不同品种小麦粉的红糖馒头加工适应性研究

刘毓萌，朱科学，郭晓娜，邢俊杰，杨书林，林 娜

(江南大学食品学院1，无锡 214122) (中粮粮谷控股有限公司2，北京 100020)

随着我国经济的转型以及消费者饮食观念的转变，主食馒头朝着多元化、精细化、休闲化的方向发展。红糖馒头作为一种特色主食，因其独特风味、生理功效和香甜口感而深受消费者的喜爱，满足了大众对于食品多样化、营养和口感提升的消费需求，其中红糖保留了甘蔗原有的风味和营养成分，有益气养血、驱寒暖胃等功效[1, 2]。红糖馒头主要以速冻食品形式工业化生产，疫情环境下推动了速冻米面行业快速发展，工厂、餐饮、商超需求量与日俱增，为红糖馒头创造了广阔的市场前景。

小麦粉作为红糖馒头的主要原料，其品质差异直接决定了终产品的品质。市售的相关小麦粉主要是通用馒头粉、包子粉等，并不能满足含糖量较高的红糖馒头的特定加工需求。红糖中含有大量的可发酵糖，它的添加会对面团的发酵特性和馒头品质产生影响。研究表明，蔗糖的存在有助于增加面团的黏性和延展性，延长了面团发酵的漏气时间，从而提高持气能力[3]。Blanco等[4]认为蔗糖含量的减少降低了面团的初始应力，面团变得更加柔软；而在加热条件下，蔗糖减少增加了面团的稠度，加速了弹性到黏性的行为；在烘焙过程中，蔗糖的减少促进面筋水合作用，并产生后续的交联，使淀粉在烘焙过程中膨胀和部分糊化，对终产品产生负面影响。Gélinas等[5]发现面团体系中含有过多的蔗糖和较少的水导致渗透压过高，从而抑制了酵母的产气能力，这可能与面团体系以及酵母种类有关。所以相较而言，红糖馒头对小麦粉的品质要求与普通白馒头大有不同。此外，稳定化、标准化的工业生产需求使其对小麦粉的品质要求进一步提高。目前关于红糖馒头的研究较少，小麦粉特性对红糖馒头品质影响的研究更是鲜有报道。因此，筛选出合适的小麦品种，找到影响红糖馒头品质的重要指标，开发出用于制作红糖馒头的专用小麦粉，是当前研究的关键问题。

本研究以国内外9种小麦粉为原料，对其理化指标、糊化特性、粉质拉伸特性和发酵特性进行测定并制成红糖馒头，分析其对红糖馒头食用品质的影响，选出适合制作红糖馒头的小麦品种；并通过相关性分析探究影响红糖馒头品质的主要指标，以期为红糖馒头专用小麦粉的生产及相关标准的制定提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

9种小麦(鲁麦14、扬麦16、烟农19、宁麦13、澳洲标准白麦ASW、澳洲硬麦AH2、美国红软麦SRW、美国白软麦SWW、法麦FSW)；即发高活性干酵母；泡打粉；红糖。总淀粉含量试剂盒；直链淀粉/支链淀粉比例试剂盒；乳酸，纯度≥85.0%；十二烷基硫酸钠(SDS)，纯度>99.0%；间苯三酚、木糖，纯度≥99.0%；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Buhler MLU-202型自动实验磨粉机，Microtrac S3500型激光粒度分析仪，K9840型自动凯氏定氮仪，JNL-12XB型马弗炉，Brabender 827504型粉质仪，Brabender拉伸仪，RVA 4500型快速黏度分析仪，RheoF4型流变发酵测定仪，ARM-01型和面机，SK-240型压面机，K12-RE64D32-1G型醒发箱，SCC WE 61型万能蒸烤箱，SM302N型切片机，Volscan Profiler 300型体积测定仪，TA.XT plus型物性测试仪。

1.3 实验方法

1.3.1 小麦原料处理

将9种小麦原粮进行清理、润麦，角质率大于70%的小麦润22～24 h，角质率小于70%的小麦润18～20 h，用自动实验磨粉机磨粉，出粉率为(68±2)%，小麦粉常温放置15 d后进行指标测定及红糖馒头制作。

1.3.2 小麦粉理化特性的测定

1.3.2.1 小麦粉基本理化特性的测定

含水量的测定参照GB/T 5009.3—2016；灰分含量的测定参照GB/T 5009.4—2016；蛋白质含量的测定参照GB/T 5009.5—2016的凯氏定氮法；湿面筋含量的测定参照GB/T 5506.1—2008的手洗法；SDS沉淀指数测定参照GB/T 15685—2011；总淀粉的测定参照AACC 76-13[6]，使用试剂盒测试；糊化特性的测定参照 GB/T 24853—2010，选择标准程序1；粉质拉伸特性的测定参照GB/T 14614—2019和GB/T 14615—2019；小麦粉溶剂保持力(SRC)的测定参照GB/T 35866—2018。

1.3.2.2 小麦粉粒径的测定

参照Niu等[7]的方法并稍作修改，采用Microtrac S3500 激光粒度分析仪测定，连接干法进样装置，设置折射参数为1.59，测量时间为10 s。D50表示粒径分布曲线中有50%样品颗粒的直径小于或等于此值。

1.3.2.3 麦谷蛋白大聚体(GMP)含量的测定

参照Weegels等[8]的方法将50 mg小麦粉分散至1 mL 1.5% SDS溶液中，漩涡混匀，于37 ℃ 恒温振荡培养箱中30 min使其充分混匀[9]，然后在20 ℃、15 500 g条件下离心30 min，弃上清液，采用凯氏定氮法将测得沉淀中的蛋白质含量作为GMP的近似含量。

1.3.2.4 麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例的测定

参照GB/T 5506.1—2008手洗法获得湿面筋，将其冷冻干燥后磨粉并过80目筛。参照Song等[10]的方法稍作修改，称取1 g面筋蛋白粉末与15 mL 70%乙醇溶液混合，室温下磁力搅拌24 h后离心(5 000 g，15 min，20 ℃)，收集上清液。沉淀再用70%乙醇溶液重复提取3次，合并上清液并用70%乙醇溶液定容至50 mL即为醇溶蛋白，离心所得沉淀即为谷蛋白。利用凯氏定氮法分析面筋蛋白中的总蛋白含量以及上清液中的蛋白质含量。

1.3.2.5 膨胀势的测定

参照McCormick等[11]的方法，准确称取0.25 g小麦粉于10 mL离心管中，并加入5 mL去离子水，漩涡振荡10 s使其混匀，然后放入70 ℃水浴锅中10 min，期间拿出涡旋振荡20 s，再将试管放入100 ℃水浴锅中加热10 min，之后放入冷水中冷却5 min，最后在室温下于1 700 g下离心4 min，小心地除去上清液，并将离心管倒立在试管架上沥水10 min后称重，沉淀物质量与初始样品干质量的比值即为膨胀势。

1.3.2.6 直链淀粉/支链淀粉比值的测定

参照Gibson等[12]的方法，使用Megazyme试剂盒测定。

1.3.2.7 戊聚糖含量的测定

参照Douglas等[13]和Kiszonas等[14]适当修改后的热酸水解比色法进行测定。称取5 mg小麦粉，加入10 mL提取液(110 mL冰醋酸、2.3 mL 浓盐酸、5 mL 10%间苯三酚/乙醇溶液、1 mL蒸馏水)和2 mL蒸馏水混匀，沸水浴25 min，期间拿出振荡2次。冰浴迅速冷却至室温(管子水平放置，并用锡箔纸覆盖)，15 min内测定样品在505 nm和558 nm下的吸光度，用558 nm处减去505 nm处的吸光度值，与标准曲线(0～0.3 mg/mL木糖标准液)对照计算样品的木糖含量。

戊聚糖含量=样品的木糖含量×0.88(木糖与戊聚糖的换算系数)÷样品干质量

1.3.2.8 木聚糖酶的测定

参照Gys等[15]的方法提取粗酶液并用DNS法[16]测定。称取1 g小麦粉与10 mL醋酸钠缓冲液(100 mmol/L，pH 4.5)混匀，室温提取1 h后离心(10 000 g，30 min，6 ℃)，取上清并进行适当稀释，得到粗酶液。向已预热至40 ℃的1.8 mL木聚糖底物溶液(10 mg/mL，醋酸钠缓冲液配制)中加入0.2 mL粗酶液，40 ℃保温5 min后，加入3 mL DNS溶液，沸水浴15 min，取出并加入1 mL 40%酒石酸钾钠溶液，混匀，室温冷却15 min，测定540 nm处吸光度。每分钟释放的木糖还原糖当量的微摩尔数为一个酶活力单位U。空白对照(以缓冲液代替酶液)和标准液(以0～10 μmol/L木糖标准溶液代替酶液)在DNS之后、沸水浴之前加入反应体系。

1.3.2.9 面团发酵流变特性的测定

参照Rezaei等[17]的方法稍作修改，采用 F4 流变发酵仪测定，仪器参数为：面团质量300 g，面团上砝码质量为 2 000 g，测定温度 45 ℃，测试时间 3 h。

1.3.3 红糖馒头的制作方法

将一定量的小麦粉、1%高活性干酵母、1%泡打粉混合均匀后倒入和面机，用适量的35 ℃温水(按吸水率的78%添加)溶解24%红糖，并缓慢转移至和面机，调至1档搅拌8 min形成光滑且不沾手的面团，以0.5 cm压距压延8～10次。将压好的面片卷起，手工搓成直径为4cm的圆柱形长条，用切刀分割成长约4.5 cm的馒头坯(质量为65 g)，放入温度为45 ℃、相对湿度为60%的醒发箱中醒发40 min，之后蒸制20 min，焖1 min，制得红糖馒头。各配料比例均以小麦粉总质量为基准。

1.3.4 红糖馒头高径比和比容的测定

用游标卡尺测量馒头的高度和直径，其中高度为顶端到底部的距离，直径为两侧刀切面之间的距离，高度和直径的比值即为高径比。

红糖馒头在室温下冷却 20 min ，用分析天平测定质量(精确至0.01 g)，体积测定仪测定体积，转速为1 r/s，体积与质量的比值即为红糖馒头的比容。

1.3.5 红糖馒头质构特性的测定

参照Cao等[18]的方法并稍作修改，红糖馒头在室温下冷却1 h后，用切片机将其切成厚12 mm的均匀薄片，取馒头中间2～3片。采用TA-XT Plus 质构分析仪的TPA测试模式，选用P/36 R圆柱形探头，测试距离20 mm，测前速率3.00 mm/s，测试速率1.00 mm/s，测后速率1.00 mm/s，下压程度50 %，触发力5.0 g，时间间隔 3.0 s。

1.3.6 红糖馒头的感官评价

参考GB/T 35991—2018、SB/T 10139—1993及安渊[19]的评价方法，以南方刀切馒头为评价体系，结合红糖馒头的特性，对感官评分表稍作修改，如表1所示。将蒸好的馒头置于室温下冷却 20 min，组织10～12 名有经验的感官评定人员对红糖馒头进行感官评分。

表1 红糖馒头感官评分表

1.3.7 数据处理与统计

所有数据均为3次以上独立实验结果的平均值。采用Excel 2016处理数据，用GraphPad 6 软件作图，采用SPSS 22.0 软件对数据进行方差分析和相关性分析，选择Duncan测试在P<0.05检验水平下进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种小麦粉的品质特性分析

对9种小麦粉的品质特性进行了测定和统计，由表2变异系数可知，除了含水量、膨胀势、总淀粉含量、糊化温度、峰值时间、吸水率、蔗糖SRC、V、H′m外，其余26项指标的变异系数均大于10%。其中，面团形成时间、稳定时间、弱化度、粉质质量指数、戊聚糖含量的变异系数均超过了50%，说明所选小麦品种的大多数品质特性之间的差异较为显著。此外，9种小麦粉的蛋白质含量和湿面筋含量的相差大、覆盖范围广，可以满足南北方不同类型馒头对小麦粉筋力的要求[20, 21]，因此所选小麦品种具有代表性。

表2 不同品种小麦粉的品质特性

续表2

2.2 不同品种小麦粉对红糖馒头高径比和比容的影响

比容是馒头体积与馒头质量的比值，是评价馒头品质的重要指标。由图1可知，1、2、3、4号小麦粉制作的红糖馒头比容较大，均为2.90 mL/g以上；而7、8、9 号小麦粉制作的红糖馒头比容显著(P<0.05)低于其他样品，表现为个头小、硬实、不松软。这可能与蛋白质和湿面筋含量有关，张剑等[22]发现蛋白质含量与馒头的比容呈极显著正相关(P<0.01)。由于红糖中含有大量的可发酵糖，为酵母提供了丰富的碳源，从而提高了酵母的发酵产气能力，因此需要较强的面筋网络结构来保留住面团醒发过程中产生的发酵气体[23]。1、2、3、4号小麦粉的蛋白质和湿面筋含量高、筋力强，能够形成坚实的三维网络结构，持气性好，因此体积大。然而，7、8、9号小麦粉制作的红糖馒头的高径比较大，这可能是由于馒头膨发效果不好，直径小造成比值高的结果。

注：1为鲁麦14；2为澳洲标准白麦ASW；3为扬麦16；4为烟农19；5为澳洲硬麦AH2；6为美国红软麦SRW；7为美国白软麦SWW；8为法麦FSW；9为宁麦13。同系列的不同小写或大写字母表示数值在P<0.05水平上具有显著性差异，下同。图1 红糖馒头的高径比和比容

图2 红糖馒头的质构特性

2.3 不同品种小麦粉对红糖馒头质构特性的影响

由图2可知，1、2、3、4号小麦粉制作的红糖馒头的硬度和咀嚼性显著(P<0.05)较低，它们的黏聚性和回复性显著(P<0.05)较高。造成这种现象的原因可能有：一是与小麦粉的吸水率有关，吸水能力的提高有助于改善产品的柔软度。二是与木聚糖酶有关，木聚糖酶水解戊聚糖，释放的水分能够更好的与面筋蛋白水合[24]，改善面团的延展性，从而得到馒头理想的弹韧性。三是与膨胀势有关，膨胀势反映了小麦粉在糊化过程中的吸水特性和在一定条件下离心后糊浆的持水能力。因此膨胀势高的小麦粉吸水溶胀能力好、保水性更强，从而表现出柔软的质地。而6、7、8、9号小麦粉的吸水率和膨胀势小、木聚糖酶活性低，故而制作的红糖馒头硬度、咀嚼性大，黏聚性、回复性小。在9种样品中，5号小麦粉制作的红糖馒头的硬度、咀嚼性、黏聚性和回复性结果均处于中等水平。此外，我们发现馒头的硬度与比容呈负相关，Ronda等[25]也发现了相同的规律。

2.4 不同品种小麦粉对红糖馒头感官评价的影响

由表3可知，除了食味，9种小麦粉制作的红糖馒头的感官评价指标均存在显著性(P<0.05)差异。其中，2、3、4、6号小麦粉制作的红糖馒头的感官评价总分较高。6号馒头虽然硬度大，但其外形规整、挺立度好、有咬劲、不粘牙，因此得分较高。5、8、9号小麦粉制作的红糖馒头表皮起泡较为严重，均出现皮心分离现象，可能是8、9号小麦粉筋力低、持气性较差造成的[26]；对于5号小麦粉，其筋力不低却出现表皮起泡现象，这可能与面团的拉伸比例过小有关，即面团阻抗性小、延伸性大，在醒发过程中面团内部发酵气体容易冲破气室壁[27]，到达表皮处聚集形成大气泡。1号馒头得分最低，主要是由于外部形状差，高径比小，且馒头的内瓤结构粗糙，这可能是由于1号小麦粉弱化度较大造成的，弱化度越大，面团发酵时越易流散，馒头表现为坍塌、不挺立。综合红糖馒头的比容、高径比、质构特性和感官评分结果发现，2、3、4号小麦粉制作的红糖馒头的综合品质较好，即ASW、扬麦16和烟农19是适合加工红糖馒头的优质小麦品种。

2.5 小麦粉理化特性与红糖馒头品质的相关性分析

小麦粉理化特性和红糖馒头品质之间的相关性如表4所示。小麦粉的蛋白质含量、湿面筋含量与红糖馒头的比容呈极显著正相关(P<0.01)，与硬度、胶着性、咀嚼性呈极显著负相关(P<0.01)，与馒头的黏聚性呈显著正相关(P<0.05)，与高径比呈显著负相关(P<0.05)，这与曹子月等[28]的研究结果一致。这是由于在面团发酵过程中，要求面筋网络有足够的弹性和延伸性以包裹发酵气体，而筋力较强的小麦粉能够形成稳固的面筋结构，防止气泡的聚集和逸出[29]，从而使馒头体积大、质地软。此外，V、H′m、Hm和红糖馒头品质相关性的结果与蛋白质、湿面筋含量的结果相似。

由表4得，吸水率与馒头黏聚性呈极显著正相关(P<0.01)，与回复性呈显著正相关(P<0.05)，与高径比、硬度呈显著负相关(P<0.05)；面团稳定时间、粉质质量指数与硬度呈显著负相关(P<0.05)；粉质质量指数与黏聚性呈显著正相关(P<0.05)，弱化度与黏聚性、韧性呈显著负相关(P<0.05)。这可能与蛋白质和湿面筋含量越大，吸水率、粉质质量指数越大，面团稳定时间越长，弱化度越小有关[30]。此外，拉伸面积、最大拉伸阻力与馒头韧性呈显著正相关(P<0.05)；拉伸比例与馒头高径比呈显著正相关(P<0.05)。

表3 红糖馒头的感官评价

表4 小麦粉理化特性与红糖馒头品质的相关性分析

小麦粉的平均粒径与红糖馒头的黏聚性、回复性呈极显著正相关(P<0.01)，与高径比呈显著负相关(P<0.05)，但Wang等[31]认为小麦粉粒径越小，制作的馒头综合品质越好，这是由于其所选的样品最小粒径(97.8 μm)超过了本研究所选样品的平均粒径范围(48.25～ 94.66 μm)，故平均粒径为80～95 μm的小麦粉较为合适。此外，木聚糖酶活性与馒头黏聚性呈极显著正相关(P<0.01)，与回复性呈显著正相关(P<0.05)，Shah等[32]也发现了相同的趋势。

小麦粉的膨胀势与红糖馒头的比容呈显著正相关(P<0.05)，与硬度、咀嚼性、胶着性呈显著负相关(P<0.05)；糊化温度与馒头回复性、黏性得分呈显著负相关(P<0.05)；峰值时间与高径比、外部形状呈显著负相关(P<0.05)，与黏聚性呈显著正相关(P<0.05)；衰减值与黏性得分呈显著正相关(P<0.05)；最终黏度与硬度呈显著负相关(P<0.05)，与黏聚性呈显著正相关(P<0.05)。范玉顶等[33]也发现了类似的趋势，他们认为膨胀势和RVA参数高可以改善馒头的品质。

溶剂保持力包括碳酸钠、乳酸、蔗糖和水SRC，分别与破损淀粉含量、麦谷蛋白、戊聚糖含量有关，反映了小麦粉的吸水率、面筋、醇溶蛋白和综合特性[34]。根据表4，碳酸钠、蔗糖SRC与黏聚性呈显著正相关(P<0.05)。这是由于碳酸钠SRC值越大，其破损淀粉含量越高，Ma等[35]认为适中含量的破损淀粉有助于酵母产气，伴随着吸水性的增强，更容易形成凝胶，增强面团的延展性，制作的馒头具有较低的硬度和黏性。而蔗糖SRC值大，戊聚糖含量高，使得醇溶蛋白赋予面团的黏性降低，因此黏聚性的值较大。此外，乳酸SRC与馒头表皮色泽和韧性呈极显著负相关(P<0.05)；水SRC与红糖馒头外部形状呈极显著负相关(P<0.01)，与弹性、黏聚性、回复性呈显著正相关(P<0.05)。这可能是因为乳酸SRC值越大，代表面团强度大，制作的馒头咬劲过强导致韧性评分低。

3 结论

不同品种小麦粉对红糖馒头加工适应性具有重要的影响。研究发现，扬麦16、烟农19和ASW是比较适合制作红糖馒头的小麦品种，其蛋白质含量和湿面筋含量相对较高，具有坚实的面筋网络结构，面团的产气能力和持气能力较好。由其制作的红糖馒头比容大，硬度、咀嚼性小，黏聚性、回复性大，感官评分较高。通过相关性分析发现，蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率、膨胀势、平均粒径、木聚糖酶、溶剂保持力为影响红糖馒头品质的主要指标。适合制作红糖馒头的小麦粉品质指标范围为：蛋白质质量分数为10.20%～11.74%，湿面筋质量分数为28.7%～35.4%，平均粒径为80～95 μm，吸水率为59.3%～61.8%，膨胀势和RVA参数相对较高，蔗糖SRC和水SRC值较大，碳酸钠SRC和乳酸SRC适中，以期为专用粉的生产及相关标准的制定提供参考。