綠豆－小麥混合粉的流變學和熱力學特性研究

龐慧敏 陳 蕓 趙思明 李江濤 熊善柏

（華中農業大學食品科技學院，武漢 430070）

綠豆－小麥混合粉的流變學和熱力學特性研究

龐慧敏 陳 蕓 趙思明 李江濤 熊善柏

（華中農業大學食品科技學院，武漢 430070）

以小麥粉、綠豆粉為原料，研究綠豆－小麥混合粉面團的形成特性、流變學特性、熱力學特性，為綠豆小麥粉復合食品的加工及品質控制提供參考。結果表明，添加綠豆粉對綠豆－小麥混合粉的物性有顯著影響；隨著綠豆粉添加量的增加，混合粉面團的吸水率、形成時間、穩定時間、評價值降低、弱化值增加；最大拉伸阻力、延伸度降低；熱焓呈非線性降低，糊化溫度增加；儲能模量、損耗模量減小，黏彈性降低。

綠豆粉 小麥粉 流變學特性 熱力學特性

綠豆具有消熱解毒、調和五臟、安精神、補元氣等藥理作用［1］，是“醫食同源”的豆類，富含蛋白質、礦物質、B族維生素和膳食纖維［2］，蛋白質功效比高，氨基酸種類齊全，尤其賴氨酸的含量豐富［3］，可與缺乏賴氨酸、B族維生素、礦物元素的小麥面粉混合起到營養互補的作用，改善面制品的營養品質。但是，綠豆蛋白難以形成面筋網絡結構，賦予面團良好的黏彈性和持氣性。小麥粉和綠豆粉按一定比例混合，可以發揮出新的優勢，改善混合面團的黏彈性等流變特性，提高面團的形成能力。

本試驗以小麥粉和綠豆粉為主要原料，研究綠豆粉、小麥粉混合對面團形成能力和熱力學性質等物性的影響，探討不同來源食品大分子的共混效應及對其物性的影響，為綠豆－小麥食品的加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

東北綠豆，千粒重為（79.427±0.629）g，萬能粉碎機粉碎后100目篩得綠豆粉：市售；高筋小麥粉（濕面筋質量分數31.5%）：湖南金健米業股份有限公司。

1.2 儀器與設備

JFZD粉質儀、860001拉伸儀：德國布拉班德公司；AR－2000動態流變儀：英國TA公司；204F1差示掃描量熱儀（DSC）：德國耐馳公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 面團的粉質特性

采用AACC54－21中的方法，用粉質儀測定面團的粉質特性。

1.3.2 面團的拉伸特性

采用AACC54－10中的方法，用拉伸儀測定面團的拉伸特性。

1.3.3 面團熱特性的測定

面團制備：樣品與水的比例為1∶0.9，攪拌4 min，取出面團用保鮮膜包裹，松弛25 min后待用；樣品制備：稱取10 mg面團加入樣品盒后密封，以空白盒為參照；測試條件：采用DSC進行測定，溫度掃描范圍25～100℃，升溫速率10℃／min。

1.3.4 面團動態流變學特性的測定

在Gujral等［4］的方法上進行改動。具體操作如下：將樣品與水按照1∶1.5混合，充分攪拌，用保鮮膜密封，室溫下靜置30 min，將面團放在2塊平板間靜置5 min，以使殘留的壓力松弛，將平板周圍多余部分刮掉，然后立刻用涂有礦物油的蓋子蓋上，以防止水分蒸發。測定條件：采用振蕩模式下的溫度掃描，平板直徑40 mm，夾縫距離1 mm，應變0.5%，頻率1 Hz，升溫過程為25～90℃，升溫速率5℃／min。

1.3.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2003和SAS9.0軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 綠豆－小麥粉的粉質特性

表1顯示了綠豆－小麥粉的粉質特性。由表1可知，隨著綠豆粉添加量增加，面團的吸水率，形成時間、穩定時間和評價值呈遞減趨勢，面團的弱化度呈遞增趨勢。由于綠豆粉的加入，弱化了面筋蛋白，使得面團吸水率降低，同時在定向剪切力的作用下，面筋蛋白多肽鏈間由于二硫鍵和次級鍵（氫鍵、疏水鍵、高子鍵）的斷裂和重組，形成有序的空間網絡結構的能力減弱［5］，使得面團的穩定時間縮短，弱化度增加，粉質指數降低，面團筋力減弱。

表1 綠豆－小麥粉的粉質特性

2.2 綠豆－小麥粉的拉伸特性

表2顯示了綠豆－小麥粉的拉伸特性。由表2可知，隨著醒面時間的增加，面團的拉伸面積、拉伸阻力、最大拉伸阻力、彈延比呈上升趨勢，延伸度呈下降趨勢。隨著綠豆粉配比的增加，拉伸面積、延伸度、最大拉伸阻力呈降低的趨勢，彈延比呈增加趨勢，拉伸阻力呈先增加后減小趨勢。這主要是由于綠豆粉的添加相對降低了混合粉中面筋蛋白的量，使面筋網絡結構不連續或分子間的作用力減小，綠豆膳食纖維可能與小麥面粉中蛋白質發生相互作用［6］，從而導致面團的柔性下降，硬度增加，面團易被拉斷。

表2 綠豆－小麥粉的拉伸特性（n＝2，±s）

表2 綠豆－小麥粉的拉伸特性（n＝2，±s）

注：相同醒面時間，同行字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。

拉伸參數 醒面時間／min 0% 10% 20% 30% 40%拉伸面積／cm2 45 51±0.50C 58±1.50B 71±1.50A 42±1.00D 33±2.00E 90 77±1.00A 63±4.00B 58±0.50B 46±1.00C 37±3.00C 135 79±1.50A 63±2.50B 65±3.50B 42±0.50C 35±0.50C延伸度／mm 45 160±0.00AB 165±2.00A 152±0.50B 120±4.50C 117±4.50C 90 157±1.00A 156±4.50A 133±0.00B 122±1.00C 109±3.50D 135 143±2.00B 157±1.00A 140±7.50B 105±1.00C 101±0.00C拉伸阻力／BU 45 171±0.50C 197±7.00C 272±8.50A 234±0.50B 190±17.50C 90 270±3.00A 234±10.50B 279±8.00A 266±1.00A 257±1.00AB 135 312±14.50A 232±0.00C 306±9.50A 289±0.00AB 258±8.00BC最大拉伸阻力／BU 45 233±1.00B 244±5.00B 311±5.50A 235±0.50B 190±17.50C 90 363±6.00A 286±7.50C 306±2.50B 266±0.00D 261±2.50D 135 414±15.00A 294±9.50C 333±8.00B 293±0.50C 249±8.50D彈延比／BU／mm 45 1.1±0.00B 1.2±0.00B 1.8±0.10A 2.0±0.05A 1.6±0.20A 90 1.7±0.05C 1.5±0.00D 2.1±0.10B 2.2±0.05B 2.4±0.00A 135 2.2±0.15B 1.5±0.00C 2.2±0.05B 2.8±0.10A 2.5±0.10AB

2.3 綠豆－小麥粉的熱特性

綠豆－小麥粉的熱力學參數見表3。從表3可以看出，在測定溫度范圍內，只有1個吸熱峰出現。這可能是由于混合粉中蛋白的變性溫度與淀粉的糊化溫度接近，蛋白質變性的吸熱峰被淀粉的糊化峰所掩蓋［7］。隨著綠豆粉添加量的增加，面團熱變性的起始溫度、峰值溫度、終止溫度均增加，熱焓呈非線性減小。綠豆淀粉中含有45.3%的直鏈淀粉［8］，較小麥淀粉高，一般來說，直鏈淀粉含量高，晶體溶解所需熱量大［9］，從而導致糊化起點溫度、峰值溫度及終點溫度較高［10］。面團熱焓是由各個組分相互作用的結果。Ahn等［7］在研究小麥、大麥和大豆混合粉時也發現了熱焓降低現象，這是由于混合粉中蛋白質含量增加引起的。蛋白質與淀粉競爭性吸水，使供淀粉糊化的水分減少，淀粉的糊化度降低，從而造成了焓值降低［11］。

表3 綠豆－小麥粉的熱力學參數

2.4 綠豆－小麥粉的動態流變學特性

綠豆－小麥粉的動態流變學特性曲線見圖1，動態流變學參數見表4。儲能模量（G’）主要反映樣品的類固體性質即彈性，其值升高主要表征樣品網絡結構的形成。損耗模量（G”）主要反映樣品的類液體性質即黏性，表征樣品內線性分子的相對運動［12］。

由圖1可知，升溫過程中，面團的G’和G”變化趨勢相似，均為先增加至峰值以后下降。在25～60℃升溫階段，未達到淀粉糊化、蛋白變性溫度，G’和G”的值很小，此時綠豆粉添加量對G’和G”影響不大。當溫度超過60℃時，G’和G”急劇上升，68℃左右出現最高峰，淀粉開始大量吸水，發生不可逆的膨脹，直鏈淀粉和小片段支鏈淀粉分子從淀粉顆粒中滲出，互相纏繞，與溶脹的淀粉顆粒形成緊密的網絡結構，使體系中分子的聚合度增大，更具有黏彈性［13］，表現出糊化淀粉的特性。68℃以后，隨著溫度的進一步升高，膨潤的淀粉顆粒開始破裂，網絡結構中的部分氫鍵斷裂，體系黏度下降，G’和G”急劇降低。

圖1 綠豆－小麥粉的動態流變學特性曲線

表4 綠豆－小麥粉的動態流變學特性參數

由表4可以看出，隨著綠豆粉添加量的增加，樣品 Tq和 Tf值增大，Gf’和 Gf”值減小，且 Gf’值總是大于Gf”值。這是由于綠豆淀粉糊化的起始溫度較小麥粉高［14］，這與表3面團熱特性反映的綠豆粉對糊化溫度影響的結果一致，但是DSC能較好地表征糊化溫度。綠豆粉本身不含面筋蛋白［15］，加入后稀釋了小麥粉中的面筋蛋白，使蛋白質的交聯度降低，網絡結構形成能力下降，綠豆粉中含有的可溶性成分也可能參與到面筋蛋白和淀粉形成的網絡結構中，使形成的網絡結構較為松散［16］，從而導致G’值和G”值逐漸減小。

3 結論

添加綠豆粉對綠豆－小麥混合粉的物性有顯著影響。使面團的形成能力和拉伸性能逐漸下降，糊化的起始溫度、峰值溫度、終止溫度增加，熱焓減小，動態流變學特性中峰值溫度增大，最大儲能模量及損耗模量降低。綠豆粉的添加使面團網絡結構變得松散，黏彈性降低。

［1］Mubarak A E.Nutritional composition and anti－nutritional factors of mung bean seeds（Phaseolusaurius）as affected by some home traditional processes［J］.Food Chemistry，2005，89（2）：489－495

［2］Pednekar M D，Machaiah J P.Carbohydrate composition of low dose radiation－processed legumes and reduction in flatulence factors［J］.Food Chemistry，2002，79（3）：293－301

［3］紀花，陳錦屏，盧大新.綠豆的營養價值及綜合利用［J］.現代生物醫學進展，2006，6（10）：143－145

［4］Gujral H S，Rosell C M.Improvement of the breadmaking quality of rice flour by glucose oxidase［J］.Food Research International，2004，37（1）：75－81

［5］劉振峰，陳潔，田少君，等.綠豆粉及其蛋白質對面條品質影響的研究［J］.糧油食品，2007，80（3）：75－77

［6］Doxastakis G，Zafiriadis I，Irakli M，et al.Lupin，soya and triticale addition to wheat flour doughs and their effect on rheological properties［J］.Food Chemistry，2002，77（2）：219－227

［7］Ahn H J，Kim J H，Ng P K W.Functional and thermal properties of wheat，barley，and soy flours and their blends treated with a microbial transglutaminase［J］.Food Science，2005，70（6）：380－386

［8］顧振宇，樊鎮棣，黃贛輝，等.直鏈淀粉含量及檢測方法與抗性淀粉增抗效應研究［J］.食品科學，2008，29（1）：75

［9］任順成，李翠翠，鄧穎穎.鷹嘴豆、飯豆、綠豆淀粉性質的比較［J］.中國糧油學報，2011，26（1）：61－64

［10］Varavinit S，Shobsngob S，Varanyanond W，et al.Effect of amylose content on gelatinization，retrogradation and pasting properties of flours from different cultivars of Thai rice［J］.Starch－St?rke，2003，55（9）：410－415

［11］Mohamed A，Rayas－Duarte P.The effect of mixing and wheat protein／gluten on the gelatinization of wheat starch［J］.Food Chemistry，2003，81（4）：533－545

［12］栗瑞娟，熊善柏，趙思明，等.面團組成對魚面面團及面片流變學特性的影響［J］.食品科學，2008，29（9）：85

［13］Dreese PC，Faubion JM，Hoseney RC.Dynamic rheological properties of flour，gluten，and gluten－starch doughs.Ⅰ.Temperature－dependent changes during heating［J］.Cereal Chemistry，1998，65（4）：348－353［14］Liu Q，Donner E，Yin Y，et al.The physicochemical properties and in vitro digestibility of selected cereals，tubers and legumes grown in China［J］.Food Chemistry，2006，99（3）：470－477

［15］王鴻飛，樊明濤.綠豆種子蛋白質和氨基酸組成特性的研究［J］.江蘇理工大學學報：自然科學版，2000，21（3）：39－41

［16］Addo K，Xiong Y L，Blanchard SP.Thermal and dynamic rheological properties of wheat flour fractions［J］.Food Research International，2001，34（4）：329－335.

Investigations on the Rheological Properties and Thermal Properties of Wheat－Mung Bean Blend

Pang Huimin Chen Yun Zhao Siming Li Jiangtao Xiong Shanbai

（College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070）

The mung bean－wheat composite flours has been researched on properties of dough formation，rheological properties，thermodynamic properties by farinograph，extensograph，dynamic rheological and DSC，in order to support the processing and quality control of mung bean－wheat composite food.The results showed that the addition of mung bean flours had a significant effect on wheat－mung bean composite flours；along with the increasing of dosage of mung bean flours，water absorption，development time，stability time，evaluation values of dough decreased，while weakening slope increased；max resistance，elongation of dough decreased；enthalpy decreased nonlinearly，gelatinization point increased；G′，G″and viscoelasticity of dough decreased.

mung bean flour，wheat flour，rheological properties，thermal properties

TS213.2

A

1003－0174（2015）09－0036－04

2014－03－31

龐慧敏，女，1988年出生，碩士，食品科學

趙思明，女，1963年出生，教授，食品大分子結構與特性