马铃薯-小麦混合粉面团制备及品质改良研究

刘 颖,张 丹,刘丽宅

(哈尔滨商业大学食品工程学院,黑龙江哈尔滨 150076)

马铃薯-小麦混合粉面团制备及品质改良研究

刘 颖,张 丹,刘丽宅

(哈尔滨商业大学食品工程学院,黑龙江哈尔滨 150076)

利用粉质仪、拉伸仪、扫描电镜研究了马铃薯全粉的添加对小麦粉面团粉质特性、拉伸特性、微观结构的影响，同时向混合粉中加入谷朊粉、木聚糖酶、葡萄糖氧化酶及阿拉伯胶进行品质改良研究。结果表明:与添加等量马铃薯全粉的中筋粉面团相比,高筋粉面团稳定时间和最大拉伸阻力较大。马铃薯全粉与小麦粉混合后,混合粉面团特性明显变差,加工性能下降。谷朊粉的添加可使马铃薯粉含量40%的混合粉面团的形成时间和稳定时间增加,弱化度降低。添加谷朊粉和阿拉伯胶的面团延伸度和最大拉伸比增大。添加阿拉伯胶和葡萄糖氧化酶的面团结构紧密,淀粉颗粒被牢牢包裹。添加木聚糖酶的面团面筋网络结构中的孔洞增多,面团加工性能得到提高。

混合粉,面团特性,品质改良

马铃薯营养丰富,除含有较高的碳水化合物外,还含有蛋白质、维生素、磷等多种营养成分[1-2]。马铃薯块茎中含有丰富的粗纤维,能促进肠胃蠕动,帮助消化,预防便秘。马铃薯中淀粉多为支链淀粉,糊化性能好,易于被人体消化吸收[3-4]，但由于马铃薯粉中不含面筋蛋白,粘度大,缺乏弹性,柔韧性、延伸性差,加入小麦粉中会弱化面团的面筋网络,影响面团的延展性和韧性,无法将马铃薯全粉和成延展性的面团,限制了马铃薯全粉在面制品中的应用范围。提高马铃薯全粉的延伸性可以通过添加天然面团改良剂的方法来实现。郭祥想等[5]将不同比例的马铃薯全粉与小麦粉混合,结果表明随混合粉中马铃薯全粉比例增大,面团的形成时间、稳定时间、回生值和衰减值均下降。陈代园[6]研究发现添加15%左右的马铃薯粉面团可制得结构均匀、口感纯正的马铃薯面包,并对马铃薯面包冷冻面团进行品质改良剂复配优化,得到添加谷朊粉2.5%、硬脂酰乳酸钠-硬脂酰乳酸钙0.08%、单甘脂0.35%、卡拉胶0.20%的混合粉面团，能够有效抑制冷冻及冷藏过程中面团的破坏作用。李园园[7]等人研究向燕麦-小麦混合粉面团中加入谷氨酰胺转氨酶与不同的外源蛋白(谷朊粉、花生蛋白)结合来提高混合粉面团的流变特性,得到当谷氨酰胺转氨酶加入0.8%时,面团的形成时间和稳定时间均有所增加。Suresh Chandra[8]等人将马铃薯粉、绿豆粉和大米粉分别加入小麦粉中制备复合粉饼干,测定了混合粉的功能性质,其中添加15%马铃薯粉的面团和饼干成品质量不受影响,同时提高了饼干的营养价值。

表2 不同面粉面团的拉伸特性

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

马铃薯雪花全粉 无锡欣捷福商贸有限公司,粉体为薄片状,色白略呈淡黄经粉碎机磨细(过100目筛)备用;高筋小麦粉 益海嘉里(哈尔滨)粮油食品工业有限公司;中筋小麦粉 黑龙江北大荒丰威食品有限公司;低筋小麦粉 江苏江南上一道科技股份有限公司;盐 中盐榆林盐化有限公司;木聚糖酶 江苏锐阳生物科技有限公司;阿拉伯胶 上海康达食品工程有限公司;葡萄糖氧化酶 江苏锐阳生物科技有限公司;谷朊粉 郑州特正商贸有限公司。

BS-222S型电子天平 赛多利斯科学仪器有限公司;FW123型中草药粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司产品;Farinograph-E粉质仪(揉面钵300 g)、Brabender拉伸仪 德国Brabender公司;S-3400N扫描电镜 日本HITACHI公司;TDZ4-WS台式低速离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;恒温水浴锅 天津市欧诺仪器仪表有限公司;恒温水浴振荡器 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 面团的制备 将马铃薯全粉与高筋小麦粉按4∶6混合,分别加入1%的谷朊粉、阿拉伯胶、葡萄糖氧化酶和木聚糖酶制备面团,以考察谷朊粉、阿拉伯胶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶对混合粉面团粉质特性和拉伸特性的影响。

1.2.2 粉质特性测定 参照GB/T 14614-2006标准。以面粉计量,分别向面粉中加入10%、20%、30%、40%、50%的马铃薯全粉混合均匀,分别用粉质仪和拉伸仪测定混合粉面团的粉质特性。

1.2.3 拉伸特性测定 参照GB/T 14615-2006标准。以面粉计量,分别向面粉中加入10%、20%、30%、40%、50%的马铃薯全粉混合均匀,分别用粉质仪和拉伸仪测定混合粉面团的拉伸特性。

1.2.4 混合粉蛋白质组成测定 参照常志伟《蛋白组分对面包专用粉品质的影响研究》中的方法[9]。

1.2.5 生面团微观结构观察 采用双固定方法处理样品,进行扫描电镜观察。用小刀片取新鲜面团的横截面，立即用质量分数为2.5%、pH6.8的戊二醛固定,以pH7.2的磷酸缓冲液冲洗后,分别用质量分数为50%、70%、90%、100%的乙醇水溶液逐级脱水,再用混醇(乙醇∶叔丁醇=1∶1)、纯叔丁醇置换,采用临界点干燥法干燥,试样经离子溅射镀金后,置于扫描电镜下观察、拍照。

1.3 数据处理

运用Excel进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同面粉面团的粉质特性

由表1可以看出,高筋粉面团的吸水率高于中筋粉和低筋粉,高筋粉面团的形成时间和稳定时间较长,弱化度低,说明高筋粉粉质质量好,面团的稳定性、韧性较好,适于生产加工馒头、面包等面团筋性大的食品。低筋粉面团的吸水率较低,面团的形成时间为1.8 min,面团的稳定时间1.3 min,相比高筋粉和中筋粉面团最短,说明面团的稳定性不好,而弱化度达到193 FU说明面团的筋性不足,这类面粉适合生产面团筋性要求较低的饼干。中筋粉的各项指标居中。面团的弱化度越低、稳定时间越长,其烘焙的产品品质越好,采用高筋粉烘焙品质最优。

表1 不同面粉面团的粉质特性

2.2 不同面粉面团的拉伸特性

由表2可以看出,高筋粉面团的最大拉伸阻力、拉伸面积、最大拉伸比例均高于中筋粉和低筋粉面团,说明高筋粉面团的拉伸性能高于中筋粉和低筋粉,中筋粉面团其次,低筋粉面团的拉伸性能最差。

2.3 马铃薯全粉对不同筋性面粉面团粉质特性和拉伸特性的影响

2.3.1 不同马铃薯全粉添加量对高筋粉和中筋粉面团粉质特性的影响 从表3、表4可以看出,随着马铃薯全粉添加量的增加,高筋粉和中筋粉面团的吸水率均呈上升趋势,混合粉面团的形成时间和稳定时间减少,弱化度明显增加,原因在于面团的吸水量取决于面筋蛋白质和淀粉结合水的能力,马铃薯全粉中含有大量淀粉,而淀粉分子吸水速率高于面筋蛋白,当马铃薯全粉与面粉混合后,马铃薯淀粉结合水的能力明显高于小麦淀粉,从而吸收大量水分而使面团的吸水率增加,导致面筋过度吸水,另外,马铃薯全粉含有大量的膳食纤维,膳食纤维具有良好的持水性[10],因而使面团的吸水率上升[11],使混合面团的稳定性下降。说明马铃薯全粉添加量增加,而面团的稳定性下降,面粉的烘焙加工性能下降。添加马铃薯全粉后,高筋粉面团的吸水率略大于低筋粉面团,其面团的形成时间和稳定时间较中筋粉面团长(马铃薯全粉添加量50%除外),弱化度明显低于中筋混合粉,因而高筋混合粉的烘焙品质较好。

表5 马铃薯全粉添加量对高筋粉面团拉伸特性的影响

表4 马铃薯全粉添加量对中筋粉面团粉质特性的影响

2.3.2 马铃薯全粉添加量对高筋粉和中筋粉面团拉伸特性的影响 由表5、表6可知,随着马铃薯全粉添加量的增加,高筋粉和中筋粉面团的拉伸面积呈降低趋势,说明马铃薯全粉的加入会降低面团的拉伸性能。高筋粉与中筋粉面团相比,高筋混合粉面团的拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸面积均大于中筋混合粉面团。主要是由于马铃薯全粉中不含面筋蛋白,马铃薯全粉添加量增加,面团筋性降低,混合粉面团的延展性和弹性变差,最大拉伸阻力也逐渐减少,最大拉伸比例逐渐降低。从马铃薯产品制作来看,为体现产品中马铃薯风味,需添加较多的马铃薯全粉,考虑到面团调制过程中面团特性较好,马铃薯全粉添加量选择40%,因此从面团粉质特性和拉伸特性来看,选择高筋粉制作面团,可缓解由于马铃薯全粉的加入面团性能下降等问题,从而使面团加工性能得到提高。

表6 马铃薯全粉添加量对中筋粉面团拉伸特性的影响

表7 添加剂对混合粉面团粉质特性的影响

表8 添加剂对混合粉面团拉伸特性的影响

2.4 其它添加剂对混合粉面团粉质特性和拉伸特性的影响

由表7、表8可以看出,马铃薯-小麦混合粉面团加入改良剂后,面团的吸水率下降,形成时间有所增加,稳定时间下降,同未加入改良剂的含40%马铃薯全粉面团相比,谷朊粉和阿拉伯胶的加入提高了混合粉面团的形成时间、弱化度,粉质评价值得到提高,而稳定时间下降,面团较未加入谷朊粉相比易搅拌成团、碾压成片、不粘模具,不易变形,葡萄糖氧化酶的加入使混合粉面团的形成时间和稳定时间下降,弱化度提高,使面团质量降低。同未加入改良剂面团相比,混合粉面团的拉伸特性得到一定提高,面团的最大拉伸比例增大,拉伸面积、延伸度增加,可塑性提高。从面团品质来看,添加阿拉伯胶面团性能较好,其次是谷朊粉、木聚糖酶,最后是葡萄糖氧化酶。

2.5 其它添加剂对混合粉面团蛋白含量的影响

表9 添加剂对混合粉面团蛋白含量影响

面筋蛋白主要由醇溶蛋白和谷蛋白相互作用而形成,其两者的含量、配比与面筋蛋白的形成及品质有关[12]。清蛋白和球蛋白为主要参与代谢活动且可溶性较强的生理活性蛋白质,对面制品加工品质的贡献不大。面粉的加工品质与其中谷蛋白和醇溶蛋白的数量及品质有很大的关系[13-14]。由于谷蛋白与醇溶蛋白要以一定的比例和方式相结合才能赋予面团特有的性质,面粉中麦谷蛋白与醇溶蛋白的含量比值决定小麦粉面团的加工品质,若醇溶蛋白的含量相对谷蛋白较少时,难以形成粘弹性面团,加工性能较差[15-16]。由表9可知,谷朊粉和阿拉伯胶的加入有效提高了醇溶蛋白的含量,木聚糖酶的加入提高了谷蛋白含量,从而使加工性能差的面团得到很好改善。

图1 添加剂对混合粉面团微观结构的影响(500×)Fig.1 Effects of additives on the microstructure of mixing flour dough(500×)注:图中分别为a 高筋小麦粉面团;b 混合粉面团(40%马铃薯全粉+60%高筋小麦粉);c 添加1%谷朊粉混合粉面团;d 添加1%木聚糖酶混合粉面团;e 添加1%阿拉伯胶混合粉面团;f 添加1%葡萄糖氧化酶混合粉面团。

2.6 混合粉面团微观结构分析

由图1可以看出,不添加马铃薯全粉的高筋粉面团横截面平整紧密,含有大量的淀粉球,且均匀分布在面团的表面;添加40%马铃薯全粉面团面筋断裂,面筋膜不连续,不规则空洞数量变多,孔隙变大,面筋结构受到严重破坏。添加谷朊粉的混合粉面团能看到连续的面筋膜,淀粉颗粒分布均匀,面团结构紧密。添加木聚糖酶的面团表面孔洞增多,淀粉粒子周围有许多胶状网络结构,说明木聚糖酶的加入提升了面团的延展性。加入阿拉伯胶的混合粉面团面筋网络周围有许多胶状物质将淀粉粒子聚集在一起,面团结构密,加入葡萄糖氧化酶的混合粉面团结构紧密,淀粉粒子被牢牢包裹在面筋网络中,原因是葡萄糖氧化酶还可作用于面团中的水溶性物质戊聚糖,生成的H2O2在过氧化物酶的作用下,产生自由基,促进水溶性戊聚糖与蛋白质、氨基酸残基发生交联,形成蛋白多糖复合大分子,使水溶性部分相对粘度增大,促进水溶性戊聚糖氧化胶凝[17-18],从而改善了面团特性和提高面制品的质量。

3 结论

添加等量马铃薯全粉之后,与中筋粉相比较,高筋粉面团稳定时间和最大拉伸阻力较大。马铃薯全粉与小麦粉混合后,混合粉面团特性明显变差。马铃薯全粉添加量为40%时,面团能够基本成型,碾压成片,面团的稳定时间下降,弱化度增加,稳定性下降。当醒面时间为135 min时,面团最大拉伸比下降到0.8。添加谷朊粉和阿拉伯胶的面团,其醇溶蛋白含量增加,添加木聚糖酶的混合粉面团谷蛋白含量增加。添加马铃薯全粉面团表面变得松散,面筋网络结构的连续性变差,网络发生断裂。加入谷朊粉后,面筋含量增大结构更加紧密,加入木聚糖酶后面团的延伸性能增大,面团性质得到提高。

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Effect of potato flour on properties of wheat flour dough and its quality improvement

LIU Ying,ZHANG Dan,LIU Li-zhai

(College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China)

The farinose properties,tensile properties and microstructure of mixed flour adding potato flour to wheat flour was studied by farinograph,extensograph and scanning electron microscopy. Meanwhile the quality improvement of mixed flour was studied with the addition wheat gluten,xylanase,glucose oxidase and acacia to mixed flour. The results showed that the dough stability time and largest tensile resistence of high-gluten flour of adding potato powder was bigger than the plain flour of adding the equal amount potato powder. The properties and processing performance of mixed dough adding potato flour to wheat flour gradually decreased with the increasing of the addition amount of potato flour. The stability time and development time of mixed dough with 40 percent potato powder were prolonged and the weakening degree of mixed dough was decreased with the addition of gluten to mixed flour. The extensibility parameters were reduced and maximum draw ratio of mixed dough was increased by adding gluten and acacia to mixed flour. The mixed dough structure became compacted and the starch granules was tightly wrapped by the addition acacia and glucose oxidase to the mixed flour. A bit of holes occured and processing performance of mixed dough was enhanced adding xylanase to mixed flour.

mixed flour;dough properties;quality improvement

2016-07-25

刘颖(1968-)，女，博士，教授，研究方向：粮食加工，E-mail：liuysh@hrbcu.edu.cn。

TS215

A

1002-0306(2017)06-0137-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.018