挤压处理小麦糊粉层粉对面团及面包品质的影响

朱慧雪，温纪平*，黄梦凡，刘帅，王静，展小彬

1(河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州，450001)2(国家小麦加工技术研发专业中心，河南 郑州，450001)

小麦糊粉层是麸皮内部的单细胞层，存在于小麦种皮和胚乳之间，包含小麦中的大部分膳食纤维、矿物质、B族维生素、酚类抗氧化剂和木酚素，营养组分丰富[1]。小麦糊粉层中含有一种重要的酚类脂化合物即烷基间苯二酚，具有多种益生活性，如抗癌、抗寄生菌、抗氧化能力等[2]。2015年中俄科学家联手解决糊粉层与小麦种皮紧密连接、分离困难的问题，从而解除其产业化发展的一大难题[3]。受饮食习惯的影响，目前人们摄入过多的高蛋白、高脂肪的食物以及精良制作的米、面主食，膳食纤维、优质蛋白及微量营养素摄入量显著不足，导致出现一系列代谢综合征如血糖失调、肥胖等；主要是由于肠道菌群失调造成的，研究表明，均衡营养及膳食纤维的摄入对调节肠道菌群具有显著作用[4-6]。挤压膨化是一种高温高压并伴随剪切的高新技术，经常用于各种各样的食品，可以有效地降低微生物、抗营养因子含量及酶活性等，并改变感官特性及抗氧化性、增加膳食纤维的可利用性[7-8]。面包作为越来越重要的主食，是人类重要的饮食组分，更是促进健康成分食用的良好载体[9]。传统面包营养成分不足，难以满足人们对营养健康食品的追求。为弥补营养物质的丢失和不足，作为从小麦麸皮中提取的天然成分，小麦糊粉层粉添加至小麦粉中做营养补充剂不失为最佳选择。因此，本文研究了挤压小麦糊粉层粉的不同添加量对面团特性及面包品质的影响，为小麦糊粉层粉面包研究开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦糊粉层粉，山东知食坊食品科技有限公司；面包粉，江苏南顺面粉有限公司；起酥油，车轮牌起酥油(江苏)；绵白糖，山东返璞食品有限公司；酵母，安琪酵母股份有限公司；盐、奶粉，市售，购于永辉超市。

1.2 仪器与设备

粉质仪，德国Brabender公司；RVA快速黏度分析仪，澳大利亚Newport Scientific；面筋仪、和面机、醒发箱，北京东孚久恒仪器技术有限公司；F3发酵流变仪，德国哈克公司；挤压机，济南赛信膨化机械有限公司；质构仪，英国Stable Micro System公司；色差计，北京盛名扬科技发展有限公司；高压蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；超净工作台，苏州智净净化设备有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

小麦糊粉层粉经挤压处理，条件为：挤压温度145 ℃、糊粉层粉水分含量24%、主机频率18 Hz。挤压后烘3 h,粉碎后过80目筛备用[7]。以100 g面包粉为基准，将挤压后糊粉层粉按照质量分数0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的添加量制成混合粉，并分别编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9。

1.3.2 指标测定

水分含量按照GB 5009.3—2016中直接干燥法测定；灰分含量按照GB 5009.4—2016中第一法测定；蛋白质含量按照GB 5009.5—2016中凯氏定氮法测定；脂肪含量按照GB 5009.6—2016中索氏抽提法测定；淀粉含量采用1%盐酸旋光法测定；粉质特性按照GB/T 14614—2019中的方法测定；湿面筋含量及面筋指数按照GB/T 5006.2—2008中的方法测定；面粉及面包芯色泽采用手持色差仪测定；溶剂保持力按照GB/T 35866—2018中的方法测定；糊化特性按照GB/T 24853—2010中的方法测定；混合粉烘培特性按照GB/T 14611—2008中的方法测定；发酵特性采用F3发酵流变仪测定；膳食纤维按照GB 5009.88—2014中的方法测定；磷含量按照GB 5009.87—2016中第一法测定；铁含量按照GB 5009.90—2016中第一法测定；铜含量按照GB 5009.13—2017中第四法测定；钙含量按照GB 5009.92—2016中第四法测定；锌含量按照GB 5009.14—2017中第一法测定；钠、钾含量按照GB 5009.91—2017中第一法测定；锰含量按照GB 5009.242—2017中第一法测定；镁含量按照GB 5009.241—2017中第一法测定；维生素E按照GB 5009.82—2016中第一法测定；维生素B2按照GB 5009.85—2016中第一法测定；维生素B6按照GB 5009.154—2016中第一法测定；维生素B1按照GB 5009.84—2016中第一法测定；叶酸按照GB 5009.211—2014中的测定；烟酸按照GB 5009.89—2016中第二法测定；烷基间苯二酚按照LS/T 3244—2015中的方法测定。

1.3.3 面包质构特性的测定

将冷却后的面包切成2 cm的薄片后，参考周杰等[10]方法进行质构测定。

1.3.4 面包比容的测定

比容=体积/质量，单位g/mL。采用电子称称取面包质量(g)，采用小米置换法测量体积(mL)。

全域旅游扩大了原有的产业空间，集聚了各类利益主体。拈花湾在开发之初，就制定了旅游和地产联动发展的规划。近几年，地产开发中的投入正在逐步收回，而原处于附着地位的地产业也开始对旅游业态产生积极的作用。旅游风情小镇的开发应顺应旅游产业的多元化发展趋势，由单一的旅游观光项目转化为“旅游+”模式，形成旅游与体育、地产、科技等产业的联动。在旅游风情小镇的开发中实现集中突破，多点开花的产业新形态。在共生共融的情况下，旅游和其他产业要合理地进行区域内的协调，完善利益共享，实现旅游风情小镇的可持续发展。

1.4 数据处理

采用Excel、SPSS软件对数据进行处理，Origin 9.5软件进行做图。

2 结果与分析

2.1 小麦糊粉层粉添加量对面包粉及面团特性的影响

2.1.1 面包粉及小麦糊粉层粉的基础组成

由表1～3可以看出，小麦糊粉层粉中蛋白质、脂肪、矿物质、维生素、氨基酸、膳食纤维等含量均显著高于面包粉，尤其是矿物质中铁和锌的含量、烷基间苯二酚、膳食纤维含量，这是由于小麦籽粒中大多数营养元素均累积在小麦糊粉层部位，但是由于加工工艺的限制，在小麦面粉加工过程中通常随皮层部位去除[11]。经过挤压之后小麦糊粉层粉的菌落总数及脂肪、可溶性膳食纤维增加，储藏性能及食用价值增加。因此，小麦糊粉层粉添加到面粉中食用，不仅可以弥补面粉中营养的缺乏，也可以增加粮食利用率，有效的改善粮食短缺等问题。

表2 面包粉及小麦糊粉层粉的矿物质含量Table 2 Mineral content of bread flour and wheat aleurone layer flour

表3 面包粉及小麦糊粉层粉维生素及膳食纤维含量Table 3 Vitamin and dietary fiber contents of bread flour and wheat aleurone layer flour

2.1.2 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉色泽及溶剂保持力的影响

由表4结果可知，随着挤压处理小麦糊粉层粉添加量的增加，混合粉的L*显著降低，a*、b*升高，一方面是因为糊粉层粉中有较多的天然色素如核黄素、类胡萝卜素、黄酮等，导致混合粉亮度下降，颜色偏红和偏黄[12]，另一方面经过挤压处理的糊粉层粉受到高温高压产生焦糖化和美拉德反应，产生黑色大分子物质，导致颜色变暗[13]。

随着挤压处理小麦糊粉层粉的添加量增加，混合粉的持水力显著增加，这是由于小麦糊粉层粉中纤维含量较高，并且原料组分中脂肪、蛋白质等吸水率高的成分有所增加导致的。随着小麦糊粉层粉添加量的增加，蔗糖、碳酸钠的溶剂保持力显著增加，这与糊粉层粉中大量的膳食纤维导致吸水率和持水力增加有关；随着挤压小麦糊粉层粉添加量增加，纤维对面筋的破坏增大，与面筋蛋白争夺水分，阻碍面筋网络的交联作用，破坏面筋网络结构和淀粉基质的作用，干扰面筋网络的形成[14]。因此，乳酸的保持力显著降低。综上所述，小麦糊粉层粉的添加导致混合粉整体色泽变差，颜色偏暗，面包粉的吸水性能增加，面筋性能降低。

表4 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉色泽及溶剂保持力的影响Table 4 Effects of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on color of mixed powder and solvent retention

2.1.3 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉湿面筋及面筋指数的影响

图1 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉湿面筋含量及面筋指数的影响Fig.1 Effect of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on wet gluten content and gluten index of mixed powder

2.1.4 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉粉质特性的影响

由表5可知，随着挤压处理小麦糊粉层粉添加量的增加，混合粉的吸水率显著增加，一方面小麦糊粉层粉中的脂肪、蛋白、β-葡聚糖等吸水较多的组分增加，导致混合粉吸水率增大[17]。形成时间、稳定时间、粉质指数先增加后显著下降，当挤压小麦糊粉层粉添加量为5%时，面团的形成时间、稳定时间略有上升，说明少量小麦糊粉层粉中的纤维形成非共价氢键，能够与面包粉中的蛋白质结合在一起，形成更加稳固的大分子网络结构[18]。小麦糊粉层粉添加量>5%后，大量的纤维对面筋的形成及结构产生严重的破坏以及面筋蛋白的降低，导致形成时间、稳定时间下降，弱化度显著提升，粉质指数下降，面包粉的加工性能下降。

表5 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉粉质特性的影响Table 5 Effects of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on flour properties of mixed powder

2.1.5 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉糊化特性的影响

如表6所示，随着小麦糊粉层粉添加量的增加，混合粉黏度下降显著，产生这种现象的原因可分为多种，一方面是小麦糊粉层粉在挤压过程中受到高温高压高剪切的作用，使得淀粉颗粒减小，样品的黏度下降；另一方面是糊粉层粉中本身淀粉含量就比面包粉低，并且小麦糊粉层粉中含有较多的膳食纤维，在混合粉糊化的过程中与其争夺水分，最终在共同作用下黏度降低。随着挤压小麦糊粉层粉添加量增加，糊化温度显著增加，说明随着添加量的增加，纤维争夺水分更多，抑制水对淀粉的溶解，使得混合粉难以糊化；回生值显著增加，意味者挤压糊粉层粉的添加对其老化特性有负面影响，这与小麦糊粉层粉的粒度及一些抗氧化活性物质有关[19]，这一现象与XU等[20]研究一致。

表6 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉糊化特性的影响Table 6 Effects of extruded treatment of wheat aleurone flour on the aleurone properties of mixed powder

2.1.6 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉发酵流变特性的影响

由表7可知，随着挤压处理小麦糊粉层粉添加量增加，面团的最大发酵高度Hm、第一次漏气时间Tx、总产气Vt、总持气量Vr均呈现下降趋势，表明添加小麦糊粉层粉导致面筋网络结构变差。产生这样的原因一方面是挤压糊粉层粉的添加，相当于对原有样品中淀粉含量的稀释，在发酵过程中酵母菌的可利用淀粉减少，导致面团的总产气量下降，发酵高度降低。另一方面是添加的挤压处理小麦糊粉层粉中膳食纤维含量较原有样品高，并随着添加量的增加而增加，纤维以及糊粉层粉中抗氧化活性物质如游离阿魏酸的存在对面筋网络结构造成的负面影响使得面团的稳定性和持气能力下降[21]。在添加量为0%～10%时，面团的持气力没有下降反而上升，这与前面研究的面团粉质特性及湿面筋含量性质表现一致，少量的小麦糊粉层粉添加对面团的网络结构破坏不显著或能增强面筋网络结构，增加面团的稳定性。

表7 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对混合粉层粉发酵流变特性的影响Table 7 Effect of extruded treatment of wheat aleurone layer flour addition amount on fermentation rheological properties of mixed powder

2.2 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对面包品质的影响

2.2.1 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对面包质构特性的影响

如表8所示，随着挤压处理小麦糊粉层粉添加量的增加，面包的硬度、黏附性、咀嚼性增加，弹性、内聚性和回复性均先增加后降低。硬度增加可能是因为糊粉层粉粒度及不溶性纤维组分的存在降低了面团的延伸度，导致面包芯较紧实，咀嚼性与硬度呈正相关，硬度、咀嚼性增加；黏附性增加可能与糊粉层中含有较多高黏性的戊聚糖有关[22]，适口性变差；弹性、内聚性、回复性先增加后降低，说明添加糊粉层粉降低了面团中的面筋蛋白，少量添加糊粉层粉(25%以内)可以补充面筋结构，而过多的添加会改变面团黏弹性，对面包品质不利。综合分析，添加量在25%属于临界值，不超过30%面包品质变化尚在可接受范围内。

表8 挤压处理小麦糊粉层粉面包质构特性的影响Table 8 Effect of extrusion treatment of wheat aleurone layer flour on texture characteristics of bread

2.2.2 挤压处理小麦糊粉层粉添加量对面包亮度及比容的影响

如图2所示，随着挤压处理小麦糊粉层粉添加量的增加，面包芯的L*值显著下降，尤其是添加量大于30%以后，和前面感官评价中面包芯色泽结果保持一致，这与粉色和面包焙烤过程中发生的一系列化学反应有关。面包的比容与面包面团的稳定性、持气力均有显著联系，由图2-b可以看出，随着添加量增加，面包比容显著降低，在添加量超过30%后，下降尤为显著。

a-面包芯的亮度；b-面包芯的比容图2 挤压处理小麦糊粉层粉面包亮度及比容的影响Fig.2 Effects of extrusion treatmenton brightness and specific volume of flour bread of wheat aleurone layer

3 结论与讨论

对小麦糊粉层粉的营养指标测定得出小麦糊粉层粉中维生素、矿物质及膳食纤维等重要微量营养素含量显著高于面包粉，并且经过挤压膨化处理后，小麦糊粉层粉的菌落总数、可溶性膳食纤维及矿物质的相对含量显著增加，因此，小麦糊粉层粉作为天然营养补充剂添加至面包粉中优势显而易见。通过对面团湿面筋含量、糊化特性、粉质特性、发酵流变特性分析得出，少量添加(0%～10%)小麦糊粉层粉对面团的粉质特性、持气率及湿面筋含量不会有显著的破坏作用，但是随着挤压处理小麦糊粉层粉添加量的持续增加，总产气率、持气率、形成时间、稳定时间等显著下降；糊化温度、弱化度增加，面团的加工性能降低；少量添加挤压处理小麦糊粉层粉对面包的结构、体积等影响不显著，但随着添加量的增加，面包的内部结构、体积及颜色等各方面品质下降严重，10%～20%品质良好，20%～25%尚可接受，超过25%以后面包没有径且面包体积较小，面包芯紧实，不被消费者接受。因此，适当的在面包粉中添加挤压处理小麦糊粉层粉可以增加面粉的营养品质且面包品质也尚可接受。