小麦粉品质与调味面制品品质的相关性分析

冷越，唐梦琦,2，周梦舟，肖甚圣,2，刘刚,2，王学东,2*

1(武汉轻工大学 食品科学与工程学院，湖北 武汉，430023) 2(农产品加工与转化湖北省重点实验室(武汉轻工大学)，湖北 武汉，430023)3(湖北工业大学 生物工程与食品学院，湖北 武汉，430068)

调味面制品(俗称辣条、麻辣面筋)是以小麦粉为主原料，经单螺杆挤压、拌料、包装等工艺加工而成的即食预包装调味面制品[1]，因其良好的风味、筋道的口感，受到众多消费者喜爱与关注。目前，调味面制品市场份额已达到500亿元，产业规模有稳中向好的发展趋势，生产出绿色、健康、口感佳的产品是行业所面临的新挑战。俞建峰等[2]就不同机械结构参数与物料特性参数对辣条质量的影响进行研究，结果显示在一定机械参数和物料含水量下制备的辣条品质能达到最佳。目前国内外的报道中还少见针对调味面制品专用粉的研究，同时由于单螺杆挤压机加工中可调参数少，加工工艺相对固定，要使产品品质得到进一步提升，着手从原料探究具有非常大的意义。ARHALIASS等[3]以产品横向、纵向和体积膨胀指数等指标，研究了玉米和小麦粉挤出过程当中的膨胀机理，结果表明玉米和小麦粉之间的组成差异对膨胀机制有影响。CARVALHO等[4]研究了添加蔗糖对玉米和小麦粉挤出物膨胀度的影响，结果表明两者由于组分不同受到的影响程度不同，蔗糖的添加导致产品淀粉转换程度和膨胀度降低，并且对玉米挤出物影响更大。陈锋亮等[5]研究认为小麦的品质特性和相应的挤压产品特性之间有较大差异。

本文以6种不同品质小麦粉为研究对象，通过测定各小麦粉的基础品质指标、溶剂保持力和糊化特性，以及调味面制品的持油能力、径向膨胀率、质构等，采用相关性分析方法，确定了与产品品质相关的原料组分。该研究可为制作品质较优的调味面制品提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

美唇面粉，一加一天然面粉有限公司；香雪面粉，中粮面业(漯河)有限公司；五星水面王，中原粮油有限公司；朗陵特一粉，确山县双剑面业有限公司；鑫盈源特一粉，平舆县盈源面业有限公司；莲花六月春，河南莲花面粉有限公司；食用盐，市售；单甘酯，佳力士添加剂(海安)有限公司。

1.2 仪器与设备

定制单螺杆挤压膨化机，平江弘宇机械制造有限公司；Vario EL CUBE元素分析仪，Elementar 德国元素；FN 1900降落数值仪，PERTEN INSTRUMENTS AB；Super 4快速黏度分析仪，NEWPORT；TA touch质构仪，上海保圣实业发展有限公司；Sdmatic损伤淀粉测定仪，特雷首邦(北京)贸易有限公司；CR-10色差仪，日本柯尼卡美能达公司；HD-3A智能水分活度测量仪，无锡市华科仪器仪表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 小麦粉淀粉品质指标

总淀粉含量测定：参照GB 5009.9—2016[6]；直链淀粉含量测定：参照GB/T 15683—2008[7]；直支淀粉比测定：利用总淀粉和直链淀粉含量计算出支链淀粉含量，再根据直链淀粉与支链淀粉含量计算得到比值；破损淀粉含量测定：参照损伤淀粉测定仪SDmatic用户手册。

1.3.2 小麦粉蛋白质品质指标

粗蛋白含量测定：参照GB/T 5009.5—2016的燃烧法[8]；面筋含量测定：称取2份10 g样品分别缓慢倒入左右两边的洗涤杯内，摇匀使样品层表面平整。用移液管吸取配制好的2% NaCl溶液，缓慢均匀地加入洗涤杯中，尽量使样品充分吸取NaCl溶液(添加量根据面粉吸收情况设定，但需保持在4.2 ～5.2 mL)。启动面筋测定仪，待洗涤完成后，得到面筋。将洗涤杯取下，用镊子轻轻剥离出面筋，并保证洗涤杯、洗涤网、洗涤钩上无任何残留。将2份面筋取下后分别放入对称的指数盒中，启动开关，使面筋在指数仪里转动，结束后用刮刀刮下通过筛网部分，称量通过筛网部分的面筋(m1)，并同时称量通过与未通过筛网的面筋，得到总面筋质量(m)。将其中未通过筛网部分的面筋放入烘干仪中进行干燥，得到的剩余物即为干面筋质量(m2)。根据公式(1)、(2)、(3)进行计算，得到湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数。

(1)

(2)

(3)

1.3.3 小麦粉其他组分品质指标

水分含量测定：参照GB/T 5009.3—2016的直接干燥法[9]；灰分含量测定：参照GB/T 5009.4—2016的淀粉类食品中总灰分测定法[10]；脂肪含量测定：参照GB/T 5009.6—2016的方法[11]；降落数值测定：参照GB/T 10361—2008的HAGBERG-PERTEN法[12]；溶剂保持力测定：参照GB/T 35866—2018的微量法[13]；小麦糊化特性的测定：参照GB/T 24853—2010的方法[14]。

1.3.4 调味面制品的制作方法

称取12.5 kg小麦粉，1.25 kg食用盐，60 g单甘酯，3 kg水，待配料在水中充分溶解后，加入至打粉机中混合打粉，一定时间后倒出。将混合均匀的絮状面团倒入提前预热好的单螺杆挤压膨化机中，进行挤压、自动切割，得到调味面制品。

1.3.5 吸水性指数和水溶性指数

将调味面制品在真空冷冻干燥机中干燥后进行粉碎，称取2.5 g(W1)的样品，放入50 mL离心管(W2)中，向其中加入30 mL的蒸馏水后，振荡使样品粉末在水中完全分散均匀。在30 ℃恒温水浴锅中保持水浴30 min，每10 min振荡45 s。水浴结束后放入离心机，在4 000 r/min下离心20 min，收集上清液于已知质量的铝盒(W3)内，在105 ℃下烘干至恒重，记录质量(W4)，并称取离心管与沉淀物总质量(W5)。每种样品重复测定3次取平均值。如公式(4)、公式(5)。

(4)

(5)

1.3.6 持油能力

称取2 g调味面制品切分成若干个2～3 cm的小段，再加入过量菜籽油，将调味面制品浸入菜籽油中，每10 min振荡15 s，待充分吸油0.5 h后，取出样品，放置在滤纸上吸出多余的菜籽油。将吸油后的样品放入15 mL离心管中，以2 000 r/min的速度离心5 min后称量样品质量。每种样品随机选取5根重复进行上述测量，取平均值。按照公式(6)计算持油能力。

(6)

1.3.7 径向膨胀率

随机选取完全冷却并放置1 d的半成品调味面制品，使用游标卡尺在固定间距点(2 cm)测量其直径，测量多个位点得到的结果取平均值，即为单根半成品调味面制品直径。再测量挤压模具口直径。每种样品随机选取5根重复进行上述测量，取平均值。根据公式(7)得到径向膨胀率：

(7)

1.3.8 其他产品品质指标

水分活度测定：利用水分活度仪测定；色差测定：利用色差仪测定，并根据相关公式求值；质构测定：随机选取调味面制品，取其中间段约30 mm部分，将其放置于P/5探头下测定。试验参数设定如下：测前速度：1.5 mm/s，测试速度：1.5 mm/s，测后速度：1.5 mm/s， 压缩比：65%，触发力：5 gf，2次压缩间隔时间：6.0 s。

1.4 数据处理

数据采用Excel和SPSS软件进行分析处理。重复数据取均值。

2 结果与分析

2.1 不同小麦粉基础指标测定结果

表1～表5为不同品种小麦粉品质分析结果，各品质指标的变异系数越大，波动性越大[15]，反映了不同小麦粉间的品质差异，具有更好的代表性。6种小麦粉基础组分参数中，变异系数从大到小的指标为降落数值、干面筋、脂肪、面筋指数、湿面筋、直支淀粉比、灰分、破损淀粉、直链淀粉、粗蛋白、总淀粉、水分，其

表1 小麦粉淀粉品质参数指标统计分析Table 1 Statistical analysis of starch quality parameters of wheat flour

表2 小麦粉蛋白质品质参数指标统计分析Table 2 Statistical analysis of protein quality parameters of wheat flour

表3 小麦粉其他组分品质参数指标统计分析Table 3 Statistical analysis of other components quality parameters of wheat flour

表4 小麦粉溶剂保持力参数指标统计分析Table 4 Statistical analysis of solvent retention parameters of wheat flour

表5 小麦粉糊化特性参数指标统计分析Table 5 Statistical analysis of gelatinization characteristic parameters of wheat flour

值分别为29.73、26.56、16.67、16.54、16.46、15.31、13.55、12.77、10.58、8.24、3.89、2.81，其中面筋与粗蛋白的变异系数较大，体现了各品种小麦粉中蛋白质的差异性；而直支淀粉比、破损淀粉和直链淀粉变异系数也大于10，体现了小麦粉中淀粉种类的差异性；小麦粉溶剂保持力中，变异系数从大到小的指标为乳酸、蔗糖、水、Na2CO3，其值分别为14.74、11.96、 8.84、6.37，其中乳酸、蔗糖的变异系数>10，主要体现了小麦粉中面筋的特性以及面粉的吸水性[16-17]；小麦粉糊化特性参数指标中，变异系数从大到小的指标为最低黏度、回生值、最终黏度、峰值黏度、衰减值、峰值时间、糊化温度，其值分别为76.13、75.73、 74.73、43.85、30.30、8.67、3.94， 除峰值时间和糊化温度外，其他指标的变异系数均较大，亦体现了各品种小麦粉中淀粉的差异性。综合上述指标进行分析，各小麦粉中重要组成成分间差异显著，由此可见，实验所选原料代表性较好。

2.2 不同调味面制品品质指标测定结果

表6、表7为不同调味面制品品质指标的分析结果，基础品质变异系数从大到小的指标为持油能力、吸水性指数、水溶性指数、径向膨胀率、色差、水分活度，除持油能力变异系数接近10，其他各参数指标差异并不明显；产品质构变异系数从大到小为硬度、回复性、黏聚性、弹性，其值分别为12.95、3.01、1.54、0.47，其中硬度的变异系数较大。在评价产品品质最重要的几项指标硬度、持油能力、径向膨胀率中，前两者的变异系数略有差异，后者差异不是非常显著，表明在相同工艺条件下，产品外形差别不大，但产品间的品质具有差异性。在较重要的2项指标中，吸水性指数反映了挤压过程对淀粉糊化的影响程度，水溶性指数反映了挤压过程淀粉的转化程度[18]，本实验中两者变异系数差异不明显，一方面可能是由于原料中总淀粉含量差异不明显，另一方面也表明该挤压工艺操作较为稳定。对于产品次要评价指标水分活度、色差、弹性、黏聚性、回复性，其变异系数几乎无差异，但其值依旧可为评判产品品质优劣提供参考。因而，所选评价指标可以很好地反映产品品质特性。

表6 调味面制品基础品质参数指标统计分析Table 6 Statistical analysis of basic quality parameters of seasoning flour products

表7 调味面制品质构参数指标统计分析Table 7 Statistical analysis of texture parameters of seasoning flour products

2.3 不同小麦粉品质与调味面制品品质间的相关性分析

将不同小麦粉品质指标与调味面制品品质指标进行相关性分析得到表8。

表8 小麦粉品质指标与调味面制品品质的相关性Table 8 Correlation between wheat flour quality and seasoning flour products quality

注：*表示α=0.05水平(双侧)上显著；**表示α=0.01水平(双侧)上显著。下同。

由表8可知，调味面制品吸水性指数与总淀粉含量、干面筋含量呈显著负相关(P<0.05)，与面筋指数极显著负相关(P<0.01)。吸水性指数反映了产品与水的结合能力，由于面筋含量与质量的增加导致产品吸水性指数下降[19]，可能的原因是由于面筋蛋白与产品中其他组分结合更加紧密，导致了挤压过程中暴露的亲水基团[20]减少，从而降低了与水的结合能力。同时，宋贤良等[21]也指出，面筋质量好的面粉有更低的亲水性能。水溶性指数与总淀粉含量、面筋指数呈显著负相关(P<0.05)，与直支淀粉比、脂肪呈极呈显著正相关(P<0.01)。其中淀粉直支比增加导致水溶性指数增加的原因可能是由于直链淀粉的增加，在挤压过程中机械力的破坏下导致直链淀粉分子降解，产生更多可溶性物质，这与李范洙等[22]研究结果相一致。径向膨胀率与灰分、水溶剂保持力和Na2CO3溶剂保持力呈显著负相关(P<0.05)，与湿面筋含量、蔗糖溶剂保持力呈极显著负相关(P<0.01)。蔗糖、Na2CO3等溶剂保持力反映了面粉的吸水率，同时湿面筋含量也与水的结合程度有关，径向膨胀率与上述指标呈负相关，可能是由于面粉吸水能力越强，面筋与水的结合更牢固，在挤压过程中水分损失更少，径向膨胀率更小。这与苏安祥等[23]、PARSONS等[24]、BOFF等[25]结果相类似。水分活度与直支淀粉比、脂肪呈显著负相关(P<0.05)，与面筋指数呈显著正相关(P<0.05)， 与总淀粉含量呈极显著正相关(P<0.01)。可能是由于随着脂肪含量的增加，脂肪间相互结合包裹了自由水分子，从而使得水分活度降低；这与杨洋等[26]结果相类似。色差与乳酸溶剂保持力呈极显著负相关(P<0.01)。硬度与干面筋含量呈极显著正相关(P<0.01)。可能是由于面筋含量的增加使调味面制品结构上更加紧密，产品气孔间壁厚更宽，从而使得硬度增加；并且干面筋增加引起的麦谷蛋白增多，也会导致产品硬度增大。这与杨秀改等[27]结果一致。黏聚性与乳酸溶剂保持力呈显著负相关(P<0.05)。回复性与直支淀粉比呈显著正相关(P<0.05)，与总淀粉含量、面筋指数呈极显著负相关(P<0.01)，与脂肪极显著正相关(P<0.01)。

2.4 调味面制品品质的逐步回归分析

将小麦粉总淀粉含量(X1)、直支淀粉比(X2)、破损淀粉(X3)、湿面筋含量(X4)、干面筋含量(X5)、面筋指数(X6)、水分(X7)、脂肪(X8)、降落数值(X9)、蔗糖溶剂保持力(X10)、Na2CO3溶剂保持力(X11)、乳酸溶剂保持力(X12)、峰值黏度(X13)、衰减值(X14)、最终黏度(X15)、回生值(X16)、峰值时间(X17)等指标对调味面制品各品质指标进行逐步回归分析，分析结果见表9。

由表9中回归分析结果可知，产品品质受到小麦粉中多项指标综合作用的影响。由吸水性指数和水溶性指数方程可看出，面筋指数对两者影响最大；蔗糖溶剂保持力与初始水分表明，径向膨胀率受到含水量的影响最大；脂肪含量对水分活度影响最大；干面筋含量对硬度影响最大；上述结果均与表8相关性分析结果一致。在对各产品指标的评判中，几乎都有面筋和淀粉类指标的共同影响，值得重点关注。同时，原料中的水分与脂肪也有一定的影响。对实验结果与产品品质进行分析，得到适宜制作调味面制品的小麦粉重要指标推荐范围为：灰分0.60%～0.75%，湿面筋含量30%～35%，干面筋含量7%～10%，面筋指数60～90，直链淀粉含量13.0%～14.5%，淀粉直支比0.16～0.22。

表9 小麦粉品质指标与调味面制品品质指标逐步回归分析Table 9 Stepwise regression analysis between wheat flour quality andseasoning flour products quality

3 结论

小麦粉作为调味面制品中最重要的主原料，其品质对调味面制品的质量起着重要作用。实验通过相关性分析与逐步回归分析研究了影响产品品质的原料组分。结果表明，不同品质指标的小麦粉制作的调味面制品主要品质指标差异较大。其中，干面筋含量、湿面筋含量、面筋指数与淀粉组成对调味面制品品质影响最为显著；溶剂保持力反映出的吸水率以及其他组分如脂肪对产品影响也较为显著。回归方程的建立也显示了多个组分共同决定调味面制品品质，通过对原料小麦粉的相关指标测定可以间接反映出调味面制品产品品质的优劣。本研究可为小麦粉在实际加工利用中生产更加优质的调味面制品提供理论指导作用。