不同品种青稞全粉对重组粉面团流变学性质及面条品质的影响

段娇娇，覃小丽，金剑波，叶正荣，易川虎，刘雄,*

1(西南大学 食品科学学院，重庆，400715) 2(昌都市农业科学研究所，西藏 昌都，854000)3(昌都君亲农业科技开发有限公司，西藏 昌都，854000)

面条是中国乃至亚洲最重要的主食之一，占亚洲小麦粉消费总量的20%～50%[1]。近年来，消费者越来越关注膳食纤维摄入量对人体健康的积极作用[2-3]，如降低血糖和胆固醇含量等[4]。显然，传统的小麦面条由于营养单一等特点已经不能满足消费者健康营养的饮食要求。已有很多学者在面制品品质的研究中添加外源膳食纤维来改善产品营养品质[5-6]或者采用将杂粮全谷物预处理后进行添加的方式，通过优化产品配方和工艺，将小麦粉和杂粮粉按一定比例混合制作杂粮面条，不仅解决了杂粮粉因缺乏面筋蛋白导致成型难的问题，也使传统面条营养更加均衡[7]。

青稞作为藏区主要的粮作物，因其“三高两低”的营养特点[8]和其功能成分β-葡聚糖对人体强大的生理功效而备受关注[9-11]。当前学者对青稞的研究主要集中在β-葡聚糖生理功能的探究和青稞中的主要成分对面团及面制品的影响[12-14]，关于青稞全粉对重组粉面团流变学性质及青稞面条品质的影响鲜见报道。若能将青稞粉制成面条，能极大地丰富面条的营养，但青稞面粉难以形成面筋网络结构[15]，往往需要和小麦粉复配，才能达到消费者对面条感官食用品质的要求。已有报道表明谷，物品种因其化学成分的差异会影响面制品终品质[16-17]，而不同青稞品种对面条食用品质的差异性影响机理尚不明确。因此，本文通过检测不同品种青稞化学成分的差异与青稞重组粉面团流变学性质及面条品质的相关性，以期筛选出最适宜加工面条的青稞品种，为青稞面条的加工和传统面条品质的改善提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦粉，市售五得利三星高筋小麦粉；NaCl、Na2CO3(食品级)，购于当地超市；不同品种青稞籽粒、谷朊粉，西藏昌都君亲农业科技开发有限公司；高峰氏淀粉酶、热稳定α-淀粉酶、蛋白酶、淀粉葡糖苷酶(分析纯)，阿拉丁试剂有限公司；β-葡聚糖试剂盒，Megazyme公司。

1.2 仪器及设备

DLF型粉碎机，温州顶历医疗器械有限公司；JFZD300型粉质仪，菏泽衡通实验仪器有限公司；TCW-3型快速粘度糊化仪，澳大利亚Newport Science Corp公司；面条机，河北邢台德工重型设备制造厂；TA-XT2i物性测定仪，英国Stable Micro Systems公司；Phenom Pro扫描电镜，荷兰Phenom World公司；HH-6D型数显恒温水浴磁力搅拌器，惠州市宏业仪器有限公司；DHG-907型电热恒温鼓风干燥箱，上海齐欣科学仪器有限公司；UltraScan PRO型测色仪，美国HunterLa公司；UV-2450型紫外分光光度计，日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 青稞全粉的制备及其主要成分测定

1.3.1.1 全粉制备

藏青25、藏青27、藏青2000、康青9号、北青8号、QB14号6种青稞籽粒，经去杂质挑选过后粉碎过80目筛[18]，使得筛下物约为80%[19]，得到不同品种的青稞全粉。

1.3.1.2 主要成分测定

水分含量测定，GB 5009.3—2016；蛋白含量，GB 5009.5—2016；总淀粉含量，GB 5009.9—2016；直链淀粉含量，GB/T 15683—2008； 膳食纤维含量，GB 5009.88v2014；β-葡聚糖含量，NY/T 2006—2011；灰分含量，GB 5009.4—2016。

1.3.2 重组粉的配制

为了最大化地增加面条营养品质，预将小麦粉与青稞全粉按1∶1(质量比)混合，考虑到青稞中面筋蛋白的缺失，采用公式63.77%×X+9.34%×50=9.34计算得X=7.32[8](试验所用小麦粉蛋白含量为9.34%，谷朊粉蛋白含量为63.77%)，计算得需要7.32 g谷朊粉代替青稞粉来补偿缺失的面筋蛋白，考虑操作的简便性，将此值调整为7.5 g。最终6组重组粉为每100 g中含50 g小麦粉、42.5 g青稞粉、7.5 g谷朊粉，充分混合后装于自封袋备用，对应藏青25、藏青27、藏青2000、康青9号、北青8号、QB14各重组粉分别命名为ZQ25、ZQ27、ZQ2000、KQ9、BQ8、QB14。

1.3.3 重组粉粉质特性的测定

根据GB/T 14614—2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法》，采用粉质仪测定。

1.3.4 重组粉糊化特性测定

根据GB/T 24853—2010《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定快速粘度仪法》，采用快速黏度糊化仪测定。

1.3.5 重组粉面条的制作及干燥

根据SB/T 10072—92《面条生产工艺技术规程》，并参考HOU[20]的方法，略有改动。称取200 g重组粉，加入重组粉质量的1.2%NaCl、0.2%Na2CP3及40%纯净水，用手揉面至无生面粉的豆腐渣状颗粒或絮状，立即用保鲜膜包裹并放入30 ℃恒温培养箱，醒发20 min后倒入压面机逐次压延成片，约10次左右至面带表面光滑且色泽均匀，调整压面机双轴间距，将面带切成约长20 cm、宽2 mm、厚1 mm，即为新鲜的青稞面条。将鲜面条放于40 ℃恒温干燥箱中烘6 h至干燥，即为青稞干面条，取出装于自封袋备用。用试验原料中纯小麦粉制作的面条为对照，表示为WF。

1.3.6 面条色值测定

为保证样品均匀性，参考CHOY等[21]的方法，略有改动，将干面条粉碎过40目筛后装于透明自封袋中，使用色差仪对L*值(亮度)、a*值(红绿值)、b*值(黄蓝值)进行测定，重复8次，结果取均值。

1.3.7 面条蒸煮特性测定

根据LS/T 3212—2014《面条生产工艺测定方法》粮食行业标准，并参考HOU[20]的方法，对面条进行蒸煮性质测定。取长约20 cm的面条30根(N1)，记录质量为m1，放入500 mL沸水中并开始计时。

1.3.7.1 最佳蒸煮时间测定

保持水微沸状态，偶尔搅拌，2 min后每间隔3 s取出3根面条立即用2块透明玻璃板挤压，当观察到面条断面白芯刚好消失，立即关火停止计时，记录时间即为最佳蒸煮时间(OCT)[22]。

1.3.7.2 断条率的测定

待面条煮至最佳蒸煮时间，捞出面条放入常温蒸馏水(25 ℃)中冷却30 s后对完整长度的面条进行计数(N2)，断条率(BR)计算按下式(1)[22]。

(1)

式中： BR为断条率，%；N1为煮前面条根数，根；N2为煮后完整长度面条根数，根。

1.3.7.3 蒸煮得率测定

待面条煮至最佳蒸煮时间，捞出面条放入常温蒸馏水(25 ℃)中冷却30 s后捞出放入塑料漏网中，静置5 min后用手拍打漏网10次(约10 s)除去表面水分后立即称重，此时湿面条质量记为m2，蒸煮得率(CY)按式(2)计算[23]。

(2)

式中： CY为蒸煮得率，%；m1为煮前干面条重，g；m2煮后湿面条重，g。

1.3.7.4 蒸煮损失测定

待面条煮至最佳蒸煮时间，将面条捞出，面汤全部转移至提前恒重的烧杯(M1)，置电炉上加热使水分蒸发至仅残留少量面汤时转入105 ℃恒温干燥箱中干燥至恒重(M2)，蒸煮损失(CL)按式(3)计算[22]。

(3)

式中：CL为损失率，%；M1为恒重烧杯质量，g；M2为烧杯和面汤恒重质量，g。

1.3.8 面条质构特性测定

取数根20 cm长的面条，于300 mL沸水中煮至最佳蒸煮时间，立即捞出放凉水中冷却1 min，经滤纸吸去表面多余水分后，用物性仪测定其质构特性，每次煮熟的面条需在10 min内完成测定。

1.3.8.1 TPA测定

参考MUDGIL等[24]的方法，采用P/36R探头。在TPA模式下设定参数：测前、测试、测后速度均为1 mm/s，压缩比70%，触发力20 g。每次取3根面条并排平行置于台面上，重复8次，结果取均值。

1.3.8.2 剪切特性

参考李康等[17]的方法，选用A/LKB-F探头。设定压缩模式，压缩比为50%，触发力3 g，测前速度与测试速度均为0.8 mm/s，测后速度2 mm/s，2次压缩停留时间10 s，数据采集频率200 p/s。每次取3根面条并排平行置于台面上，重复8次，结果取均值。

1.3.8.3 拉伸特性

参考李康等[17]的方法，选用A/SPR探头，记录面条被拉断时的最大受力。在拉伸模式设定参数：测试速度3 mm/s，拉伸距离100 mm，起始间距 30 mm，触发力5 g，数据采集频率500 p/s。每次取1根缠绕在两平行摩擦轮间，重复8次，结果取均值。

1.3.9 微观结构观察

采用扫描电镜对面条微观结构进行观察，预处理参考LI等[25]的方法，略有改动：将干面条小心掰成 1～2 mm小块，用25 g/L、pH 6.8的戊二醛固定液浸泡面条2 h，再用pH 7.2、0.1 mol/L磷酸缓冲液冲洗4次，并以30%、50%、70%、90%、100%乙醇逐级洗脱，最后用纯叔丁醇置换后经真空冷冻干燥，挑选合适的样品用双面胶条固定在载物台上，离子溅射喷金后放入电镜载物腔内观察横面微观结构，选取1 500×下的代表性照片进行保存记录。

1.4 数据处理

所有试验除特殊说明外均重复3次，采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0进行数据分析(不同字母表示P<0.05的显著性差异)，Origin 8.6软件制图，结果表示为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 不同品种青稞全粉中主要成分

由表1显示，小麦粉粗蛋白含量为9.34%(质量分数)，属于中筋粉，适宜加工面条。总淀粉(质量分数76.19%)和直链淀粉含量(质量分数29.08%)显著高于各品种青稞全粉(P<0.05)，而灰分含量(质量分数0.58%)和总膳食纤维(质量分数1.32%)含量显著低于青稞粉(P<0.05)，这表明小麦粉精度高，几乎不含麸皮成分。而青稞全粉中，康青9号粗蛋白含量最高，藏青25和藏青27含量最低。青稞蛋白不能形成面筋蛋白[15]，但高蛋白含量会增加面团吸水率，影响面团流变学性质。藏青25总淀粉含量显著高于其他品种(P<0.05)，但直链淀粉含量含量最低；QB14总淀粉含量最低；康青9号直链淀粉含量最高。灰分结果显示，所有品种全粉灰分含量均较高，说明这些全粉加工精度低，矿物质含量高。膳食纤维是全谷物食品重要的营养物质，表中显示藏青25的总膳食纤维和不溶性膳食纤维含量均高于其他组，而QB14则最低。β-葡聚糖是膳食纤维的一种，在大麦中含量普遍高于其他作物[12]。本试验中藏青系列的β-葡聚糖含量显著高于康青9号、北青8号和QB14(P<0.05)。

表1 不同品种青稞全粉中主要成分差异Table 1 The differences in major component of different varieties of highland barley flour

注:平均值±偏差，同一行不同字母代表同一指标不同青稞粉之间的差异显著(P<0.05)；表中含量均为质量分数，除水分外的其他成分以全粉干基计。

2.2 不同品种对重组粉粉质特性的影响

粉质特性是利用粉质仪测量和记录重组粉在加水后面团形成和扩展过程中稠度变化的过程，反映了面团流变学特性。由表2可知，ZQ25的吸水率显著(P<0.05)高于其他品种，QB14最低。这可能是由于ZQ25中含有高含量膳食纤维和β-葡聚糖[26]。淀粉种类和含量也会影响面团吸水率，研究表明支链淀粉更易吸水膨胀[27]，故ZQ25中较高的总淀粉和较低的直链淀粉也会导致其吸水率大大增加。QB14总淀含量最低，β-葡聚糖、膳食纤维含量也较低，直链淀粉却较高，导致其吸水率最小。ZQ25和KQ9的面团形成和稳定时间均较长，说明这2个品种的面团在形成过程对外界剪切力具有较强的抵抗作用，反映了面团耐受能力。表2显示BQ8弱化度最小，对应粉质指数也较高，加工性强；而QB14弱化度最大，可能由于其低淀粉、低吸水率、低β-葡聚糖和高灰分含量不利于淀粉和蛋白结合，面筋蛋白网络结构疏松，对应的粉质指数也最低，加工性差。

表2 不同品种对重组粉粉质特性的影响Table 2 The effect of different varieties on powder farinograph properties of reconstituted flour

注:平均值±偏差，同一列不同字母代表同一指标不同青稞粉之间的差异显著(P<0.05)。

2.3 不同品种对重组粉糊化特性的影响

糊化特性是反映面粉中淀粉性质的重要指标，对面条品质起着关键作用。由表3可知，ZQ25的峰值黏度、谷值黏度和最终黏度均显著高于其他组(P<0.05)，衰减值和回生值也较高。这可能与其高淀粉、高膳食纤维[28]、高β-葡聚糖、低直链淀粉含量有关，高支链淀粉会促进其吸水膨胀，增加峰值黏度；另一方面，支链淀粉更易裂解，导致大量直链分子浸出增加谷值黏度和衰减值，冷却后更易重新结晶[29]，增加最终黏度和回生值。而KQ9、BQ8和QB14的峰值黏度、谷值黏度和最终黏度、回生值、衰减值均较低，可能与他们较低的总淀粉、膳食纤维和β-葡聚糖和较高的直链淀粉含量有关。糊化时间反映了糊化的难易程度，表中显示ZQ25、ZQ27、ZQ2000的糊化时间显著高于其他品种，表示ZQ系列重组粉较难糊化，这可能与它们高淀粉和高膳食纤维含量有关。

表3 不同品种对重组粉糊化特性的影响Table 3 The effect of different varieties on pasting properties of reconstituted flour

注:平均值±偏差，同一列不同字母代表同一指标不同青稞粉之间的差异显著(P<0.05)。

2.4 不同品种对重组粉面条色值的影响

色值会影响消费者对产品的感官评价，通常亚洲人更喜欢高亮度色泽的面条。由表4可知，重组粉面条相比小麦粉面条具有更低的L*值(亮度)、更高的a*(红绿)和b*(黄蓝)值，这是由于小麦粉精度高，制得的面条颜色呈乳白色。全麦粉加工精度低，含量丰富的膳食纤维和灰分，亮度降低，呈现偏黄红的色泽。重组粉面条中，ZQ2000和KQ的L*值相对较高，a*和b*值相对较低，说明这2种面条色泽更接近小麦面条。

2.5 不同品种对重组粉面条蒸煮特性的影响

蒸煮特性是衡量面条品质的重要指标，最佳蒸煮时间和断条率反映了面条的耐煮性，蒸煮损失反映了淀粉浸出程度和糊汤程度，蒸煮得率代表了面条出品率，得率越大面条质量越好[30]。

表4 不同品种对重组粉面条色值的影响Table 4 The effect of different varieties on color of reconstituted flour noodles

注:平均值±偏差，同一列不同字母代表同一指标不同青稞粉之间的差异显著(P<0.05)。

由表5可知，小麦面条蒸煮时间、蒸煮损失均小于各组青稞面条，而蒸煮得率显著高于各组(P<0.05)。这可能由于青稞面条中含有的大量膳食纤维和灰分在糊化过程中会和淀粉一起溶出，加速面条损失。ZQ25蒸煮时间和蒸煮损失显著高于其他组(P<0.05)，这可能由于其具有较高的总淀粉和较低的直链淀粉含量，耐煮性更强，同时较高的支直链比例导致淀粉更易糊化和裂解，增加糊汤程度。QB14断条率为2%，其他各组断条率为零。这与粉质试验中QB14弱化度最大、粉质指数最低的结论相吻合。由蒸煮特性得ZQ2000和KQ9面条质量最好，其次是ZQ27和BQ8；最差的是QB14和ZQ25。

表5 不同品种对重组粉面条蒸煮特性的影响Table 5 The effect of different varieties on cooking properties of reconstituted flour noodles

注:平均值±偏差，同一列不同字母代表同一指标不同青稞粉之间的差异显著(p<0.05)。

2.6 不同品种对重组粉面条质构特性的影响

用质构仪代替人的主观评价，能全面、客观地评价面条的品质。TPA模式可模拟人的咀嚼功能，将各个感官指标转化为可具体量化的参数，更灵敏直白。剪切力和拉断力可反映面条的筋道程度，与硬度和弹性等指标呈正相关性[17]。

2.6.1 对面条TPA性质的影响

由表6可知，青稞粉面条硬度、咀嚼性和黏附性均小于小麦粉面条，这可能由于小麦粉具有较高的总淀粉和直链淀粉含量，且天然的面筋蛋白分布更均匀，网络结构更坚固。各组面条弹性无显著性差异(P<0.05)，黏着性BQ8值最大，其他各组与小麦粉无显著差异(P<0.05)。

表6 不同品种对重组粉面条TPA性质的影响Table 6 The effect of different varieties on TPA characteristics of econstituted flour noodles

注:平均值±偏差，同一列不同字母代表同一指标不同青稞粉之间的差异显著(P<0.05)。

青稞面条中，BQ8具有最大的硬度值、咀嚼值、弹性和黏着性，这可能与它较低的峰值黏度和直链淀粉含量有关。由TPA试验可得BQ8面条质量最好，其次是ZQ25和ZQ27，ZQ2000、KQ9和QB14较差。

2.6.2 对面条剪切和拉伸性质影响

由图1可以看出，小麦面条的拉伸力和剪切力都显著大于青稞面条，这是因为小麦粉面条中面筋蛋白结构最坚固紧密，且无膳食纤维和灰分等干扰成分，面条硬度大，弹性强。青稞面条中，BQ8的拉伸力显著高于其他青稞面条(P<0.05)，剪切力仅次于ZQ27，这与其具有较大的硬度值、咀嚼值、弹性和黏着性的结果呈正相关。拉伸和剪切试验表明，BQ8面条质量最好，其次是ZQ27，ZQ2000和KQ9较差，QB14和ZQ25最差，这与TPA结论基本一致。

图1 不同品种面条拉伸力和剪切力分析Fig.1 Analysis of shear and stretching properties of different noodles注：不同小写字母差异显著。

A～G分别为ZQ25、ZQ27、ZQ2000、KQ9、BE8、QB14、WF面条表面微观结构(×1 500)。图2 不同品种面条扫描电镜分析Fig.2 Analysis of microstructure of different noodles

2.7 不同品种对重组粉面条微观结构的影响

如图2所示，由于原料和基本成分的不同，小麦粉面条与重组粉面条形态差异较大，其图像G(WF)显示表面光滑的淀粉颗粒均匀地镶嵌在连续的蛋白质基质中，结构紧密适度，十分规则。而重组粉面条由于麸皮的存在，淀粉颗粒及其他细胞碎片镶嵌于蛋白质薄膜中，形成不规则的蛋白网络结构。其中A(ZQ25)、(ZQ27)、 E(BQ8)结构较为清晰整齐，细胞碎片均匀有序地镶嵌于网络中，这与其较高的粉质指数相一致，表明面筋网络结构坚固紧密。C(ZQ2000) 和D(KQ9)结构过于紧密，网络不够明显且有团聚板结现象，可能与其较高的淀粉含量有关。F(QB14) 中颗粒分布不均且细胞碎片和孔洞较多，与其面团低稳定时间、粉质指数及面条低硬度值、高断条率相吻合。

2.8 青稞全粉的基本化学成分与面团特性及面条品质的相关性分析

由表7可知，面团粉质特性和糊化特性主要受青稞总淀粉、膳食纤维及β-葡聚糖的影响。粉质特性反映面团的形成过程，而面筋蛋白对面团的形成至关重要。当各重组粉中面筋蛋白含量相近时，全粉中膳食纤维(β-葡聚糖)含量的差异将会对面筋网络结构的形成产生不同程度的影响。一方面，膳食纤维会与淀粉、蛋白竞争水分，影响面团吸水率和面筋形成；另一方面，膳食纤维含量过高，会稀释面筋蛋白含量，不利于面筋网络的形成；此外，膳食纤维还会与淀粉、蛋白发生交互作用，削弱面筋强度。糊化特性反映了淀粉在高温作用下吸水膨胀形成凝胶的过程，与面制品蒸煮品质息息相关。糊化特性主要与总淀粉含量和淀粉种类有关，总淀粉和支链淀粉含量越高，糊化黏度越高，面条口感越劲道。

由表8可知，面条断条率、蒸煮时间和吸水率与青稞总淀粉、膳食纤维有关；蒸煮损失与蛋白质呈极显著负相关(P<0.01)，与总膳食纤维、β-葡聚糖呈极显著正相关(P<0.01)；硬度、黏着力及拉断力与膳食纤维和β-葡聚糖有关。面条品质的影响因素十分复杂，不仅与面粉基本成分有关，也与面团流变学特性、热特性、淀粉糊化特性等紧密相关，评判标准也往往不一。通常，淀粉、蛋白含量高，膳食纤维含量少的面条在口感和感官上更能满足消费者需求。

3 结论

青稞品种中化学成分的含量差异能明显影响重组粉面团流变性质及面条品质。

(1)各重组粉流变学特性因不同品种间化学成分含量不同而有所差异，其中总淀粉和膳食纤维的影响作用最显著。

表7 基本化学成分与面团特性的相关性分析Table 7 Correlation analysis of basic chemical composition and dough characteristics

注:表中*表示相关性显著(P<0.05)，**表示相关性极显著(P<0.01)。

表8 基本化学成分与面条品质的相关性分析Table 8 Correlation analysis of basic chemical composition and noodles characteristics

注:表中*表示相关性显著(P<0.05)，**表示相关性极显著(P<0.01)。

(2)蒸煮特性得藏青2000和康青9面条质量最好，其次是北青8和藏青27； TPA和剪切拉伸特性得北青8面条最好，其次是藏青27。

(3)微观结构显示，北青8、藏青25、藏青27面条结构较为清晰整齐，淀粉颗粒均匀有序地镶嵌于网络中；藏青2000和康青9结构过于紧密且有团聚板结现象，网络不够明显；QB14淀粉颗粒分布不均，含有大量细胞碎片且网络结构疏松多孔。

综上所述，北青8面条品质最好，该品种加工型最强，最适合制作青稞面条，其次是藏青27，其余品种加工性较差。