小麦粉受热对面团流变学特性及馒头品质的影响

林江涛，孙灵灵，黄美琳，谷玉娟

（河南工业大学粮油食品学院，河南郑州 450000）

小麦粉是面制食品的重要原料，在储藏和加工过程中会受到热的影响，淀粉的部分糊化和蛋白质的部分变性导致小麦粉品质发生变化，从而影响面制品的加工品质和食用品质[1,2]。小麦粉受热方式包括主动受热和被动受热，小麦粉热处理是一种主动让小麦粉受热的方式，它是主动对小麦粉进行加热处理，以改善其品质，提高使用价值。不同学者对不同的热处理方法和热处理改善小麦粉品质的机理进行了研究。在不同的热处理方式下，小麦面筋强度的变化趋势也会不同。适当的热处理可以增强面筋强度，但处理过度时面筋强度就会被弱化。李怡林[3]通过分析两种不同的热处理方式对小麦粉品质的影响，发现微波处理对小麦粉水分、白度、水溶性蛋白质的影响比较大，而水浴处理对脂肪酸含量的影响比较大。M.L.Sudha等[4]对全麦粉进行干热和湿热处理，发现干热处理全麦粉的降落数值比湿热处理的高，且皆高于原粉。李东森等人[5]运用流化床在不同温度和不同时间条件下对面粉进行热处理，发现与原粉相比处理后面粉降落数值随着温度的增加和时间的延长呈明显下降趋势。适当的热处理使面团的弹性模量增强，黏性模量下降[6]。Hormodok等[7]发现添加干热处理面粉的面条，内聚性、咀嚼性和拉伸性显著性提高。Bean等[8]发现在71 ℃下对小麦粉热处理4～5 d和Chesterton等[9]发现在130 ℃下对面包粉处理15 min，蛋糕的质构、色泽、感官等品质最好。

小麦粉在储藏中的受热是可以避免的，但在加工过程中尤其是小麦粉在输送和运输时的受热是难以避免的。当输送距离远、空气升温，过热的管道与空气会引起小麦粉蛋白质变性，改变小麦粉的流变学特性，使小麦粉失去食用价值[10,11]。小麦粉在加工过程中被动受热时小麦粉水分含量降低，并随着处理温度和时间的增加，清蛋白和球蛋白含量降低，醇溶蛋白和麦谷蛋白含量呈先升高后降低趋势；游离巯基和二硫键含量发生显著性变化。适当的热处理使面团的坚实度和粘弹性增大，并对最终面制品也会产生一定影响[12]。

目前对小麦粉进行主动热处理的研究较多，但对小麦粉在加工过程中被动受热的研究还是较少。该文拟采用滚筒式电磁炒货机模拟工厂管道输送小麦粉环境，对小麦粉进行干热处理，研究小麦粉受热对面团流变学特性及馒头品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

中筋小麦粉，河南天香面业有限公司生产。

1.2 仪器与设备

DCCZ 3-4型微型电磁炒货机，许昌智工机械制造有限公司；FA2204B型电子天平，上海越平科学仪器(苏州)制造有限公司；RVA-TM型快速黏度分析仪，瑞典PERTEN公司；810152自动型粉质仪，德国Brabenber公司；860704电子型拉伸仪、TA-XT Plus质构仪，德国Stable Micro Systems公司；CR-410色彩色差计，日本柯尼卡美能达公司。

1.3 实验方法

1.3.1 不同受热程度小麦粉样品制备

采用滚筒式电磁炒货机分别在60、70、80、90 ℃时对小麦粉处理10、20、30、40、50 s，处理功率为1.8 kW，转速为36 r/min。

面团的制备：参考GB/T 35991-2018制备面团。

馒头的制备：根据GB/T 35991-2018方法制作馒头。

1.3.2 测定方法

（1）糊化特性的测定：采用GB/T 24853-2010快速黏度法。

（2）粉质特性的测定：采用GB/T 14614-2019粉质仪法。

（3）拉伸特性的测定：采用GB/T 14615-2019拉伸仪法。

（4）馒头质构特性测定：采用TA-XT Plus质构仪，探头为P/36，测定参数：测前、测中、测后速度分别为3.0、1.0、1.0 mm/s；压缩比为50%；时间间隔：5.0 s。馒头厚度约12 mm，选取中间三片进行测定。

（5）馒头比容和宽高比的测定：用小米置换法测量体积，计算比容。使用游标卡尺测量馒头的宽和高，计算宽高比。

（6）馒头色泽的测定：采用色差计对馒头片色泽进行测定，测定值分别为L*、a*和b*。

1.3.3 数据处理

采用Origin 8.5进行图表绘制，采用SPSS软件对数据进行分析。每次实验重复3次，采用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 小麦粉受热对糊化特性的影响

糊化特性可以评价和检验小麦及小麦粉基础品质，影响馒头、面条、面包等面制品品质[13-15]。峰值黏度指加热使试样开始糊化至冷却前达到的最大黏度值，最终黏度表示面粉样品经熟化后再冷却形成黏糊或凝胶的能力。衰减值反映在加热过程中淀粉颗粒结构的稳定性，衰减值越大，说明淀粉结构越不稳定。表1显示不同受热条件下小麦粉的糊化特性，随着温度的升高、时间的增加，受热后小麦粉的峰值黏度、最低黏度、衰减值、最终黏度和回生值，总体呈先升高后下降的趋势。热处理引起蛋白二级结构交联及构象的变化会影响麦醇溶蛋白、球蛋白以及清蛋白，适度的热处理促进面粉中淀粉与蛋白反应，从而使得小麦粉的糊化特性改变，其黏度增加[16]。在90 ℃条件下对小麦粉处理90 s时，小麦粉峰值黏度最低，与未处理的小麦粉相比小麦粉的峰值黏度降低7.01%，峰值黏度降低可能是由于淀粉受到热处理破坏而导致膨胀能力的下降[17]。同时王伟玲[18]和李明菲[19]通过热处理对小麦粉进行研究，发现与未处理的小麦粉相比，热处理降低了小麦粉的糊化温度，这与本文研究结果一致。与原粉相比，受热后小麦粉的最低黏度降低9.44%、最终黏度降低5.58%。

表1 不同受热条件下小麦粉糊化特性的变化Table 1 Changes in pasting properties of wheat flour under different heating conditions

2.2 小麦粉受热对粉质特性的影响

粉质曲线表征面团的耐搅拌特性，可提供量化指标来评价小麦粉的质量。小麦粉与水混合后，在适当揉混作用下，形成具有黏弹性的面团[19]。不同受热条件下小麦粉粉质特性如表2所示。形成时间是指开始加水直到面团稠度达到最大时所需要的揉混时间，表示小麦粉的筋力强弱。不同处理温度和处理时间下的样品间形成时间无显著性差异，面团形成时间与面筋含量有关，形成时间短，表明面筋含量低。稳定时间是指粉质曲线首次达到500 FU线与离开500 FU线所需的时间差值，表示小麦粉形成面团时耐机械搅拌的能力，稳定时间长说明面团韧性和操作性能好，面筋强度大。在受热温度60 ℃、70 ℃、80 ℃条件下处理10 s时稳定时间均高于原粉，但整体无显著性差异。当处理温度和时间增加时面团稳定性降低，这可能与醇溶蛋白、谷蛋白和醇/谷蛋白比例有关[20,21]。处理温度升高后小麦粉弱化度增大，在90 ℃条件下处理10 s时，达到最大值。弱化度代表面团对机械搅拌的承受能力，也代表面筋强度。弱化度增大，表明面筋强度变弱，面团的操作性能和稳定性下降。对面粉适度热处理，可以增加面团稳定性；但处理过度时，破坏了面粉中的淀粉颗粒，蛋白质聚集增加过度从而使面团稳定性降低。

表2 不同受热条件下小麦粉粉质特性的变化Table 2 Changes in farinograph properties of wheat flour under different heating conditions

2.3 小麦粉受热对拉伸特性的影响

拉伸特性是指面团的延展性和拉伸阻力，反映面团弹性和延展性[22]。表3、4、5分别为不同受热条件下小麦粉醒发45 min、90 min、135 min时的拉伸特性变化。由表3可知，醒发45 min时，受热后小麦粉面团拉伸曲线面积均低于原粉，说明受热后小麦粉面团从拉伸到拉断为止所需总能量降低，面团筋力变弱。除60 ℃处理20 s外，受热后样品的延伸性均低于原粉，延展性降低，可能是由于淀粉-蛋白相互作用增强所导致[18]。同时王伟玲[23]的研究结果表明适当的热处理使面团的延展性降低，这与本文的研究结果一致。面团的强度和筋力可以用面团拉伸阻力表示。在60 ℃、70 ℃时，随着受热时间的延长拉伸阻力呈先降低后升高的趋势；在80 ℃、90 ℃时，随着时间的增加拉伸阻力呈先升高后降低的趋势；在10、20、30 s时随着温度升高拉伸阻力呈先升高后下降的趋势，可能是由于热处理使淀粉和蛋白质结构发生轻微改变，且面团中的分子链交联更加紧密，从而使拉伸阻力的增加，但当热处理过度时淀粉结构遭到破坏，蛋白质过度聚集，从而使拉伸阻力降低[23]。在40、50 s时，拉伸阻力无显著性变化。在10、20、30 s时，随着温度的升高，最大拉伸阻力先增大后减小。受热后小麦粉的面团最大拉伸阻力均低于原粉，说明原粉的面团筋力高于受热后小麦粉面团。

表3 不同受热条件下小麦粉拉伸特性的变化（醒发45 min）Table 3 Changes in extensograph propertiesof wheat flour under different heating conditions (fermentation 45 min)

由表4可知，当面团醒发90 min时，受热后小麦粉面团拉伸面积均低于原粉，说明原粉的筋力强度高于热处理过的小麦粉。随着处理温度的升高，面团延伸性下降，延展性降低可能是低分子量蛋白质逐渐聚集成高分子量所蛋白质导致的[23]。延伸性代表面团的拉伸性和可塑性，延伸性下降表示小麦粉品质降低。随着时间的增加，面团拉伸阻力总体呈先升高后下降的趋势；随着温度的增加，面团拉伸阻力总体呈先下降后上升的趋势，拉伸阻力大时面团较硬。随着处理温度和时间的增大，最大拉伸阻力先增加后下降，表明面团筋力先升高后降低。60 ℃处理20、50 s时、70 ℃处理20 s时，处理后小麦粉面团拉伸比例较小。

表4 不同受热条件下小麦粉拉伸特性的变化（醒发90 min）Table 4 Changes in extensograph propertiesof wheat flour under different heating conditions (fermentation 90 min)

拉伸曲线可以反映麦谷蛋白赋予面团的强度和延展阻力。由表5可知，醒发135 min时，受热后小麦粉面团样品间的拉伸曲线面积、延展性无明显变化，说明面团筋力变化不大。拉伸阻力和拉伸面积随着温度和时间的增加，总体先升高后降低，这与王伟玲[18]的研究结果一致。干热处理使淀粉和蛋白质结构发生轻微变化，面团中分子链紧密交联，面团拉伸阻力增加，但处理过度则破坏了淀粉结构，蛋白质过度聚集，从而拉伸阻力降低。

表5 不同受热条件下小麦粉拉伸特性的变化（醒发135 min）Table 5 Changes in extensograph propertiesof wheat flour under different heating conditions (fermentation 135 min)

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2.4 小麦粉受热对馒头品质特性的影响

2.4.1 小麦粉受热对馒头宽高比和比容的影响

图2 不同受热条件下小麦粉馒头比容的变化Fig.2 Changes in specific volume of wheat flour steamed buns under different heating conditions

小麦粉受热对馒头宽高比和比容的影响如图1、2所示，除80 ℃条件下处理10、30 s时，馒头的宽高比小于原粉，其他受热条件下的小麦粉馒头相比于原粉都有塌陷现象，可能与面团的吸水率较大有关[24,25]。馒头的体积与直链淀粉和支链淀粉的含量有关，馒头的比容受质量与体积影响。受热后小麦粉馒头的比容与原粉相比增加22.22%，说明小麦粉适度受热对馒头比容有一定改善作用。

图1 不同受热条件下小麦粉馒头宽高比的变化Fig.1 Changes in width to height ratio of wheat flour steamed buns under different heating conditions

2.4.2 小麦粉受热对馒头色泽的影响

通过色差仪测定馒头色泽，其中L*表示明暗度（黑白），a*表示红绿色，b*表示黄蓝色。不同受热条件下小麦粉制成馒头的色泽变化如表6所示，除90 ℃处理20、50 s外，小麦粉馒头的L*值均低于原粉，说明馒头色泽变暗，这与尚珊研究发现热处理使糯麦面包的L*下降结果一致[26]。处理后的小麦粉馒头的a*值均减小且低于原粉，而b*值均增大且高于原粉，表明馒头色泽发黄，这可能与小麦粉受热后的蛋白质和湿面筋含量变化有关[25]。综合L*值、a*值和b*值，受热后小麦粉制成馒头的色泽变差。

表6 不同受热条件下小麦粉馒头色泽的变化Table 6 Changes in steamed bread color of wheat flour under different heating conditions

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2.4.3 小麦粉受热对馒头质构的影响

当硬度大时，馒头过硬缺少松软的特征，口感偏差。表7为小麦粉受热对馒头质构的影响结果。由表7可知，除60 ℃处理20 s外，受热后小麦粉馒头的硬度均低于原粉，最大降低幅度为62.25%，说明受热后的小麦粉制成的馒头结构强度降低，在感官上用牙咬碎馒头所需的力较小。受热后小麦粉馒头的粘性相比原粉降低75.64%，而在70 ℃处理10 s、90 ℃处理20 s时，馒头粘性高于原粉。处理时间短时馒头粘性较高，于探头接触时用来克服两者表面间吸引力所需要的总功大。除60 ℃处理20 s外，馒头的胶着性、咀嚼性均低于原粉，处理温度高、时间长的馒头胶着性、咀嚼性更小，同时尚珊[26]研究表明热处理时间越长，糯麦面包的胶着性和咀嚼性越低，这与本文的研究结果一致。

表7 不同受热条件下小麦粉馒头质构的变化Table 7 Changes in steamed bread texture characteristics of wheat flour under different heating conditions

3 结论

本文采用干热处理方式，对小麦粉在不同温度和不同时间条件下进行处理，测定小麦粉的流变学特性及其馒头品质的变化。实验结果表明随着温度的升高，受热后的小麦粉峰值黏度、最低黏度、衰减值、最终黏度和回生值，总体先升高后下降。随着受热温度升高、时间延长，小麦粉稳定时间、面团稳定性、耐揉性和耐破坏程度降低，弱化度增加。面团醒发45、90 min时，原粉的面团筋力最强，醒发135 min时，各个样品之间面团筋力变化不大。受热后小麦粉的馒头宽高比和比容增加，随着温度的升高、时间的延长，馒头的色泽变差。受热后小麦粉馒头的硬度降低，处理温度高、时间长的馒头、咀嚼性更小。