特二粉和面过程中加水量对面团质量的影响

◎ 马金婷，张世豪，张长付，刘 潇，富明鑫，岳雅歌，王 杭，李海峰，梁 赢，王金水，贾 峰

（河南工业大学生物工程学院，河南 郑州 450001）

特二粉旧称为上白粉或七五粉，是我国中原和北方地区日常制作面制食品的主要面粉。和面是面团加工的关键环节，和面效果对后续加工和最终产品质量有重要影响[1]。不同和面方式对面团和面条品质具有显著影响[2]，和面的效果与面粉类型和混合时间有关[3]。和面时间一般为15 min，搅拌时间过短导致搅拌不均匀，小麦粉难以充分吸水，面筋形成不足；而面团搅拌时间越长，面筋延伸就越大，成熟的面筋网络就会断裂。和面过程中，谷蛋白肽链随着水分的渗入，通过机械搅拌和二硫键的交联，拉伸成线形，线性谷蛋白分子相互缠结，醇溶蛋白填充于其中，形成网络结构[4]。面粉的和面特性也是预测面粉蛋白含量和湿面筋含量的最佳因子[5]。

水是面筋蛋白黏弹性形成的必要条件，在搅拌和烘焙过程中发生的各种化学反应中起着重要作用[6-7]。在和面过程中水分也能够在面筋与纤维之间进行迁移[8]，但不同的吸水方式对面筋蛋白强度的影响较小[9]，与小麦面团相比，燕麦面团的含水量较低[10]，也有研究利用面粉的吸水性评估小麦面团质量[11]。研究表明，真空和面且加水量40%时，面团巯基含量最低，α-螺旋、β-折叠含量最高，无规则卷曲含量最低，面筋蛋白有序性较好[6，12]。随着加水量的增加，面片的拉伸力与硬度呈下降趋势，拉伸距离（延展性）与黏性呈上升趋势[12]。面团中的加水量和搅拌时间对面条的硬度、黏附性和内聚性也有显著影响[13]，加水量也可以影响冷冻面条的品质[14]。

前人的研究主要集中在面团制作的结果，以及面团结果与相关指标的关系方面。然而，面团制作过程中面团质量变化的相关研究较少，特别是不同加水量对面团质量的影响尚不十分清楚。本研究利用市售的特二粉为原材料，运用小型和面机、质构仪、超微量分光光度计、显微镜等仪器，分析和面过程中面团质量变化规律，可为小麦粉面团特性变化研究提供基础数据，亦对杂粮面团结构特性研究有借鉴意义，于推动食品加工产业的现代化发展有重大意义。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

特质二等小麦粉（精制粉），河南金苑粮油有限公司；无碘食盐，中盐皓龙有限责任公司；十二烷基硫酸钠，南京森贝伽生物科技有限公司；碘化钾，北京百奥莱博科技有限公司；乙醇，上海信帆生物科技有限公司；冷冻包埋剂，美国樱花SAKURA公司。

HM750和面机，青岛汉尚电器有限公司；WGB-2000L白度仪，杭州天成光电有限公司；JMCZ面筋指数仪，杭州天成光电有限公司；TA-XT Plus质构仪，英国STABLE MICRO SYSTEM公司；NanoDrop 2000超微量分光光度计，赛默飞世尔科技有限责任公司；Leica CM 1950冰冻切片机，徕卡微系统有限公司；Nikon E200MV显微镜，南京尼康江南光学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 面团制备及形态变化观察

加水量应选择为45.0%（90 mL）、47.5%（95 mL）、50.0%（100 mL），和面机设置为低档位，在面团搅拌过程中，用秒表计时，当和面时间到达5 min、10 min、15 min、20 min和25 min时，拍照记录，拍取样50.0 g，放入25 ℃醒发箱内醒发20 min。

1.2.2 面团湿面筋含量测定

参考GB/T 5506.2—2008，并稍做改动。称取各时间段醒发后面团15.0 g，用20.0 g·L-1NaCl溶液洗去面团中的淀粉，反复洗涤、称量，直至读数恒定，作为湿面筋质量。湿面筋含量=湿面筋质量（g）/取样面团质量（g）×100%。

1.2.3 面团干面筋含量测定

干面筋含量的测定方法参考GB/T 5506.3—2008，并稍做改动。将洗好的湿面筋依次置于50 ℃烘箱内烘干至恒重，作为干面筋质量。干面筋含量=干面筋质量（g）/取样面团质量（g）×100%。

1.2.4 面团面筋指数测定

将恒重的湿面筋按加水量及和面时间顺序两两一组置于面筋指数仪筛网中，按下左侧离心按钮，离心120 s，离心结束后取出筛上物称量其质量，并计算面筋指数。面筋指数=筛上面筋（g）/湿面筋（g）×100%。

1.2.5 面团质构特性测定

面团TPA测试参考张爱霞等的方法[15]，略做修改，将不同含水量和各个时期的面团用内圈直径为2.0 cm、高度为1.5 cm的圆柱形压缩变形量为原高度的75.0%，每个处理重复3～5次。

1.2.6 面团显微结构观察

样品制备：取适量待测面团，将面团处理为直径1 cm左右，长度15 cm左右圆柱条，分切成长度基本一致的3段，放入-18 ℃，冷冻12 h。取出工具处理为边长2～3 mm正方体。用包埋剂全面覆盖样品，在速冻台上冷却至包埋剂凝固。切片厚度为6 μm，将切片机的切片厚度设置为20 μm，先低倍后高倍，调节显微镜使成像清晰。

1.2.7 统计分析

通过Office 2016软件进行数据计算及分析、图表制作，各水平处理之间用IBM SPSS Statistics 21软件进行差异显著性分析，采用Duncan’s进行多重比较（P＜0.05）。上述所有试验均设置重复测定3～5次，测得的数据计算平均值。

2 结果与分析

2.1 和面过程中不同加水量对面团形态的影响

面团和面过程中不同加水量和时期的面团形态特征如图1所示。

图1 和面过程中面团形态特征图

由图1可见，加水量为45.0%：和面5 min时，部分面絮紧密聚集，四周及底部有大量面粉残渣残留；10 min时面团基本成型，缸底部有部分面渣残留；15 min时面团成团完整，表面较为光滑且有部分褶皱，缸底无残留面渣，质地紧实；20 min时完全成团，表面较为平整，伴有轻微裂隙；25 min时面团成团完整，表面开始变得干燥粗糙，出现褶皱。加水量为47.5%：5 min时大量面絮松散聚集，周围残留部分面絮及面渣；10 min时面团初步成型，表面褶皱分布较多；15 min时已经完整成团，表面较为平滑，略有褶皱；20 min时面团变硬，表面依然存在褶皱；25 min时面团表面粗糙化，褶皱进一步增多，质感干涩。加水量为50.0%：和面5 min时初步成团，松散结合，面粉分布不均；10 min时大致成团，面团表面布有裂痕；15 min时已经完整成团，表面褶痕略有减少；20 min时面团表面质地偏软，仍有褶皱裂纹分布；25 min时面团质感湿润黏着，表皮干涩伴有褶痕。

对面团形态分析表明，面团搅拌10 min左右时，加水量45.0%的面团基本成团；面团搅拌6 min左右时，加水量47.5%的面团基本成团；面团搅拌4 min左右时，加水量50.0%的面团基本成团；随着加水量的增加，面团成团时间变短，表面更为光滑；面团在20～25 min时3个处理都能形成统一的面团结构，其中加水量45.0%的面团整体体积较大，推测其内部结构较为松散，而加水量47.5%、50.0%的面团整体结构较为紧实，其中加水量50.0%的面团质感更黏着。

2.2 和面过程中不同加水量对面团湿面筋、干面筋和面筋指数的影响

不同加水量的面团和面过程中湿面筋含量变化如图2所示。由图2可知，3种加水量的面团的湿面筋含量随和面时间的延长，表现为先增大后减小，在0～10 min时，面团的湿面筋含量值较低，随着和面的进行湿面筋含量不断增多，15 min后面团的湿面筋含量又开始逐渐减小。可能的原因是，和面过程中随着面筋网络的逐渐形成，提取出的湿面筋逐渐增加；当面筋网络形成后，继续和面则会破坏面筋网络的完整性，提取出的湿面筋含量逐渐减少。湿面筋含量波动性变化的结果也间接反映了面筋网络完好程度的变化。

图2 不同含水量对和面过程中湿面筋含量的影响图

由图3可知，3种加水量面团的干面筋含量随时间变化规律基本一致，表现为波动减小趋势，在5 min时，面团的干面筋含量最高，在10 min时，干面筋含量下降，在15 min时，面团的干面筋含量又有增加，15 min后面团干面筋含量则开始逐渐降低。干面筋含量的变化理论上与湿面筋含量的变化应该一致，但是5 min时干面筋含量与湿面筋含量的变化不一致，可能原因是，和面5 min时面粉没有形成完整统一的面团，取样误差较大，影响了干面筋含量的计算。

图3 不同含水量对和面过程中干面筋含量的影响图

由图4可知，3种加水量面团的面筋指数随时间变化表现为波动减小，与干面筋含量的变化正相关。在5 min时，面筋指数最大，在10 min时，逐渐减小，在15 min时，面筋指数又逐渐增大，而15 min后面团面筋指数又开始逐渐减小。

图4 不同含水量对和面过程中面筋指数的影响图

2.3 和面过程中不同加水量对面团质构特性的影响

面团和面过程中不同加水量的面团质构特性变化如表1所示。由表1可见，随着加水量的不断增加，面团的硬度呈现出下降的趋势，面团的黏弹性呈现出上升的趋势。3种加水量的面团硬度随时间变化均呈现出逐渐减小的趋势；黏着性随和面进行均表现为先减小后增大再减小再增大，在0～10 min时，黏着性随着和面的进行而不断减小，10～15 min时面团的黏着性又开始逐渐增大，15～20 min时面团的黏着性又开始逐渐减小，20～25 min时面团的黏着性又出现增大；弹性随和面进行均表现为先增大后减小，加水量45.0%、47.5%的面团在15 min前面团的弹性随着和面的进行而不断增大，之后又开始逐渐减小，加水量50.0%的面团在20 min前面团的弹性随着和面的进行而不断增大，之后又开始逐渐减小。通过对面团质构特性分析，随着和面时间的延长，不同加水量的面团硬度的变化规律为不断减小；黏着性呈现出先减小后增大再减小再增大的变化规律；弹性呈现出先增大后减小的变化规律。随着加水量的不断增加，面团的硬度整体呈现出下降的趋势，面团的黏弹性整体呈现出上升的趋势。

表1 和面过程中面团质构特性变化表

2.4 和面过程中不同加水量对面团显微结构的影响

面团和面过程中不同加水量面团中面筋蛋白与淀粉颗粒排布如图5所示。

图5 和面过程中面团显微结构图

由图5可见，加水量为45.0%：和面时间为10 min时，面筋蛋白包裹着淀粉颗粒，但两者分布不均匀，蛋白质网格结构尚未建立；25 min时，面筋蛋白网格结构逐渐松散，淀粉颗粒排布混乱，面筋网络出现多处撕裂。加水量为47.5%：和面时间为10 min时，面筋蛋白包裹着淀粉颗粒，但两者分布不均匀，蛋白质网格结构已经初步建立；25 min时，面筋蛋白与淀粉颗粒分布较为均匀，蛋白质网格结构变得分散，淀粉颗粒排布也变得分散，面筋网络开始出现断裂。加水量为50.0%：和面时间为10 min时，面筋蛋白包裹着淀粉颗粒，但两者分布不均匀，蛋白质网格结构松散；25 min时，蛋白质网格结构逐渐松散，淀粉颗粒排布混乱，面筋网络开始出现大孔径断裂。和面时间为15 min时，各加水量下的面团，面筋蛋白网格结构成熟，淀粉颗粒均匀散布其间，其中加水量45.0%的面团面筋网络中有少量孔隙；加水量47.5%的面团面筋网络结构紧实；加水量50.0%的面团面筋网络中有少许较大孔隙。

通过对面团显微结构分析，和面10 min左右时，加水量45.0%的面团尚未建立蛋白质网格结构，加水量47.5%的面团初步建立蛋白质网格结构，加水量50.0%的面团蛋白质网格结构松散；和面15 min左右时，面筋蛋白网格结构成熟，淀粉颗粒均匀散布其间，其中加水量45.0%的面团面筋网络中有少量孔隙，加水量50.0%的面团面筋网络中有少量较大孔隙，而加水量47.5%的面团面筋网络结构紧实；和面25 min左右时，加水量45.0%的面团面筋网络出现多处撕裂，加水量50.0%的面团面筋网络出现大孔径断裂，而加水量47.5%的面团面筋网络开始出现局部断裂。

3 结论

测定与分析不同加水量、不同和面时间的特二粉面团的形态特征、面筋含量、质构特性、显微结构，结果表明，随着加水量的增加，面团成团时间变短，硬度减小、黏弹性增大，表面更为光滑，质感更为黏着；随着和面时间的延长，面筋含量整体呈现先增大后减小的变化规律；随着和面时间的延长面团硬度逐渐减小，黏着性呈现出“W”形变化，弹性先增大后减小。当面团在加水量为47.5%，和面时间15 min时，面筋网络结构紧实，淀粉颗粒均匀分布其中，综合性质较好。本研究是在特定的温度与转速条件下，针对加水量与和面时间进行的分析。实际上，温度和转速也是影响面团质量的重要因素，因此下一步拟对温度及其转速等因素分别进行单因素和多因素协同方面的研究，为小麦粉的食品加工和生产提供更多理论支持。