荞麦粉对无麸质面包品质及储藏特性的影响

赵鑫

山西农业大学山西功能食品研究院，特色农产品加工山西省重点实验室（太原 030031）

全球范围内约1%的人对谷物麸质产生过敏反应而患有麸质不耐症，其症状主要包括乳糜泻病、非乳糜泻小麦敏感和小麦过敏。麸质不耐症与部分人体对小麦、大麦、黑麦、燕麦等作物中醇溶蛋白的终生不耐受性有关，无麸质饮食是麸质不耐症患者唯一的饮食方案[1]。在无麸质配方中添加各种改良剂，可以增强其黏弹性而起到模拟麸质的效果[2]，从而改善无麸质食品的质地、口感和市场接受度。但是，无麸质食品仍存在部分营养成分含量较低的问题，比如蛋白质、微量元素及膳食纤维等。因此，有必要通过补充部分营养素，改进无麸质食品的营养和膳食功能。

荞麦营养丰富，保健功能强，常被用作营养补充原料生产面条、面包、茶、醋、酒等产品。荞麦富含硫胺素（VB1）、核黄素（VB2）和吡哆醇（VB6）等维生素，也是微量元素（包括锌、铜、锰和硒）的重要来源[3]。荞麦脂肪酸组分在营养上优于其他谷物，含有80%以上的不饱和脂肪酸[4]。荞麦富含的水溶性膳食纤维成分，对于肥胖症或2型糖尿病患者饮食中具有重要意义[5]。同时，荞麦中芦丁、儿茶素和多酚的含量较高，具有较强的抗氧化活性[6]。由于荞麦粉中的醇溶蛋白含量非常低，仅为小麦的1/10，可以作为乳糜泻患者饮食中的重要成分[7]。因此，荞麦可作为无麸质面包加工的优质原料，不仅可以补充有益的健康效果，而且可以防止食物在加工储藏过程中氧化变质。

试验通过添加不同比例的荞麦粉替代无麸质面包配方中的玉米淀粉，研究不同复配比例面包的比容、硬度、色泽、气孔结构及老化焓值等品质指标和储藏特性，旨在对无麸质面包产品配方进行进一步的改良和优化。

1 材料与方法

1.1 试验材料

纯苦荞粉（山西新马杂粮有限公司）；马铃薯淀粉（河南恩苗食品有限公司）；玉米淀粉（南京甘汁源糖业有限公司）；黄原胶（山东阜丰发酵有限公司）；酵母粉（安琪酵母有限公司）；蔗糖、食用盐、食用油（市售）。

1.2 仪器与设备

Pyris 1差示扫描量热仪（DSC，美国Perkin Elmer公司）；DC-236SZ醒发箱[新麦机械（中国）有限公司]；烤箱（无锡联合纬创机械有限公司）；Hunter LabUltraScan PRO全自动色差仪（美国Hunterlab公司）；HM740和面机（青岛汉尚电器有限公司）；FTCTMSPro质构仪（美国FTC公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备

无麸质面包基本配方（CK）：玉米淀粉400 g，马铃薯淀粉100 g，蔗糖30 g，食用盐7 g，黄原胶5 g，酵母粉10 g，食用油30 g。

用相当于面粉总质量的12.5%（BW1），25.0%（BW2），37.5%（BW3）和50.0%（BW4）的荞麦粉替代对照配方中对应量的玉米淀粉，其余原料不变。各处理如表1所示。

表1 面包配方处理 单位：g

面包出炉后于室温条件下冷却2 h后对其相关品质特性进行测定。

1.3.2 面包比容和含水量检测

面包冷却2 h后，利用小米置换法测定仪测定面包体积，并称量其质量。面包比容（mL/g）=体积（mL）/质量（g）。

按GB/T 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》规定的方法测定面包含水量。

1.3.3 面包气孔特性测定

面包冷却2 h后，将面包切成厚10 mm的薄片，采用图像扫描仪（Epson Perfection V200，美国）对面包纹理结构进行扫描，获取分辨率300 dpi图像。选取面包中心位置20 mm×20 mm的视野，利用Image J软件（设定分辨率半径为50～50 000 μm）对面包的气孔数目（N/cm2）、气孔平均面积（mm2）、孔隙度（气孔面积/总面积，%）进行分析。

1.3.4 面包纹理结构评分

面包冷却2 h后，由10名接受培训的评定人员（5名男性、5名女性）组成评定小组，参照卢洁[8]的感官评价方法对纹理结构进行评分。评价标准：气孔均匀细密，无明显空洞8～10分；气孔均匀程度中等，有些许空洞5～7分；气孔不均匀，空洞较大，0～4分。

1.3.5 面包色差测定

面包冷却2 h后，采用全自动色差仪测定面包表皮和面包芯的L*，a*，b*。L*表示亮度，其值越大颜色越亮；a*表示红绿值，其值越大，表明颜色越红，反之越绿；b*表示黄蓝值，其值越大颜色越黄，反之越蓝。面包皮的褐变指数（browning index，BI）按式（1）计算。

式中：x=（a*+1.75L*）/（5.645L*+a*-3.012b*）。

1.3.6 面包硬度测定

面包冷却2 h后将其密封保存，在贮藏第0，第24，第48和第72小时对面包的硬度变化进行测定。取20 mm×20 mm×20 mm立方体的面包芯，利用质构仪测定其硬度指标。

1.3.7 面包老化焓测定

参考Bosmans等[9]的方法，分别称取2 g面包芯样品，采用差示扫描量热仪测定贮藏0，12，24，48和72 h的老化焓值（ΔHr）。程序设定：起始30 ℃静置1 min，升温幅度30～100 ℃，升温速率10 ℃/min。

2 结果与分析

2.1 荞麦粉对无麸质面包比容的影响

在无麸质面包配方中，荞麦粉的添加均调高了面包的比容，通过加入荞麦粉使面包的比容从2.73 mL/g增加到2.78～3.21 mL/g。随着荞麦粉添加比例的增加，面包比容得到一定提高，但25.0%，37.5%和50.0%荞麦粉添加量间没有显著差异，50%荞麦粉添加量的面包比容略微下降。荞麦粉提高无麸质面包比容的原因主要有两点：一是荞麦粉提高其膳食纤维含量，膳食纤维易吸水膨胀有助于提高面包体积[10]；二是荞麦粉与玉米和马铃薯淀粉的持水力的差异[2]，导致无麸质面包体积发生较大改变。消费者大多更青睐于蓬松柔软的面包（一般比容相对较大），因此通过在无麸质面包配方添加荞麦粉可在一定程度上改善其感官品质。

图1 荞麦粉添加量对无麸质面包比容的影响

2.2 荞麦粉对无麸质面包纹理结构的影响

孔径范围为50～50 000 μm的孔隙结构对面包的外观有重要影响[11]。显微纹理结构结果表明（表2），与对照样品对比，所有添加荞麦粉处理无麸质面包的气孔密度均显著提加（P＜0.05）。气孔平均面积随着荞麦粉添加量的增加呈上升趋势（CK除外）。与对照样品相比，12.5%和25.0%荞麦粉添加量的气孔平均面积显著变小（P＜0.05），而37.5%和50.0%荞麦粉添加量没有显著差异。CK、BW1、BW2、BW3和BW4气孔平均面积的变异程度分别为7.6%，4.7%，1.3%，2.2%和2.3%，表明添加荞麦粉使气孔更加均匀。此外，与对照样品相比，25.0%～50.0%荞麦粉添加量样品的孔隙度显著提高（P＜0.05），所以荞麦粉无麸质面包比容较大与其增大面包芯的孔隙度也有一定关系。

表2 荞麦粉添加量对无麸质面包纹理结构的影响

感官评价结果表明，添加更多荞麦粉的无麸质面包比对照面包显示出更好的纹理结构特征，添加荞麦粉（12.5%～50.0%）使纹理结构评分从6.12分增加到6.34～7.35分，相比对照增幅3.6%～20.1%，其中添加25.0%荞麦粉的纹理结构评分最高。面筋含量决定面团的持气能力，而无麸质配方需要有其他凝胶替代麸质时才能保留气体，促进面包良好纹理结构的形成[12]，试验表明适当提高无麸质面包荞麦粉含量有助于其外观品质的提升。

2.3 荞麦粉对无麸质面包色泽的影响

色泽是烘焙产品感官评价的重要指标，对于面包产品的市场接受度有重要影响。与对照样品相比，各种添加荞麦粉处理均使面包芯的亮度（L*）显著降低（P＜0.05），且随着荞麦粉添加量的增加呈明显降低趋势。较高含量荞麦粉添加处理（25%～50%）的面包表皮颜色亮度（L*）也均显著下降。添加荞麦粉使面包芯的红色度（a*）和黄色度（b*）显著提高（P＜0.05，BW4面包芯b*值除外），其中荞麦粉的添加对a*值的提高趋势更为明显。面包的颜色主要受原料混合后固有的颜色特性影响，所以荞麦粉面包色泽主要受其自身颜色较深影响。已有研究表明，无麸质面包与全麦面包相比色泽通常较浅，适当加深无麸质面包颜色对消费者接受度影响不大，荞麦粉添加量50.0%的面包芯亮度相比对照下降54.2%，可能对面包的视觉效果产生不利影响。面包褐黄色外皮的形成是由于面包烘焙过程中发生褐变反应导致，其焦糖化和美拉德反应产生的化合物对于提升产品风味有重要贡献[13]。褐变指数（BI）代表棕色的纯度，是酶促或非酶促褐化过程中的一个重要参数。试验中荞麦粉添加导致面包皮褐变指数的显著增加，但不同添加量间差异不大（P＜0.05）。

表3 荞麦粉添加量对无麸质面包色泽的影响

2.4 荞麦粉对无麸质面包硬度的影响

硬度是评价烘焙产品的另一重要特征指标，主要影响面包的适口度及其弹软性，也可以衡量面包的储藏特性。由图2可知，各处理的面包硬度均随时间推移呈现上升趋势。在0～48 h，面包的硬度增长相对较快；48～72 h，硬度增幅相对减慢。面包刚出炉冷却后，与对照相比，随着荞麦粉添加量增加，硬度下降，其中添加量25.0%～50.0%的下降幅度均达到显著水平（P＜0.05）。在24，48和72 h，12.5%和25.0%荞麦粉添加量面包的硬度与对照相比均没有显著差异，37.5%和50.0%荞麦粉添加量面包的硬度显著下降。在储藏72 h后，37.5%和50.0%荞麦粉添加量面包的硬度分别为340.2和288.4 g，相比对照（501.2 g）分别下降32.1%和42.5%，表明较高荞麦粉添加量可显著降低面包硬度，有助于延长无麸质面包的货架期。

图2 荞麦粉添加量对不同储藏期无麸质面包硬度的影响

2.5 荞麦粉对无麸质面包老化焓的影响

淀粉的老化焓（ΔHr）通常表示在贮存过程中支链淀粉形成的结晶再次加热熔融时所需的能量，其值的变化能够反映面包在储存期间的氧化程度，其值越低表明氧化程度越弱[14]。通过对不同储存时间面包ΔHr的测定（图3），结果表明随着时间的推移，各处理ΔHr值均呈现上升趋势，但对照样品的ΔHr值在48 h和72 h相差不大。在0～72 h，添加荞麦粉处理的ΔHr值相比对照均不同程度的降低，这与荞麦较低的淀粉回生起始温度有关，马铃薯淀粉和玉米淀粉的回生温度均高于荞麦淀粉。但是，随荞麦粉添加量的增加，ΔHr值没有呈现明显的下降趋势，在48和72 h，荞麦粉添加量为12.5%和25.0%时显著降低老化焓。但荞麦粉添加量37.5%时老化焓升高，添加量50.0%时又导致该参数的降低。这种现象可能是由于无麸质配方中存在不同类型的淀粉与荞麦蛋白质较为复杂的相互作用造成的。此外，随着荞麦粉用量的增加，玉米淀粉含量降低，荞麦淀粉和玉米淀粉之间比例的变化也可能对面团的热性能产生影响[15]。综合比较，通过添加荞麦粉调整三种淀粉的比例起到改善无麸质面包抗老化性的作用。

图3 荞麦粉对不同储藏期无麸质面包老化焓（ΔHr）的影响

3 讨论与结论

在无麸质面包配方中添加25%和37.5%荞麦粉可显著提高面包比容，使面包更加蓬松柔软。高含量荞麦粉（50%）的添加使无麸质面包颜色加深较为明显，可能会影响消费者的感官评价，而37.5%添加荞麦粉添加量对面包芯色泽影响较小，而且有助于面包皮色泽的改善。荞麦粉的添加使得气孔更加紧密均匀，改善面包芯的纹理结构。在储藏特性方面，较低含量荞麦粉的添加对于面包储藏期硬度指标影响不大，而添加37.5%和50%荞麦粉显著降低其储藏期的硬度。同时，通过添加荞麦粉调整3种淀粉的比例起到减缓老化的作用。综合比较，添加较高含量荞麦粉（25%～37.5%）在不降低其外观品质的情况下，有助于改善面包的纹理结构和储藏特性。试验证实荞麦粉的添加对无麸质面包工艺参数具有一定的良好效果，在烘焙食品工业化生产中具有良好的应用前景。