静置5 min，以使残留的压力松弛，将平板周围多余部分刮掉，然后立刻用涂有矿物油的盖子盖上，以防止水分蒸发。测定条件：采用振荡模式下的温度扫描，平板直径40 mm，夹缝距离1 mm，应变0.5%，频率1 Hz，升温过程为25～90℃，升温速率5℃／min。

1.3.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2003和SAS9.0软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 绿豆－小麦粉的粉质特性

表1显示了绿豆－小麦粉的粉质特性。由表1可知，随着绿豆粉添加量增加，面团的吸水率，形成时间、稳定时间和评价值呈递减趋势，面团的弱化度呈递增趋势。由于绿豆粉的加入，弱化了面筋蛋白，使得面团吸水率降低，同时在定向剪切力的作用下，面筋蛋白多肽链间由于二硫键和次级键（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的能力减弱［5］，使得面团的稳定时间缩短，弱化度增加，粉质指数降低，面团筋力减弱。

表1 绿豆－小麦粉的粉质特性

2.2 绿豆－小麦粉的拉伸特性

表2显示了绿豆－小麦粉的拉伸特性。由表2可知，随着醒面时间的增加，面团的拉伸面积、拉伸阻力、最大拉伸阻力、弹延比呈上升趋势，延伸度呈下降趋势。随着绿豆粉配比的增加，拉伸面积、延伸度、最大拉伸阻力呈降低的趋势，弹延比呈增加趋势，拉伸阻力呈先增加后减小趋势。这主要是由于绿豆粉的添加相对降低了混合粉中面筋蛋白的量，使面筋网络结构不连续或分子间的作用力减小，绿豆膳食纤维可能与小麦面粉中蛋白质发生相互作用［6］，从而导致面团的柔性下降，硬度增加，面团易被拉断。

表2 绿豆－小麦粉的拉伸特性（n＝2，±s）

表2 绿豆－小麦粉的拉伸特性（n＝2，±s）

注：相同醒面时间，同行字母不同表示差异显著（P＜0.05）。

拉伸参数 醒面时间／min 0% 10% 20% 30% 40%拉伸面积／cm2 45 51±0.50C 58±1.50B 71±1.50A 42±1.00D 33±2.00E 90 77±1.00A 63±4.00B 58±0.50B 46±1.00C 37±3.00C 135 79±1.50A 63±2.50B 65±3.50B 42±0.50C 35±0.50C延伸度／mm 45 160±0.00AB 165±2.00A 152±0.50B 120±4.50C 117±4.50C 90 157±1.00A 156±4.50A 133±0.00B 122±1.00C 109±3.50D 135 143±2.00B 157±1.00A 140±7.50B 105±1.00C 101±0.00C拉伸阻力／BU 45 171±0.50C 197±7.00C 272±8.50A 234±0.50B 190±17.50C 90 270±3.00A 234±10.50B 279±8.00A 266±1.00A 257±1.00AB 135 312±14.50A 232±0.00C 306±9.50A 289±0.00AB 258±8.00BC最大拉伸阻力／BU 45 233±1.00B 244±5.00B 311±5.50A 235±0.50B 190±17.50C 90 363±6.00A 286±7.50C 306±2.50B 266±0.00D 261±2.50D 135 414±15.00A 294±9.50C 333±8.00B 293±0.50C 249±8.50D弹延比／BU／mm 45 1.1±0.00B 1.2±0.00B 1.8±0.10A 2.0±0.05A 1.6±0.20A 90 1.7±0.05C 1.5±0.00D 2.1±0.10B 2.2±0.05B 2.4±0.00A 135 2.2±0.15B 1.5±0.00C 2.2±0.05B 2.8±0.10A 2.5±0.10AB

2.3 绿豆－小麦粉的热特性

绿豆－小麦粉的热力学参数见表3。从表3可以看出，在测定温度范围内，只有1个吸热峰出现。这可能是由于混合粉中蛋白的变性温度与淀粉的糊化温度接近，蛋白质变性的吸热峰被淀粉的糊化峰所掩盖［7］。随着绿豆粉添加量的增加，面团热变性的起始温度、峰值温度、终止温度均增加，热焓呈非线性减小。绿豆淀粉中含有45.3%的直链淀粉［8］，较小麦淀粉高，一般来说，直链淀粉含量高，晶体溶解所需热量大［9］，从而导致糊化起点温度、峰值温度及终点温度较高［10］。面团热焓是由各个组分相互作用的结果。Ahn等［7］在研究小麦、大麦和大豆混合粉时也发现了热焓降低现象，这是由于混合粉中蛋白质含量增加引起的。蛋白质与淀粉竞争性吸水，使供淀粉糊化的水分减少，淀粉的糊化度降低，从而造成了焓值降低［11］。

表3 绿豆－小麦粉的热力学参数

2.4 绿豆－小麦粉的动态流变学特性

绿豆－小麦粉的动态流变学特性曲线见图1，动态流变学参数见表4。储能模量（G’）主要反映样品的类固体性质即弹性，其值升高主要表征样品网络结构的形成。损耗模量（G”）主要反映样品的类液体性质即黏性，表征样品内线性分子的相对运动［12］。

由图1可知，升温过程中，面团的G’和G”变化趋势相似，均为先增加至峰值以后下降。在25～60℃升温阶段，未达到淀粉糊化、蛋白变性温度，G’和G”的值很小，此时绿豆粉添加量对G’和G”影响不大。当温度超过60℃时，G’和G”急剧上升，68℃左右出现最高峰，淀粉开始大量吸水，发生不可逆的膨胀，直链淀粉和小片段支链淀粉分子从淀粉颗粒中渗出，互相缠绕，与溶胀的淀粉颗粒形成紧密的网络结构，使体系中分子的聚合度增大，更具有黏弹性［13］，表现出糊化淀粉的特性。68℃以后，随着温度的进一步升高，膨润的淀粉颗粒开始破裂，网络结构中的部分氢键断裂，体系黏度下降，G’和G”急剧降低。

图1 绿豆－小麦粉的动态流变学特性曲线

表4 绿豆－小麦粉的动态流变学特性参数

由表4可以看出，随着绿豆粉添加量的增加，样品 Tq和 Tf值增大，Gf’和 Gf”值减小，且 Gf’值总是大于Gf”值。这是由于绿豆淀粉糊化的起始温度较小麦粉高［14］，这与表3面团热特性反映的绿豆粉对糊化温度影响的结果一致，但是DSC能较好地表征糊化温度。绿豆粉本身不含面筋蛋白［15］，加入后稀释了小麦粉中的面筋蛋白，使蛋白质的交联度降低，网络结构形成能力下降，绿豆粉中含有的可溶性成分也可能参与到面筋蛋白和淀粉形成的网络结构中，使形成的网络结构较为松散［16］，从而导致G’值和G”值逐渐减小。

3 结论

添加绿豆粉对绿豆－小麦混合粉的物性有显著影响。使面团的形成能力和拉伸性能逐渐下降，糊化的起始温度、峰值温度、终止温度增加，热焓减小，动态流变学特性中峰值温度增大，最大储能模量及损耗模量降低。绿豆粉的添加使面团网络结构变得松散，黏弹性降低。

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Investigations on the Rheological Properties and Thermal Properties of Wheat－Mung Bean Blend

Pang Huimin Chen Yun Zhao Siming Li Jiangtao Xiong Shanbai

（College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070）

The mung bean－wheat composite flours has been researched on properties of dough formation，rheological properties，thermodynamic properties by farinograph，extensograph，dynamic rheological and DSC，in order to support the processing and quality control of mung bean－wheat composite food.The results showed that the addition of mung bean flours had a significant effect on wheat－mung bean composite flours；along with the increasing of dosage of mung bean flours，water absorption，development time，stability time，evaluation values of dough decreased，while weakening slope increased；max resistance，elongation of dough decreased；enthalpy decreased nonlinearly，gelatinization point increased；G′，G″and viscoelasticity of dough decreased.

mung bean flour，wheat flour，rheological properties，thermal properties

TS213.2

A

1003－0174（2015）09－0036－04

2014－03－31

庞慧敏，女，1988年出生，硕士，食品科学

赵思明，女，1963年出生，教授，食品大分子结构与特性