面团中流变学影响检测方案(质构仪)

中国粮油学报Joumal of the Chinese Cereals and O ils A ssociationVol 22，No 2Mar 20072007年3月第22卷第2期 13李次力等 脱毒亚麻粕籽粉对面团流变学及面包特性的影响研究第22卷第2期 脱毒亚麻粕籽粉对面团流变学及面包特性的影响研究 李次力'1缪铭 (哈尔滨商业大学食品工程学院，哈尔滨 150076)(工南大学食品学院，无锡 214036) 摘 要 采用粉质仪、拉伸仪、质构仪等分析手段探讨脱毒处理后的亚麻籽粕粉添加到小麦粉中对面团流变学特性(粉质特性、拉伸特性)、面包烘焙特性的影响。结果表明，挤压处理使有毒成分生氰糖苷含量显著降低(从257.85mg/kg降到 18.58mg/kg)；随着脱毒亚麻籽粕粉添加量的增加，面团吸水率、弱化度增加；面团形成时间、稳定时间和粉质评价值降低；面团的R5阻力、最大拉伸阻力、拉伸长度、拉伸能量降低；复合小麦粉所制面包比容下降，感官评分及硬度、弹性等物性指标均无较大的变化。当添加量增大(超过5%时)，需同时配合使用小麦粉改良剂。 关键词 亚麻籽粕 脱毒 粉质特性 拉伸特性 烘焙特性 亚麻籽(flaxseed或 linseed)又称胡麻籽，是亚麻科、亚麻属的一年生或多年生草本植物亚麻(植物学名为L inum usitatissimum L.)的种子。它不仅是世界十大油料作物之一，而且富含多种功能活性成分，如α-亚麻酸、木酚素、亚麻胶、二糖苷、酚酸、黄酮类等，其中许多成分被证明具有抗癌活性。因此，亚麻籽作为一种关键性的植物化合物来源出现在功能食品中。 目前，加拿大、澳大利亚、英国等国家在亚麻籽作为功能食品开发力度不断加大，许多功能产品不断面市。而国内主要将亚麻籽用来榨油，其饼粕则被当作动物饲料原料，这不仅造成资源不合理利用及浪费，而且亚麻籽的潜在价值远没有开发利用。据文献报道亚麻籽粕含有如下化学成分2-31：水分1.7%，蛋白质37.1%，脂肪0.8%，灰分7.4%，总膳食纤维45.4%，可溶性膳食纤维6.2%，碳水化合物7.6%，且与大豆蛋白相比，亚麻籽蛋白含更多的天门冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸和精氨酸，同时具有更好的持水性和乳化性。本文探讨将亚麻籽粕添加到食品中，它对面团流变学特性和面包烘焙特性的影响，为亚麻籽粕在烘焙食品中广泛应用提供一定的理论依据和切实可行的实施途径。 ( 基金项目：黑龙江省科技攻关计划项目(GC05B409) ) ( 黑龙江省教育厅科学技术研究项目(10511083) ) ( 收稿日期：2006-03-03 ) ( 作者简介：李次力，男，1963年出生，副教授，食品科学与工程专业 ) 1 材料与方法 1.1 实验材料 亚麻籽粕：黑龙江兰西县植物油厂； 高筋粉：内蒙古大公实业有限责任公司； 莲花谷粉：黑龙江省莲花味精进出口公司； 即发干酵母：广东梅山马利酵母有限公司。 1.2 试验仪器与设备 Farinograph粉质仪：德国 Brabender公司； Extenograph拉伸仪：德国B rabender公司； TA-XT2i质构仪：英国Micr Stable System 公亏： 面包体积测定仪：美国民族制造公司。 1.3 实验方法 1.3.11..亚麻籽粕脱毒处理试验 亚麻籽粕含有对人体有害的残留毒性物质或抗营养因子，其中主要是生氰糖苷成分。生氰糖苷能在机体内β-糖苷酶的酶解作用而释放氢氰酸(HCN)，它与含酶金属卟啉进行络合而产生强烈抑制呼吸的作用，使机体发生中毒。根据有关文献报道12，4-6]采用水煮法、溶剂法、微波法、蒸煮法等方法可除去生氰糖苷毒性物质。本文采用挤压处理除去亚麻籽粕中的生氰糖苷，处理方法前后产品中HCN含量的测采采用苦味酸盐法 1.3.2 粉质试验和拉伸试验7] 粉质试验：AACC-51-21方法 拉伸试验：AACC-54-10方法 1.3.3 面包烘焙试验、[8-10] 面包的基本配料(%)：强力粉100、酵母2、食盐2、奶粉2砂糖6、起酥油5、水62、改良剂适量。 采用二次发酵法面包制作工艺，工艺流程为：原辅料混合→种子面团搅拌(小麦粉70%，26℃搅拌5min)→种子面团发酵(28℃、72%相对湿度发酵2.5h)→主面团搅拌(剩余原辅料，28℃)→主面团发酵(28℃、78%相对湿度发酵40min)一切块-称量→搓圆→静置置整形入盘→醒发(38℃、85%相对湿度醒发1h)-烘烤(上火210℃下火190℃烤10min)-冷却→包装一成品。 面包品质评定： 面包感官评分标准中国农科院《面包烘焙品质评分标准》制定，总分100分，面包体积35分，表面色泽5分，表皮质地与面包形状5分，面包心色泽5分，平滑度10分，纹理结构25分，弹柔性10分，口感5分。 面包体积和比容的测定：面包体积测定采用菜籽排重法，面包比容(cm’/g)==体积(cm)质量(g)。 面包的物性指标的测定：切去面包两末端(各20mm厚)，然后从中间部位切取20mm厚的面包片；取面包片中心部位直径35mm的面包芯，在质构仪上测定面包片被压缩时的硬度、弹性和咀嚼性。物性仪参数：TPA模式、P50探头，数据获取速度：200PPS，测试前速度：1.00mm/s，压力： Gram s，度度后速度：0.5mm/s，时间：5.00s，测试速度：0.50mm/s，扭曲张力：90%。每个面包样品切3片测定后取平均数。 面包水分含量的测定：参照 GB500913—1985。 2 结果与讨论 2.1亚麻籽粕脱毒处理 按照工作参数：物料含水量30%、加工温度130℃、喂料速度 20r/min、螺杆转速90r/min来挤压处理亚麻籽粕，并对脱毒前后的亚麻麻籽中 HCN含量进行测定，结果见表1。 表1 挤压脱毒方法处理后亚麻籽粕中氰化氢含量变化 处理方法 HCN质量分数(mg/kg) 脱除率*(%) 未处理样品 257.85 92.79 挤压法 18. 58 注：*表示脱除率=(挤压前 HCN含量-挤压后 HCN含量)/挤压前 HCN含量 由表1的结果可知，所采用的挤压处理方法能对亚麻籽粕进行较好的脱毒，HCN的脱除率高达92.79%。挤压法脱毒原理是挤压技术具有高温、高压、短时强烈挤压、剪切处理和热处理的功能，能保持物料的营养成分很少甚至不被破坏，但使生氰糖苷以及其他抗营养因子的化学结构受到破坏甚至失去毒性从而起到脱毒的作用，因此挤压处理对降低亚麻籽粕中的生氰糖苷含量十分有效。 2.2 亚麻籽粕粉对小麦粉流变学性质的影响 粉质和拉伸曲线反映面团形成过程中的流变学特性。脱毒亚麻籽闲籽按0%、1%、3%、5%、7%、9%的比例添加到小麦粉中，测定小麦粉粉质特性，试验结果见表2. 表2 亚麻籽粕粉对面团粉质特性的影响 实验添加量吸水量形成时间稳定时间 弱化度 评价 序号 /% /% /m in /min (ICC标准)/BU 值 1 0 64.2 10.3 17.4 102 82 2 1 65.8 10.2 16.1 107 80 3 3 66.2 9.7 15.1 125 78 4 5 68.5 10.4 12.2 136 79 5 7 69.1 10.2 11.3 166 77 6 9 71.9 10.1 10.1 176 75 随着亚麻籽粕粉添加比例的增加小麦粉的吸水率增加，面团的形成时间和稳定时间缩短，弱化度增加，评价值降低，这说明面团的粉质特性被逐渐恶化。这是由于亚麻籽粕粉中含有的蛋白质主要是水溶性的[1]，不能形成类似面筋网络的结构，加入面团中反而会稀释面筋蛋白的含量。同时亚麻籽粕粉中高含量的膳食纤维导致小麦粉的吸水率增加，促使面团弱化，并且大量的不溶性纤维成分对面筋网络有机械破坏作用。当添加5%的亚麻籽粕粉时，小麦粉的粉质曲线图(见图1c)发生了严重的变形，说明面团的性质已经发生了质的变化，因此，亚麻籽粕粉适宜的添加量应在5%以下。 Fu 700 添加5%亚麻籽粕粉 图1：亚麻籽粕粉对面团粉质曲线的影响 亚麻籽粕粉添加到小麦粉中，由于其在一定程度上稀释了小麦粉中的面筋蛋白含量，减少了面团中能形成面筋结构的成分含量，影响到了面筋网络的形成与扩展，因此随着添加量的增大，面团流变学特性的恶化程度就越明显。由于亚麻籽粕粉的添加而稀释面筋蛋白质含量，现通过添加品质改良剂谷肮粉来弥补，如表3所示。添加适量的谷肮粉将使恶化的面团流变学特性得以恢复。 表3亚麻籽粕粉和谷粉复合对面团粉质特性的影响 实验 添加量 吸水量形成时间稳定时间 弱化度 评价 序号 /% /% /min /min (ICC标准)/BU 值 1 0+0 64.2 10.3 17.4 102 82 2 1+1 65.2 10.3 15. 1 106 79 3 3+1.5 65.5 10.2 14.8 104 79 4 5+2 65.8 9.9 14.3 107 80 5 7+2.5 65.4 10.2 14.6 105 78 6 9+3 65.7 10.1 14.4 105 77 注：添加量为亚麻籽粕粉+谷粉。 对上述添加不同比例亚麻籽粕粉的小麦粉测定其拉伸性能，其特征参数如表4所示。 表43亚麻籽粕粉对面团拉伸特性的影响(醒发135min) 实验添加量 R5阻力最大拉伸阻力拉伸长度 压延比 拉伸能量 序号 /% /BU /BU /mm /cm~ 1 0 342 483 175 2.76 95.2 2 1 255 309 160 1.93 75.4 3 3 230 284 167 1.70 72.0 4 5 239 277 162 1.71 67.5 5 7 214 298 148 2.01 62.3 6 9 208 272 145 1.87 58. 1 由拉伸曲线指标可以看出，面团的韧性、抗延伸阻力及粉力等指标皆有不同程度的降低，且随着添加比例的增加，性能降低明显。说明亚麻籽粕粉对面团的拉伸性能有不利影响，尤其是添加量高于5%时影响更为明显，因为亚麻籽粕粉添加使面筋蛋白被稀释以及面筋网络遭到了破坏，这与粉质实验有相似的结论. 2.3 亚麻籽粕粉对面包烘焙特性的影响 将亚麻籽粕粉以不同比例添加到高筋小麦粉中进行面包烘焙实验，实验结果如表5所示。 表 5 亚麻籽粕粉对面包烘焙特性的影响 序号添加量感官评分比容/cm. 硬度/g 弹性 1 0 86.25 5.46 327.998 0.857 2 1 86.88 5.50 261.609 0.826 3 3 90.03 5. 43 263.635 0.903 4 5 89.26 5.42 336.702 0.881 5 7 87.39 4.67 258.846 0.879 6 9 86.60 3.95 353.997 0.867 力(g) 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 00.0 20.0 40.0 60.0 -50.0 60.0 t/s d添加5%亚麻籽粕粉 图2 添加不同比例亚麻籽粕粉的面包物性曲线 从表中实验结果可知，脱毒后的亚麻籽粕粉对面包的烘焙品质有一定程度的改善效果，以亚麻籽可溶性膳食纤维(亚麻籽胶)对面包的改良效果最好，其次是亚麻籽蛋白对面包品质有一定的改良作用，但效果不太明显。当亚麻籽粕粉的添加量超过5%，导致面团在揉制时的黏度过高而均匀性下降，影响面包芯的色泽和面包的口感，并且由于面团醒发时间延长，醒发的质量下降，使得焙烤后纹理结构、弹柔性、平滑度均受影响。根据有关文献报道11，121，可知亚麻籽蛋白大部分为持水能力强的水溶性蛋白，它们围绕在气泡周围，增加了面筋-淀粉膜的强度和延伸性，因而在高温焙烤时气泡不容易破裂，且CO扩散离开面团的速率减慢，最终使面包体积增加。但是如果亚麻籽粕的添加量超过一定量后，会使面团的黏度过大，不仅影响面包的制作，而且使面包的醒发严重受阻，最终使面包的体积减小。由图2可知，添加亚麻籽粕粉的面包在贮存后，硬度和弹性均无较大的变化，这可能也跟亚麻籽粕粉含有的蛋白和可溶性膳食纤维有关。同时 Payen等报道添加亚麻籽粕会使面包的老化速率下降，因此应用到面包等焙烤食品中有助于提高营养成分、延长货架期。 3 结论 3.1 挤压处理可以使亚麻籽粕中的生氰糖苷含量 从257.85mg/kg下降到18.58mg/kg，从而达到安全标准。 3.2 随着脱毒亚麻籽粕粉添加比例的增加，复合小麦粉的吸水率增加，面团形成时间、稳定时间缩短，化度增加，评价值降低；面团韧性、抗延伸阻力、延伸性、粉力减少；复合小麦粉所制面包比容下降，感官评分及硬度、弹性等物性指标均无较大的变化。 3.3 从以上的面团流变学性质和面包的烘焙特性可知，脱毒亚麻籽粕粉添加到面团中制作烘焙食品，需要添加一些改良剂来改变加工性能，这样使开发出来的亚麻籽食品有良好的营养特性和食用品质。 ( 参 考 文 献 ) ( [1 ] B Dave Oomah Flaxseed as a fun c tional fo o d source[J]. 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Key words linseed meal， detoxification， farinograph property， extensograph property， baking property ◎China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net