不同粒度小麦粉对面团及馒头品质的影响

王远辉，余晓宇，王皎洁

(河南工业大学 粮油食品学院，小麦和玉米深加工国家工程实验室，河南 郑州，450001)

馒头是中华民族的传统主食，日常消费量巨大，尤其在中国北方，一日三餐都出现在餐桌上。对高品质小麦粉馒头要求有外形结构对称挺立、表面光滑细腻、色泽白、内部结构孔隙小而均匀，弹性、回复性好、有咬劲、口感好、有特殊的发酵风味、不粘牙、味美适口的馒头品质较佳[1]。生产品质好的馒头，需要合理的工艺过程，具备特色的发酵剂，小麦粉原料是最关键的影响因素。多项指标常被用来表现小麦粉品质，粒度也是作为评价指标之一。小麦粉的粒度会造成灰分、蛋白含量、破损淀粉含量以及吸水率等品质指标的变化，进而影响到面制品加工品质和食用品质[2]。筛分后得到粒度不同小麦粉，其基本理化特征存在差异，小麦粉粒度小于17 μm时，蛋白质含量普遍偏高，其内部结构遭到破坏严重，以蛋白质碎片和淀粉颗粒为主；粒度在17～40 μm时，蛋白质含量偏低，多是大淀粉颗粒和淀粉与蛋白的结合物；粒度大于41 μm时，其组成成分的结构较完整，以胚乳块为主[3]。SULLIVAN等发现随着小麦粉粒度减小，小麦粉的灰分和蛋白质含量出现明显的变化[4]。小麦粉基本组分的变化导致其制作的面制品品质出现较大差异，例如在包面、饼干、鲜湿面条中产生明显影响，但鲜见其在馒头生产制作方面的研究。

本文将小麦粉筛分为不同粒度区间样品，并测定各粒度区间样品的水分、灰分、破损淀粉、粗蛋白、面筋含量，分析其流变学特性；对其制作的馒头面团的基本理化指标、质构特征和感官特征进行分析评价。以期选择适合制作馒头的小麦粉粒度，并解释探讨对馒头品质影响，为馒头生产提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

以豫保一号小麦籽粒作为原料，润麦24 h，润麦后小麦水分为16.1%，使用布勒实验磨磨粉并收集小麦粉，再使用圆形验粉筛将小麦粉分别经过140目(109 μm)、160目(96 μm)、180目(80 μm)、200(75 μm)目，140目筛下及160目筛上的小麦粉为140～160目(96～109 μm)样品，以此类推，收集各区间的小麦粉用于后期实验。高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；其他所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

MLU-202型实验磨粉机，无锡布勒机械制造有限公司；JFZD粉质仪、JMLD150拉伸仪，德国Brabender公司；多功能搅拌机，广州威万事实业有限公司；KCD-32醒发箱，河北科朝达食品机械有限公司；500 g密封型摇摆式粉碎机，广州市大祥电子机械设备有限公司；KN-620全自动凯氏定氮仪，上海新嘉电子有限公司；JJSY30×8圆形验粉筛、JJJM-54面筋洗涤仪、JHGM-32面筋烘干仪、JBDZ20白度仪，上海嘉定粮油仪器有限公司；JMTY型体积测定仪，杭州大吉光电仪器有限公司；PHS-3C精密酸度计，上海大普仪器有限公司；FD-1A-50冷冻干燥机，北京博医康实验仪器有限公司；SDmatic损伤淀粉测定仪，法国Perten仪器公司；TA.XT Plus质构仪，英国Stable Micro System公司；NM 120核磁共振仪，上海纽迈电子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同粒度区间小麦粉理化特性的测定

参照GB/T 5009.4—2003测定小麦粉灰分；参照郑学玲等方法测定小麦粉的破损淀粉[5]；参照GB/T 5511—2008凯氏定氮法测定小麦粉粗蛋白含量；参照GB/T 5506.1—2008使用手洗法测定小麦粉的湿面筋含量；参照LS/T 6102—1995测定小麦粉的面筋指数。

1.3.2 不同粒度区间小麦粉流变学特性的测定

参照GB/T 14614—2006和GB/T 14615—2006测定小麦粉的粉质特性和拉伸特性。

1.3.3 不同粒度区间小麦粉馒头面团的水分分布的测定

称取揉制好发酵前的馒头面团(2.0±0.1) g，使用保鲜膜包裹紧密，使用核磁共振仪(NMR)测定不同粒度区间小麦粉馒头中水分分布状态。取处理好的面团(20 mm×4 mm×4 mm)于核磁测试管中，并用保鲜膜将核磁测试管封口。将样品测试管置于磁场线圈中心位置，对样品进行CPMG脉冲序列扫描测定。参数：采用点数TD=22 290，回波个数CONH=1 000，反演点数=400，重复扫描次数NS=32，弛豫衰减时间DO=1 s，弛豫时间点数=200，迭代次数=1 000 000[6]。

1.3.4 酵子馒头的制作

精确称取400 g筛分得到的不同粒度区间的小麦粉，分别加入3.2 g酵母，搅拌混匀3 min，再加入180 mL蒸馏水，和面13 min，使用压面机反复翻折压片15次至表面光滑，使用滚轴将面带卷呈均匀状态，切成馒头坯(约110 g)，置于醒发箱(温度35 ℃，湿度85%)，醒发32 min，再蒸制20 min，闷1 min，取出馒头进行感官评价。

1.3.5 不同粒度区间小麦粉馒头基本指标的测定

参照GB/T21118—2007测定小麦粉馒头的比容、水分、pH。参照苌艳花的方法测定馒头白度[7]。

1.3.6 不同粒度区间小麦粉制作馒头质构品质的测定

将蒸制好的馒头冷却到室温，使用切片机将样品馒头切成15 mm厚的薄片，取中心的两片馒头进行质构分析测试。采用P/35R探头测定，测试参数为测前速度：3.00 mm/s；测试速度：1.00 mm/s；测后速度：5.00 mm/s；测试模式：压缩；压缩比：70%；触发力：5.0 g。

1.3.7 不同粒度区间小麦粉制作馒头中微观结构的测定

参照冯世德等方法[8]，将不同区间小麦粉制作的馒头冷却至室温，置于-40 ℃下真空冷冻干燥8 h备用。轻敲冻干的馒头样品，令其自然断裂，取截面平整，大小适当的样品块，利用双面胶将其固定于样品台上，对样品进行喷金处理，利用扫描电镜观察样品微观结构并拍照。

1.3.8 不同粒度区间小麦粉制作馒头感官评价

参照许芳溢等[9]对馒头进行感官评价的方法，并根据本研究需要稍作修改，见表1。

表1 馒头感官评价指标Table 1 Criteria for sensory evaluation of steamed bread

1.3.9 数据处理

所有实验都进行3次平行实验，以平均值±标准差表示。采用Excel对数据进行处理，并采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(p<0.05)。

2 结果与讨论

2.1 不同粒度小麦粉的理化分析

小麦粉的制粉过程中，研磨程序多、时间长、强度大，可得到较小粒度的小麦粉，但其破损淀粉含量会逐渐增加，会造成所制作的面团流变学特性、吸水率、黏度等指标发生改变，制作面团需要小麦粉具有一定量的破损淀粉含量，但不宜过多[5]。由表2可知，筛分后不同粒度区间小麦粉的质量分数差异巨大，200目以上(≤75 μm)区间样品质量分数最高，达到36.15%，而160～180目(80～96 μm)区间样品占比最低，仅有9.93%。不同粒度区间小麦粉之间的指标存在显著性差异(p<0.05)，随着小麦粉粒度的减小，其破损淀粉和灰分含量两指标逐渐增加；直至180～200目(75～80 μm)区间样品的破损淀粉与筛分前原粉相当，灰分含量低于原粉；仅看此指标，筛分至180～200目区间的小麦粉与原粉状态一致。实验中破损淀粉含量结果与王晓曦等[10]研究结果一致，面粉的加工强度越大，粒度就会越细，但淀粉受到损伤的程度也会越严重，破损淀粉含量增加。140～160目(96～109 μm)区间样品的粗蛋白和湿面筋含量也处于较高水平，因此粒度区间内包含麸星较多，粗蛋白含量高，但蛋白质量偏差，其面筋指数偏低。180～200目区间样品的粗蛋白含量、湿面筋含量和面筋指数较其他粒度区间的小麦粉高，说明此粒度区间小麦粉含有面筋蛋白较多，可以形成较好的面筋。200目以上区间样品的粗蛋白和湿面筋含量最低，但其面筋指数仅低于180～200目区间小麦粉。

表2 不同粒度区间小麦粉的理化指标

注：a～d为显著性差异标注，不同字母表示两个样品之间存在显著性差异(p<0.05)；显著性差异只表示同一指标各区间样品间的差异。下同。

2.2 不同粒度区间小麦粉的流变学特性

小麦粉的粉质指数是指面粉在粉质实验中综合吸水率、弱化值、形成时间、稳定时间的综合评估[11]。不同粒度区间小麦粉的粉质特性表现差异明显，结果见表3。随着小麦粉粒度的减小，吸水率基本未变，仅200目以上区间样品显著低于其他样品(p<0.05)；形成时间逐渐增加，180～200目区间样品达到最大，显著高于原粉(p<0.05)，而200目以上区间样品突然降低(p<0.05)；稳定时间逐渐降低，180～200目区间样品与原粉接近；弱化值逐渐增加，160～200目两个区间样品与原粉弱化值无显著性差异(p>0.05)；粉质质量指数逐渐下降，140～160目区间样品显著高于(p<0.05)其他粒度小麦粉，而160～200目两个区间小麦粉与原粉粉质质量未表现出显著性差异(p>0.05)。综合分析，140～160目区间样品的粉质指标明显好于原粉，而160～180目和180～200目两个区间样品与原粉基本一致，200目以上区间样品在各项指标均表现最差，说明小麦粉粒度越小，稳定时间越短，面团不耐搅。200目以上区间样品的破损淀粉和灰分含量均高于其他粒度小麦粉，而其粗蛋白和湿面筋含量处于最低水平，可预见到其制作的面团性能最差。WANG等[12]将小麦磨成3个粒度范围(中间粒度分别为：164.0、110.7、97.8 μm)全麦粉，较本文中小麦粉粒度稍大，其最小中间粒径与本文中140～160目(96～109 μm)区间样品接近，其研究发现随着粒度的减小，全麦粉面团的面筋网络增强，面团具有较短的形成时间和较长的稳定时间，淀粉的热凝胶稳定性和回生值有所增加，此结果与本文相似，本文中140～160目样品的粉质表现最好。本文结果与关二旗等[13]研究结果不同，关二旗通过超微粉碎得到不同粒度的小麦粉，随着小麦粉粒度减小，小麦粉粉质质量指数呈上升趋势。本研究与其对比，二者样品存在区别，且筛分后各粒度区间在颗粒度、化学成分方面均存在差异，小麦粉粉质特性更加复杂。

表3 不同粒度区间小麦粉的粉质特性Table 3 Farinograph properties of wheat flour with different particle size ranges

拉伸曲线反映面团在外力作用下变形的程度以及抗变形的阻力，其中拉伸曲线面积和拉力比是最关键的指标[14]。经过45、90、135 min 3个不同时间的醒发，面团的拉伸性能结果见表4。不同粒度区间小麦粉和原粉的指标在3个醒发时间的变化规律基本一致，随着醒发时间的增加，拉伸阻力增加，最大拉伸阻力增加，延伸性降低，拉力比数增加；只有拉伸曲线面积在不同粒度区间的粉样中表现不一，180～200目区间样品表现与原粉相似，拉伸曲线面积随醒发时间延长无显著变化(p>0.05)。在3个醒发时间上，不同粒度区间小麦粉所表现的拉伸指标变化规律一致，随着粒度的减小，拉伸阻力下降；最大拉伸阻力先升高后降低，仅有醒发45 min时，140～180目区间样品与原粉数值接近，其他粒度区间样品均高于原粉；延伸性、拉力比数和拉伸曲线面积3个指标都表现出先升高后降低的趋势，180～200目区间样品的延伸性和拉伸曲线面积两指标表现最好，160～180目区间样品的拉力比数最高；此外随着醒发时间的增加，180～200目区间样品的延伸性和拉伸曲线面积的数值高于原粉的增幅扩大。综上所述，随着小麦粉粒度的减小，多个拉伸指标都表现出增强的趋势，可预见180～200目区间小麦粉制作面团具有很好的延展性和可塑性，其性能具备超越原粉的潜质。而粒度减小到200目以上时指标突然劣变，可能是由于200目以上小麦粉的粗蛋白含量低，破损淀粉含量高，粉质质量下降。

表4 不同粒度区间小麦粉的拉伸特性Table 4 Extensographical properties of wheat flour with different particle size ranges

2.3 不同粒度区间小麦粉馒头面团的水分分布

图1为馒头面团的水分反演图，图1中3个波峰代表3种水分存在的形态，峰1代表深层结合水，主要是与淀粉或面筋蛋白紧密结合的水；峰2代表弱结合水，流动性比深层结合水好，又比自由水差，这部分水在蛋白质、淀粉等大分子之间结合；峰3表示自由水。由表5可知，在馒头面团中，弱结合水所占比例最高，自由水所占比例最少，180～200目和200目以上两个粒度区间样品馒头面团的峰1顶点时间出现明显延迟，此粒度区间样品馒头面团中水分结合较紧密。该结果与陈成等[15]研究结果不同，主要因为筛分的粒度范围不同，且各粒度区间成分不同。陈成认为，面粉中损伤淀粉、水分含量、蛋白质、淀粉含量在不同的粒度范围内对水分分布的影响程度不同，结合水的质子移动性和质子信号幅度表现不同。不同粒度区间样品的深层结合水与弱结合水之和的差别并不显著(p>0.05)，既是深层结合水含量偏高，其弱结合水含量偏低。180～200目区间样品的深层结合水含量最高，说明此粒度区间对水分的保持能力较强。面团中水与蛋白质的结合相比于淀粉结合更密切[16]。180～200目区间小麦粉的粗蛋白和湿面筋含量多，面筋指数高，形成的面筋网络结构紧密，对水的约束性好，所以面团中深层结合水含量最高。

2.4 不同粒度区间小麦粉馒头的基本指标

在小麦粉馒头的评价中，馒头的比容、水分、pH和白度是其关键的品质评价指标。由表6可知，随着小麦粉粒度的减小，馒头白度呈现上升趋势，不同粒度的小麦粉馒头白度差异显著(p<0.05)，说明粒度越小的小麦粉相对表面积越大，制作的馒头对光的反射强度会越大，160～180目和180～200目区间样品的白度处于较高水平，好于原粉样品。馒头的比容随着小麦粉粒度的减小呈现先升后降的趋势，140～160目区间小麦粉馒头的比容最小，180～200目区间样品的比容最大，该结果与郑学玲等[17]研究结果一致，郑学玲等认为粒度较细的面粉比粒度粗的面粉具有较多的破损淀粉含量，使面粉面团在发酵时产生较多的CO2，从而使发酵面团体积较大。WANG等[12]研究也发现全麦粉粒径较小时(中间粒度97.8 μm)，制作的馒头比容较大。馒头的水分含量随小麦粉粒度减小呈现先升后降趋势，与小麦粉流变学特性中吸水率有相同的变化趋势。不同粒度区间小麦粉馒头的pH值表现出显著性差异(p<0.05)，但均在国标要求范围内，说明小麦粉的粒度对馒头发酵过程中微生物产酸情况无消极影响。综合以上4个指标看，160～180目和180～200目区间小麦粉制作的馒头处于较好水平，甚至好于原粉制作的馒头。

图1 不同粒度区间小麦粉馒头面团水分分布反演图Fig.1 Inverse diagram of moisture distribution in dough ofsteamed bread made by wheat flour with differentparticle size ranges

表5 不同粒度区间小麦粉馒头面团的水分分布Table 5 Distributions of water in doughs of steamed bread made by wheat flour with different particle size ranges

样品峰1顶点时间/ms峰1面积百分数/%峰2顶点时间/ms峰2面积百分数/%峰3顶点时间/ms峰3面积百分数/%原粉0.93±0.00a10.50±0.83a5.16±0.18c89.02±0.63c49.77±0.00a0.48±0.05a140～160目0.93±0.00a15.15±0.24b4.81±0.17ab84.50±0.46b72.10±14.88b0.35±0.17a160～180目0.97±0.03a11.36±0.17a4.64±0.00a88.11±0.21c43.71±6.06a0.53±0.09a180～200目1.07±0.00b16.91±1.31b5.16±0.18c82.60±1.28a50.86±10.49a0.49±0.06a200目以上1.08±0.08b11.53±1.56a4.98±0.00bc88.04±1.42c59.58±6.21ab0.43±0.02a

表6 不同粒度区间小麦粉馒头的基本理化性质Table 6 Physical and chemical properties of steamed bread made by wheat flour with different particle size ranges

2.5 不同粒度区间小麦粉馒头的质地剖面分析

质构剖面分析通过模拟牙齿咀嚼的过程，食物对外力的反作用程度，可将部分感官评判数值化，对食物的评价更精细[18]。硬度和咀嚼性数值过大，馒头过硬，缺少松软的特征，而且韧性较大，口感偏差；弹性数值偏大，说明馒头的口感较好，比较有嚼劲；回复性较好的反映储藏期内馒头中孔洞结构的变化，并反映其弹性变化。由表7可知，不同粒度区间小麦粉馒头的硬度和咀嚼性随着小麦粉粒度的减小逐渐降低，前文描述小麦粉粒度越小，其灰分和破损淀粉含量越高，将导致馒头内部结构粗糙松软，所以硬度和咀嚼性都有所下降，但是160～180目和180～200目区间样品与原粉样品接近。140～200目3个粒度区间样品的回复性和黏聚性无显著性差异(p>0.05)。不同粒度区间样品的弹性差异不显著(p>0.05)，但180～200目区间样品弹性数值最高，因其内部的粗蛋白含量和面筋质量都较好，适合制作发酵面制品。200目以上区间样品的各个指标均处于最差水平，由于此样品面团面筋质量差，筋力低。陈成[19]等将面粉筛分为9XX/11XX、11XX/13XX、13XX/-三个区间并对各粒度区间制作的馒头质构特性进行分析，筛分得到不同粒度小麦粉制成的馒头，在质构特性方面存在显著差异，但其质构特性并没有与粒度呈线性相关，而是受粒度和面粉成分等多因素的综合影响。

表7 不同粒度区间小麦粉馒头的质构特性Table 7 Texture properties of steamed bread made by wheat flour with different particle size ranges

2.6 不同粒度区间小麦粉馒头的微观结构

通过扫描电镜可以观察馒头的微观结构，从而更准确地评价馒头的品质。由图2可知，140～160目区间小麦粉制作的馒头表现较粗糙，180～200目区间样品面筋网状结构连续性良好，而原粉和200目以上区间样品的网状结构略差，含有大量孔洞，面筋结构松散，此特征使馒头硬度低、咀嚼性差，与前文质构分析结果一致。从微观结构图发现180～200目区间小麦粉更适合做馒头。

图2 不同粒度区间小麦粉馒头的微观结构Fig.2 Microstructures of steamed bread made by wheat flourwith different particle size ranges注：A、B、C、D、E分别为样品原粉、140～160目、160～180目、180～200目、200目以上粒度小麦粉馒头的扫描电镜图。

2.7 不同粒度区间小麦粉馒头感官评价

馒头经过理化分析、质构分析、微观结构观察等方法评价后，仍需结合感官评价，才可对馒头有整体性的、符合消费者习惯的评价。由图3可知，不同粒度小麦粉馒头在比容、风味和口感3项中得分差异不明显；而在外观和结构方面，180～200目区间小麦粉馒头的结构明显较其他粒度区间得分高，由图4也发现180～200目粒度小麦粉馒头内部结构均匀细密，网状结构良好；140～160目区间样品结构与外观处于最差水平，虽然其湿面筋含量较高，但是面筋指数并不高，而其粒度大，所制作的馒头内部粗糙；从外观看，不同粒度区间小麦粉馒头展现的表面颜色和光滑差异明显，200目以上馒头表面细腻光滑，色泽白，与前文白度测定结果一致，主要得益于其小麦粉粒度小。WANG等[12]发现全麦粉粒径越小，制作的馒头感官评分和综合评价结果最好，但研究中最小粒径相当于本文中的140～160目区间样品。感官评分中，180～200目区间样品的综合得分最高，达到93.5分，结合前文理化特征、质构特性分析结果，180～200目粒度区间小麦粉表现出的特征更适宜制作馒头，内部结构均匀，弹性好，风味好。

图3 不同粒度区间小麦粉馒头的感官评价风向图Fig.3 Windy graphy of sensory evaluation of steamed breadmade by wheat flour with different particle size ranges

图4 不同粒度区间小麦粉馒头剖面Fig.4 Fracture surfaces of steamed bread made by wheatflour with different particle size ranges

3 结论

将小麦粉进行筛分，得到4个粒度区间小麦粉样品，分析其理化特性、流变学特性以及所制作馒头的理化特征、质构特性和感官特征。不同粒度区间小麦粉馒头的品质差异显著(p<0.05)，比较后发现，180～200目区间小麦粉的面筋含量、粗蛋白含量、破损淀粉含量适宜，面团的流变学特征显示其具有较好的延展性和可塑性，面团中水分分布与原粉面团接近，所制作的馒头的弹性、回复性、内聚性表现较好，咀嚼性与硬度处于适度范围内，同时馒头的比容大，pH值适中，水分含量适宜，色泽较白，感官评分最高，内部结构均匀细密，持气量高，网状结构好，品质较原粉馒头更好。综上所述，180～200目粒度区间的小麦粉较其他粒度区间的小麦粉更适合制作馒头。