荞麦粉添加对混合粉面团流变学特性的影响

侯惠花，刘瑞，孙元琳，于章龙，柴永峰，周素梅

（1.运城学院生命科学系，特色农产品加工山西省重点实验室，山西 运城 044000；2.山西农业大学食品科学与工程学院，山西 晋中 030800；3.山西农业大学棉花研究所，山西 运城 044000；4.中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100193）

面条是我国传统主食之一，消费量基数大，年产量达350万吨[1]。传统面条主要是以小麦粉为原料加工而成。随着人们健康观念的逐渐更新，杂粮面条在消费者中的认可度逐渐升高。我国杂粮资源相对丰富[2]，杂粮中所含的营养物质对人体健康有很大益处[3]。荞麦营养价值高，有“五谷之王”的美称[4]，并且具有清热降火、降血压、降血脂、抗肿瘤以及抗菌等重要生理功效[5-8]。荞麦中含有蛋白质、脂肪、各种维生素以及微量元素等人体所需要的营养物质[9]，是一种健康食品[10]。因荞麦蛋白质中的醇溶性蛋白含量较低，不含有面筋，不能单独与水揉成面团[11]，需将荞麦粉与小麦粉混合。小麦粉与荞麦粉的结合，很大程度上提高面条营养价值，还满足人们对健康食品的需求[12]。在日本，荞麦面十分受欢迎[13]。因此，开发研究荞麦面条有广阔的市场前景和市场价值。

研究面条混合粉的粉质和拉伸等参数可为面条的制作提供可行性理论依据。目前，关于测定混合粉流变学特性制作杂粮面条的研究甚少。徐梁等[14]研究荞麦面条时，基于混合粉粉质参数，得出荞麦粉添加量为30%时，荞麦面条有着较好的感官品质。张玲等[15]研究细苦荞粉在面条加工中的应用，使用Mixolab混合实验仪，根据剖面图可得苦荞粉为10%时，所有指数都在专用面条剖面图内，所制面条品质较好。华燕菲[16]研究小米绿豆面条的制作，结果表明随小米粉添加量的增加，吸水率、形成时间以及稳定时间等下降，绿豆混合粉的吸水率和稳定时间下降，形成时间先降后增，弱化度升高。在符合面条用粉的情况下，混合粉中小米粉的添加量不宜超过50%，混合粉中绿豆粉的添加量不宜超过20%。由此可以看出，混合粉面团的流变学特性的测定，对面条的制作有很大的帮助。

本试验通过Mixolab混合实验仪、粉质仪以及拉伸仪测定研究混合粉面团的流变学特性，能有效确定适合面条加工的混合粉配比，并且在研究荞麦粉用量的同时，还能够得到口感适宜和加工品质好的面条，以增加其营养价值，满足消费者需要。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

荞麦粉：山西雁门清高食业有限责任公司；小麦粉：山西农业大学棉花研究所；Mixolab2型混合实验仪：法国肖邦有限公司；Y38型自动粉质仪、Y03型拉伸仪：土耳其YUCEBAS公司。

1.2 试验方法

1.2.1 混合粉的制备

将荞麦粉按 0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%添加量加入到小麦粉中进行混合，混匀，备用。

1.2.2 面团流变学特性测定

参考GB/T 37511—2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试混合试验仪法》[17]，略加修改。采用Chopin+实验协议，即在揉混和加热条件下测定全麦粉和面粉的流变学特性的方法[18]，将混合粉加水形成的面团质量设为75 g，和面转速为80 r/min，目标扭矩（C1）为（1.10±0.05）Nm，水分基数为14%湿基。通过105℃干燥恒重法测定出试样水分和预估吸水率，Mixolab仪器依据设定的目标C1扭矩，得出需要的测试样的质量，测试总时间为45 min。

1.2.3 混合仪指数剖面图分析

通过Mixolab仪器对20个合格的面条专用粉进行测试后，仪器的内置软件会将标准曲线通过吸水率（混合粉吸水的能力）、混合（恒温过程中混合粉的面团稳定性）、面筋+（升温过程面筋的耐搅拌强度）、黏度（升温过程黏度的特性）、淀粉酶（淀粉酶降解淀粉的特性）和回生（降温过程淀粉的特性）6个指数表示，并根据这6个指数的最大值和最小值，创建出目标剖面图，用于评价不同谷物类面粉的流变学特性。本试验目标剖面图以张玲等[15]研究得出的面条专用粉的目标剖面图为参考，根据实际测试情况，略加修改得出，目标剖面图见图1，其中的两条闭合曲线之间的区即为面条专用粉目标指数区间。

图1 面条专用粉的目标剖面图区间Fig.1 The target section of special noodle powder

1.2.4 粉质参数测定

参考GB/T 14614—2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试粉质仪法》[19]，略加修改。称取不同荞麦粉添加量混合粉300g，通过105℃干燥恒重法测定出的试样水分和预估混合粉吸水率，使得最大稠度在480FU～520FU之间，整个过程面团搅拌速度为63r/min，得出混合粉的吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度以及评价值等指标，测试总时间20 min。

1.2.5 拉伸参数测定

参考GB/T 14615—2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试拉伸仪法》[20]，略加修改。先将300 g不同荞麦粉添加量混合粉与所需蒸馏水在粉质仪进行搅混5 min，确保最大稠度在480 FU～520 FU之间，切成150 g左右的面团，按照拉伸仪的操作方法对面团进行45、90 min以及135 min的醒发，分别进行测试，得出延伸性、能量、阻力以及比例等指标。

1.2.6 数据处理

用SPSS 25.0对试验数据进行统计分析，用Excel 2007进行绘图。

2 结果与分析

2.1 混合粉面团流变学特性分析

2.1.1 混合仪测定结果

荞麦粉对混合粉面团流变特性的影响见表1。

表1 荞麦粉对混合粉面团流变特性的影响Table 1 Influence of buckwheat flour on the rheological properties of mixed flour dough

由表1可知，吸水率随荞麦粉添加量的增加呈下降趋势，这是因为混合粉内的面筋含量随着荞麦粉添加量的增加而减少，吸水率下降速度快，但荞麦粉添加量增加到一定量时，吸水率下降缓慢。C2值整体呈下降趋势即弱化度逐渐升高，说明随着荞麦粉添加量增加，混合粉的粉质特性逐渐变差。荞麦粉添加量为10%～50%，面团的C5值与纯小麦粉面团具有显著性差异（P＜0.05），面团的最终稠度先减小后增大。随着荞麦粉添加量增大，形成时间与稳定时间呈波浪式变化，且添加荞麦粉面团的形成时间与对照具有显著性差异（P＜0.05）。荞麦粉添加量为60%的混合粉面团形成时间和稳定时间最短，分别为1.02min和3.40min。面条用粉面团的形成时间和稳定时间应分别大于3 min和4 min[21-22]，此时形成的面团的耐揉性较好。因此，当荞麦粉添加量达60%时，面筋强度弱，已不符合面条用粉要求，混合粉的品质变差。

由表1可知，（C3-C2）值不具有显著性差异，这说明随着荞麦粉添加量的增加，淀粉的糊化特性整体较好；面团在搅拌过程中，随着荞麦粉添加量的增加，淀粉的热稳定性（C3-C4）呈波浪变化趋势，对照组面团的（C3-C4）值最大，热稳定性最弱，荞麦粉添加量为60%面团的热稳定性最强；回生值（C5-C4）呈先下降后上升趋势，荞麦添加量在0%～20%时，淀粉的回生特性变弱，荞麦粉添加量为30%～60%时，回生值（C5-C4）值变大，这可能是因为随着荞麦粉添加量的增加，直链淀粉含量也增加，使得回生特性变强。

2.1.2 混合粉指数剖面图分析

将不同荞麦粉添加量的混合粉剖面图与面条专用粉的目标剖面图进行对比分析，一般混合粉有3个以上指标落入目标区域，且包含面筋+指标，则混合粉适宜制作面条[16]。不同荞麦粉添加量混合粉剖面图见图2。

图2 不同荞麦粉添加量混合粉剖面图Fig.2 Profile of different buckwheat flour supplementation of the mixed flour dough

由图2可知，0%～60%的荞麦添加量均有3个以上指标在面条专用粉的剖面图目标区域内，荞麦粉添加量为0%～50%的面筋指数都符合面团剖面图的指数等级，即荞麦添加量为10%～50%的混合粉有3个以上指标且包含面筋+指标处于面条专用粉目标剖面图的目标区域，说明该条件混合粉适合加工面条。纯小麦面粉的混合指数不在剖面图范围内，随着荞麦粉添加量的增加，混合指数几乎都在剖面图范围内，说明面团的揉混程度增大，荞麦粉添加量为40%的面团混合指数增大，说明此时面团在揉混过程中淀粉热稳定性好。荞麦粉添加量为60%时，面筋+指数不在剖面图目标区域内，不符合面条制作的条件。可以看出，荞麦粉比例超过50%不宜做面条。

2.2 混合粉粉质参数分析

荞麦粉对混合粉粉质参数的影响见表2。

表2 荞麦粉对混合粉粉质参数的影响Table 2 Influence of buckwheat flour on silty parameters of mixed flour

从表2中可以看出，当荞麦粉添加量为0%～60%时，随着荞麦粉添加量的增加，吸水率下降。因为混合粉内的面筋含量随着荞麦粉添加量的增加而降低，吸水率下降速度快，但荞麦粉添加量继续增加时，吸水率下降速度缓慢。这与表1的吸水率变化一致。

荞麦粉添加量为10%～60%的混合粉面团形成时间、稳定时间和评价值明显小于纯小麦粉面团。荞麦粉添加量为10%～50%的混合粉面团弱化度大于纯小麦粉面团；耐搅拌指数与纯小麦粉面团具有显著差异性（P＜0.05），说明随着荞麦粉添加量的增加，面筋含量变少，弱化度整体增加，面团的粉质特性变差，这与Mixolab混合仪测定得出的结果相近。荞麦粉添加量为10%～60%时，面团的形成时间和稳定时间都低于纯小麦粉面团，荞麦粉添加量50%以上的面团形成时间急剧下降。荞麦添加量40%的面团稳定时间开始上升，添加量60%的面团稳定时间高于荞麦粉添加量为10%～50%。这是因为随着荞麦粉添加量的增加，面筋含量减少，所以形成时间和稳定时间下降，而当荞麦粉添加量增加到一定程度后，能够促进营养物质如脂类、维生素以及糖等成分增加，使搅拌机叶片所受阻力增大，因此，面团的稳定时间增加，这与文献[23]报道的结论一致。

2.3 混合粉拉伸参数分析

本试验对荞麦混合粉面团进行醒发45、90 min以及135 min的拉伸试验，分别分析添加量为0%～60%面团醒发45、90、135 min时的拉伸参数。荞麦粉对混合粉拉伸参数的影响见表3。

表3 荞麦粉对混合粉拉伸参数的影响Table 3 Influence of buckwheat flour on tensile parameters of mixed flour

由表3可知，添加量为10%～60%的荞麦混合粉的延伸性，在混合粉面团醒发时间分别为45、90、135 min时整体呈下降趋势。说明随着荞麦粉添加量的增加，混合粉中面筋蛋白含量逐渐下降，降低了面团的流散性和面筋网络的膨胀能力，使得延伸性逐渐减小，这与文献[24]结论一致。当荞麦粉添加量超过50%后，延伸性过低，不利于面条的制作。面团醒发45 min～135 min时，随着荞麦粉添加量的增加，混合粉面团的阻力在荞麦粉添加量10%～50%时增大。这可能是因为随着荞麦粉添加量的增加，面团在醒发过程中黏度增大，使得拉伸阻力变大。荞麦添加量为10%～60%时，荞麦混合粉面团的能量都低于纯小麦粉面团。这是因为随着荞麦添加量的增加，面筋指数减少，面团筋力下降；比例是指阻力与延伸性的比值，最大比例是指最大阻力与延伸性的比值，混合粉的比例与最大比例均先减小后增大。由表3可以看出，面团的整体拉伸特性随着荞麦比例的增加由好变差，添加量为50%之后拉伸特性劣变较为明显。

3 结论

本文对不同荞麦粉添加量混合粉进行流变学特性研究，通过测定混合粉粉质以及拉伸特性等，可知随着荞麦粉添加量的增加，混合粉面团的流变学特性会发生变化，并从中得出适宜制作营养健康面条的混合粉。结果表明，当荞麦粉添加量增加时，混合粉面团的吸水率、评价值、延伸性和能量下降，稳定时间和形成时间整体小于纯小麦粉面团，荞麦粉添加量为60%时，面筋指数不在专用面条剖面图范围内，此时已不符合制作面条的要求，拉伸阻力先增大后减小，比例与最大比例均先减小后增大，混合粉面团的品质变差。因此，通过测定和分析混合粉流变学特性数据，可得制作面条的荞麦粉含量不宜超过50%，本研究为荞麦面条的进一步制作提供理论依据。