青稞全粉与中筋小麦粉复配体系品质特性研究

郭 颖，刘付英，陈国艳

青稞全粉与中筋小麦粉复配体系品质特性研究

郭 颖，刘付英，陈国艳

（云南省粮油科学研究院，云南省粮油产品质量监督检验测试中心，云南 昆明 650033）

选用青稞全粉作为研究对象，与中筋小麦粉复配，检测不同添加量青稞全粉的损伤淀粉特性、粉质特性、糊化特性、溶剂保持力，并进行相关性分析。研究表明：随着青稞全粉比例增加，破损淀粉显著增加（<0.05），且与降落数值呈显著负相关；面团的吸水率呈上升趋势，当青稞全粉添加量为85%时面团的吸水率达到最大值73.10%，吸水率、弱化度显著增加（<0.05）；不同添加量对混合粉稳定时间的影响不显著；峰值黏度、最低黏度、最终黏度、衰减值、回生值显著下降（<0.05），降落数值与峰值黏度呈极显著正相关；乳酸溶剂保持力SRC显著减少（<0.05），湿面筋含量和乳酸溶剂保持力SRC呈极显著正相关；碳酸钠溶剂保持力SRC、蔗糖溶剂保持力SRC、水溶剂保持力SRC显著增加（<0.05），破损淀粉值与碳酸钠溶剂保持力SRC，蔗糖溶剂保持力SRC与吸水率、蛋白质，水溶剂保持力SRC与蛋白质均呈极显著正相关性。

青稞全粉；中筋小麦粉；破损淀粉；粉质特性；糊化特性；溶剂保持力

青稞（），即裸大麦，是青藏高原地区人们的主要粮食作物和酿酒原料。青稞作为我国高原特色作物，其营养结构与现代人“三高两低”的饮食结构需求相契合[1]，青稞具有高蛋白、高纤维素、高维生素、低脂肪、低糖的营养特点。尤其是所含的β-葡聚糖量是所有大麦品种中最高的，是小麦平均含量的50倍[2-4]，生物医学界普遍认为β-葡聚糖具有清肠、调节血糖、降低胆固醇、提高免疫力等四大生理作用，添加于食品中能显著提高食品的营养功能。若将青稞应用于面制品，既能提高面制品的营养特性，又能填补国内目前对其深加工的空白，为加工产业提供新途径。但青稞同时也存在着口感较差，面筋含量低，难于形成面筋网络结构的缺点，因此需要和小麦粉复配，开展对青稞全粉与小麦粉复配体系的淀粉损伤特性、粉质特性、糊化特性、溶剂保持力特性的研究尤为重要，但这方面的研究目前甚少报道。

本研究将青稞全粉为研究对象，将其与中筋小麦粉复配，研究青稞全粉不同复配体系下淀粉损伤特性、粉质特性、糊化特性、溶剂保持力特性的影响及各指标间的相关性分析，旨在利用他们之间相关关系，建立快速筛选青稞小麦粉混合体系相关品质的方法。可为青稞全粉在面制品行业的应用提供依据，也为新型青稞营养健康产品的研发和推动青稞产业的发展提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青稞全粉市购：青海新绿康食品有限责任公司；中筋小麦粉市购：河南省新乡市新良粮油加工有限责任公司，其他试剂均为分析纯，实验用水均为二次去离子水。青稞-小麦粉混合体系按表1进行混合，配制成不同青稞全粉含量混合样品。

表1 混合粉中青稞全粉的添加比例 %

1.2 仪器与设备

SDmatic损伤淀粉测定仪：法国肖邦技术公司；Alphatec FN降落数值系统：丹麦FOSS公司；JFZD型电子式粉质仪：北京东方浮德技术发展中心；MJ-Ⅱ面筋数量和质量测定仪：杭州大成光电仪器有限公司；RVA快速黏度仪：瑞典Perten公司；SRC-CHOPIN溶剂保持力测定仪：法国肖邦技术公司。

1.3 方法

1.3.1 破损淀粉的测定

试剂配制：称量3.0 g硼酸和3.0 g碘化钾放入反应杯中，加入120 mL水，滴加1滴0.1 mol/L硫代硫酸钠溶液；样品准备：准确称量待测样品(1.000±0.005) g于样品小匙两刻线中间；测量：点击测试按钮，修正样品质量，蛋白含量和样品含水量，进行测试；结果：测试结束后，记录结果。每个样品平行进行3次测定，取平均值。

1.3.2 降落数值的测定

根据样品的水分含量，选择合适的称样量，加水25 mL，快速摇匀样品，在仪器上输入样品质量、水分含量和该地区的海拔高度，在4 s内快速放入样品进行测定。每个样品平行进行3次测定，取平均值。

1.3.3 粉质特性的测定

参照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》。每个样品平行进行3次测定，取平均值。

1.3.4 湿面筋的测定

参照GB/T 5506.2—2008《小麦和小麦粉面筋含量第2部分：仪器法测定湿面筋》，每个样品平行进行3次测定，取平均值。

1.3.5 糊化特性的测定

参照GB/T 14490—2008《粮油检验谷物及淀粉糊化特性测定黏度仪法》，每个样品平行进行3次测定，取平均值。

1.3.6 溶剂保持力的测定

在仪器软件上选定需检测的不同溶剂、面粉数量和离心试管数量，输入面粉水分，称量样品(5.000±0.005) g加入样品杯，测定碳酸钠SRC时，注射器中吸取5%碳酸钠溶液26 mL；测定乳酸SRC时注射器中吸取5%乳酸溶液27 mL；测定蔗糖SRC时，注射器中吸取50%蔗糖溶液23 mL；测定水SRC时，注射器中吸取水溶液27 mL。溶液精准自动注入样品管中，试管振荡28 min为一个周期，样品管在1 000 g离心力下离心15 min，试管帽会自动从试管上移开，试管会自动倾置10 min，让溶剂流出，取出样品管并称量其中胶体质量后，仪器计算并显示相应的SRC值。每个样品平行进行3次测定，取平均值。

1.3.7 蛋白质的测定

参照GB/T 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》，小麦粉的蛋白质含量换算系数取5.70。每个样品平行进行3次测定，取平均值。

1.4 数据处理

所有试验均重复3次，采用Microsoft Excel 2010和SPSS 16.0进行数据分析（不同字母表示<0.05的显著性差异），结果表示为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 青稞粉添加量对破损淀粉和降落数值的影响

小麦在加工成面粉的过程中，由于受到磨粉机、松粉机等设备的机械力的作用，胚乳中淀粉颗粒会出现不同程度的破损，破损淀粉含量的多少，会直接影响面粉的品质特性，降落数值是测定酶活性和酶反应程度非常直观的指标，通过测定降落数值，可以方便地了解到反应体系中的反应程度[5]。从表2和图1中可以明显的看出随着青稞全粉含量的增加，破损淀粉值和降落数值呈负相关，且相关系数= –0.938（<0.05），随着青稞全麦粉添加量的增加，混合粉的降落数值不断降低，原因可能是由于混合粉体系的破损淀粉值不断增加，而在反应体系中酶含量恒定的条件下，淀粉对酶反应的敏感性不断增强，使得淀粉更加容易被酶水解成多糖、麦芽糖、葡萄糖等，这可能是造成混合粉体系降落数值呈趋势降低（黏度不断下降）的原因。

表2 青稞全粉的添加量对破损淀粉值和降落数值的影响

注：平均值±偏差，不同字母代表同一指标不同青稞全粉混合体系之间的差异显著（<0.05）。

图1 破损淀粉值和降落数值的相关关系

2.2 青稞粉添加量对面团粉质特性的影响

由表3可知，随着青稞全粉添加量的增加面团的吸水率不断增加，当添加量为85%时吸水率达到最大值73.10%，原因在于青稞全麦粉的主要成分是膳食纤维，与淀粉、蛋白质相比纤维的吸水能力更强，随着青稞全麦粉比例的增加，其中麸皮含量也增加，导致全麦粉的吸水率不断增加，这与曾维鹏[6]等的研究结论一致；如图2随着青稞全粉添加量的增加混合粉的吸水率和破损淀粉值含量呈正相关，且相关系数=0.938（<0.05），破损淀粉吸水率较未破损淀粉高，其原因是淀粉粒受到损伤时，所能加入的水主要是以间隙水的形式存在，而完整的淀粉粒中，水分子仅进入淀粉晶体区域以外的无定形区域，当晶体区域被打破时（淀粉破损），水分子更易进入整个淀粉粒[7]，因此随着混合粉中破损淀粉值的不断增加，吸水率呈现显著上升趋势。

表3 青稞全粉的添加量对粉质特性的影响

注：平均值±偏差，不同字母代表同一指标不同青稞全粉混合体系之间的差异显著（<0.05）。

图2 破损淀粉值和吸水率的相关关系

稳定时间是衡量面粉筋力强度的一个重要指标。稳定时间越长，说明面团的耐搅拌性越强，面团筋力越强，弱化度表明面团在搅拌过程中的破坏速率，即机械搅拌承受力，也代表面团的强度。弱化度越大，表明面团强度越弱[8-9]，由表3可知，在青稞全麦粉添加量从0%~25%时，面团的稳定时间显著下降，可能是因为青稞全粉的添加降低了混合粉中面筋蛋白的含量，面筋蛋白被稀释，破坏了面筋蛋白的网络结构。当添加量在40%~85%时，稳定时间没有显著性差异，当添加量在100%时，稳定时间急剧下降，可能是因为青稞全粉中不含面筋蛋白，面团无法形成面筋网状结构，造成其在机械力作用下稳定性变差，致使稳定时间很短。随着青稞全粉添加量的增加面团的形成时间呈下降趋势，这可能是因为青稞全麦粉不含面筋蛋白，其添加使得混合面粉中面筋强度下降，进而影响面筋网络的形成与扩展，面团网络结构强度变低，从而导致面团形成时间显著减小。而弱化度显著上升，说明面团耐受机械搅拌的承受力逐渐降低，面团韧性变差，面筋变弱，面团不易成型。

2.3 青稞粉添加量对面团湿面筋含量的影响

如图3随青稞全粉在混合粉中比例的增加，混合粉面团中的湿面筋含量呈下降趋势，其与小麦粉混合加水后，面絮很松散，容易流失，当青稞全粉添加量达到50%时，湿面筋含量己经下降到14.0%，当添加量达到85%时，湿面筋含量己经迅速下降到0.8%，比最高值下降了97.6%。此时已看不到成片的面筋膜，面筋结构受到严重破坏，而青稞全粉的湿面筋含量为0%，即说明了青稞全粉中基本不含面筋蛋白[10]。

图3 青稞全粉添加量对混合粉湿面筋的影响

2.4 青稞全粉添加量对面粉糊化特性的影响

糊化主要是淀粉与水共热后，淀粉粒开始破坏，晶体结构消失，淀粉分子彼此牵扯，形成具有黏性的糊状溶液。面粉的糊化特性主要受面粉中淀粉含量、面筋网络结构以及直/支链淀粉比例等因素影响[11-12]。青稞全粉添加量对面粉糊化特性的影响见表4，随着青稞全粉添加量的增加混合粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度均呈现显著下降趋势。可能是由于青稞全粉淀粉含量远低于小麦粉，青稞全粉的添加导致混合粉的淀粉含量降低，面筋网络包裹淀粉，青稞全粉抑制淀粉的糊化膨胀过程，从而降低淀粉各项糊化黏度[13]。这与雷宏等[14]研究发现淀粉添加量与各项黏度值呈显著正相关的结论一致。

表4 青稞全粉添加量对面粉糊化特性的影响

注：平均值±偏差，不同字母代表同一指标不同青稞全粉混合体系之间的差异显著（<0.05）。

糊化温度则呈上升趋势，当青稞全粉添加量达到100%时，所需糊化温度最高，原因可能是随着青稞全麦粉加入量的提高，大量膳食纤维和淀粉的作用会降低淀粉吸水性，阻碍淀粉颗粒的膨胀和糊化，导致糊化温度不断升高。

衰减值与膨胀后淀粉粒的刚性有关，反映淀粉糊的热稳定性，衰减值越大，则淀粉糊稳定性越差。回生值则反映了温度降低后淀粉分子重新结晶的程度，即淀粉的成胶能力。回生值越大，表明产品的老化速率越快，货架期也就越短[15-16]。随着青稞全粉加入量的提高，混合粉的衰减值整体呈下降趋势，说明青稞全麦粉增强了混合粉的耐剪切性，有助于维持淀粉结构稳定，减少加热和剪切力对淀粉颗粒的破坏，并且面团更耐搅拌。随着青稞全粉加入量的提高混合粉的回生值显著降低，青稞全粉添加量从10%~100%的过程中，回生值相对降低34.6%，原因可能是青稞全粉的直连淀粉含量低于小麦粉，加入青稞全粉以后，混合粉体系的直链淀粉含量不断下降，并阻碍了淀粉分子的重结晶，导致回生值降低。

此外降落数值和黏度值都可以同时反映青稞全粉复配体系的黏度特征指标，各指标之间的相关关系见表5。由表可见，降落数值与峰值黏度的相关性更加密切，呈极显著正相关，且相关系数为=0.973（<0.01）。

表5 降落数值与黏度值的相关性

注：**表示在α=0.01水平下显著相关。

2.5 青稞全粉添加量对混合粉溶剂保持力的影响

小麦粉的SRC值是指溶剂在小麦粉中经过溶胀和离心后，保留在小麦粉中的质量占小麦粉质量的百分比。基本原理是基于小麦粉中的麦谷蛋白、破损淀粉、戊聚糖这3种聚合物能够在特定溶剂中吸收溶胀，形成网状结构，聚合物溶胀越多，在强离心力作用下，网状结构的抵抗力越强，溶剂的保持力值就越高[17]。这4种溶剂保持能力值可反映小麦粉4个方面的特性，即5%乳酸SRC值与小麦粉中麦谷蛋白特性相关联，是对小麦粉面筋性质的反应，该值越高说明小麦粉的面筋品质越好、5%碳酸钠SRC值与小麦粉中破损淀粉水平相关联，其值高，说明损伤淀粉含量高、50%蔗糖SRC值与小麦粉中的戊聚糖及醇溶蛋白的特性高度相关、水SRC值反映的是小麦粉的综合特性[18]。

由表6可以看出乳酸SRC随着青稞全麦粉添加量的增加逐渐减少，这是由于随着青稞全粉的加入混合粉的面筋含量和品质下降，所以用来反映面筋特性的乳酸SRC也降低，如图4随着青稞全粉添加量的增加混合粉湿面筋含量和乳酸SRC呈极显著的正相关性，相关系数=0.947（< 0.01）；碳酸钠SRC随着青稞全麦粉添加量的增加逐渐提高，这是由于随着青稞全粉的加入混合粉的破损淀粉含量逐渐提升，用来反映破损淀粉水平的碳酸钠SRC也随之升高，如图5随着青稞全粉添加量的增加混合粉破损淀粉值和碳酸钠SRC呈极显著的正相关性，相关系数=0.986（<0.01），因此破损淀粉值和碳酸钠SRC两者都可以很好的反应混合粉体系的淀粉破损程度。郑学玲等[19]研究认为，戊聚糖有较高的吸水、持水性以及较高黏度，由于其具有较高的吸水及持水性，使面粉在加水搅拌的过程中易于形成面团，所以如图6随着青稞全麦粉添加量的增加用来反映戊聚糖的蔗糖SRC与吸水率呈极显著的正相关性，相关系数=0.916（<0.01），如表7与蛋白质呈极显著的正相关性，相关系数=0.898（< 0.01）。水SRC与蛋白质呈极显著的正相关性，相关系数=0.920（<0.01）。这与夏云祥[20]和高梅[21]等得出的乳酸SRC与湿面筋值、蔗糖SRC与吸水率和蛋白质均呈显著正相关、碳酸钠溶液SRC可用于判别破损淀粉的结论一致。综上SRC法不但能够作为小麦品质评价方法，也能够反映小麦的各品质特性，是一种新型的小麦品质综合测定方法。

表6 青稞全粉添加量对混合粉溶剂保持力的影响 %

图4 面筋含量和乳酸SRC的相关关系

图5 破损淀粉和碳酸钠SRC的相关关系

图6 吸水率和蔗糖SRC的相关关系

表7 不同青稞全粉添加量的蛋白质含量 %

3 结论

青稞全粉添加量对面团的破损淀粉值、降落数值、粉质特性、黏度特性具有显著影响，随着青稞全粉含量的增加，破损淀粉值和降落数值呈显著负相关，且相关系数=–0.938（<0.05）；混合粉的吸水率显著提高，与破损淀粉值含量呈正相关，且相关系数=0.938（<0.05）。青稞添加量的增加对混合粉稳定时间的影响不显著，但弱化度显著上升，面筋变弱，因此在青稞粉加工工艺中，一味地增加青稞粉的添加量，使得混合粉面筋含量下降，可能会导致加工品面团操作性能变差，口感受到一定影响。

随着青稞全粉添加量的增加混合粉的乳酸SRC增加逐渐减少，湿面筋含量和乳酸SRC有极显著的正相关性，相关系数=0.947（<0.01）；碳酸钠SRC逐渐提高，破损淀粉值和碳酸钠SRC有极显著的正相关性，相关系数=0.986（< 0.01）；蔗糖SRC与吸水率有极显著的正相关性，相关系数=0.916（<0.01），与蛋白质有极显著的正相关性，相关系数=0.898（<0.01），水SRC与蛋白质有极显著的正相关性，相关系数=0.920（<0.01）。SRC法是一种新型的小麦品质综合测定方法，能综合反映小麦的各品质特性，这也为进一步将青稞全粉应用到面制品中提供理论依据。

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Study on the quality characteristics of a compounded system composed by highland barley flour and medium strength flour

GUO Ying, LIU Fu-ying, CHEN Guo-yan

(Yunnan Grain and Oil Science Research Institute, Yunnan Grain and Oil Product Quality Supervision and Testing Center, Kunming, Yunnan 650033, China)

Highland barley flour was selected as the research object and mixed with medium gluten wheat flour in this study. The correlation analysis of highland barley powders with different addition amounts on damaged starch, farino graphical properties, pasting property, solvent retention capacity were studied. The results showed that: with the increase of the proportion of highland barley flour, the damaged starch increased significantly (<0.05), and was negatively correlated with the falling number; the water absorption of dough increased with the addition of 85%, and the maximum water absorption reached 73.10%, the water absorption and weakening degree increased significantly (<0.05); The effect of different additions of highland barley powders on the stabilization time of the mixed powder is not significant; Peak viscosity, minimum viscosity, final viscosity, attenuation value and rebirth value decreased significantly (<0.05), the falling number is positively correlated with peak viscosity; lactic acid SRC was significantly reduced (<0.05), and was positive correlation with wet gluten content; sodium carbonate SRC, sucrose SRC and water SRC increased significantly (<0.05), significant positive correlation was found between damaged starch and sodium carbonate SRC, sucrose SRC was positively correlated with water absorption and protein , and water SRC was positively correlated with protein.

highland barley flour; medium strength flour; damagedstarch; farinographical properties; pasting property; solvent retention capacity (SRC)

TS213.2

A

1007-7561(2020)02-0079-07

2019-11-14

10.16210/j.cnki.1007-7561.2020.02.013

郭颖，1984年出生，女，工程师，研究方向为粮食及油料质量安全.