小麥粉品質與調味面制品品質的相關性分析

冷越，唐夢琦,2，周夢舟，肖甚圣,2，劉剛,2，王學東,2*

1(武漢輕工大學 食品科學與工程學院，湖北 武漢，430023) 2(農產(chǎn)品加工與轉化湖北省重點實驗室(武漢輕工大學)，湖北 武漢，430023)3(湖北工業(yè)大學 生物工程與食品學院，湖北 武漢，430068)

調味面制品(俗稱辣條、麻辣面筋)是以小麥粉為主原料，經(jīng)單螺桿擠壓、拌料、包裝等工藝加工而成的即食預包裝調味面制品[1]，因其良好的風味、筋道的口感，受到眾多消費者喜愛與關注。目前，調味面制品市場份額已達到500億元，產(chǎn)業(yè)規(guī)模有穩(wěn)中向好的發(fā)展趨勢，生產(chǎn)出綠色、健康、口感佳的產(chǎn)品是行業(yè)所面臨的新挑戰(zhàn)。俞建峰等[2]就不同機械結構參數(shù)與物料特性參數(shù)對辣條質量的影響進行研究，結果顯示在一定機械參數(shù)和物料含水量下制備的辣條品質能達到最佳。目前國內外的報道中還少見針對調味面制品專用粉的研究，同時由于單螺桿擠壓機加工中可調參數(shù)少，加工工藝相對固定，要使產(chǎn)品品質得到進一步提升，著手從原料探究具有非常大的意義。ARHALIASS等[3]以產(chǎn)品橫向、縱向和體積膨脹指數(shù)等指標，研究了玉米和小麥粉擠出過程當中的膨脹機理，結果表明玉米和小麥粉之間的組成差異對膨脹機制有影響。CARVALHO等[4]研究了添加蔗糖對玉米和小麥粉擠出物膨脹度的影響，結果表明兩者由于組分不同受到的影響程度不同，蔗糖的添加導致產(chǎn)品淀粉轉換程度和膨脹度降低，并且對玉米擠出物影響更大。陳鋒亮等[5]研究認為小麥的品質特性和相應的擠壓產(chǎn)品特性之間有較大差異。

本文以6種不同品質小麥粉為研究對象，通過測定各小麥粉的基礎品質指標、溶劑保持力和糊化特性，以及調味面制品的持油能力、徑向膨脹率、質構等，采用相關性分析方法，確定了與產(chǎn)品品質相關的原料組分。該研究可為制作品質較優(yōu)的調味面制品提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

美唇面粉，一加一天然面粉有限公司；香雪面粉，中糧面業(yè)(漯河)有限公司；五星水面王，中原糧油有限公司；朗陵特一粉，確山縣雙劍面業(yè)有限公司；鑫盈源特一粉，平輿縣盈源面業(yè)有限公司；蓮花六月春，河南蓮花面粉有限公司；食用鹽，市售；單甘酯，佳力士添加劑(海安)有限公司。

1.2 儀器與設備

定制單螺桿擠壓膨化機，平江弘宇機械制造有限公司；Vario EL CUBE元素分析儀，Elementar 德國元素；FN 1900降落數(shù)值儀，PERTEN INSTRUMENTS AB；Super 4快速黏度分析儀，NEWPORT；TA touch質構儀，上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司；Sdmatic損傷淀粉測定儀，特雷首邦(北京)貿易有限公司；CR-10色差儀，日本柯尼卡美能達公司；HD-3A智能水分活度測量儀，無錫市華科儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 小麥粉淀粉品質指標

總淀粉含量測定：參照GB 5009.9—2016[6]；直鏈淀粉含量測定：參照GB/T 15683—2008[7]；直支淀粉比測定：利用總淀粉和直鏈淀粉含量計算出支鏈淀粉含量，再根據(jù)直鏈淀粉與支鏈淀粉含量計算得到比值；破損淀粉含量測定：參照損傷淀粉測定儀SDmatic用戶手冊。

1.3.2 小麥粉蛋白質品質指標

粗蛋白含量測定：參照GB/T 5009.5—2016的燃燒法[8]；面筋含量測定：稱取2份10 g樣品分別緩慢倒入左右兩邊的洗滌杯內，搖勻使樣品層表面平整。用移液管吸取配制好的2% NaCl溶液，緩慢均勻地加入洗滌杯中，盡量使樣品充分吸取NaCl溶液(添加量根據(jù)面粉吸收情況設定，但需保持在4.2 ～5.2 mL)。啟動面筋測定儀，待洗滌完成后，得到面筋。將洗滌杯取下，用鑷子輕輕剝離出面筋，并保證洗滌杯、洗滌網(wǎng)、洗滌鉤上無任何殘留。將2份面筋取下后分別放入對稱的指數(shù)盒中，啟動開關，使面筋在指數(shù)儀里轉動，結束后用刮刀刮下通過篩網(wǎng)部分，稱量通過篩網(wǎng)部分的面筋(m1)，并同時稱量通過與未通過篩網(wǎng)的面筋，得到總面筋質量(m)。將其中未通過篩網(wǎng)部分的面筋放入烘干儀中進行干燥，得到的剩余物即為干面筋質量(m2)。根據(jù)公式(1)、(2)、(3)進行計算，得到濕面筋含量、干面筋含量和面筋指數(shù)。

(1)

(2)

(3)

1.3.3 小麥粉其他組分品質指標

水分含量測定：參照GB/T 5009.3—2016的直接干燥法[9]；灰分含量測定：參照GB/T 5009.4—2016的淀粉類食品中總灰分測定法[10]；脂肪含量測定：參照GB/T 5009.6—2016的方法[11]；降落數(shù)值測定：參照GB/T 10361—2008的HAGBERG-PERTEN法[12]；溶劑保持力測定：參照GB/T 35866—2018的微量法[13]；小麥糊化特性的測定：參照GB/T 24853—2010的方法[14]。

1.3.4 調味面制品的制作方法

稱取12.5 kg小麥粉，1.25 kg食用鹽，60 g單甘酯，3 kg水，待配料在水中充分溶解后，加入至打粉機中混合打粉，一定時間后倒出。將混合均勻的絮狀面團倒入提前預熱好的單螺桿擠壓膨化機中，進行擠壓、自動切割，得到調味面制品。

1.3.5 吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)

將調味面制品在真空冷凍干燥機中干燥后進行粉碎，稱取2.5 g(W1)的樣品，放入50 mL離心管(W2)中，向其中加入30 mL的蒸餾水后，振蕩使樣品粉末在水中完全分散均勻。在30 ℃恒溫水浴鍋中保持水浴30 min，每10 min振蕩45 s。水浴結束后放入離心機，在4 000 r/min下離心20 min，收集上清液于已知質量的鋁盒(W3)內，在105 ℃下烘干至恒重，記錄質量(W4)，并稱取離心管與沉淀物總質量(W5)。每種樣品重復測定3次取平均值。如公式(4)、公式(5)。

(4)

(5)

1.3.6 持油能力

稱取2 g調味面制品切分成若干個2～3 cm的小段，再加入過量菜籽油，將調味面制品浸入菜籽油中，每10 min振蕩15 s，待充分吸油0.5 h后，取出樣品，放置在濾紙上吸出多余的菜籽油。將吸油后的樣品放入15 mL離心管中，以2 000 r/min的速度離心5 min后稱量樣品質量。每種樣品隨機選取5根重復進行上述測量，取平均值。按照公式(6)計算持油能力。

(6)

1.3.7 徑向膨脹率

隨機選取完全冷卻并放置1 d的半成品調味面制品，使用游標卡尺在固定間距點(2 cm)測量其直徑，測量多個位點得到的結果取平均值，即為單根半成品調味面制品直徑。再測量擠壓模具口直徑。每種樣品隨機選取5根重復進行上述測量，取平均值。根據(jù)公式(7)得到徑向膨脹率：

(7)

1.3.8 其他產(chǎn)品品質指標

水分活度測定：利用水分活度儀測定；色差測定：利用色差儀測定，并根據(jù)相關公式求值；質構測定：隨機選取調味面制品，取其中間段約30 mm部分，將其放置于P/5探頭下測定。試驗參數(shù)設定如下：測前速度：1.5 mm/s，測試速度：1.5 mm/s，測后速度：1.5 mm/s， 壓縮比：65%，觸發(fā)力：5 gf，2次壓縮間隔時間：6.0 s。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件進行分析處理。重復數(shù)據(jù)取均值。

2 結果與分析

2.1 不同小麥粉基礎指標測定結果

表1～表5為不同品種小麥粉品質分析結果，各品質指標的變異系數(shù)越大，波動性越大[15]，反映了不同小麥粉間的品質差異，具有更好的代表性。6種小麥粉基礎組分參數(shù)中，變異系數(shù)從大到小的指標為降落數(shù)值、干面筋、脂肪、面筋指數(shù)、濕面筋、直支淀粉比、灰分、破損淀粉、直鏈淀粉、粗蛋白、總淀粉、水分，其

表1 小麥粉淀粉品質參數(shù)指標統(tǒng)計分析Table 1 Statistical analysis of starch quality parameters of wheat flour

表2 小麥粉蛋白質品質參數(shù)指標統(tǒng)計分析Table 2 Statistical analysis of protein quality parameters of wheat flour

表3 小麥粉其他組分品質參數(shù)指標統(tǒng)計分析Table 3 Statistical analysis of other components quality parameters of wheat flour

表4 小麥粉溶劑保持力參數(shù)指標統(tǒng)計分析Table 4 Statistical analysis of solvent retention parameters of wheat flour

表5 小麥粉糊化特性參數(shù)指標統(tǒng)計分析Table 5 Statistical analysis of gelatinization characteristic parameters of wheat flour

值分別為29.73、26.56、16.67、16.54、16.46、15.31、13.55、12.77、10.58、8.24、3.89、2.81，其中面筋與粗蛋白的變異系數(shù)較大，體現(xiàn)了各品種小麥粉中蛋白質的差異性；而直支淀粉比、破損淀粉和直鏈淀粉變異系數(shù)也大于10，體現(xiàn)了小麥粉中淀粉種類的差異性；小麥粉溶劑保持力中，變異系數(shù)從大到小的指標為乳酸、蔗糖、水、Na2CO3，其值分別為14.74、11.96、 8.84、6.37，其中乳酸、蔗糖的變異系數(shù)>10，主要體現(xiàn)了小麥粉中面筋的特性以及面粉的吸水性[16-17]；小麥粉糊化特性參數(shù)指標中，變異系數(shù)從大到小的指標為最低黏度、回生值、最終黏度、峰值黏度、衰減值、峰值時間、糊化溫度，其值分別為76.13、75.73、 74.73、43.85、30.30、8.67、3.94， 除峰值時間和糊化溫度外，其他指標的變異系數(shù)均較大，亦體現(xiàn)了各品種小麥粉中淀粉的差異性。綜合上述指標進行分析，各小麥粉中重要組成成分間差異顯著，由此可見，實驗所選原料代表性較好。

2.2 不同調味面制品品質指標測定結果

表6、表7為不同調味面制品品質指標的分析結果，基礎品質變異系數(shù)從大到小的指標為持油能力、吸水性指數(shù)、水溶性指數(shù)、徑向膨脹率、色差、水分活度，除持油能力變異系數(shù)接近10，其他各參數(shù)指標差異并不明顯；產(chǎn)品質構變異系數(shù)從大到小為硬度、回復性、黏聚性、彈性，其值分別為12.95、3.01、1.54、0.47，其中硬度的變異系數(shù)較大。在評價產(chǎn)品品質最重要的幾項指標硬度、持油能力、徑向膨脹率中，前兩者的變異系數(shù)略有差異，后者差異不是非常顯著，表明在相同工藝條件下，產(chǎn)品外形差別不大，但產(chǎn)品間的品質具有差異性。在較重要的2項指標中，吸水性指數(shù)反映了擠壓過程對淀粉糊化的影響程度，水溶性指數(shù)反映了擠壓過程淀粉的轉化程度[18]，本實驗中兩者變異系數(shù)差異不明顯，一方面可能是由于原料中總淀粉含量差異不明顯，另一方面也表明該擠壓工藝操作較為穩(wěn)定。對于產(chǎn)品次要評價指標水分活度、色差、彈性、黏聚性、回復性，其變異系數(shù)幾乎無差異，但其值依舊可為評判產(chǎn)品品質優(yōu)劣提供參考。因而，所選評價指標可以很好地反映產(chǎn)品品質特性。

表6 調味面制品基礎品質參數(shù)指標統(tǒng)計分析Table 6 Statistical analysis of basic quality parameters of seasoning flour products

表7 調味面制品質構參數(shù)指標統(tǒng)計分析Table 7 Statistical analysis of texture parameters of seasoning flour products

2.3 不同小麥粉品質與調味面制品品質間的相關性分析

將不同小麥粉品質指標與調味面制品品質指標進行相關性分析得到表8。

表8 小麥粉品質指標與調味面制品品質的相關性Table 8 Correlation between wheat flour quality and seasoning flour products quality

注：*表示α=0.05水平(雙側)上顯著；**表示α=0.01水平(雙側)上顯著。下同。

由表8可知，調味面制品吸水性指數(shù)與總淀粉含量、干面筋含量呈顯著負相關(P<0.05)，與面筋指數(shù)極顯著負相關(P<0.01)。吸水性指數(shù)反映了產(chǎn)品與水的結合能力，由于面筋含量與質量的增加導致產(chǎn)品吸水性指數(shù)下降[19]，可能的原因是由于面筋蛋白與產(chǎn)品中其他組分結合更加緊密，導致了擠壓過程中暴露的親水基團[20]減少，從而降低了與水的結合能力。同時，宋賢良等[21]也指出，面筋質量好的面粉有更低的親水性能。水溶性指數(shù)與總淀粉含量、面筋指數(shù)呈顯著負相關(P<0.05)，與直支淀粉比、脂肪呈極呈顯著正相關(P<0.01)。其中淀粉直支比增加導致水溶性指數(shù)增加的原因可能是由于直鏈淀粉的增加，在擠壓過程中機械力的破壞下導致直鏈淀粉分子降解，產(chǎn)生更多可溶性物質，這與李范洙等[22]研究結果相一致。徑向膨脹率與灰分、水溶劑保持力和Na2CO3溶劑保持力呈顯著負相關(P<0.05)，與濕面筋含量、蔗糖溶劑保持力呈極顯著負相關(P<0.01)。蔗糖、Na2CO3等溶劑保持力反映了面粉的吸水率，同時濕面筋含量也與水的結合程度有關，徑向膨脹率與上述指標呈負相關，可能是由于面粉吸水能力越強，面筋與水的結合更牢固，在擠壓過程中水分損失更少，徑向膨脹率更小。這與蘇安祥等[23]、PARSONS等[24]、BOFF等[25]結果相類似。水分活度與直支淀粉比、脂肪呈顯著負相關(P<0.05)，與面筋指數(shù)呈顯著正相關(P<0.05)， 與總淀粉含量呈極顯著正相關(P<0.01)。可能是由于隨著脂肪含量的增加，脂肪間相互結合包裹了自由水分子，從而使得水分活度降低；這與楊洋等[26]結果相類似。色差與乳酸溶劑保持力呈極顯著負相關(P<0.01)。硬度與干面筋含量呈極顯著正相關(P<0.01)。可能是由于面筋含量的增加使調味面制品結構上更加緊密，產(chǎn)品氣孔間壁厚更寬，從而使得硬度增加；并且干面筋增加引起的麥谷蛋白增多，也會導致產(chǎn)品硬度增大。這與楊秀改等[27]結果一致。黏聚性與乳酸溶劑保持力呈顯著負相關(P<0.05)。回復性與直支淀粉比呈顯著正相關(P<0.05)，與總淀粉含量、面筋指數(shù)呈極顯著負相關(P<0.01)，與脂肪極顯著正相關(P<0.01)。

2.4 調味面制品品質的逐步回歸分析

將小麥粉總淀粉含量(X1)、直支淀粉比(X2)、破損淀粉(X3)、濕面筋含量(X4)、干面筋含量(X5)、面筋指數(shù)(X6)、水分(X7)、脂肪(X8)、降落數(shù)值(X9)、蔗糖溶劑保持力(X10)、Na2CO3溶劑保持力(X11)、乳酸溶劑保持力(X12)、峰值黏度(X13)、衰減值(X14)、最終黏度(X15)、回生值(X16)、峰值時間(X17)等指標對調味面制品各品質指標進行逐步回歸分析，分析結果見表9。

由表9中回歸分析結果可知，產(chǎn)品品質受到小麥粉中多項指標綜合作用的影響。由吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)方程可看出，面筋指數(shù)對兩者影響最大；蔗糖溶劑保持力與初始水分表明，徑向膨脹率受到含水量的影響最大；脂肪含量對水分活度影響最大；干面筋含量對硬度影響最大；上述結果均與表8相關性分析結果一致。在對各產(chǎn)品指標的評判中，幾乎都有面筋和淀粉類指標的共同影響，值得重點關注。同時，原料中的水分與脂肪也有一定的影響。對實驗結果與產(chǎn)品品質進行分析，得到適宜制作調味面制品的小麥粉重要指標推薦范圍為：灰分0.60%～0.75%，濕面筋含量30%～35%，干面筋含量7%～10%，面筋指數(shù)60～90，直鏈淀粉含量13.0%～14.5%，淀粉直支比0.16～0.22。

表9 小麥粉品質指標與調味面制品品質指標逐步回歸分析Table 9 Stepwise regression analysis between wheat flour quality andseasoning flour products quality

3 結論

小麥粉作為調味面制品中最重要的主原料，其品質對調味面制品的質量起著重要作用。實驗通過相關性分析與逐步回歸分析研究了影響產(chǎn)品品質的原料組分。結果表明，不同品質指標的小麥粉制作的調味面制品主要品質指標差異較大。其中，干面筋含量、濕面筋含量、面筋指數(shù)與淀粉組成對調味面制品品質影響最為顯著；溶劑保持力反映出的吸水率以及其他組分如脂肪對產(chǎn)品影響也較為顯著。回歸方程的建立也顯示了多個組分共同決定調味面制品品質，通過對原料小麥粉的相關指標測定可以間接反映出調味面制品產(chǎn)品品質的優(yōu)劣。本研究可為小麥粉在實際加工利用中生產(chǎn)更加優(yōu)質的調味面制品提供理論指導作用。