青稞全粉对面团特性的影响

朱明霞，白婷，靳玉龙，张玉红

西藏自治区农牧科学院农产品开发与食品科学研究所（拉萨 850000）

随着生活水平的提高和饮食习惯、膳食结构的改变，人们食用越来越精致的食物，精米、精面的消费量明显增加，而杂粮类食物的消费量减少，导致糖尿病、心血管疾病、肥胖症等与饮食相关的富贵病的发病率提高。这主要是由于谷物加工过于精细化，损失矿物质、纤维素等营养物质，导致膳食结构不平衡[1]。因此，近年来燕麦、黑麦、荞麦、玉米、大麦等杂粮粉与小麦粉搭配成为平衡小麦粉营养的有效途径[2]。青稞作为裸大麦具有高蛋白质、高纤维、高维生素、低脂肪、低糖的特点，其蛋白质含量平均为11.37%，高于小麦等其他粮食作物，并含有18种氨基酸[3-4]。青稞富含维生素和β-葡聚糖，其中β-葡聚糖约占籽粒质量的4%~8%，是食物中可溶性纤维的最佳来源[5]。淀粉占籽粒质量的50%~67%[6]，其中支链淀粉含量在74%~78%。青稞具有独特的风味，还有“三高二低”的特点且富含维生素和β-葡聚糖，其营养价值也满足人们对健康的需求。因此具有抗癌、降血脂和降血糖等特殊功效，有广阔的市场开发前景。

青稞作为西藏的主要粮食作物之一，在西藏具有重要的战略意义，长期以来都是藏区主要的栽培作物，播种面积和总产量始终位居前茅[7-9]。青稞具有食用、饲用、酿造及药用等多种用途，是藏族同胞的特需传统主粮和酿造青稞酒、青稞啤酒的原料。但由于青稞原料的口感粗糙，消化率较低，大部分用于饲料工业和啤酒工业，食品加工产业应用较少。青稞粉蛋白质含量高，但几乎不含面筋蛋白，不能形成面筋网络结构，也很难形成具有黏弹性的面团，而只能形成可塑的硬面团，因此限制了青稞在许多食品尤其是发酵面制品中的应用。而且，青稞粉支链淀粉含量高，溶液黏度高，也导致其生产应用受到限制。国内外有研究者利用燕麦、荞麦、大麦、大豆、玉米等杂粮粉替代小麦粉，研究其对面团特性及面制品品质的影响。王杰琼等[10]研究结果表明，随着燕麦全粉替代比例增加，混合粉的湿面筋含量显著降低，面团的吸水率增大，燕麦全粉的替代比例小于20%时，混合粉仍具有较好的加工特性，更高含量燕麦全粉的加入会导致馒头的比容和弹性显著降低，硬度明显增大。冯世德等[11]认为，玉米粉添加量为20 g/100 g面粉时，玉米粉的添加阻碍了面筋网络结构的形成。陈中爱等[12]认为，从质构特性来看，粗粮粉添加量不应超过12%。崔丽琴等[13]研究表明，随着豆渣粉含量增加，面团的延伸性、拉伸能量、湿面筋含量减低，面筋的网络结构连续性变差，网络断裂。李真等[14]研究表明，随着大麦粉添加量增加，大麦-小麦混合粉的湿面筋含量降低，面团吸水率增加，形成时间、稳定时间显著降低，面团组织变得粗糙。

国内关于不同添加量青稞全粉与小麦粉混合面团的特性研究尚不多见。试验以青稞全粉与面包小麦面粉为原料制备面团，研究不同添加量青稞全粉对青稞-小麦混合面团特性的影响，并分析其变化规律，为青稞在发酵面制品中的使用提供参考依据，并为如何改善高含量青稞粉发酵面制品品质奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

藏青2000；面包用小麦粉（河南新良食品有限公司）；安琪高活性干酵母、面包改良剂（安琪酵母股份有限公司）；糖、食盐、奶粉、鸡蛋、黄油等原辅料（市售）；参试材料的基本营养品质见表1。

表1 参试材料的基本营养品质 单位：%

1.2 仪器与设备

Y38粉质仪（土耳其YUCEBAS）；Y03拉伸仪（土耳其YUCEBAS）；GM2200型面筋仪（美国PE公司）；TMS-Pro质构仪（美国FTC公司）；JEOLJSM-6360LV型扫描电镜（日本电子株式会社）。

1.3 试验方法

1.3.1 原料处理及制备

青稞经过清洗，晾干，磨粉，过0.180 mm（80目）孔径筛，为青稞全粉。按每百克小麦粉中分别添加10，20，30，40和50 g青稞全粉的比例配制成混合粉，以不添加青稞粉的纯小麦粉为对照组。将除黄油外的原料混合均匀，搅拌成团后加入黄油，继续搅拌至面团表面光滑可成膜的成型面团。

1.3.2 面粉粉质特性的测定

按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》的方法进行测定。

1.3.3 拉伸特性的测定

按GB/T 14615—2006《小麦粉面团的物理特性 吸水量和流变学特性的测定 拉伸仪法》的方法进行测定。

1.3.4 湿面筋含量测定

青稞-小麦混合粉的湿面筋含量测定参照AACC 38-12A法[15]。每组样品重复测定3次，取平均值。

1.3.5 面团质构的测定

将各处理面团压制成宽4 mm、高3 mm的面条，分别取表面状况均匀一致的面条放于载物台上，取用TPA探头，平行测定3次，取平均值。测定参数：测前速度1.00 mm/s；测试速度1.00 mm/s；测后速度1.00 mm/s；压缩程度70%；下压距离8 mm。

1.3.6 面团发酵性的测定

将成型的面团分割出3个8 g的小面团，搓圆后放入带刻度的高型烧杯中，并将顶部压平，使面团贴合烧杯内壁，无空隙。记录初体积，再放入醒发箱中发酵。发酵条件为温度30 ℃、85%湿度。分别记录0，20，40，60，80和100 min时的面团体积。取3个面团体积平均值为最终面团发酵体积。

1.3.7 面团微观结构观察

从面团中取3~5 mm3的小面团作为测试样，立即浸泡于0.2 mol/L pH 7.2磷酸缓冲液配制的3%戊二醛中，在4 ℃下固定24 h。用0.1 mol/L pH 7.2的磷酸缓冲液清洗3次，每次5 min，用锇酸固定1.5 h，重新用pH 7.2的磷酸缓冲液清洗3次，每次5 min。依次用30%，50%，70%，90%和100%的乙醇脱水，每次20 min。样品以真空冷冻干燥处理后，用双面胶带粘在样品台上，经IB-5离子溅射仪镀金100 A后用JEOL-JSM-6360LV型扫描电镜观察拍照，加速电压10 kV，照片放大倍数为500倍。

1.4 数据处理

数据应用SPSS 22.0和Excel进行统计分析。

2 结果与讨论

2.1 青稞全粉对面粉粉质特性的影响

由表2可以看出，青稞全粉的添加显著影响青稞-小麦混合面团的粉质特性，随着青稞全粉添加量增加，面团的持水率不断增加，各处理间有显著性差异，这可能是由于青稞全粉中含大量膳食纤维，具有较强的吸水能力。面团的形成时间反映面团面筋网络的形成速度。青稞全粉添加越多，面团形成时间就越长，面团面筋网络结构形成的速度就越慢。可能是由于青稞全粉膳食纤维含量高吸收大量水分，使得面粉颗粒不能完全吸水，导致面筋蛋白网状结构很难形成，延缓了面团的吸水，从而延长了面团的形成时间[16-17]。面团的稳定性反映了面团对剪切力降解具有的抵抗力的大小，即面团的耐搅拌程度[18]。稳定时间越长，面团韧性越好，面筋的强度越大。面团的稳定时间和粉质指数随着青稞全粉添加量增加而显著下降，由于青稞粉本身不含面筋蛋白并具有大量膳食纤维，随着添加量的增加破坏了面团面筋网络结构，不利于面团稳定性的形成，降低了面团粉质指数和面粉筋力。

表2 青稞全粉对面粉粉质特性的影响

2.2 青稞全粉对面团拉伸特性的影响

试验测定面团在醒发时间90 min时，青稞全粉不同添加量面团的拉伸特性参数。由表3可知，青稞全粉的添加不同程度地影响面团的拉伸特性，与对照相比，添加青稞全粉面团的延伸度显著下降，并随着添加量增加而降低。青稞粉添加量10%时，面团的最大拉伸阻力和拉伸阻力最大，随着添加量继续增加而显著降低，说明添加适量的青稞粉能够增强面团的筋力，但破环面团延伸性，可能是青稞粉中麸皮和膳食纤维吸收大量水分改变了面团面筋蛋白结构所造成。拉伸比即抗拉强度，是衡量拉伸阻力与延伸度平衡的一个指标，拉伸比越大，阻抗性就越大，延伸性就越小，面团起发性不好，发酵时受阻，面团坚硬[19]。随着青稞全粉添加量增加，面团的最大拉伸比和拉伸比呈先增加后降低趋势。拉伸能量亦称拉伸面积代表面团的强度。曲线面积越大，表示面粉筋力越强，面粉烘焙品质越好。随着青稞全粉添加，面团的拉伸能量呈下降趋势，但添加量10%时，拉伸能量与对照没有显著差异。这说明适量添加青稞全粉可以提高面团的韧性和筋力，但破坏面团的面筋网络状态，发酵时面团膨胀受阻，面团不易充分醒发，导致烘焙食品体积减小，内部结构差。

表3 青稞全粉对面团拉伸特性的影响

2.3 青稞全粉对面团湿面筋含量及质构的影响

由表4可以看出，随着青稞全粉添加量增加，青稞-小麦混合面粉中的湿面筋含量表现为显著下降趋势，各处理间均呈显著性差异，这可能是由于青稞不含面筋且含有大量膳食纤维，青稞粉颗粒不但不能和小麦面筋蛋白结合，还阻碍了面筋网络结构的形成，导致混合粉中的湿面筋含量显著降低。马涛等[20]指出面团的变化几乎是所有化学键共同作用的结果，这些原因都将导致高替代比例的杂粮面团无法形成连续的面筋而被水洗分离[21]。面团的硬度和咀嚼性随着青稞全粉添加量增加呈增大趋势，但添加量10%和20%时，与对照相比没有显著差异，添加量超过20%时，硬度和咀嚼性与对照均有显著性差异，这可能是由于青稞全粉吸水率较高，且无法形成网络结构，它们充填在面筋网络中使得面筋的延展性变差、气室减小，导致面团硬度和咀嚼性增加。面团的黏附性呈现先增加后下降的变化趋势，添加青稞粉的处理与对照均呈显著性差异，但添加青稞粉的处理间无显著差异。面团的弹性随着青稞粉添加量增加而减小，添加量小于20%时，与对照没有显著差异，添加量大于20%时，与对照有显著差异，但各处理间没有显著差异，说明青稞粉添加量大于20%时，面团的弹性就急剧降低，面筋网络结构就无法形成。

表4 青稞全粉对面团湿面筋含量及质构的影响

2.4 青稞全粉对面团发酵特性的影响

酵母和面包的持气性能可以用发酵特性来衡量，面团的发酵性越强，面包的体积就越大。由图1可知，随着发酵时间延长，面团的发酵体积不断增加。发酵前期（60 min以前），面团体积增加速度较快，发酵后期（60~100 min），面团体积增加速度逐渐变慢，并达到最大发酵体积。这是由于在发酵早期，酵母活化、增殖后，进行有氧呼吸，释放大量CO2，填充在面筋网络中，使面团体积快速增大。在发酵后期时，面团中酒精和酸度高，抑制了酵母活性，并且面筋网络被破坏，部分CO2逸出，所以面团体积增速变慢[22]。面团的发酵体积随着青稞全粉添加量增加而呈下降趋势，添加青稞粉的面团体积与对照相比均呈显著性差异。添加青稞粉40%和50%时，整个发酵过程中的面团发酵体积都没有显著性差异，说明青稞粉添加40%时，就完全破坏了面团的面筋网络结构，显著降低了面团的持气能力。与表3中，拉伸比越大，延伸度就越小，面团发硬，起发性不好，发酵时就受阻结果相符合。

图1 青稞全粉对面团发酵特性的影响

2.5 青稞全粉对面团微观结构的影响

由图2可以看出，小麦面团的面筋网络结构具有较好的连续性，把淀粉颗粒全部包裹在面筋内部[23]。随着青稞全粉添加量的增加，淀粉颗粒暴露于面筋网络结构的外面，面团面筋网络开始出现断裂、不连续，出现空洞，甚至不能形成面筋网络结构。添加量小于30%时，面团面筋蛋白结构还可以形成，但淀粉颗粒开始暴露在网络结构外，面筋网络出现少量断裂。添加量大于30%时，面团面筋严重破坏、网络结构断裂严重，出现较大的空洞，几乎看不到面筋的网状结构。青稞粉含量高完全破坏了面团的三维面筋网络结构，这与青稞粉不含面筋蛋白，不能形成面筋网络结构，并且大量添加时，青稞淀粉颗粒填充在面筋网络中，使得面筋结构连续性、延展性变差，出现大的空洞，发酵时面团没有膨胀力，导致面团结构紧实而没有弹性。扫描电镜结果进一步证实添加青稞粉阻碍了面筋网络结构的形成，并且使面团的湿面筋含量减少、品质降低，添加量越多，面团的面筋网络结构就越不能形成。

图2 青稞全粉添加量对面团微观结构的影响

3 结论

试验通过研究不同添加量的青稞全粉对面粉的粉质特性、面团的拉伸特性、湿面筋含量、质构、微观结构的影响。结果表明，随着青稞全粉添加量增加，面团的持水率和形成时间不断增加，面团的稳定时间、粉质指数和延伸度显著下降，说明随着青稞全粉添加量增加，不利于面团稳定性形成，并且降低面团粉质指数和面粉筋力。

青稞粉添加量10%时，面团的最大拉伸阻力和拉伸阻力最大，随着添加量增加而显著降低；随着青稞全粉添加量增加，面团的拉伸能量、弹性和发酵体积呈下降趋势，但添加量10%时，拉伸能量与对照没有显著差异，添加量小于20%时，弹性与对照没有显著差异，添加量40%和50%时，整个发酵过程中的面团发酵体积都没有显著性差异；面团的硬度和咀嚼性随着青稞全粉添加量的增加呈增大趋势，添加量小于20%时，与对照相比没有显著差异，添加量超过20%时，与对照均有显著性差异。说明适量添加青稞全粉可以提高面团的韧性和筋力，添加量大于20%时，阻碍了面团面筋网络结构的形成，添加量大于40%时，就完全破坏面团的面筋网络结构，发酵时面团膨胀受阻，面团不易充分醒发。对于微观结构来说，青稞粉添加量大于30%时，面团面筋严重破坏、网络结构断裂严重，出现空洞，几乎看不到面筋的网状结构。