小麦粉洗面筋后的不同粒度组分复配对酿皮品质的影响

夏锐，吴思佳，袁甜甜，刘嘉，叶发银,3*，赵国华

1(西南大学 食品科学学院，重庆，400715)2(贵州省农业科学院 食品加工研究所，贵州 贵阳，550006)3(食品科学与工程国家级实验教学示范中心(西南大学)，重庆，400715)

酿皮是流行于我国西北地区的一种传统特色美食，绵软润滑、爽口开胃[1-2]。作为一种重要的面制品和中华传统小吃，有关酿皮加工原料、加工工艺及其品质形成的研究却鲜见[3-4]。酿皮制作主要采取手工作坊式，制作繁复且讲究，但基本源于经验，不同地区不同店铺的产品差异较大。当前学界对于酿皮加工原料的加工适宜性缺乏研究，但实际生产中原料以特等优质面粉为佳。与其他面制品依赖面筋发挥作用不同，酿皮品质形成则依靠蒸制过程浆液中淀粉的凝胶化，因此酿皮制作传统上对小麦粉的预处理内容是洗出面筋留下淀粉[2]。酿皮品质的形成贯穿从原辅料选择、组分调整、上锅蒸制等一系列加工全过程[5-6]。从淀粉糊化和凝胶化的角度，蒸制阶段小麦淀粉吸水受热糊化，物料水分含量及共存成分直接影响到淀粉糊化及酿皮熟化成型[5-7]。众所周知，小麦粉组分甚至淀粉粒度显著影响着面包、面条等制品的品质[8-9]。特别地，填充在面筋网络的小麦淀粉对面条品质形成具有重要作用。小麦A淀粉以不同比例与小麦全粉混合制作面条，当A淀粉添加量低于20%时，面条的干物质吸水率增加，最佳煮面时间缩短，面条感官评分增加[10]。

传统酿皮加工操作可简略分为制作面团、洗出面筋、调浆蒸制3个环节[2,11]。洗出面筋是其特色环节，本质是为了调整原料中淀粉与其他组分的比例[1-2]。基于此，除了传统的洗出面筋法，有工艺采取向小麦粉中外添食用淀粉的做法。在传统工艺中，洗出的淀粉浆通过“沉淀—滗出浮水”操作，将一些可溶性成分和悬浮物去除，但去除程度对酿皮品质的影响如何，尚不明确[5, 11]。本实验以特制一等多用途麦芯粉为原料，采取传统洗出面筋法调整其组分，通过离心得到上、下层2个组分，按照不同比例重组以探究其与酿皮品质的关系。本研究可为酿皮加工从经验到科学的转变提供支撑，对促进西北酿皮的科学评价有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦粉(多用途麦芯粉，化学组成为：12.9%水分，74.0%碳水化合物，11.2%蛋白质，1.2%粗脂肪)，雪健实业有限公司；浓H2SO4、无水乙醇、石油醚等试剂均为分析纯，购自成都科隆化学品有限公司。

1.2 仪器与设备

HM740厨师机，青岛汉尚电器有限公司；L535-1离心机，湘仪集团；DHG-9140电热鼓风干燥箱，上海齐欣科学仪器有限公司；BX53生物显微镜，日本OLYMPUS公司；S3500粒度分析仪，美国Microtrac公司；L6紫外可见分光光度计，上海仪电分析仪器公司；HYP-304消化炉，上海纤检仪器有限公司；KDN-812定氮仪，上海纤检仪器有限公司；HWS-26数显恒温水浴锅，上海齐欣科学仪器有限公司；X'Pert3型PowderX射线衍射仪，荷兰帕纳科公司；DHR-1旋转流变仪，美国TA公司；TA.XT plus质构仪，英国Stable MicroSystems公司；USP1493 Ultra scan PRO测色仪，美国HunterLab公司；RVA-TecMaster快速黏度分析仪，瑞典波通仪器有限公司；Phenom Pro扫描电子显微镜，荷兰Phenom World公司。

1.3 实验方法

1.3.1 不同粒度组分制备

将小麦粉(200 g)用温水(100 mL)调成揉匀光滑的硬性面团，用白布包裹，静置30 min，放进盆中用凉水连续揉洗。面团中的淀粉等其他组分从面团中洗出，反复水洗直至洗不出肉眼可见内容物为止。接着用80目尼龙筛网滤除洗出物中的碎面筋颗粒，浆液进行离心处理(4 000 r/min，5 min)，离心瓶中沉淀组分明显分成上、下2个层级，如图1所示，上下层沉淀物的干基质量比为1∶4。上下层沉淀物分别于45 ℃热风干燥14 h，放入自封袋保存并用于组分分析和结构表征。

图1 离心瓶中颗粒分层

1.3.2 不同粒度组分组成分析

水分含量测定参照GB 5009.3—2016食品中水分的测定；粗蛋白含量测定采用凯式定氮法，参照GB 5009.5—2016食品中蛋白质的测定；总糖含量测定采用苯酚硫酸法[12]；粗脂肪测定采用索氏抽提法，参照GB 5009.6—2016食品中脂肪的测定；表观直链淀粉含量测定参照GB/T 15683—2008大米直链淀粉含量的测定。

1.3.3 不同粒度组分物性表征

1.3.3.1 显微形态

配制质量分数0.5%的样品悬液，取1滴悬液于载玻片，盖上盖玻片，在BX53生物显微镜下观察其显微形态。

1.3.3.2 粒度分析

使用S3500粒度分析仪(量程0.01～2 000 μm，湿法)测定，仪器使用前预热30 min，用蒸馏水冲洗管道2～3次，扣除系统背景后，将经超声分散的样品悬液进样，进行粒度测定和参数分析。

1.3.3.3 XRD分析

采用步进扫描法，以Cu靶为特征射线，管压40 kV，电流40 mA，测量角度2θ在4～50°，扫描速度设为2°/min。根据衍射峰的强度计算相对结晶度[13]。

1.3.3.4 溶解性、膨胀势

分别称取0.2 g热风烘干后的上下层沉淀物(m0)于50 mL的离心管中，加入20 mL蒸馏水，室温平衡20 min，不时轻轻搅拌，然后在55～95℃水浴加热30 min，在冰水中迅速冷却，4 000 r/min下离心20 min使上清液和沉淀分离，分别倒入称量皿中，在105 ℃下恒重(m1和m2)。溶解性和膨胀势按公式(1)和公式(2)计算[14]：

(1)

(2)

式中：m0,淀粉样品干基质量,g；m1,上清液干基质量m2,离心后湿物料质量,g。

1.3.3.5 不同粒度组分复配物快速黏度分析

准确称取复配物与蒸馏水置于RVA专用铝盒内混合调成3 g干基/25 g的悬液。采用RVA Standard 1测定程序：前10 s内搅拌速率为960 r/min，而后以160 r/min；初始温度50 ℃保温1 min，经过3.7 min升温至95 ℃，并保温2.5 min，经过3.8 min降温至50 ℃，再保温2 min。记录淀粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、冷糊黏度、回升值、峰值温度以及达到峰值黏度时间等参数[15]。

1.3.3.6 不同粒度组分复配物流变学表征

为考察复配物组分糊化对蒸制酿皮的影响，使用DHR-1型旋转流变仪对其进行温度扫描，平板直径60 mm，间隙1.00 mm，使用1%应变振幅和1 Hz的频率。先25 ℃下静置60 s平衡样品，在板边缘处暴露的样品表面涂覆硅油以防止水分挥发，从25 ℃以7 ℃/min升温至95 ℃。记录储能模量(G′)和损耗模量(G″)随温度的变化情况[16]。

1.3.4 酿皮制作

小麦粉洗面筋后，将上、下层沉淀物按一定干基质量比复配，调成水分含量一致的糊浆(200 g/100 g干基)，编号为S0(上层组分)、S1(4∶1)、S2(3∶2)、S3(2∶3)、S4(1∶4)和S5(下层组分)。酿皮制作过程如图2所示，将淀粉糊倒入6寸披萨盘中摇晃，使其均匀地平摊在盘中，放入铺有蒸布的笼中，使用电磁炉(功率2.1 kW)产生蒸气蒸2 min，熟制后冷却至室温。

图2 酿皮制作过程

1.3.5 酿皮品质分析

1.3.5.1 酿皮外观及显微结构

冷却相同时间后，拍照观察其外观。酿皮显微结构采用扫描电子显微镜观测。将样品横切成块，于-20 ℃冰箱冷冻24 h，后于冻干机中冷冻干燥。将干燥的样品安装在样品短柱上，使横截面朝上，用金涂覆90 s后通过Phenom Pro扫描电子显微镜在5 000 倍的放大倍率下观察样品的显微结构。

1.3.5.2 酿皮质构分析

在TPA模式下运行配备有圆柱形探针(直径36 mm，P/36)的TA.XT plus质构仪。仪器设置如下：触发力10 g，应变为70%；测试前速度、测试速度和测试后速度均为0.8 mm/s；两次压缩时间间隔 1 s，每种类型进行2次连续压缩和3次测量。记录硬度、弹性、咀嚼性和内聚性等参数[17]。

1.3.5.3 色差分析

使用UltraScan PRO测色仪测定，用白板校准后，记录其L*(亮度)，a*(绿-红成分)和b*(蓝-黄成分)。

1.3.5.4 酿皮感官分析

感官评价小组由6名经过训练的成员组成，使用五点量表评价法进行品评[17]。针对不同方面对产品进行评分，5分为优，4分为好，3分为良，2分为中，1分为差。不同项目的最终得分(外观、色泽、咀嚼性、风味、黏着性和整体接受性)为6个得分的平均值。

1.3.6 数据处理及统计分析

所有试验至少重复3次，结果以平均值±标准差表示；通过SPSS 18.0对数据进行单因素方差分析，采用Duncan’s多重比较，以P<0.05为差异具有统计学意义。不同粒度组分化学特性及酿皮品质参数间的相关性采用Pearson相关分析。

2 结果与分析

2.1 小麦粉洗面筋后的沉淀物表征

2.1.1 上、下层沉淀物组分粒度及颗粒形态

小麦淀粉按尺寸简单分为大淀粉粒和小淀粉粒[6,15]。由图3可见，上层沉淀物主要为小淀粉粒，且包含破损的大淀粉粒，因而粒度呈双峰分布，并以10 μm为分界线，第1个峰(粒径1.64～10 μm)为小淀粉粒，即所谓的小麦B淀粉；第二个峰(粒径10～352 μm)为破损的大淀粉粒，这些大淀粉粒可能是在制粉时因碾磨而损伤[18]。下层沉淀物主要为完整的大淀粉粒，另含有少量的小淀粉粒，下层沉淀物粒度呈单峰分布，分布范围1.64～88 μm，体积平均粒径为20.02 μm。

a-上层沉淀物显微结构；b-下层沉淀物显微结构；c-上层沉淀物粒度分布；d-下层沉淀物粒度分布

2.1.2 沉淀物不同粒度组分的化学成分

由表1可知，相比于下层沉淀物，上层沉淀物含有较多的粗蛋白、粗脂肪等非淀粉成分，但表观直链淀粉的含量仅为下层沉淀物的60.45%。文献报道小麦淀粉直链淀粉含量在大淀粉粒要高，其高出数值因品种而异[19-20]。下层沉淀物为大淀粉粒，其表观直链淀粉含量与报道结果一致[20]。KATYAL等报道来自印度的几个小麦品种的直链淀粉含量在17.52%～27.44%[19]。KIM等报道从野生型软麦提取的小淀粉粒中表观直链淀粉含量为14.4%，为大淀粉粒的70.93%[21]。

表1 上下层沉淀物的基本成分 单位：g/100g

2.1.3 沉淀物不同粒度组分结晶特性

由图4可知，上、下层沉淀物的衍射特性相似，衍射角2θ为15.13°、17.12°、18.03°、19.91°和23.06°表现出较强的衍射峰，为典型的A型淀粉结晶。两者区别在于相对结晶度(P<0.05)：上层沉淀物(27.09±1.43)%，下层沉淀物(30.39±1.54)%。这与小麦淀粉的来源有关。KIM等报道大淀粉粒的相对结晶度高于小淀粉粒[21]，而ZHANG等研究发现小颗粒淀粉的相对结晶度更高[20]。

图4 上下层沉淀物的XRD衍射图谱

2.1.4 溶解性和膨胀势

由表2可知，上下层沉淀物溶解性和膨胀势均随温度升高而增加。55～85 ℃时溶解性增加缓慢，而85～95 ℃时增加迅速，表明85 ℃及更高温度下淀粉分子更易从颗粒中溶出[13]。上层沉淀物在各温度下溶解性更好，可能与它的非淀粉组分较多以及相对结晶度低有关。此外，在85 ℃前，上层沉淀物较下层沉淀物具有更大的膨胀势，表明在酿皮制作时上层沉淀物具有较快的吸水速度和较大的膨胀势。

表2 上下层沉淀物的溶解性和膨胀势

2.2 沉淀物不同粒度组分复配物的糊化特性

由表3可知，上层沉淀物(S0)热糊黏度及冷糊黏度显著低于下层沉淀物(S5)，这与其他报道的结果一致[6, 20, 22]。二者混合物(S1～S4)的糊化特性曲线居于二者之间。从峰值黏度与谷值黏度的比值(TV/PV)来看，下层沉淀物热糊稳定性最好；从谷值黏度与冷糊黏度的比值(FV/TV)来看，上层沉淀物的冷却后黏度增加率最高。下层沉淀物(S5)峰值温度最小，说明在测量时最先达到最大黏度，这可能是因为下层沉淀物中的淀粉颗粒较大，吸水受热容易膨胀导致黏度增加；随着上层沉淀物比例增加，峰值温度逐渐升高，原因可能在于上层沉淀物中有成分不断溶出，阻碍了淀粉颗粒吸水膨胀及黏度增加[23]。

表3 沉淀物不同粒度组分复配物的黏度特性参数

注：表中数据为平均值±标准差，同一行不同小写字母表示不同样品之间差异显著(P<0.05)；TV/PV，谷值黏度与峰值黏度之比；FV/TV，冷糊黏度与谷值黏度之比

2.3 沉淀物不同粒度组分复配物的流变学分析

a-弹性模量随温度变化曲线;b-储能模量随温度变化曲线

2.4 沉淀物不同粒度组分复配物制作酿皮的品质分析

2.4.1 不同粒度组分复配对酿皮显微结构的影响

由图6可见，不同粒度组分复配制作的酿皮均为连续的三维网孔结构，但样品之间的显微结构存在较大差异。其中S1和S2样品上层沉淀物组分占比较高，孔隙结构较大且壁层为连续片状，原因可能在于上层沉淀物成糊后冷糊黏度较小(表3)，且容易回生，因此形成较大的凝胶网孔结构，且在冷冻干燥前充盈着大量水分[27]；而随着下层沉淀物的占比增加，成糊后的冷糊黏度较大，且回生速度慢，因此S4、S5等样品的孔隙结构较小且呈蜂窝状[28]。

图6 不同粒度组分复配制作酿皮的显微结构(比例尺10 μm)

2.4.2 不同粒度组分复配对酿皮质构品质的影响

由图7可知，酿皮的硬度随着下层沉淀物占比的增加呈先增加后降低的趋势，表明上下层沉淀物复配比例对硬度的影响显著。S1和S2样品硬度最低，因为凝胶孔隙结构大，壁层结构的刚性弱，S3和S4的硬度较其他样品高，与它们形成的蜂窝状结构有关。酿皮样品的内聚性则随着下层沉淀物占比增加而不断增大。此外，S3和S4弹性和咀嚼性较好，原因在于在该复配比例下酿皮的三维网孔结构最为均匀[29]。质构分析的结果表明，小麦粉洗面筋后的不同粒度组分按照合适比例复配对形成良好酿皮品质是有益的。

a-硬度；b-弹性；c-耐聚性；d-咀嚼型

2.4.3 不同粒度组分复配对酿皮外观及色差的影响

由图8可知，下层沉淀物(S5)制作的产品透明性最高，且透明性随着上层沉淀物(S1～S4)占比增加而降低。刚蒸熟的样品，S5最透明，S1透明性最差，表明上下层组分凝胶化后的透明度本身存在差异。此外，这一现象与复配体系FV/TV值的变化规律一致：从S1到S5，它们的FV/TV值逐渐减小，即样品回生能力逐渐减弱。S5最不易回生，在冷却到室温后S5制作的产品仍有较好的透明性，与制作广式面点虾饺用澄粉熟制后的外观相近。由表4色差分析结果可知，从S1到S5，产品的L*值和b*值呈下降趋势，a*值大小无显著性差异，这与图6的结果一致。S1产品的L*值最高，这与S1成胶能力较强有关[30]。S1色泽偏黄，这主要是上层沉淀物含有粗蛋白、粗脂肪等成分导致的[2, 31]。结果表明，洗面筋操作时滗除上层组分的程度对产品酿皮的外观品质有重要影响。

图8 不同粒度组分复配制作酿皮的外观

表4 不同粒度组分复配制作酿皮的色差分析

注：表中数据为平均值±标准差，同一列不同小写字母表示不同样品之间差异显著(P<0.05)

2.4.4 不同粒度组分复配对酿皮感官品质的影响

从消费者的主观角度，感官评价结果有助于考察上下层沉淀物占比与酿皮品质之间的关系。利用五点评定量表评价样品与传统酿皮的接近程度[17]。如图9所示，从S1到S4，下层沉淀物占比逐渐增加，酿皮样品的各项感官指标得分呈上升趋势，与传统酿皮的品质逐渐接近；仅采用下层沉淀物(S5)时产品品质反而下降，且仅采用上层组分(S0)无法加工成为酿皮，说明不同粒度组分是形成酿皮品质不可或缺的[6]。当上层沉淀物占比为20%～40%(S3和S4)时，产品的整体可接受性较好。

2.5 相关性分析

图9 不同粒度组分复配对酿皮感官品质的影响

由相关性统计分析结果(表5)可知，酿皮样品的整体可接受性(OV，overall acceptability)与硬度(r=-0.986，P<0.01)和咀嚼性(r=-0.994，P<0.01)呈极显著正相关，而与L*、b*等参数呈负相关；从组成结构上，OA与总糖含量、直链淀粉含量及相对结晶度呈正相关，但与蛋白质含量(r=-0.691)及粗脂肪含量(r=-0.690)均呈负相关，这表明加工原料的组成结构决定着酿皮的品质，洗面筋操作中去除蛋白质组分对于酿皮品质形成是有益的。从另一角度，通过向小麦粉中外添淀粉来加工酿皮是可行的。

表5 不同粒度组分化学特性及其复配制作酿皮品质参数之间Pearson相关性分析矩阵

由表5可知，蛋白质及粗脂肪含量分别与结晶度、直链淀粉和总糖含量呈显著负相关(P<0.01)，说明小麦籽粒中蛋白质及粗脂肪含量影响了淀粉颗粒的合成[32]。有研究表明，小麦籽粒中不同粒度的淀粉颗粒是在不同部位不同阶段合成的[8]。复配浆液的糊化峰值温度与相对结晶度、直链淀粉和总糖含量呈显著负相关(P<0.01)，而与蛋白质(r=0.940，P<0.01)和粗脂肪(r=0.893，P<0.05)含量呈正相关，表明沉淀物中的蛋白质和粗脂肪具有抑制淀粉颗粒膨胀的作用[33]；酿皮的OA值与峰值温度(r=-0.644)、冷糊黏度与谷值黏度之比(r=-0.806)呈负相关，而与崩解值(r=0.864)呈正相关，这表明淀粉组成及特性对于酿皮品质的形成具有决定作用，酿皮品质与淀粉特性之间的关系有待进一步研究。

3 结论

将小麦粉制作成面团，水洗面筋后的浆液经离心可得到分层明显的沉淀物组分。上下层沉淀物在组成成分、粒度大小、淀粉含量、相对结晶度、溶解性、膨胀势以及糊化特性和流变学特性等方面均存在较大差异。上下层沉淀物的干基质量比为1∶4，表观直链淀粉含量上层为19.41 g/100g，下层为32.11 g/100g，相对结晶度上层为27.09%，下层为30.39%。单独采用上层组分无法制作酿皮，上下层沉淀物按照恰当比例复配能使酿皮具有较好的整体可接受性，加工原料组成及淀粉的特性对于酿皮品质形成具有决定作用，需要进一步开展研究。研究结果初步认识了原料组分调整、加工特性与酿皮品质的关系，同时对揭示酿皮品质形成提供了参考。