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逯蕾,韓小賢*,鄭學(xué)玲*,劉翀,馬燕
河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院(鄭州450001)
摘要對(duì)18種小麥粉的水溶物黏度特性及面粉的流變學(xué)特性進(jìn)行了測(cè)定,分析不同品種小麥粉間水溶物黏度差異及流變學(xué)特性差別,揭示水溶物黏度與流變學(xué)特性的關(guān)系。研究結(jié)果表明,不同品種間水溶物黏度差異性顯著,面團(tuán)趨于彈性特質(zhì),面糊趨于黏性特質(zhì),當(dāng)掃描頻率在0.1~0.5 Hz時(shí),面粉水溶物黏度與面團(tuán)黏彈性呈顯著正相關(guān),與面糊黏彈性無(wú)顯著相關(guān)性。
關(guān)鍵詞 水溶物黏度;面團(tuán)黏彈性;面糊黏彈性;流變學(xué)特性
小麥粉是我國(guó)居民的主要食物來(lái)源,主要由面筋蛋白、淀粉、脂類(lèi)及水溶性成分等組成。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于面粉的研究主要集中在淀粉特性及面筋蛋白的黏彈性和延展性方面,而關(guān)于面粉中水溶性成分的研究卻十分罕見(jiàn),僅部分文獻(xiàn)指出水溶性戊聚糖的吸水性較強(qiáng),可明顯改善面包內(nèi)部結(jié)構(gòu),少量關(guān)于水溶性蛋白的研究表明水溶性蛋白可增加面團(tuán)的松軟度及加工性能,但是關(guān)于水溶物黏度的測(cè)定鮮見(jiàn)有研究。流變學(xué)特性是小麥面粉加水形成的面團(tuán)耐揉性和黏彈性的綜合表現(xiàn),是小麥粉品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),與制品品質(zhì)密切相關(guān)。通過(guò)對(duì)小麥粉的水溶物黏度特性及粉質(zhì)特性、拉伸特性、面團(tuán)和面糊的動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性進(jìn)行了測(cè)定,揭示水溶物黏度與流變學(xué)特性的關(guān)系,從而分析水溶物黏度對(duì)面粉品質(zhì)的影響,為水溶物的進(jìn)一步研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1 試驗(yàn)材料與設(shè)備
1.1試驗(yàn)材料
在河南省內(nèi)收集18種具有代表性的小麥,其中硬麥8種,編號(hào)為1~8,中硬麥6種,編號(hào)為9~14,軟麥4種,編號(hào)為15~18。
1.2試驗(yàn)儀器與設(shè)備
SKCS4100單籽粒谷物測(cè)定儀:瑞典Perten儀器公司;HGT-1000A型容重器:臺(tái)州市新恩精密糧儀有限公司;恒溫水浴振蕩箱:國(guó)華企業(yè)CHA-S; 101型電熱鼓風(fēng)干燥箱:北京市永光明醫(yī)療儀器廠;離心機(jī):飛鴿有限公司;AL104分析天平:梅特勒一托利多儀器有限公司;UV-1901可見(jiàn)紫外分光光度計(jì):北京普析通用儀器有限公司;DT-500A電子天平:常熟市金
陽(yáng)天平;全自動(dòng)凱氏定氮儀:丹麥FOSS公司;烏氏黏度計(jì):上海啟航玻璃儀器廠。
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1 面粉水溶物黏度測(cè)定
將面粉與蒸餾水按照1:10( g/mL)的比例于離心管中充分混合均勻,在室溫下恒溫震蕩1 h,再在4 000 r/min條件下離心20 min,上清液倒出待用,參照GB/T 5516-2011方法,使用烏氏黏度計(jì)測(cè)定面粉水溶物黏度,烏氏黏度計(jì)內(nèi)徑0.8~0.9 mm。
1.3.2面粉粉質(zhì)特性測(cè)定
粉質(zhì)特性測(cè)定根據(jù)GB/T 14614-2006方法。
1.3.3面粉拉伸特性測(cè)定
拉伸特性測(cè)定根據(jù)GB/T 14614-2006方法。
1.3.4面團(tuán)與面糊的動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性測(cè)定
面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變學(xué)測(cè)定:將面粉與蒸餾水按照2:1的比例混合揉團(tuán),保鮮膜密封松弛10 min后,切取一小塊面團(tuán)壓成面片,置于哈克流變儀平臺(tái)上,降下平板,切去多余的面片,用礦物質(zhì)油密封防止水分蒸發(fā),開(kāi)始頻率掃描程序,設(shè)置剪切速率為0.1±0.01,頻率為0.1~10 Hz,溫度為25℃,平板間距為1 mm,探頭類(lèi)型為P35 Ti L。
面糊動(dòng)態(tài)流變學(xué)測(cè)定:將面粉與水按照4:9的比例混合成糊,取3 m L面糊于圓筒中,用哈克流變儀進(jìn)行頻率掃描,設(shè)置剪切速率為0.1±0.01,頻率為0.1~10 Hz,溫度為25℃,樣品量為1 m L,探頭類(lèi)型為CC26 Ti。
1.3.5統(tǒng)計(jì)分析方法
采用Excel 2010和SPSS 16.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,采用Origin 8.5軟件作圖。
2結(jié)果與討論
2.1 面粉水溶物黏度分析
流體的黏度表征流體在受到切應(yīng)力后在層流情況下對(duì)流動(dòng)的阻力,是液體流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力大小的反映,純?nèi)軇ざ确从沉巳軇┓肿娱g的內(nèi)摩擦力效應(yīng),聚合物溶液的黏度是體系中溶劑分子間、溶質(zhì)分子間及他們相互間內(nèi)摩擦效應(yīng)之和。增比黏度
度,它是溶液黏度對(duì)純?nèi)軇ざ鹊南鄬?duì)值,反應(yīng)溶液的黏度行為。ηsp反映扣除了溶劑分子間的內(nèi)摩擦后,純?nèi)軇┡c高聚物分子之間,以及高聚物分子之間的內(nèi)摩擦效應(yīng)。使用烏氏黏度計(jì)對(duì)18種面粉在室溫下的水溶物黏度進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表1。
從表1可知,不同樣品的水溶物黏度值各異,水溶物相對(duì)黏度平均值為1.337,變異系數(shù)為9.52%增比黏度平均為0.337,變異系數(shù)為37.75%,不同品種間黏度值差異性顯著。將水溶物黏度與水溶物組分進(jìn)行相關(guān)性分析可知,水溶物黏度值與水溶性戊聚糖含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,而與水溶物含量、水溶性蛋白含量和可溶性總糖含量沒(méi)有顯著相關(guān)性。有研究表明,水溶性提取物中固有黏度的95%由多糖引起,而多糖的主要黏性成分就是戊聚糖,因此戊聚糖對(duì)水溶物黏度貢獻(xiàn)最大,水溶性戊聚糖含量與水溶物黏度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系成立。
將小麥按照硬度分為硬麥、中硬麥和軟麥,并對(duì)軟麥、中硬麥和硬麥面粉水溶物黏度的平均值作圖,如圖1所示。可以看出,硬麥、中硬麥和軟麥面粉的水溶物黏度有一定的差別,硬麥面粉水溶物的相對(duì)黏度、增比黏度最大,軟麥次之,中硬麥水溶物黏度最小。
2.2面粉粉質(zhì)特性分析
面團(tuán)的揉和特性反映面團(tuán)的耐揉程度,是通過(guò)粉質(zhì)儀來(lái)測(cè)定的。通過(guò)粉質(zhì)儀測(cè)定可獲得很多重要參數(shù)對(duì)面團(tuán)的影響,吸水率是反映面粉蛋白質(zhì)和損傷淀粉含量的重要參數(shù)之一,是衡量面粉品質(zhì)的重要指標(biāo),由表2可看出受試樣品中硬麥面粉的吸水率較高,平均值為61.9%,軟麥的吸水率較低,平均吸水率為59.5%;形成時(shí)間反映面團(tuán)的彈性,一般形成時(shí)間在1~4 min的面團(tuán)彈性較差,由表2可知,軟麥面團(tuán)的形成時(shí)間較短,大部分硬麥形成時(shí)間較長(zhǎng),彈性較好;面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間反映面團(tuán)的穩(wěn)定性、耐揉程度,受試樣品的穩(wěn)定時(shí)間在2.0~19.0 min內(nèi)變化,其中硬麥的平均穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng),說(shuō)明受試樣品中硬麥的穩(wěn)定性較好,對(duì)剪切力降解有較強(qiáng)的抵抗力,面筋強(qiáng)度較大,面團(tuán)的加工性能好;弱化度表明面團(tuán)的耐破壞程度,弱化度越大,表明該面粉面筋越弱,面團(tuán)越容易流變,加工成成品不易成型,且易塌陷,受試樣
品的弱化度變幅為12~192 FU,說(shuō)明不同樣品的弱化度值差別較大;粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)是由形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間等綜合評(píng)價(jià)面團(tuán)彈性、耐揉性的一個(gè)重要指標(biāo),受試樣品的弱化度變化范圍為22.0~200.0 FU,其中硬麥的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)最大,平均為102.3,軟麥的粉質(zhì)指數(shù)最小,平均為54.8,品種間差別較大。
面團(tuán)的拉伸特性可以用來(lái)表征對(duì)烘焙品質(zhì)的影響,常用于評(píng)價(jià)面粉品質(zhì)和面團(tuán)改良劑的研究。反映面粉特性最主要的指標(biāo)是拉伸面積和拉伸比值,從表3可以看出,同一樣品在不同醒發(fā)時(shí)間下拉伸面積和拉伸比值有較大差別,在同一醒發(fā)時(shí)間下,不同的樣品所測(cè)得的拉伸面積、拉伸比值也各異。在同一醒發(fā)時(shí)間下,硬麥的拉伸面積較大,軟麥的拉伸面積較小,說(shuō)明軟麥能量較低,面粉筋力較弱。面團(tuán)拉伸比值即抗拉伸強(qiáng)度,只有當(dāng)面團(tuán)的拉伸比值適中,拉伸曲線面積較大時(shí),面團(tuán)的黏彈特性才會(huì)較好,制品品質(zhì)較佳。拉伸阻力表明面粉在揉團(tuán)、醒發(fā)和制作過(guò)程中能保持良好的加工性能,從表3可看出,中硬麥和軟麥的拉伸阻力均隨醒發(fā)時(shí)間的增加而增大,說(shuō)明面團(tuán)在發(fā)酵過(guò)程中的持氣性較強(qiáng),加工性能好。
2.4面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性分析
動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性是面團(tuán)的重要特性之一,對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要作用。黏性模量(G’’)與彈性模量(G’)的比值稱(chēng)為損耗因子(tanδ),比值大于1代表物質(zhì)趨向黏性特質(zhì),比值小于1代表物質(zhì)趨于彈性特質(zhì)。由圖2可知,不同品種的面粉面團(tuán)損耗因子各不相同,且隨著頻率的增加損耗因子總體上呈增加趨勢(shì),還可以看出所有樣品的tanδ值均小于1,說(shuō)明面團(tuán)的彈性特質(zhì)大于黏性特質(zhì),彈性占主導(dǎo)地位。
將小麥按照硬度分為硬麥、中硬麥和軟麥,并對(duì)軟麥、中硬麥和硬麥面粉面團(tuán)彈性模量、黏性模量及損耗因子的平均值作圖,如圖3所示?梢钥吹剑鎴F(tuán)的彈性模量和黏性模量隨頻率的增大先降低后升高,面團(tuán)的彈性模量大于黏性模量,硬麥面團(tuán)的彈性較大。
2.5面糊動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性分析
彈性模量(G’)和黏性模量(G’’)是動(dòng)態(tài)流變學(xué)的兩個(gè)重要參數(shù),用哈克流變儀對(duì)不同品種面粉制作的面糊做動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性分析,結(jié)果如圖4所示。
由圖4可知,不同面粉制作的面糊損耗因子隨頻率的增加而增大,頻率大于0.5 Hz時(shí),所有樣品的面糊損耗因子均大于1,說(shuō)明面糊的黏性模量高于彈性模量,面糊趨于黏性特質(zhì)。將小麥按照硬度分為硬麥、中硬麥和軟麥,并對(duì)軟麥、中硬麥和硬麥面粉面糊彈性和黏性模量的平均值作圖,如圖5所示,可以看出面糊的彈性模量和黏性模量隨頻率的增加呈上升趨勢(shì),面糊的黏性模量大于彈性模量,面糊黏度變化規(guī)律為硬麥大于中硬麥大于軟麥。
2.6相關(guān)性分析
為探討面粉水溶物黏度與面粉粉質(zhì)特性、拉伸特性、面團(tuán)及面糊黏彈特性的關(guān)系,采用SPSS 16.0軟件對(duì)面粉水溶物與面粉流變學(xué)特性進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果如表4~表6所示。
從表4可知,當(dāng)掃描頻率為0.1 Hz~0.5 Hz時(shí),面粉水溶物黏度與面團(tuán)的彈性和面團(tuán)黏性模量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,面粉水溶物黏度與面糊的黏性模量和彈性模量沒(méi)有顯著相關(guān)性,當(dāng)掃描頻率在0.5~10 Hz時(shí),面粉水溶物黏度與面團(tuán)和面糊的黏性模量及彈性模量均無(wú)顯著相關(guān)性。從表5和表6可知,面粉水溶物黏度與面粉粉質(zhì)特性和拉伸特性的各指標(biāo)均無(wú)顯著相關(guān)性。
3結(jié)論
不同品種面粉的粉質(zhì)特性、拉伸特性、面團(tuán)和面糊損耗因子以及水溶物黏度值各不相同,面團(tuán)的彈性特質(zhì)大于黏性特質(zhì),彈性占主導(dǎo)地位,面糊的黏性模量高于彈性模量,面糊趨于黏性特質(zhì)。硬麥面粉水溶物的相對(duì)黏度和增比黏度最大,軟麥次之,中硬麥水溶物黏度最小,水溶物黏度與水溶性戊聚糖呈極顯著正相關(guān)。且當(dāng)頻率為0.1 Hz~0.5 Hz時(shí),面粉水溶物黏度與面團(tuán)的彈性和黏性模量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,面粉水溶物黏度與面糊的黏性模量和彈性模量沒(méi)有顯著相關(guān)性。面粉水溶物黏度與面粉粉質(zhì)特性和拉伸特性的各指標(biāo)均無(wú)顯著相關(guān)性。
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