粉葛全粉对小麦面粉流变特性和质构特性的影响

敬思群，马崇坚，许子杨，于白音，冯武明，叶文安

1. 韶关学院英东食品学院（韶关 512005）；2. 韶关学院英东生物与农业学院（韶关 512005）；3. 韶关市曲江区竹园火山粉葛专业合作社（韶关 512005）；4. 广东星安农业科技有限公司（韶关 512005）

现代糖尿病、肥胖症、结肠癌、心血管疾病等富贵病的发病率高与面粉加工过精、过细有关，营养配方面粉多以加入化学合成的营养强化物质，存在人体吸收率低及产生副作用的风险。通过与不同比例的杂粮杂豆粉进行营养互补是比较科学的营养面粉生产方法，因而杂粮的加工应用成为研究热点[1-2]。杂粮中富含多种营养成分，通过增加杂粮的摄入量改善居民的健康状况，杂粮与传统主食结合必不可少[3-4]。由于杂粮粉不含面筋蛋白，较难形成稳定的网络结构，会影响面粉的品质和加工性能。有学者先后对鹰嘴豆粉、油莎豆粉、马铃薯全粉、发芽糙米粉应用于馒头、面条等主食进行研究，并确定合适的添加量[6-8]。

粉葛（Pueraria thomsoniiBenth）是豆科植物甘葛藤的干燥根，分布于华中地区和华南地区。作为药食两用的食品，其药用价值高，富含淀粉、纤维素、葛根素及多种人体所必需的微量元素，对于降糖降脂[9-10]、人脑的血液循环、减肥健美等有一定促进作用[11]。粉葛的主要成分物质是淀粉，新鲜的粉葛中淀粉含量为20%～35%[12]，而粉葛的主要药效成分是总黄酮，有益于改善2型糖尿病患者的胰岛素抵抗作用[13-14]。广东省韶关市曲江区大塘镇特产火山粉葛是国家地理标志保护产品，与其他地方的一般粉葛相比，该品种中所含的淀粉更多，无渣而且品质更加鲜嫩，具有更高的蛋白质、氨基酸及多种微量元素含量。关于火山粉葛的研究主要集中于保鲜、提取葛根素及淀粉、分析成分等方面[15-19]，对其在食品加工中的应用尚需做更多探索。

试验将粉葛全粉与小麦面粉复配，探究粉葛全粉对小麦面粉流变特性及质构特性的影响，为粉葛全粉在面条类制品中的应用提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

火山粉葛（韶关市曲江区大塘镇生产地）；小麦面粉（面条专用，东莞益海嘉里粮油与丰益油脂科技公司）。

JFZD电子式粉质仪（北京东孚久恒仪器技术有限公司）；JMLD150面团拉伸仪（北京东孚久恒仪器技术有限公司）；TMS-PRO-TA.XT.plus质构仪（北京盈盛恒泰科技有限责任公司）；HH-4数显恒温水浴锅（常州越新仪器制造有限公司）；YE2-2气流式超微粉碎机（瑞安市永历制药机械有限公司）；DHG-9053A电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 混合粉的配制

粉葛全粉比例设定6个梯度，分别为0，5%，10%，15%，20%和25%，与小麦面粉进行复配，要求充分混合。

1.2.2 小麦粉粉质特性的测定

测定方法参照GB/T 14614—2006/ISO5530—1：1997《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》进行，面团的最高稠度（500±20）FU时所得到的粉质曲线就可得到吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度、粉质指数等指标。

1.2.3 面团拉伸特性的测定

测定方法参照GB/T 14614—2006/ISO5530—1：1997《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》进行，测试完毕后会得到一条拉伸曲线，分析曲线即可得到3个醒发时间的指标：拉伸能量、延伸度、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比、最大拉伸比。

1.2.4 面团质构特性的测定

准备适量温水，分别加入到1.2.1配制的6种混合粉中，反复揉搓成高4 cm、宽5 cm的圆柱形面团，室温下静置10 min，使用规格如1.2.2所示的质构仪对面团进行物性测定，测前速度1 mm/s，测试速度5 mm/s，测后速度5 mm/s，时间5 s，距离10 mm，触发5.0 g，重复测定3次，取平均值。分析硬度、黏附性、弹性、内聚性、胶黏性及咀嚼性，分析粉葛全粉对面团质构特性的影响。

1.3 数据分析与处理

采用3次重复平行试验，试验数据以X±S表示，使用Prism 7.0软件绘图。采用SPSS 22.0 for Windows软件进行方差分析，以p＜0.05为具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 粉葛全粉对面团粉质特性的影响

由图1（A）可见，随着粉葛全粉添加量由5%增至25%，面团的吸水率呈先上升后下降趋势，但面团的吸水率均明显低于未添加粉葛全粉，即对照组的面团，这是由于向面团中添加粉葛全粉后，稀释小麦粉中的面筋蛋白等大分子，并推测添加的粉葛全粉破坏小麦粉和面过程中形成的蛋白质-淀粉复合体，面筋蛋白的网络结构遭到破坏，从而造成吸水率的下降[20]。由图1（B）可知，面团形成时间呈波浪式增加趋势，添加量在10%～15%范围达到最大值，与对照组相比均明显增加。粉葛全粉添加量0～25%时，形成时间的最大差异仅0.7 min。不同添加量导致的细小变化其原因可能是粉葛的淀粉含量较高，超微粉碎后其具有高亲水性，水分可以被淀粉在较短时间内吸收，但是小麦面粉颗粒并没有存在100%吸水的机制，这就导致面筋蛋白网状结构形成难度加大，因此吸水的速度会减缓，表现出面团形成时间的增加[21-23]。由图1（C）可知，添加量10%～20%时无显著性差异，但面团的稳定时间均比未添加时短，添加量20%～25%时面团稳定时间显著下降，其变化原因可能是因为添加粉葛全粉使得面筋蛋白的含量下降，原本稳定的面筋蛋白网状结构受到影响，稳定性下降，强度减弱，因此面团稳定时间会出现显著下降[24]。从图1（D）可知，添加粉葛全粉的面团弱化度均比未添加粉葛全粉的面团弱化度高，添加量5%～15%时无显著差异，添加量15%～25%时弱化度明显增大。结果表明，添加粉葛全粉影响面团结构连续特性，难以形成比较稳定的网状结构，表现出面团的弱化度增大，说明粉葛全粉有减弱面筋强度的作用。由图1（E）可知，随着粉葛全粉添加量的不断增大，粉质质量指数均比未添加粉葛全粉时低，原因可能是粉葛全粉添加降低面团品质，主要是因为面筋蛋白等物质被稀释，内部结构变得不稳定。添加粉葛全粉后，粉质指数呈波浪式下降的趋势，粉葛全粉添加量5%～25%范围内，15%时的粉质指数最高。粉葛全粉超过15%时，则要通过添加面团改良剂来解决其对小麦面粉粉质弱化的影响。

图1 粉葛全粉对面团粉质特性的影响

2.2 粉葛全粉对面团拉伸特性的影响

不同添加量的粉葛全粉对混合面团醒发45，90和135 min后的拉伸能量、延伸度、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比、最大拉伸比的影响分别见表1。

表1 粉葛全粉对面团拉伸特性的影响

由表1可以看出，在试验添加范围内，随着粉葛全粉添加量增加，面团在45，90和135 min时的拉伸能量总体呈上升趋势。一般拉伸能量越大，面团筋力越强，反之，拉伸能量越小，面团筋力越弱。这说明添加粉葛全粉提升了混合面团的筋力；随着粉葛全粉添加量增加，延伸度数值不断减少，呈下降趋势。在同一水平下，延伸度45 min＞90 min＞135 min。添加粉葛全粉后面团的延伸度逐渐下降，面团的弹性减小。面粉中存在的麦醇溶蛋白是面筋延伸性强弱的决定因素，而面筋的弹韧性则与麦谷蛋白有所关联。添加粉葛全粉后的面团的延伸度便呈下降趋势，是由于麦醇溶蛋白相对含量减少而降低；拉伸阻力与面团的强度和筋度有关，面团的拉伸阻力随着加大粉葛全粉比例而不断上升，且在相同条件下，发酵时间会影响拉伸阻力，时间越长阻力也会越大。这说明粉葛全粉可以增强面筋强度，原因是发酵时间越长，面粉中的蛋白质与水分就能够更加充分地结合，所形成的面筋网络更稳定，因此拉伸阻力变为增大；拉伸阻力与延伸度的比值即拉伸比例，它是一个关于拉伸阻力和延伸度之间关系是否达到平衡的考察指标。粉葛全粉添加量25%时，面团的拉伸比例取得最大值。在同一水平下，拉伸比135 min≥90 min＞45 min。

2.3 粉葛全粉对面团质构特性的影响

由表2可以看出，面团的硬度随着粉葛全粉添加量增加均呈先增大后减小趋势。粉葛全粉添加量10%时面团硬度得到最大值，其原因可能跟直链淀粉的数量、分布、缠绕程度密切相关[25]。粉葛全粉添加量5%～25%时，面团的黏附性呈上升趋势；粉葛全粉添加量10%和25%时，面团的弹性较大，添加量5%和15%时弹性无明显差异。面团的内聚性在粉葛全粉添加量15%以上呈上升 趋势，添加量25%时，面团内聚性最大。面团弹性、内聚性的大小跟淀粉分子以及面筋网络结构的交联点的多少呈正相关；对于面团的胶黏性和咀嚼性，当粉葛全粉添加量在10%时，面团胶黏性和咀嚼性最大，添加量在15%时最低，继续提高粉葛全粉添加量又呈上升趋势。是因为粉葛不含面筋，它的添加量会影响二硫键数量。因此，粉葛全粉添加量10%以下时，对小麦面团的质构特性影响较小，但实际生产中添加量通常会大于20%[26]，因此在生产面条类制品时需同时加入面团改良剂。

表2 粉葛全粉对面团质构特性的影响

3 结论

添加粉葛全粉会弱化小麦面粉的粉质特性和面团的品质，粉葛全粉添加量15%以下时可改善面粉流变特性，10%以下时可有效提高面团质构特性。在实际生产中粉葛全粉添加量往往会高于20%，可考虑同时添加面团改良剂来解决由粉葛全粉导致的面团质量问题。因此用粉葛全粉和小麦面粉复配制作面条等面制品时要注意粉葛全粉对面团品质的影响问题。