发芽青稞粉对青稞-小麦面团特性及非油炸麻花品质的影响

刘亚平 李文钊 曾琦琦 代任任 闫文芳 阮美娟

(天津科技大学食品科学与工程技术学院，天津 300457)

发芽谷物的物理化学结构发生变化[1]。在发芽过程中谷物的内源酶将被激活，促进了青稞麦粒中亚组分含量变化[2,3]，使得青稞的营养价值提高[4,5]，活性物质增多[6]，营养物质更有利于人体吸收。因此，将发芽谷物添加到粮谷类制品中，不仅可以改善产品品质，还可以提高粮谷类食物中营养价值[5]。国内外学者对发芽谷物的研究表明，发芽谷物的添加可以改善面团的结构特点，以及当做改良剂的有效替代品等[7-10]。其在面制品中的应用目前主要有馒头、面包、挂面等，如刘心悦[7]将2%小麦胚芽添加到馒头中，使馒头品质最好；王佳良等[8]在挂面中添加8%的胚芽粉，既保证小麦胚芽营养成分，又提高挂面食用品质；Yang等[9]研究得出小麦麦芽粉用作酶促改良剂的有效替代品的结论；Mäkinen等[10]研究燕麦麦芽可用于小麦面包中，添加量至少为5%，能改善面包的体积和营养质量，同时不损坏面包屑颗粒。

麻花属于中国休闲食品中的一种，具有酥脆的特点[11]。但传统麻花的加工方式主要是以油炸为主，加工过程中产生许多有害物质，如丙烯酰胺、杂环胺等。因此本研究采用微波结合烤箱焙烤加工方式制作非油炸麻花。青稞作为中国最小的主食谷物和最大的粗粮谷物[12]。其含有丰富的蛋白质、膳食纤维和维生素以及少量的糖和脂肪，还含有γ-氨基丁酸、β-葡聚糖等功能性物质[13，14]。所以将青稞粉以一定比例加入小麦粉中，可以提高麻花的营养价值。但是青稞中醇溶蛋白含量较低，谷蛋白中高分子谷蛋白亚基数量较少[15]，导致无法形成面筋，进而限制了其加工食品的范围。

本研究将不同添加量的发芽青稞粉添加到青稞-小麦混粉中，探究发芽青稞粉对混粉面团粉质、流变特性及对产品品质的影响，以期为青稞麻花产品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦粉，青稞，高活性干酵母，溴化钾(分析纯)。

1.2 仪器与设备

Dough LAB型全自动粉质分析仪，RVA-TecMaster型快速黏度仪，MARS 60型动态流变仪，Vizared 2.0型真空冷冻干燥机，SU1510型扫描电子显微镜，IS50FT-IR型傅里叶变换红外光谱仪，TA-XT2i Stable Micro Systems型质构分析仪。

1.3 方法

1.3.1 青稞粉、发芽青稞粉的制备

将青稞清理除杂，打粉并过100目筛，备用；发芽青稞粉制备：参考Chen等[16]和Baranzelli等[17]的方法并稍作修改，在浸泡温度30 ℃，浸泡时间12 h，发芽温度35 ℃，发芽时间30 h下进行发芽，后烘干、打粉并过100目筛，-20 ℃下储存，备用。

1.3.2 发芽前后青稞粉理化品质变化

粗蛋白、粗脂肪分别参照GB 5009.5—2016[18]和GB 5009.6—2016[19]测定；γ-氨基丁酸的测定方法参照赵大伟等[20]的方法。持水(油)力和水溶指数和的测定参考史宗义等[21]的测定方法，样品持水力和水溶指数分别按式(1)、式(2)计算：

(1)

式中：m0为空离心管质量；m1为样品质量；m2为倒出上清液后离心管与内容物的总质量。

(2)

式中：m0为空蒸发皿质量；m1为样品质量；m2为干燥后蒸发皿管与内容物的总质量。

1.3.3 混粉的制备

先将青稞粉与小麦粉以4∶6比例混合，再将发芽青稞粉分别以0%、2%、4%、6%、8%、10%(以青稞-小麦混粉为基准)加入青稞-小麦混粉中，分别混匀，备用。

1.3.4 混粉加工特性测定

1.3.4.1 粉质特性测定

参考GB/T 14614—2019[22]测定混粉的粉质特性，根据测定的吸水率制作面团。

1.3.4.2 糊化特性测定

根据GB/T 24853—2010[23]测定混粉的糊化特性。

1.3.4.3 动态流变学特性测定

将1.3.4.1制备好的面团置于流变仪测试平台中央，以动态模式下的应力扫描确定线性黏弹区，选用20 mm圆形平板检测探头，平板间距1 mm，温度25 ℃，频率为1.0 Hz。采用频率扫描模式进行扫描，扫描范围为1～100 rad/s(0.1～10 Hz)[24]。

1.3.5 扫描电子显微镜测定

将1.3.4.1制备好的面团经过冷冻干燥处理后，进行喷金，而后用扫描电子显微镜(SEM)进行观察[25]。

1.3.6 傅里叶变换红外光谱测定

将1.3.4.1制备好的面团经真空冷冻干燥后粉碎。称取冻干面团(1 mg)，并用溴化钾(150 mg)迅速研磨稀释，压片，扫描。扫描波段4 000～400 cm-1，扫描次数16，分辨率4 cm-1[26]。

1.3.7 麻花的制备

基本配方：混合粉100 g，黄油23 g，鸡蛋12 g，白砂糖10.5 g，盐0.75 g，酵母1 g，改良剂0.26 g，水43 g；

工艺流程：配料→面团制作→发酵→分割、搓圆→醒发→麻花成型→微波→焙烤→冷却→包装。

操作要点：室温下，依次将各原辅料在和面机中搅拌10 min，成团，将搅拌好的面团在温度36 ℃、湿度80%下发酵60 min，后切割成30 g的面胚醒发30 min，成型后在40%的微波火力下微波3 min，140 ℃下焙烤20 min。

1.3.8 非油炸青稞麻花品质特性的测定

1.3.8.1 质构测定

使用TA.XT.Plus质构仪采用三点折断测试装置(HDP/3PB)来测定饼干的硬度和脆度。测定参数：测试前速率为3.0 mm/s；测试中速率为1.0 mm/s；测试后速率为10.0 mm/s；测试距离为8.0 mm；感应力为5.0 g，每组至少6个平行[27]。

1.3.8.2 色差测定

采用色差仪测定样品的色差L*值(明度)、a*值(红绿度)和b*值(黄蓝度)，每个样品重复测定6次。其中，+a*表示红色，-a*表示绿色；+b*表示黄色，-b*表示蓝色[29]。

1.3.8.3 感官评价

非油炸青稞麻花的感官评价表参考DBS50/012—2014[28]并稍作修改，见表1。

表1 非油炸青稞麻花感官评价表

1.3.9 数据处理以及统计学分析

所有数据采用Excel 2019进行数据处理，Origin 9.0绘制图像，利用SPSS 24.0的Duncan检验分析不同添加量的发芽青稞粉对面团流变特性以及感官评分的差异性显著性，P<0.05表示差异显著，每组实验至少三组平行。

2 结果与分析

2.1 发芽前后青稞的基本理化品质变化

从表2可以看出，发芽后青稞中粗蛋白、粗脂肪的含量均没有显著性差异，γ-氨基丁酸的含量显著提高；同时，青稞的持水力、水溶指数和持油力显著增加，主要是由于发芽处理使青稞中小分子物质增多，发芽可以进一步提高青稞的营养价值。

表2 非油炸青稞麻花感官评价表

2.2 发芽青稞粉对青稞粉-小麦混粉加工特性的影响

2.2.1 发芽青稞粉添加量对混粉粉质特性的影响

面团的形成时间、稳定性均反映面筋强度的关键参数[30]。由表3得出，随发芽青稞粉的添加量增大，面团的吸水率显著增加(P<0.05)，主要是由于发芽导致青稞粉中的小分子增多，导致持水力与水溶指数增加，因此吸水率增加；形成时间与稳定时间呈显著减少趋势(P<0.05)，表明发芽青稞粉的添加使面团在形成过程中对外界剪切力抵抗作用降低；弱化度与对照组相比有显著性变化(P<0.05)，呈增大趋势，表明随着发芽青稞粉所占比例增多，面团的网络结构变得疏松。

2.2.2 发芽青稞粉添加量对混粉糊化特性的影响

面粉的糊化特性主要受小麦粉中淀粉含量、面筋网络结构等因素的影响。如表4所示，混粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度随发芽青稞粉添加量显著下降(P<0.05)，可能是由于发芽青稞粉中活化内源酶如α-淀粉酶引起淀粉被降解，导致淀粉含量降低，从而对淀粉糊化过程产生影响；回生值显著减小(P<0.05)，表明发芽青稞粉可以抑制糊化淀粉的重结晶，延缓老化速率。可能与发芽过程中产生的活化酶有关，有研究表明α-淀粉酶水解淀粉产生糊精阻碍淀粉之间的相互作用，从而抑制淀粉的回生[31，32]。

表3 发芽青稞粉对混粉粉质特性影响

2.2.3 发芽青稞粉添加量对面团动态流变学特性的影响

从图1中可知，频率扫描用于测试面团的黏弹性。随着频率的增加，面团样品的G′均大于G″，tanδ均小于0.55，表明面团中各物质表现出较好的流动性[9]。当发芽青稞粉添加量小于4%时，面团的G′和G″均高于对照组，说明添加适量的发芽青稞粉可以改善面团的黏弹性。随着添加量的增大，G′和G″逐渐减小，一方面由于发芽青稞粉是固体粉末，使得体系的流动性降低；另一方面可能是由于发芽青稞粉添加过多导致面筋蛋白网络结构破坏严重。故发芽青稞粉添加量为4%时，既可以增强面团的弹性性能，又可以降低面团的易流动性。

2.3 发芽青稞粉添加量对面团微观结构的影响

添加不同比例发芽青稞粉的混粉面团微观结构如图2所示，其中椭圆形和球形颗粒为青稞淀粉，呈椭圆形且表面光滑的颗粒为小麦淀粉，发芽后的青稞淀粉其形状没有太大变化，表面凹痕和孔洞增多[26]。随着发芽青稞粉添加量的增多，表明有凹痕的淀粉颗粒增多，且淀粉颗粒被重新包裹。且相比于对照组，

表4 发芽青稞粉添加量对混粉糊化特性的影响

实验组中有更多不规则的淀粉小颗粒。有研究表明小的淀粉颗粒可以增加填充度，改善面团形成过程中淀粉与蛋白质之间的相互作用，提高面团的强度[15]。

2.4 发芽青稞粉对面团中蛋白二级结构的影响

使用Omnic 8.2软件截取酰胺I区(1 600～1 700 cm-1)，通过高斯去卷曲、二阶导数拟合，使残差最小[25]。其中1 646～1 664 cm-1为α-螺旋，1 615～1 637 cm-1和1 682～1 700 cm-1为β-折叠，1 664～1 681 cm-1为β-转角，1 637～1 645 cm-1为无规卷曲[32]。如图3所示，图谱上存在明显的酰胺Ⅰ区、酰胺Ⅱ区和酰胺Ⅲ区的特征吸收峰。酰胺Ⅰ区中的α-螺旋和β-折叠被认为是较有序的蛋白二级结构，具有刚性且稳定性较高，而β-转角和无规卷曲是无序结构[33]。如表5所示，添加发芽青稞粉比不加发芽青稞粉面团的α-螺旋分别增大了7.60、13.36、12.66、16.82、34.46%，而β-折叠分别减小了3.84、3.92、5.34、8.10、14.40%，α-螺旋增加幅度较大，说明添加发芽青稞粉可以增加青稞-小麦粉面团的稳定性。

图1 发芽青稞粉添加量对面团动态流变学特性的影响

图2 发芽青稞粉添加量对面团微观结构的影响

图3 添加发芽青稞粉的面团中蛋白质二级结构的傅里叶红外光谱图

表5 发芽青稞粉添加量对面团中蛋白质二级结构的影响

2.5 发芽青稞粉添加量对非油炸青稞麻花的品质影响

2.5.1 发芽青稞粉添加量对非油炸青稞麻花质构特性与色泽的影响

将最大峰值力定义为硬度；线性距离定义为酥脆性；表6可以看出，从质构特性上看，添加发芽青稞粉降低了麻花的脆度，硬度无显著变化。色泽上看，麻花的亮度(L*)和总色差(ΔE)添加量小于6%时，变化不显著，大于6%时，显著降低；红度(a*)和黄度(b*)值呈先增大后减小的趋势。主要是发芽过程中淀粉和蛋白质酶促降解产生的小分子在烘烤过程中也引起的美拉德反应[9]。

表6 发芽青稞粉添加量对非油炸青稞麻花的客观评分的影响

2.5.2 发芽青稞粉添加量对非油炸青稞麻花感官品质的影响

发芽青稞粉添加量对非油炸青稞麻花综合感官评分如图4a所示，随着发芽青稞粉添加量的增加，麻花的感官评分先增大后减少，添加量为4%时，感官评分最高。由感官雷达图4b可看出，发芽青稞粉对麻花的口感、色泽、组织结构及气味均有影响，其中色泽的接受度逐渐降低；口感、气味先增大后减小，但均高于对照组，主要是由于发芽青稞粉的添加改善了面团的特性，从而改善非油炸青稞麻花的感官品质，增强麻花的口感和气味，且在4%时达到最佳。

图4 发芽青稞粉添加量对非油炸青稞麻花的感官评分的影响

3 结论

对添加发芽青稞粉的青稞-小麦粉面团特性进行分析，随着发芽青稞粉的增加，面团的吸水率增加，形成时间与稳定时间逐渐减小；面团的弹性模量和黏性模量先增大后减小；添加适量的发芽青稞粉可以抑制淀粉糊化膨胀过程，改善面团的稳定性，延缓淀粉的老化；随着发芽青稞粉的增加，面团中的α-螺旋呈增大趋势，β-折叠呈减小趋势，但总体来说，α-螺旋增加的幅度较大，面团相对稳定。

对添加发芽青稞粉的青稞-小麦粉非油炸青稞麻花客观品质进行分析，随着发芽青稞粉的增加，使麻花亮度和总色差显著降低，色泽变暗，添加量小于4%时，色泽接受度最好；麻花的脆度降低，硬度无显著变化。随着发芽青稞粉的添加，麻花的口感、气味和组织均先增大后减小，添加量为4%时，各指标的评分最高，综合感官在可接受范围内。综合麻花整体品质特性，青稞-小麦粉中发芽青稞粉的添加量应不超过4%。