竹筍膳食纖維對面粉粉質特征及面團質構特性的影響

張 華,張艷艷,趙學偉,段瑞謙,白艷紅,*

(1.鄭州輕工業學院食品與生物工程學院,河南鄭州 450002; 2.食品生產與安全河南省協同創新中心,河南鄭州 450002)

竹筍膳食纖維對面粉粉質特征及面團質構特性的影響

張 華1,2,張艷艷1,2,趙學偉1,2,段瑞謙1,白艷紅1,2,*

(1.鄭州輕工業學院食品與生物工程學院,河南鄭州 450002; 2.食品生產與安全河南省協同創新中心,河南鄭州 450002)

本文研究了不同竹筍膳食纖維添加量對小麥粉粉質特性、生面團拉伸和流變學特性以及熟面團質構特性的影響。結果表明,隨著竹筍膳食纖維添加量的增加,面團穩定時間、粉質質量指數呈先上升后下降趨勢,而拉伸阻力和拉伸比例呈上升趨勢。竹筍膳食纖維添加量為3.0%時,穩定時間最長為7 min 32 s,粉質質量指數最大為95,弱化度最低為64。隨著掃描頻率增大,面團彈性模量和黏性模量增大,損耗角正切減小;頻率相同時,添加量小于3.0%時,面團的彈性模量、黏性模量增加;質構特性研究發現,隨著竹筍膳食纖維添加量的增大(0.5%～5.0%),面團的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性均呈現先增加后降低的趨勢。結果表明:適量添加竹筍膳食纖維可改善面粉的粉質及質構特性,有助于提高面粉的食用品質。

竹筍膳食纖維,粉質特性,質構特性,面粉

膳食纖維簡稱DF(Dietary Fiber),是指那些不可以被人體內源性酶消化吸收的可食用植物細胞、多糖、木質素以及相關物質的總和[1]。膳食纖維是繼水、蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素之外的“第七大營養素”,能有效預防和減少冠心病、糖尿病、高血壓、肥胖癥、心肌梗塞、結腸炎、便秘等疾病的發生。與此同時,由于其自身獨特的理化特性,可以改善食品的風味與質構,影響產品的顏色、保油性、保水性,延長產品的貨架期[2-3]。

近年來人們的飲食結構發生了很大變化,膳食纖維的攝入量相應減少,開發富含膳食纖維含量的功能性食品,越來越受到人們的關注。錢海峰等人綜述了高膳食纖維面制主食的研究進展,介紹了添加膳食纖維對面制品的粉質、拉伸等流變特性的影響及其作用機理[4]。Aravind和李丹丹等人研究了菊粉在意大利面[5]和饅頭[6]中的應用,得出了不影響意大利面和饅頭感官的菊粉最大添加量。王岸娜等人研究了玉米種皮膳食纖維在餃子皮中的應用,其適宜的添加量范圍為5%～8%[7]。Sabanis等人研究發現添加玉米和燕麥膳食纖維到無谷蛋白面包中,可以顯著性增加面包體積、提高面包心柔軟度,改善產品的可接受度[8]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

面粉(蛋白質含量9.0%,脂肪含量1.5%,含水量12.8%) 中糧(鄭州)糧油工業有限公司;竹筍膳食纖維 含水量85%,平均持水力17.85 g/g,平均持油力10.14 g/g,平均膨脹力為9.63 mL/g,平均陽離子交換能力為0.26 mmol/g，pH為2時對亞硝酸根吸附量為7.78 μmol/g,對膽固醇吸附量為6.88 mg/g，由浙江耕盛堂生態農業有限公司提供。

Farinograph電子型粉質儀、Extensograph電子型拉伸儀 德國Brabender公司;Discovery流變儀 美國TA儀器;TA.XTplus質構儀 英國Stable Micro System公司;DZM-140型電動壓面機 永康市海鷗電器有限公司;XLF-30C氣流粉碎機 廣州市旭朗機械設備有限公司;LGJ-10冷凍干燥機 河南兄弟儀器設備有限公司;HWS-080型恒溫醒發箱 上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 竹筍膳食纖維預處理 真空冷凍干燥24 h,使用超微粉碎機粉碎后,過100目篩,備用。

1.2.2 面團的制備 稱取1.0 kg面粉,分別加入0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%竹筍膳食纖維(以面粉計),混合均勻,然后加入1.0%的食鹽及42.0%的水(以面粉質量計),使其形成干濕均勻的松散顆粒面團,和面5 min,在恒溫醒發箱內醒發30 min(溫度30 ℃,濕度85%)后,用保鮮袋密封,以備測試使用。

1.2.3 面團加工性能的測定 參照GB/T 14614-2006《小麥粉 面團的物理特性 吸水量和流變學特性的測定 粉質儀法》的方法,進行粉質實驗。測定混合粉(竹筍膳食纖維/面粉)的吸水率、形成時間、穩定時間、弱化度以及粉質質量指數。

1.2.4 面團拉伸性能的測定 參照GB/T 14615-2006《小麥粉 面團的物理特性 流變學特性的測定 拉伸儀法》的方法,以拉伸面積、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例進行拉伸實驗。

1.2.5 面團流變特性的測定 采用振蕩模式下的頻率掃描實驗研究竹筍膳食纖維對面團流變學的影響。動態流變儀測定,其平板直徑為20 mm,夾縫距離1 mm。將面團放在兩塊平板之間靜置5 min,以使殘余應力松弛,多余部分刮掉,然后立刻蓋上蓋子防止水分蒸發。頻率掃描:應變:0.05%;溫度:25 ℃;頻率:0.1～40 kHz。

1.2.6 面團質構性能的測定 將制備好的厚度1 mm,直徑80 mm的面皮煮熟后,放入200 mL、25 ℃的蒸餾水中靜置30 s后撈出,瀝干面皮表面的水分,將面皮放置于載物臺上,進行面皮的TPA參數測定,選取硬度、粘附性、彈性和咀嚼力[12]4個指標,每組實驗做5個平行實驗。每個儀器參數處理時采用去掉最大值和最小值,求平均值的方法。質構儀參數如下:P/50鋁制圓柱形探頭,測試模式:壓縮,測前速率:1.00 mm/s,測試速度:0.80 mm/s,測后速率:0.80 mm/s,壓縮程度:70.00%,觸發值:5.0 g,兩次壓縮之間的時間間隔:1 s。

關于這道題的教學，大部分教師都是參照《教師教學用書》的建議教學，先鼓勵學生畫出每個圖形的所有對稱軸，再組織學生討論、交流，得到“正幾邊形就有幾條對稱軸”的結論。筆者備課時再次深度解讀習題背后的編者意圖，精心設計以下兩組問題展開教學。

1.3 數據處理

采用Origin 8.5進行整理數據和制作圖表。采用SPSS 16.0對得到的數據進行方差分析及顯著性檢驗和相關分析。p<0.05,顯著;p<0.01,極顯著。

2 結果與分析

2.1 竹筍膳食纖維對面粉粉質特征的影響

面團的吸水率、面團的形成時間、穩定時間、弱化度以及粉質質量指數是評價面粉粉質特征的關鍵因素,本文研究了不同竹筍膳食纖維添加量對面粉粉質特征的影響,如表1所示。

表1 不同竹筍膳食纖維添加量對面粉粉質特性的影響Table 1 Effects of different BSDF addition amount on the wheat flour characteristics

表2 不同竹筍膳食纖維添加量對面團拉伸特性的影響(45 min)Table 2 The effects of different BSDF addition amount on the tensile properties of dough(45 min)

注：“r”為竹筍膳食纖維添加量與拉伸特性各指標間的相關系數，不同肩標字母表示數值之間有顯著性差異(p<0.05);表3～表5同。

表3 不同竹筍膳食纖維添加量對面團拉伸特性的影響(90 min)Table 3 The effects of different BSDF addition amount on the tensile properties of dough(90 min)

由表1可以看出,竹筍膳食纖維的添加在較大程度上改變了面粉的粉質特性。添加竹筍膳食纖維后,面粉的吸水率隨著添加量的上升而不斷提高,這是由于竹筍膳食纖維結構中含有大量的親水基團,使其具有較強的持水力。面團的形成時間也有較大的變化,總體上來講竹筍膳食纖維的添加使得面團的形成時間變長,但是受添加量的影響不大,這是由于在面團形成過程中,竹筍膳食纖維和面團蛋白競爭性爭奪水分,導致面筋網絡的形成時間延長,面團形成時間上升。當竹筍膳食纖維的添加量≤3.0%時,面團的穩定時間隨著添加量的增加而增加,當添加量>3.0%時,面團的穩定時間與對照相比,有較大程度的下降。與此同時,面團的弱化度有不同程度的下降,受添加量的影響不大。竹筍膳食纖維不僅分子間交聯形成網絡,還與面筋蛋白間相互作用,形成復雜體系,改善了面筋的網絡結構,提高了面團的穩定性;但是過大的添加量會導致面團中高聚物含量增大,吸水性能改變,這樣的變化不利于面團的穩定。總體上來講,適量的竹筍膳食纖維的添加使得面粉的粉質質量指數上升,有利于面粉品質的提高。

2.2 竹筍膳食纖維對面團拉伸特性的影響

面筋蛋白主要由醇溶蛋白和麥谷蛋白組成,分別決定著面筋的延伸度和抗拉伸阻力[16-17]。面團的延伸度越大,粘性越強;面團拉伸阻力越大,彈性越好;拉伸比例是將面團的延展性和拉伸阻力兩個指標綜合起來評價面團質量。本文研究了面團分別醒發45、90、135 min時,不同竹筍膳食纖維添加量對面團延伸度和拉伸阻力的影響,結果如表2～表4所示。

2.3 竹筍膳食纖維對面團流變特性的影響

面團的粘彈性是評價面團加工性能的重要指標[18]。不同竹筍膳食纖維添加量對面團流變學特性的影響如圖1～圖3所示。由圖1、圖2可知,隨著頻率增大,面團彈性模量、黏性模量增大,而損耗角正切減小,說明黏性模量比彈性模量變化大。頻率相同時,隨著竹筍膳食纖維添加量的不同,竹筍膳食纖維對面團的彈性模量和粘性模量有不同的影響。

表4 不同竹筍膳食纖維添加量對面團拉伸特性的影響(135 min)Table 4 The effects of different BSDF addition amount on the tensile properties of dough(135 min)

圖1 不同竹筍膳食纖維添加量對彈性模量的影響Fig.1 The effects of different BSDF addition amount on the tensile properties of dough on the elastic modulus of dough

圖2 不同竹筍膳食纖維添加量對黏性模量的影響Fig.2 The effects of different BSDF addition amounton the viscosity modulus of dough

彈性模量表示面團的彈性[18],主要受到面團中麥谷蛋白的影響。粘性模量表示面團的粘性,主要受到麥膠蛋白的影響。竹筍膳食纖維添加量為3%時,面團的彈性模量和粘性模量達到最大值。這可能是因為適宜的竹筍膳食纖維添加量能夠與面團中的麥谷蛋白和麥醇蛋白相互作用,生成大分子量的聚合物,使麥谷蛋白和麥醇蛋白分子量范圍增加,提高其流變學性質,改善面團的粘彈性;也可能是竹筍膳食纖維能夠通過自身的親水作用以及與面粉中淀粉相互作用形成復合物,改善面團的面筋網絡結構,阻礙面團中水分遷移,增強面團的持水性,Nirmala C和Sonar N R[19-20]等人認為物質持水性的增強有助于其粘彈性的提高。而竹筍膳食纖維添加量過多時,竹筍膳食纖維的添加對面團中面筋蛋白的稀釋,不利于面團面筋網絡的形成,使面團的粘彈性下降。

表5 竹筍膳食纖維對面團質構性能的影響Table 5 The effects of different BSDF addition amount on the texture properties of dough

圖3 竹筍膳食纖維添加量對損耗角正切的影響Fig.3 The effects of different BSDF addition amount on the loss tangent of dough

2.4 竹筍膳食纖維對面團質構性能的影響

質地多面剖析法(Texture Profile Analysis,TPA)將感官知覺與其力學性質、幾何特性結合起來進行定義,使得對質地的感官評價信息可以用客觀的方法相互溝通或傳遞[19-21]。在不同的膳食纖維添加量的情況下,面團質構性能如表5所示。

由表5可以看出,隨著竹筍膳食纖維添加量的增加,面團的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性均呈現先增加后降低的趨勢,適當的竹筍膳食纖維的添加量增強了面團的粘彈性和咀嚼性,但是當添加量超過3.0%時,不利于面團粘彈性和咀嚼性的提升。可能由以下兩方面原因造成:一是竹筍膳食纖維的添加稀釋了面筋蛋白,對面筋網絡的形成產生負面作用;二是竹筍膳食纖維良好的親水持水性,影響了面筋蛋白的吸水和面團中淀粉的吸水和溶脹,進而影響面團的質構特性。竹筍膳食纖維添加量為3.0%時,其硬度、彈性、粘附性和咀嚼性達到最大值,分別增加了15.8%、8.2%、137.6%和33.6%,在此時面團的各項質構特性達到最大的狀態。適量的竹筍膳食纖維添加量提高了面團的質構特性。

3 結論

近年來由于人們的飲食結構發生變化,膳食纖維攝入不足,開發富含膳食纖維含量的功能性食品,特別是主食產品越來越受到人們的關注。本文研究了不同竹筍膳食纖維添加量對面團的加工性能(粉質特性、拉伸和流變學特性以及質構特性)的影響。研究結果表明:添加適量的竹筍膳食纖維能構提高面團的穩定時間、粉質質量指數;添加竹筍膳食纖維后由于面團體系中高聚物增加,其彈性、黏性和咀嚼性均有不同程度的改善,但當添加量超過3.0%時,將對面團的流變特性起到弱化作用;同時添加少量的竹筍膳食纖維改善了面團的部分質構特性。本文的研究為面團品質的改善和膳食纖維在面團中的應用提供了一定的理論基礎。

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Effect of bamboo shoot dietary fiber on farinograph properties and texture properties of wheat flour dough

ZHANG Hua1,2,ZHANG Yan-yan1,2,ZHAO Xue-wei1,2,DUAN Rui-qian1,BAI Yan-hong1,2,*

(1.School of Food and Biological Engineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou 450002,China; 2.Henan Collaborative Innovation Center of Food Production and Safety,Zhengzhou 450002,China)

In this paper,the effects of bamboo shoot dietary fiber(BSDF)on the farinographic property,extensibility,rheological and texture properties of wheat flour dough were investigated. The results showed that with the addition amount of BSDF increased,dough stability time,farinogram quality number(FQN)were increased and then decreased,and the stretch resistance,stretch ratio,maximum stretch ratio and maximum resistance appeared as upward trend. When BSDF was 3%,the stabilization time up to 7 min 32 s,FQN maximum of 95,the weakening of the lowest 64.With the scanning frequency increased,the dough elastic modulus and the viscous modulus were increased. By contrast the loss tangent was declined with the scanning frequency increased. When the frequency was the same,the amount of dietary fiber from bamboo shoot was less than 3%. The modulus of elasticity and viscous of the dough were increased. The texture analysis showed that with the different adding amount of BSDF,elasticity,adhesion,chewiness of dough were increased and then declined.

bamboo shoot dietary fiber;farinograph properties;texture properties;wheat flour

2016-11-01

張華(1975-)男，博士，副教授，研究方向：速凍食品加工與安全控制，E-mail：zhh7510@126.com。

*通訊作者:白艷紅(1975-)女，博士，教授，研究方向：低溫食品加工，E-mail：baiyanhong@zzuli.edu.cn。

國家“十二五“科技支撐項目(2012BAD37B06-05)；河南省重大科技專項(141100110400)。

TS211

A

1002-0306(2017)08-0082-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.008