不同粒度小麥粉對面團及饅頭品質的影響

王遠輝，余曉宇，王皎潔

(河南工業大學 糧油食品學院，小麥和玉米深加工國家工程實驗室，河南 鄭州，450001)

饅頭是中華民族的傳統主食，日常消費量巨大，尤其在中國北方，一日三餐都出現在餐桌上。對高品質小麥粉饅頭要求有外形結構對稱挺立、表面光滑細膩、色澤白、內部結構孔隙小而均勻，彈性、回復性好、有咬勁、口感好、有特殊的發酵風味、不粘牙、味美適口的饅頭品質較佳[1]。生產品質好的饅頭，需要合理的工藝過程，具備特色的發酵劑，小麥粉原料是最關鍵的影響因素。多項指標常被用來表現小麥粉品質，粒度也是作為評價指標之一。小麥粉的粒度會造成灰分、蛋白含量、破損淀粉含量以及吸水率等品質指標的變化，進而影響到面制品加工品質和食用品質[2]。篩分后得到粒度不同小麥粉，其基本理化特征存在差異，小麥粉粒度小于17 μm時，蛋白質含量普遍偏高，其內部結構遭到破壞嚴重，以蛋白質碎片和淀粉顆粒為主；粒度在17～40 μm時，蛋白質含量偏低，多是大淀粉顆粒和淀粉與蛋白的結合物；粒度大于41 μm時，其組成成分的結構較完整，以胚乳塊為主[3]。SULLIVAN等發現隨著小麥粉粒度減小，小麥粉的灰分和蛋白質含量出現明顯的變化[4]。小麥粉基本組分的變化導致其制作的面制品品質出現較大差異，例如在包面、餅干、鮮濕面條中產生明顯影響，但鮮見其在饅頭生產制作方面的研究。

本文將小麥粉篩分為不同粒度區間樣品，并測定各粒度區間樣品的水分、灰分、破損淀粉、粗蛋白、面筋含量，分析其流變學特性；對其制作的饅頭面團的基本理化指標、質構特征和感官特征進行分析評價。以期選擇適合制作饅頭的小麥粉粒度，并解釋探討對饅頭品質影響，為饅頭生產提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以豫保一號小麥籽粒作為原料，潤麥24 h，潤麥后小麥水分為16.1%，使用布勒實驗磨磨粉并收集小麥粉，再使用圓形驗粉篩將小麥粉分別經過140目(109 μm)、160目(96 μm)、180目(80 μm)、200(75 μm)目，140目篩下及160目篩上的小麥粉為140～160目(96～109 μm)樣品，以此類推，收集各區間的小麥粉用于后期實驗。高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；其他所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

MLU-202型實驗磨粉機，無錫布勒機械制造有限公司；JFZD粉質儀、JMLD150拉伸儀，德國Brabender公司；多功能攪拌機，廣州威萬事實業有限公司；KCD-32醒發箱，河北科朝達食品機械有限公司；500 g密封型搖擺式粉碎機，廣州市大祥電子機械設備有限公司；KN-620全自動凱氏定氮儀，上海新嘉電子有限公司；JJSY30×8圓形驗粉篩、JJJM-54面筋洗滌儀、JHGM-32面筋烘干儀、JBDZ20白度儀，上海嘉定糧油儀器有限公司；JMTY型體積測定儀，杭州大吉光電儀器有限公司；PHS-3C精密酸度計，上海大普儀器有限公司；FD-1A-50冷凍干燥機，北京博醫康實驗儀器有限公司；SDmatic損傷淀粉測定儀，法國Perten儀器公司；TA.XT Plus質構儀，英國Stable Micro System公司；NM 120核磁共振儀，上海紐邁電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同粒度區間小麥粉理化特性的測定

參照GB/T 5009.4—2003測定小麥粉灰分；參照鄭學玲等方法測定小麥粉的破損淀粉[5]；參照GB/T 5511—2008凱氏定氮法測定小麥粉粗蛋白含量；參照GB/T 5506.1—2008使用手洗法測定小麥粉的濕面筋含量；參照LS/T 6102—1995測定小麥粉的面筋指數。

1.3.2 不同粒度區間小麥粉流變學特性的測定

參照GB/T 14614—2006和GB/T 14615—2006測定小麥粉的粉質特性和拉伸特性。

1.3.3 不同粒度區間小麥粉饅頭面團的水分分布的測定

稱取揉制好發酵前的饅頭面團(2.0±0.1) g，使用保鮮膜包裹緊密，使用核磁共振儀(NMR)測定不同粒度區間小麥粉饅頭中水分分布狀態。取處理好的面團(20 mm×4 mm×4 mm)于核磁測試管中，并用保鮮膜將核磁測試管封口。將樣品測試管置于磁場線圈中心位置，對樣品進行CPMG脈沖序列掃描測定。參數：采用點數TD=22 290，回波個數CONH=1 000，反演點數=400，重復掃描次數NS=32，弛豫衰減時間DO=1 s，弛豫時間點數=200，迭代次數=1 000 000[6]。

1.3.4 酵子饅頭的制作

精確稱取400 g篩分得到的不同粒度區間的小麥粉，分別加入3.2 g酵母，攪拌混勻3 min，再加入180 mL蒸餾水，和面13 min，使用壓面機反復翻折壓片15次至表面光滑，使用滾軸將面帶卷呈均勻狀態，切成饅頭坯(約110 g)，置于醒發箱(溫度35 ℃，濕度85%)，醒發32 min，再蒸制20 min，悶1 min，取出饅頭進行感官評價。

1.3.5 不同粒度區間小麥粉饅頭基本指標的測定

參照GB/T21118—2007測定小麥粉饅頭的比容、水分、pH。參照萇艷花的方法測定饅頭白度[7]。

1.3.6 不同粒度區間小麥粉制作饅頭質構品質的測定

將蒸制好的饅頭冷卻到室溫，使用切片機將樣品饅頭切成15 mm厚的薄片，取中心的兩片饅頭進行質構分析測試。采用P/35R探頭測定，測試參數為測前速度：3.00 mm/s；測試速度：1.00 mm/s；測后速度：5.00 mm/s；測試模式：壓縮；壓縮比：70%；觸發力：5.0 g。

1.3.7 不同粒度區間小麥粉制作饅頭中微觀結構的測定

參照馮世德等方法[8]，將不同區間小麥粉制作的饅頭冷卻至室溫，置于-40 ℃下真空冷凍干燥8 h備用。輕敲凍干的饅頭樣品，令其自然斷裂，取截面平整，大小適當的樣品塊，利用雙面膠將其固定于樣品臺上，對樣品進行噴金處理，利用掃描電鏡觀察樣品微觀結構并拍照。

1.3.8 不同粒度區間小麥粉制作饅頭感官評價

參照許芳溢等[9]對饅頭進行感官評價的方法，并根據本研究需要稍作修改，見表1。

表1 饅頭感官評價指標Table 1 Criteria for sensory evaluation of steamed bread

1.3.9 數據處理

所有實驗都進行3次平行實驗，以平均值±標準差表示。采用Excel對數據進行處理，并采用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析(p<0.05)。

2 結果與討論

2.1 不同粒度小麥粉的理化分析

小麥粉的制粉過程中，研磨程序多、時間長、強度大，可得到較小粒度的小麥粉，但其破損淀粉含量會逐漸增加，會造成所制作的面團流變學特性、吸水率、黏度等指標發生改變，制作面團需要小麥粉具有一定量的破損淀粉含量，但不宜過多[5]。由表2可知，篩分后不同粒度區間小麥粉的質量分數差異巨大，200目以上(≤75 μm)區間樣品質量分數最高，達到36.15%，而160～180目(80～96 μm)區間樣品占比最低，僅有9.93%。不同粒度區間小麥粉之間的指標存在顯著性差異(p<0.05)，隨著小麥粉粒度的減小，其破損淀粉和灰分含量兩指標逐漸增加；直至180～200目(75～80 μm)區間樣品的破損淀粉與篩分前原粉相當，灰分含量低于原粉；僅看此指標，篩分至180～200目區間的小麥粉與原粉狀態一致。實驗中破損淀粉含量結果與王曉曦等[10]研究結果一致，面粉的加工強度越大，粒度就會越細，但淀粉受到損傷的程度也會越嚴重，破損淀粉含量增加。140～160目(96～109 μm)區間樣品的粗蛋白和濕面筋含量也處于較高水平，因此粒度區間內包含麩星較多，粗蛋白含量高，但蛋白質量偏差，其面筋指數偏低。180～200目區間樣品的粗蛋白含量、濕面筋含量和面筋指數較其他粒度區間的小麥粉高，說明此粒度區間小麥粉含有面筋蛋白較多，可以形成較好的面筋。200目以上區間樣品的粗蛋白和濕面筋含量最低，但其面筋指數僅低于180～200目區間小麥粉。

表2 不同粒度區間小麥粉的理化指標

注：a～d為顯著性差異標注，不同字母表示兩個樣品之間存在顯著性差異(p<0.05)；顯著性差異只表示同一指標各區間樣品間的差異。下同。

2.2 不同粒度區間小麥粉的流變學特性

小麥粉的粉質指數是指面粉在粉質實驗中綜合吸水率、弱化值、形成時間、穩定時間的綜合評估[11]。不同粒度區間小麥粉的粉質特性表現差異明顯，結果見表3。隨著小麥粉粒度的減小，吸水率基本未變，僅200目以上區間樣品顯著低于其他樣品(p<0.05)；形成時間逐漸增加，180～200目區間樣品達到最大，顯著高于原粉(p<0.05)，而200目以上區間樣品突然降低(p<0.05)；穩定時間逐漸降低，180～200目區間樣品與原粉接近；弱化值逐漸增加，160～200目兩個區間樣品與原粉弱化值無顯著性差異(p>0.05)；粉質質量指數逐漸下降，140～160目區間樣品顯著高于(p<0.05)其他粒度小麥粉，而160～200目兩個區間小麥粉與原粉粉質質量未表現出顯著性差異(p>0.05)。綜合分析，140～160目區間樣品的粉質指標明顯好于原粉，而160～180目和180～200目兩個區間樣品與原粉基本一致，200目以上區間樣品在各項指標均表現最差，說明小麥粉粒度越小，穩定時間越短，面團不耐攪。200目以上區間樣品的破損淀粉和灰分含量均高于其他粒度小麥粉，而其粗蛋白和濕面筋含量處于最低水平，可預見到其制作的面團性能最差。WANG等[12]將小麥磨成3個粒度范圍(中間粒度分別為：164.0、110.7、97.8 μm)全麥粉，較本文中小麥粉粒度稍大，其最小中間粒徑與本文中140～160目(96～109 μm)區間樣品接近，其研究發現隨著粒度的減小，全麥粉面團的面筋網絡增強，面團具有較短的形成時間和較長的穩定時間，淀粉的熱凝膠穩定性和回生值有所增加，此結果與本文相似，本文中140～160目樣品的粉質表現最好。本文結果與關二旗等[13]研究結果不同，關二旗通過超微粉碎得到不同粒度的小麥粉，隨著小麥粉粒度減小，小麥粉粉質質量指數呈上升趨勢。本研究與其對比，二者樣品存在區別，且篩分后各粒度區間在顆粒度、化學成分方面均存在差異，小麥粉粉質特性更加復雜。

表3 不同粒度區間小麥粉的粉質特性Table 3 Farinograph properties of wheat flour with different particle size ranges

拉伸曲線反映面團在外力作用下變形的程度以及抗變形的阻力，其中拉伸曲線面積和拉力比是最關鍵的指標[14]。經過45、90、135 min 3個不同時間的醒發，面團的拉伸性能結果見表4。不同粒度區間小麥粉和原粉的指標在3個醒發時間的變化規律基本一致，隨著醒發時間的增加，拉伸阻力增加，最大拉伸阻力增加，延伸性降低，拉力比數增加；只有拉伸曲線面積在不同粒度區間的粉樣中表現不一，180～200目區間樣品表現與原粉相似，拉伸曲線面積隨醒發時間延長無顯著變化(p>0.05)。在3個醒發時間上，不同粒度區間小麥粉所表現的拉伸指標變化規律一致，隨著粒度的減小，拉伸阻力下降；最大拉伸阻力先升高后降低，僅有醒發45 min時，140～180目區間樣品與原粉數值接近，其他粒度區間樣品均高于原粉；延伸性、拉力比數和拉伸曲線面積3個指標都表現出先升高后降低的趨勢，180～200目區間樣品的延伸性和拉伸曲線面積兩指標表現最好，160～180目區間樣品的拉力比數最高；此外隨著醒發時間的增加，180～200目區間樣品的延伸性和拉伸曲線面積的數值高于原粉的增幅擴大。綜上所述，隨著小麥粉粒度的減小，多個拉伸指標都表現出增強的趨勢，可預見180～200目區間小麥粉制作面團具有很好的延展性和可塑性，其性能具備超越原粉的潛質。而粒度減小到200目以上時指標突然劣變，可能是由于200目以上小麥粉的粗蛋白含量低，破損淀粉含量高，粉質質量下降。

表4 不同粒度區間小麥粉的拉伸特性Table 4 Extensographical properties of wheat flour with different particle size ranges

2.3 不同粒度區間小麥粉饅頭面團的水分分布

圖1為饅頭面團的水分反演圖，圖1中3個波峰代表3種水分存在的形態，峰1代表深層結合水，主要是與淀粉或面筋蛋白緊密結合的水；峰2代表弱結合水，流動性比深層結合水好，又比自由水差，這部分水在蛋白質、淀粉等大分子之間結合；峰3表示自由水。由表5可知，在饅頭面團中，弱結合水所占比例最高，自由水所占比例最少，180～200目和200目以上兩個粒度區間樣品饅頭面團的峰1頂點時間出現明顯延遲，此粒度區間樣品饅頭面團中水分結合較緊密。該結果與陳成等[15]研究結果不同，主要因為篩分的粒度范圍不同，且各粒度區間成分不同。陳成認為，面粉中損傷淀粉、水分含量、蛋白質、淀粉含量在不同的粒度范圍內對水分分布的影響程度不同，結合水的質子移動性和質子信號幅度表現不同。不同粒度區間樣品的深層結合水與弱結合水之和的差別并不顯著(p>0.05)，既是深層結合水含量偏高，其弱結合水含量偏低。180～200目區間樣品的深層結合水含量最高，說明此粒度區間對水分的保持能力較強。面團中水與蛋白質的結合相比于淀粉結合更密切[16]。180～200目區間小麥粉的粗蛋白和濕面筋含量多，面筋指數高，形成的面筋網絡結構緊密，對水的約束性好，所以面團中深層結合水含量最高。

2.4 不同粒度區間小麥粉饅頭的基本指標

在小麥粉饅頭的評價中，饅頭的比容、水分、pH和白度是其關鍵的品質評價指標。由表6可知，隨著小麥粉粒度的減小，饅頭白度呈現上升趨勢，不同粒度的小麥粉饅頭白度差異顯著(p<0.05)，說明粒度越小的小麥粉相對表面積越大，制作的饅頭對光的反射強度會越大，160～180目和180～200目區間樣品的白度處于較高水平，好于原粉樣品。饅頭的比容隨著小麥粉粒度的減小呈現先升后降的趨勢，140～160目區間小麥粉饅頭的比容最小，180～200目區間樣品的比容最大，該結果與鄭學玲等[17]研究結果一致，鄭學玲等認為粒度較細的面粉比粒度粗的面粉具有較多的破損淀粉含量，使面粉面團在發酵時產生較多的CO2，從而使發酵面團體積較大。WANG等[12]研究也發現全麥粉粒徑較小時(中間粒度97.8 μm)，制作的饅頭比容較大。饅頭的水分含量隨小麥粉粒度減小呈現先升后降趨勢，與小麥粉流變學特性中吸水率有相同的變化趨勢。不同粒度區間小麥粉饅頭的pH值表現出顯著性差異(p<0.05)，但均在國標要求范圍內，說明小麥粉的粒度對饅頭發酵過程中微生物產酸情況無消極影響。綜合以上4個指標看，160～180目和180～200目區間小麥粉制作的饅頭處于較好水平，甚至好于原粉制作的饅頭。

圖1 不同粒度區間小麥粉饅頭面團水分分布反演圖Fig.1 Inverse diagram of moisture distribution in dough ofsteamed bread made by wheat flour with differentparticle size ranges

表5 不同粒度區間小麥粉饅頭面團的水分分布Table 5 Distributions of water in doughs of steamed bread made by wheat flour with different particle size ranges

樣品峰1頂點時間/ms峰1面積百分數/%峰2頂點時間/ms峰2面積百分數/%峰3頂點時間/ms峰3面積百分數/%原粉0.93±0.00a10.50±0.83a5.16±0.18c89.02±0.63c49.77±0.00a0.48±0.05a140～160目0.93±0.00a15.15±0.24b4.81±0.17ab84.50±0.46b72.10±14.88b0.35±0.17a160～180目0.97±0.03a11.36±0.17a4.64±0.00a88.11±0.21c43.71±6.06a0.53±0.09a180～200目1.07±0.00b16.91±1.31b5.16±0.18c82.60±1.28a50.86±10.49a0.49±0.06a200目以上1.08±0.08b11.53±1.56a4.98±0.00bc88.04±1.42c59.58±6.21ab0.43±0.02a

表6 不同粒度區間小麥粉饅頭的基本理化性質Table 6 Physical and chemical properties of steamed bread made by wheat flour with different particle size ranges

2.5 不同粒度區間小麥粉饅頭的質地剖面分析

質構剖面分析通過模擬牙齒咀嚼的過程，食物對外力的反作用程度，可將部分感官評判數值化，對食物的評價更精細[18]。硬度和咀嚼性數值過大，饅頭過硬，缺少松軟的特征，而且韌性較大，口感偏差；彈性數值偏大，說明饅頭的口感較好，比較有嚼勁；回復性較好的反映儲藏期內饅頭中孔洞結構的變化，并反映其彈性變化。由表7可知，不同粒度區間小麥粉饅頭的硬度和咀嚼性隨著小麥粉粒度的減小逐漸降低，前文描述小麥粉粒度越小，其灰分和破損淀粉含量越高，將導致饅頭內部結構粗糙松軟，所以硬度和咀嚼性都有所下降，但是160～180目和180～200目區間樣品與原粉樣品接近。140～200目3個粒度區間樣品的回復性和黏聚性無顯著性差異(p>0.05)。不同粒度區間樣品的彈性差異不顯著(p>0.05)，但180～200目區間樣品彈性數值最高，因其內部的粗蛋白含量和面筋質量都較好，適合制作發酵面制品。200目以上區間樣品的各個指標均處于最差水平，由于此樣品面團面筋質量差，筋力低。陳成[19]等將面粉篩分為9XX/11XX、11XX/13XX、13XX/-三個區間并對各粒度區間制作的饅頭質構特性進行分析，篩分得到不同粒度小麥粉制成的饅頭，在質構特性方面存在顯著差異，但其質構特性并沒有與粒度呈線性相關，而是受粒度和面粉成分等多因素的綜合影響。

表7 不同粒度區間小麥粉饅頭的質構特性Table 7 Texture properties of steamed bread made by wheat flour with different particle size ranges

2.6 不同粒度區間小麥粉饅頭的微觀結構

通過掃描電鏡可以觀察饅頭的微觀結構，從而更準確地評價饅頭的品質。由圖2可知，140～160目區間小麥粉制作的饅頭表現較粗糙，180～200目區間樣品面筋網狀結構連續性良好，而原粉和200目以上區間樣品的網狀結構略差，含有大量孔洞，面筋結構松散，此特征使饅頭硬度低、咀嚼性差，與前文質構分析結果一致。從微觀結構圖發現180～200目區間小麥粉更適合做饅頭。

圖2 不同粒度區間小麥粉饅頭的微觀結構Fig.2 Microstructures of steamed bread made by wheat flourwith different particle size ranges注：A、B、C、D、E分別為樣品原粉、140～160目、160～180目、180～200目、200目以上粒度小麥粉饅頭的掃描電鏡圖。

2.7 不同粒度區間小麥粉饅頭感官評價

饅頭經過理化分析、質構分析、微觀結構觀察等方法評價后，仍需結合感官評價，才可對饅頭有整體性的、符合消費者習慣的評價。由圖3可知，不同粒度小麥粉饅頭在比容、風味和口感3項中得分差異不明顯；而在外觀和結構方面，180～200目區間小麥粉饅頭的結構明顯較其他粒度區間得分高，由圖4也發現180～200目粒度小麥粉饅頭內部結構均勻細密，網狀結構良好；140～160目區間樣品結構與外觀處于最差水平，雖然其濕面筋含量較高，但是面筋指數并不高，而其粒度大，所制作的饅頭內部粗糙；從外觀看，不同粒度區間小麥粉饅頭展現的表面顏色和光滑差異明顯，200目以上饅頭表面細膩光滑，色澤白，與前文白度測定結果一致，主要得益于其小麥粉粒度小。WANG等[12]發現全麥粉粒徑越小，制作的饅頭感官評分和綜合評價結果最好，但研究中最小粒徑相當于本文中的140～160目區間樣品。感官評分中，180～200目區間樣品的綜合得分最高，達到93.5分，結合前文理化特征、質構特性分析結果，180～200目粒度區間小麥粉表現出的特征更適宜制作饅頭，內部結構均勻，彈性好，風味好。

圖3 不同粒度區間小麥粉饅頭的感官評價風向圖Fig.3 Windy graphy of sensory evaluation of steamed breadmade by wheat flour with different particle size ranges

圖4 不同粒度區間小麥粉饅頭剖面Fig.4 Fracture surfaces of steamed bread made by wheatflour with different particle size ranges

3 結論

將小麥粉進行篩分，得到4個粒度區間小麥粉樣品，分析其理化特性、流變學特性以及所制作饅頭的理化特征、質構特性和感官特征。不同粒度區間小麥粉饅頭的品質差異顯著(p<0.05)，比較后發現，180～200目區間小麥粉的面筋含量、粗蛋白含量、破損淀粉含量適宜，面團的流變學特征顯示其具有較好的延展性和可塑性，面團中水分分布與原粉面團接近，所制作的饅頭的彈性、回復性、內聚性表現較好，咀嚼性與硬度處于適度范圍內，同時饅頭的比容大，pH值適中，水分含量適宜，色澤較白，感官評分最高，內部結構均勻細密，持氣量高，網狀結構好，品質較原粉饅頭更好。綜上所述，180～200目粒度區間的小麥粉較其他粒度區間的小麥粉更適合制作饅頭。