加水温度对莜麦面团水分分布状态和质构特性的影响

张乐道 任广跃 曾又华 李俊芳 吕俊丽 王国泽

(内蒙古科技大学生命科学与技术学院1，包头 014010) (河南科技大学食品与生物工程学院2， 洛阳 471023)

裸燕麦，也叫莜麦，历经“三熟”方可食用。“三熟”即莜麦制粉前炒熟籽粒，和面时烫熟莜麦粉，加工成食品食用时蒸熟或煮熟。莜麦是内蒙古中西部地区传统主粮，具有降低胆固醇、调节血糖等保健功效[1-3]。

张燕等[4]研究了炒熟、烫熟、蒸熟等究“三熟”工艺对莜面窝窝加工和营养品质的影响，发现烫熟可使样品总淀粉含量升高，对样品蛋白质、热量和黏度特性没有显著影响。张晶等[5]研究了陈化对莜面常规营养成分、过氧化值、酸价、质构特性进行了研究。闫希瑜等[6]研究了润麦后240 ℃高温炒制灭酶、140 ℃热风和水蒸气灭酶、直接240 ℃高温炒制灭酶等三种制粉方式对莜麦粉粉质特性的影响，发现润麦后高温炒制制得的莜麦粉面团吸水率最高、稳定时间较长、淀粉老化度较低，加工时更易成型、咀嚼性好，适合生产传统特色食品。

面团的质构特性直接反应面团的加工特性，质构特性已被广泛用于面团的研究中[7]。Huang等[8]研究了转谷氨酰胺酶对燕麦面团的流变特性和粉质特性。Londono等[9]研究了烘烤和磨粉对燕麦面团的影响，发现远红外烘烤降低燕麦面团特性、使面团变硬变小，而蒸汽烘烤不影响燕麦粉的成团特性；重新磨粉不能改善燕麦粉面团又硬又小的特点，将麸皮全部去除则能有效提高成团特性。麸皮使面团的流变特性降低，且麸皮颗粒越大，降低的越多。

水分分布对面团品质和加工特性起着关键作用[10]，烫熟程度对传统莜面食品品质影响显著，本研究探讨和面时加水温度不同引起的莜麦面团水分分布和质构特性变化，以期为莜麦面制品的工业化生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

莜面：每100 g能量1 531 kJ，蛋白质12.2 g，脂肪7.2 g，碳水化合物63.2 g，钠0 g，水分7.97%，灰分(干基) 0.82%。蛋白质、脂肪和碳水化合物的NRV(%)分别为20%、12%和21%。

1.2 仪器与设备

低场核磁共振成像分析仪,食品物性仪,数控超声波清洗机。

1.3 莜麦面团的制备

称取50 g莜面，置于不锈钢面盆中，加入等量的热水，手工和面3 min，成均匀面团，尺寸为4 cm×4 cm×3 cm，置于自封袋中，静置10 min。热水的温度即为加水温度，加水温度分别为70、75、80、85、90 ℃。

1.4 LF-NMR测定

称取面条0.5 g于核磁试管中，置于永久磁场中心位置，对样品进行脉冲序列扫描，测定样品的自旋-自旋弛豫时间，每个样品做3次平行实验。受到外界瞬间扰动后，系统重新恢复到原平衡状态需要的时间为弛豫时间，记为T2，值越小，水与底物结合越紧密，值越大，水分自由度越大。按照从小到大的顺序，分别记作T21、T22和T23，意义分别是深层结合水、弱结合水和自由水[1]。

设置参数：采样频率SW=200.00 kHz，采样点数(TD)72008，采样间隔时间(TW)300 ms，回波时间(Echo time)180 μs，回波个数(Echo count)2 000，累加次数(NS)64。扫描结束后根据 SIRT 方式进行反演得出反演谱图和T2值。谱图中不同波峰代表不同的水分状态，各峰积分面积占总峰面积的百分比表示面条中不同形态水分的相对质量分数，分别记为A21、A22和A23[11]。

1.5 莜麦面团质构的测定

将面团放在测试台上，用P/36R探头在TPA模式下测定。TPA测试参数：测前速率2.0 mm/s，测中速率0.8 mm/s，测后速率1.0 mm/s，压缩程度50%，停留时间5 s，触发力5 g。每组进行3次平行实验，得到硬度、黏附性、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性、回复性等参数。

1.6 数据处理

利用 Excel 2013 整理数据，各实验结果用平均值±标准偏差表示，数据在P<0.05水平上的显著性采用SPSS 25.0软件中的Duncan分析。利用Origin 8.0进行图形制作。

2 结果与分析

2.1 加水温度对莜麦面团水分分布状态的影响

图1为不同加水温度下由莜麦粉制作的面团的T2反演图，每条曲线都有3个明显的波峰，表明面条中水分以3种状态存在。峰1代表深层结合水，峰2代表弱结合水，峰3代表自由水。

图1 莜麦面团水分横向弛豫时间T2反演图

面团体系中的膳食纤维、淀粉、蛋白质都在争夺可用的水，使得水在生物分子之间重新分配[12]。T2值越小，表明水与底物结合越紧密，越大表明水分自由度越大[13]。表1给出了加水温度改变时莜麦面团水分弛豫时间T2和峰面积的变化。随着加水温度的升高，T21值先增加后减少，峰值对应的温度是75 ℃；T22值和T23值逐渐减小，且当温度从70 ℃升高到75 ℃时，减小值最大。升高加水温度可使弱结合水和自由水与底物结合得更紧密，该现象在水温由70 ℃升高到75 ℃时表现最为显著。

T2值对应峰面积百分比变化明显，加水温度为70 ℃时，弱结合水A22值所占百分比最大；当加水温度大于75 ℃时，自由水A23值所占百分比最大。当加水温度由70 ℃升高到75 ℃时，莜麦面团中的弱结合水向自由水方向迁移，莜麦面团中水分主要存在的状态由弱结合水变为自由水。综合考虑水分弛豫时间T2和峰面积A2的变化，可知，加水温度升高时，使得莜麦面团中自由度较高的弱结合水和自由水含量增加，且与底物结合更加紧密。

表1 莜麦面团水分弛豫时间T2和峰面积的变化

表2 加水温度不同时莜麦面团TPA特性测定结果

2.2 加水温度对莜麦面团质构的影响

表2为加水温度变化时莜麦面团TPA特性测定结果。由表2可知，升高加水温度，对莜麦面团的硬度、黏着性、黏聚性、胶着性、咀嚼度和回复性有显著影响，对莜麦面团的弹性影响不显著。当水温由70 ℃升高到90 ℃时，莜麦面团的硬度、胶着性和咀嚼度逐渐增加，黏聚性逐渐减小，黏着性先增加后减小，当加水温度为75 ℃时，莜麦面团的黏着性最强。这与张燕等[4]认为烫熟工艺影响莜面感官品质的研究结果相呼应。李雪琴等[14]研究表明不同加水温度影响烫面蒸饼的水分分布和电镜下的微观结构，他们指出，加水温度升高可使面团中的蛋白质变性，他们还发现，升高加水温度可使淀粉颗粒变形、糊化为片状。本论文中莜麦面团的质构特性受加水温度影响，可能是加水温度改变了莜麦面团的水分分布、改变淀粉颗粒结构和蛋白质特性等微观结构导致的。

3 结论

本论文针对莜麦“三熟”过程的“烫熟”工艺，研究了和面时加水温度不同对莜麦面团水分分布状态和质构特性的影响。结果表明：加水温度升高，使莜麦面团中水分由弱结合水向自由水方向迁移，加水温度为70 ℃时莜麦面团中水分的主要存在状态是弱结合水，当加水温度升高至75 ℃时莜麦面团中水分的主要存在状态变为自由水；加水温度升高还使得莜麦面团中弱结合水和自由结合水与底物的结合程度增加，这一改变在加水温度由70 ℃升高至75 ℃时尤为显著；加水温度升高，显著增加了莜麦面团的硬度、胶着性和咀嚼度，显著减小了黏聚性，使黏着性先增加后减小，且水温为75 ℃时，莜麦面团的黏着性最强，加水温度对面团的弹性影响不显著。通过本研究可知，莜麦面团的硬度、胶着性和咀嚼度越大，黏聚性越小，弱结合水和自由水含量越高、且与底物结合越紧密，则后期蒸制作所得莜面的品质越好。