低筋小麦配粉及其对加工品质的影响
2022-03-01曹颖妮赵光华辛玉杰郝学飞胡卫国余大杰柴慧娟裴金花刘继红
曹颖妮,赵光华,辛玉杰,郝学飞,胡卫国,余大杰,柴慧娟,冯 丹,裴金花,刘继红
(1.河南省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/农业部农产品质量监督检验测试中心/河南省粮食质量安全与检测重点实验室,河南郑州 450002; 2.河南省农业科学院小麦研究所,河南郑州 450002)
面筋的含量和质量共同决定小麦的品质。黄淮南片麦区是我国小麦商品粮核心产区,品种数量及类型均较为丰富,但是多数中筋小麦存在品质不高、加工适应性较差的缺点,具体表现为面筋含量高、稳定时间短,或者稳定时间长、面筋含量低,这些小麦很难被食品加工企业单独应用。河南省历年参试品种(系)中,中筋小麦占比80%以上,大部分湿面筋含量高、质量差。配麦和配粉技术是改善育成品种加工适应性的有效措施。不同品质类型的小麦经过合理搭配,不仅可以改善小麦的理化性质和加工特性,还可以降低不同地区或不同年份气候环境等外界条件引起的小麦内在品质的波动,保持品质稳定。
我国学者对不同类型小麦之间的配麦或配粉进行了大量的研究,认为不同小麦品种以不同比例混合后,配粉的品质表现出不同的互补或抑制作用,互补性较强的小麦品种经合适比例配粉后,其面粉品质和加工品质可以得到显著提高。于章龙等利用两个优质强筋小麦粉与中筋黑小麦搭配,显著改善了中筋黑小麦的面筋指数、抗延阻力、稳定时间,用其制作的面包体积大、品质好。赵乃新等研究发现,强筋小麦龙麦30与中筋小麦克丰6号以60%∶40%比例搭配时,其混配粉湿面筋含量和延伸性显著增加,面团流变学特性得到改善,面包体积增大,面包芯部结构、平滑度等指标均得到提高,面包烘焙品质较佳。昝香存等给周麦22配以适量的郑麦7698,显著改善了周麦22的面条加工品质。糯小麦粉可以延长食品货架期,随着糯小麦粉在配粉中占比的增加,配粉的淀粉回生值降低,面筋指数降低,沉淀值降低,吸水率增加,面团稳定时间变短,面条的适口性和光滑性均得到改善。
以往的研究多以新品种推广或是改善当地品种的缺点为目的,针对具体参数进行配粉的研究较少。本试验以湿面筋含量、面筋指数和稳定时间3个指标作为主要研究对象,用湿面筋含量高、面筋指数低和稳定时间短的小麦品种与面筋指数和稳定时间较高的小麦品种进行搭配,测定配粉的流变学特性和加工品质,筛选生产中最佳的搭配比例,以期探索改善湿面筋含量高、质量低的小麦的配粉规律,为更好地开发利用这类小麦提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
供试材料为黄淮南片麦区国审小麦新品种郑麦618、新麦26和郑麦7698。其中郑麦618为中筋小麦品种,湿面筋含量为32.2%,面筋指数为68.8%,稳定时间3.2 min;新麦26和郑麦7698分别为强筋和中强筋品种,湿面筋含量分别为30.0%和30.4%;面筋指数和稳定时间分别为99.0%、75.2%和15.5 min、7.2 min,是食品企业优质面包、拉面、饺子粉等的配粉原料。
1.2 方 法
1.2.1 制粉
称取新麦26和郑麦7698各15 kg,郑麦618为30 kg,快速水分仪测定小麦籽粒水分后润麦,强筋和中强筋小麦调节水分至16.0%,中筋麦调节水分至15.0%。按照国家农业行业标准NY/Y 1094-2006,布勒磨(Buhler)制粉,三皮三心,制粉完成后混匀放置两周以上备用。
1.2.2 配粉方案
将郑麦618按照100%、80%、60%、40%、20%和0%的比例分别与新麦26、郑麦7698混合,郑麦618与新麦26的配粉用ZX表示,编号依次为ZX1~ZX6;与郑麦7698的配粉用ZZ表示,编号依次为ZZ1~ZZ6;其中,ZX1和ZZ1均是100%郑麦618面粉,ZX6是100%新麦26面粉,ZZ6是100%郑麦7698面粉。
1.2.3 面粉品质检测
湿面筋含量(以14%湿基计)按照GB/T 5506.2-2008测定;面粉吸水量和面团流变学特性采用粉质仪法(GB/T 14614-2019)测定;拉伸参数参照拉伸仪法(GB/T 14615-2019)测定。
1.2.4 面条和馒头评分
面条和馒头(北方馒头)的制作和评分方法参考国家标准GB/T 35875-2018和GB/T 3204-1993进行。面条评分由农业农村部谷物监督检验测试中心(北京)评定,馒头评分由本中心常年从事小麦馒头制作和评分的5名专业技术人员打分,结果取平均值。
1.3 数据处理
采用SPASS 18.0和EXCEL 2007对试验数据进行多重比较和相关性分析。
2 结果与分析
2.1 不同比例配粉的品质分析
由表1可知,新麦26的湿面筋含量30.0%,面筋指数99.0%,稳定时间25.5 min,能量229 cm,最大拉伸阻力893 EU,属于强筋面包小麦;郑麦7698的湿面筋含量30.4 %,面筋指数 75.2%,稳定时间7.2 min;郑麦618的湿面筋含量显著高于新麦26和郑麦7698(<0.05),但面筋指数、沉淀指数、稳定时间、能量、拉伸阻力和最大拉伸阻力均显著低于新麦26和郑麦7698(< 0.05),说明郑麦618的面筋含量虽然较高,但是质量偏弱。
表1 不同比例配粉的品质性状Table 1 Quality parameters of different blended flours
表2 不同比例配粉的RVA糊化特性Table 2 RVA pasting viscosity of different blended flours
郑麦618与新麦26搭配时,配粉ZX2~ZX5的品质参数值基本上随着新麦26添加比例的增加而增加;与郑麦7698搭配时,配粉的形成时间、稳定时间、能量、拉伸阻力和最大拉伸阻力均随着郑麦7698添加比例的增加而增加,而湿面筋含量、面筋指数、沉淀指数、吸水量、弱化度和延伸性的变化较复杂。其中,配粉ZZ2~ZZ5的面筋指数和延伸性均大于原粉值;沉淀指数值均小于原粉值,这说明郑麦618和郑麦7698搭配时,面筋延弹性增强。配粉的面筋指数、延伸性和沉淀指数出现大于或小于原粉值的现象均存在于两个原粉数值相近,差异不显著的情况。推测当两个原粉值相差较大时,配粉的数值随着原粉数值较大一方比例增加而增加;当两个原粉值相近时,配粉的数值会出现高于或低于原粉的现象。
2.2 不同比例配粉的淀粉糊化特性分析
当郑麦618搭配新麦26或郑麦7698时,配粉的峰值粘度、最低粘度、衰减值和最终粘度基本上随着数值较大的原粉添加比例的增加而增加;原粉的峰值时间相近时,配粉出现小于或等于原粉的现象,与面筋品质性状配粉规律相似。值得注意的是,郑麦618的衰减值显著高于新麦26和郑麦7698(<0.05),配粉的衰减值更接近于衰减值较高的一方;而郑麦618的糊化温度显著低于新麦26和郑麦7698(<0.05),配粉的糊化温度则更接近于糊化温度较低的一方,与面筋品质性状配粉规律不同。这个结果说明,通过配粉原粉值可以直接预测配粉的衰减值和糊化温度,为改善原粉的淀粉特性提供参考。
2.3 不同比例配粉的面条加工品质分析
用郑麦618和新麦26制作的面条总分接近,分别是80分和81分(表3)。郑麦618制作的面条在色泽、适口性方面较好,新麦26制作的面条在表观状况、韧性、粘性、光滑性方面较好。当郑麦618搭配新麦26时,各配粉制作的面条总分均接近或大于原粉,随着新麦26添加比例的增加,配粉面条的色泽、适口性、光滑性下降,粘性和韧性增大,随着郑麦618添加比例的增加,面条的色泽、适口性、光滑性和面条总分逐渐增加。配粉ZX2的面条总分最高,达到85.9分,粘性也最高,说明在郑麦618中添加少量的新麦26就能达到降低粘性的作用。郑麦7698制作的面条韧性、粘性、光滑性较郑麦618好,面条总分87.3分。当郑麦618搭配郑麦7698时,随着郑麦7698添加比例的增加,配粉面条的韧性和光滑性增加,粘性降低,以ZX4和ZX5配粉口感较好,评分较高,达到84.0分和84.5分。这说明在郑麦618中添加郑麦7698可以改善其面条韧性和光滑性。
表3 不同比例配粉的面条加工品质Table 3 Noodle quality of different blended flours
2.4 不同比例配粉的馒头加工品质分析
郑麦618制作的馒头表皮光滑,内部结构密实,体积较大,但咀嚼时弹韧性稍差,较硬,这与其面筋松弛、弹性较差有关。新麦26制作的馒头弹韧性好,咀嚼时有咬劲,但表皮不光滑,皱缩,体积小,比容仅2 mL·g,外观形状减去3分,内部结构也不均匀,总分较低,这与其面筋过硬有关。郑麦7698制作的馒头表皮较光滑、弹韧性好,内部结构介于郑麦618和新麦26之间。
除ZX6(新麦26原粉)外,其余各配粉的馒头比容均大于2.3 mL·g,得分均为满分20。造成配粉间馒头总分的差异主要在外观形状、色泽、结构和弹韧性上。各配粉制作的馒头体积均大于原粉,郑麦618搭配新麦26时,ZX2和ZX3配粉的馒头体积分别达到380和370 mL·100 g,馒头评分相对也较高,表现在其体积较大,外观形状、内部结构和弹韧性较好;当搭配7698时,各配粉的馒头体积均在380 mL·100 g以上,尤其是ZZ3配粉,馒头体积达到405 mL·100 g,为最大值;结合馒头评分各项指标,ZZ4和ZZ5的馒头总分较高,达到96.8分和95.8分,其外观形状、内部结构和弹韧性相比其它配粉均较高。因此,郑麦618搭配新麦26或郑麦7698均能增强其面筋弹韧性,从而起到增大馒头体积,改善外观形状、内部结构和弹韧性的作用。
2.5 相关性分析
2.5.1 面团流变学特性参数与面条和馒头品质的相关性分析
从表5可以看出,面条的色泽和适口性与面筋指数、沉淀指数、吸水量、形成时间、稳定时间、拉伸各参数均呈极显著负相关(<0.01),与弱化度呈极显著正相关,与湿面筋含量相关不显著,推测色泽和适口性与面筋质量(亚基类型)有关,与面筋含量关系不大。韧性与面筋指数、拉伸阻力、最大拉伸阻力、沉淀指数、形成时间、稳定时间和能量呈极显著或显著正相关,与弱化度呈显著负相关,这些指标均体现蛋白质的质量,与湿面筋含量相关性较小。粘性与湿面筋含量呈显著负相关,与吸水量和拉伸阻力呈显著正相关,这与湿面筋含量较高的郑麦618其面条粘性较大,粘性值最小相一致。面条总分和光滑性均与湿面筋含量呈显著负相关。因为本试验中材料湿面筋含量数值接近,因此,湿面筋含量与面条和馒头评价各指标的相关性结果有一定局限性。
表4 不同比例配粉的馒头加工品质Table 4 Steamed bread quality of different blended flours
表5 面团流变学特性参数与面条和馒头评分的相关系数Table 5 Correlation coefficients between dough rheological parameters and noodle and steamed bread scores
馒头的体积与沉淀指数、稳定时间、能量、拉伸阻力和最大拉伸阻力呈极显著或显著负相关,与弱化度呈显著正相关;馒头的比容、外观形状、色泽、结构、粘牙和总分均与面筋指数、沉淀指数、形成时间、稳定时间、能量、拉伸阻力、延伸性和最大拉伸阻力呈极显著或显著负相关,与弱化度呈极显著、显著正相关;馒头的弹韧性与与湿面筋含量呈显著负相关,与吸水量呈显著正相关;这说明制作品质优良的馒头需要平衡湿面筋的质量和含量,在湿面筋含量在达标的情况下,要控制湿面筋质量,避免面筋过硬造成馒头体积和比容小、外观形状皱缩,结构差,总分低。
2.5.2 淀粉糊化特征值与面条和馒头品质的相关性分析
由表6可以看出,面条的色泽和适口性均与淀粉最终粘度和回生值呈显著负相关,韧性与最低粘度和最终粘度呈显著正相关;粘性与峰值粘度、最低粘度、衰减值和最终粘度呈极显著正相关,与回生值呈显著正相关,说明面粉的峰值粘度、最低粘度、衰减值、最终粘度和回生值越高,糊化温度越低,其制作的面条在咀嚼时越爽口,不粘牙。光滑性与糊化温度呈极显著负相关;面条总分与峰值粘度、最低粘度、衰减值呈正相关,与糊化温度呈负相关,与面条粘性和光滑性极显著正相关(<0.01,数据未提供)。ZZ6(郑麦7698)的面条总分最高(87.3),说明郑麦7698的淀粉品质较适合制作面条。结合表2和表3可以看出,配粉ZX2、ZZ4和ZZ5的面条总分较高,淀粉糊化各特征值也接近于郑麦7698,这可能是其面条总分较高的原因。由此可见,峰值粘度、最低粘度、衰减值和最终粘度越高,糊化温度越低,面条总分越高。
表6 淀粉糊化特征值与面条和馒头评分的相关系数Table 6 Correlation coefficients between starch gelatinization characteristic values and noodle and steamed bread scores
馒头的体积、比容、外观形状、粘牙、气味和总分与淀粉糊化各特征值的相关性不显著,色泽与最终粘度和回生值呈显著、极显著负相关,结构与峰值粘度和最终粘度呈极显著负相关,弹韧性与峰值粘度、最低粘度、衰减值、最终粘度和回生值呈极显著正相关,与糊化温度呈极显著负相关;馒头总分与淀粉糊化参数均相关不显著。可见,淀粉品质对馒头总分影响不大,但是高淀粉品质对馒头的弹韧性有利,对色泽和结构不利。
3 讨 论
通过配麦或配粉,可以使面粉的品质发生变化,大多数配粉的改良主要是随着优质粉所占比例越大,配粉的品质越好。当两个原粉的同一品质指标差异显著时,配粉的该指标一般随着原粉数值较大一方含量的增加相应增加;而当两个原粉值相近或相等,差异不显著时,配粉的某些指标测定值会出现低于或高于原粉值的现象。本研究结果与前人研究结果基本一致,如郑麦618与郑麦7698搭配时,配粉的沉淀指数均小于两个原粉,而面筋指数和延伸性均大于两个原粉。值得注意的是,淀粉糊化特征参数中,衰减值和糊化温度不符合此规律,在两个原粉数值差异显著的情况下,配粉的衰减值更接近于原粉数值较高的一方,而糊化温度则更接近于原粉数值较低的一方;也有研究发现,配粉的衰减值变化规律与之不一致,具体原因有待进一步的研究。建议改良面筋蛋白质量时,选择具有互补性状的原粉;改良淀粉品质时,在选择具有互补性状的原粉时,要兼顾原粉的衰减值和糊化温度。
依据国家标准对面条粉和馒头粉的要求,湿面筋含量达到26.0%以上、稳定时间3.0 min以上的小麦粉就可用于制作面条;湿面筋含量 25.0%~30.0%,稳定时间3.0 min以上就可用于制作馒头。但本研究发现,湿面筋含量达到 32.2%,稳定时间3.2 min的小麦品种郑麦618,其制作的面条和馒头评分偏低,面筋质量和淀粉品质是最主要的制约因素。经相关性分析,面条的韧性和粘性与体现面筋质量的各指标呈极显著或显著正相关,与淀粉糊化各参数呈极显著或显著正相关;但面条总分与体现蛋白质质量的品质参数的相关系数较小,与前人研究一致,而梁 静等的研究结论与之不一致,这可能跟所选择的材料有关。馒头总分与湿面筋含量的相关性不显著,与体现蛋白质质量的相关参数呈极显著或显著负相关,说明在湿面筋含量较高的情况下,面筋质量过高(面筋指数高和稳定时间长)的面粉对馒头的体积、比容、色泽、外观形状、结构等均不利。也有研究认为,高蛋白含量和面筋强度有利于馒头的体积和比容,不利于馒头的外观形状、结构和弹韧性。本研究中,配粉的馒头体积均大于原粉,尤其是面筋指数为76.4时,这说明在原粉和配粉湿面筋含量相近且较高的情况下,馒头体积取决于面筋质量,但不是越高越好,仅在一定范围内成正比。馒头的韧性与淀粉糊化参数呈极显著正相关,与糊化温度极显著负相关,馒头总分与淀粉糊化参数的相关性不显著,这与前人研究结果不完全一致,可能与所选材料类型有关,也可能是因为馒头为发酵类食品,淀粉的作用主要是填充在其蛋白质网络中,馒头评分中的外观性状、结构、弹韧性和粘牙主要与蛋白质量有关,具体有待于进一步的研究。
本研究选取的3个材料,湿面筋含量均较高,达到30.0%以上,但在试验过程中发现,其湿面筋的表型特征差异较大,郑麦618盐水洗出的湿面筋表面有光泽度,但质地稀松绵软,这是绝大多数中筋小麦的典型特点;郑麦7698的湿面筋表面有光泽,质地适中,弹性中等;而新麦26的湿面筋表面无光泽,质地硬,呈颗粒累积状,弹性强。经过对比面筋的表型状况与馒头的外观形状发现,两者完全一致,在今后的研究中可以根据湿面筋的表型状况直接预测馒头的外观形状。这个结果也印证了新麦26和郑麦7698对郑麦618的互补作用,弥补了其面筋质地软的缺点,在保证湿面筋含量的情况下,使其面筋质地富有弹性、韧性,满足了其制作优质面条和馒头的要求。