麸皮粒径对全麦面片水分分布及挂面品质的影响

1、魏皮粒径对全麦面片水分分布及挂面品质的影响乔菊园i郭晓娜i朱科学i(江南大学食品学院无锡214122)摘 要一本文主要研究手联皮粒径(40、60、80、100及120目)对全麦面片水分分 布、挂面品质及面条微观结构的影响。低场核磁共振(lf-nmr)的结果表明，全麦 面片中存在强结合水、弱结合水和自由水3种状态，随着魏皮粒径的下降，强结合 水的含量降低，弱结合水的含量增加，自由水的含量呈现先下降后增加的趋势。魏皮 粒径的下降可以降低全麦挂面的蒸煮损失率，提高硬度、弹性、咀嚼性及拉伸性能， 改善全麦挂面的感官品质。扫描电镜(sem)的结果显示，魏皮粒径的下降可以使全 麦挂面的微观结构更加完整，淀

2、粉被更好地包裹在面筋蛋白网络中。激光共聚焦显微 镜(clsm)的结果显示，全麦熟面的蛋白质网络结构随着魏皮粒径的下降而变得更 加连续致密。关键词 魏皮粒径全麦面品质水分分布微观结构中图分类号：ts211.4文献标识码：a 文章编号：1003-0174 ()effects of bran particle size on the water distribution of whole wheat doughsheets and qualities of noodlesqiao juyuan1 guo xiaona1 zhu kexue1(school of food science and te

3、chnology, jiangnan university1 ,wuxi 214122)abstract the effects of different particle size bran on the water distribution of whole-wheat dough sheets, qualities and microstructure of whole-wheat noodles were studied. the low field nuclear magnetic resonance (lf-nmr) results showed that there were s

4、trongly bound water, weakly bound water and free water in the whole wheat dough sheets. as the bran particle size decreased, the content of strongly bound water decreased, the content of weakly bound water increased, and the content of free water decreased first and then increased. moreover, the red

5、uction of bran particle sizes could decrease the cooking loss of the noodles, increase the hardness, springiness, chewiness and tensile properties, and improve the sensory quality. scanning electron microscopy (sem) results show that the decrease in bran particle size could make the microstructure o

6、f whole wheat noodles more complete, and the starch was better encapsulated in the gluten network. the 基金项目：国家重点研发计划(2018yfd),国家食品科学技术一级学科计划(jufstr),江 苏省“六大人才高峰”高人才资助项目(ny-009) 收稿日期：2019-11-25作者简介：乔菊园，女，1994年出生，硕士，食品与科学工程通信作者：郭晓娜，女，1978年出生，副教授，主食及方便食品results of laser confocal microscopy (clsm) showe

7、d that the protein network structure of whole wheat cooked noodles became more continuous and dense as the bran size decreased.key words bran particle size, whole wheat noodle, quality, water distribution, microstructure近年来，随着人们对健康饮食的需求增加，全麦粉在全球的生产和消费逐年递增。 联皮富含膳食纤维、维生素、矿物质、酚类等物质i】，赋予了全麦粉很高的营养价值。 全麦制

8、品种类丰富，包括全麦馒头、面条、烘焙食品及休闲食品等，其中全麦挂面由 于其食用方便、货架期长、便于储存等优点广受消费者青睐。怛是魏皮的加入会改变面团的流变学特性，影响全麦挂面的感官、质构品质。 黄莲燕等人将裁皮添加到小麦粉中，结果显示面团吸水率、形成时间显著增加，同 时面团的微观结构遭到破坏。研究表明，随着懿皮添加量的增大，面条的感官评分显 著下降，熟面的硬度和咀嚼性显著下降。魏皮粒径的下降可以改善面条的光滑度 和适口性14】。针对不同粒径全麦挂面的研究主要集中于魏皮粒径对面条宏观品质的影 响，但关于魏皮粒径对全麦面片中水分分布及挂面微观结构的影响研究甚少。本实验 主要研究不同联皮粒径对全麦挂

9、面品质特性（质构、蒸煮、感官品质）的影响，并采 用低场核磁共振（lf-nmr）研究全麦面片水分分布，利用扫描电镜（sem）和激光 共聚焦显微镜（clsm）分别观察干挂面和熟面的截面微观结构，为全麦挂面的工业 化生产提供理论基础。1材料与方法1.1实验材料本实验旃用联皮及-小麦粉均由河南省中鹤纯净粉业有限公司提供。1.2仪器与设备hwjz-5型真空和面机；sk-240型面条机；syt-030型智能挂面干燥实验台； ta.xt plus型物性分析仪；mesomr23-060v-1型低场核磁共振分析仪；ses-01型低 温粉碎机；fw100型高速粉碎机；su1510型扫描电子显微镜；lsm710型激

10、光共聚 焦显微镜。1.3实验方法l3.1全麦粉的制备方法将魏皮经低温粉碎机粉碎后分别通过不同的筛网（40目、60目、80目、100目、 120目），未通过的魏皮采用超速粉碎机继续粉碎，直至不同筛网的筛上物含量小于 5%,与过筛的粉碎物混合。将所得到的5种粒度（目数）联皮分别与小麦粉按2:7 的比例进行混合，得到全麦粉，在4°c冰箱保存，备用。1.3.2挂面的制作工艺小麦粉/全麦粉+适量水（面团含水量达到35%） 一真空和面机（真空度 -0.06mpa,高速搅拌120s,低速搅拌300s） 一醒发箱（30°c, 70%rh）静置熟化 30 min >连续压延15道一面片

11、压至厚度为0.8mm后切条一干燥一室温储藏 备用。1.3.3数据统计与分析所有数据采用spss23和originpro 8进行处理和绘图。选择duncan分析，在p<0.05检验水平上对数据进行显著性分析。数据均来自3次以上独立实验测定结果 的平均值，数据表示为平均值土标准差。1.3.4全麦面片水分分布的测定参考刘锐的方法并做适当修改。精准称取3g生面片置于样品瓶中，用生料带 封口防止水分散失，迅速放入直径25mm的核磁共振专用试管，然后置于低场核磁共 振测试腔体内，利用carr-purcell-meiboom-gill （cpmg）脉冲序列进行扫描，测定 样品的自旋.自旋弛豫时间t2o

12、参数设置：采样频率sw=100.0khz,采样间隔时间 tw= 1000ms,回波个数 echo count=150（）,回波时间 echo time=0.3ms,累加次数 ns=4。检测结束后保存数据，然后进入t2反演程序得出生面条t2弛豫时间反演谱图。1.3.5全麦挂面蒸煮特性的测定全麦挂面干物质吸水率的测定：称取mi g挂面（水分含量为x）,放入沸水中 蒸煮至最佳时间，捞出面条并于冷水中冷却至常温，将面条用4张滤纸吸干面条表面水分，称重m2go干物质吸水率=队2严 ,重复三次，取平均值。 x（l - x）全麦挂面蒸煮损失率的测定：称取mg挂面（水分含量为x）于500ml沸水中 蒸煮至最佳

13、时间，用漏勺捞出面条并置于冷水中冷却，收集面汤和冷水，待冷却至室 温后转移到500ml的容量瓶中定容。吸取100ml面汤于250ml烧杯（已恒重）中, 将烧杯置于红外炉上加热，蒸发水分至近干，并放入105°c烘箱内干燥至恒重。计算 时根据looml干物质的量计算出500ml干物质的总量 w go蒸煮损失率w=x100%,重复三次，取平均值。mx（l-x） 1.3.6全麦挂面质构特性的测定挂而煮至最佳蒸煮时间后捞出，经冷水冷却后沥干，保鲜膜平整覆盖后测量。通 过质构仪进行测定，使用前对仪器进行力和高度校准。全质构测定：探头，p/35；操 作模式，压力测定；测试前速度，0.8mm/s,测

14、试速度，0.8mm/s,测试后速度，2.0mm/s； 测试距离，75%样品厚度；感应力，auto-log,重复10次。拉伸测定：探头，a/spr； 操作模式，拉力测定；测试前、中、后速度分别为1、1、lomm/s,校准距离为20mm, 拉伸距离为50mm,触发力为5g,重复10次。1.3.7全麦挂面感官评价将煮好的面条放入感官杯中，由品评人员按照标准，对产品的各项感官特征进行 打分。面条评分标准在ls/t3202-1993面条用小麦粉中面条品尝项目和评分标准 的基础上进行适当的改动，修改如下：色泽：指面条表面的颜色及其均匀性，具有全麦粉本身的颜色，且分布较为均一 >9 8.5-10分；颜

15、色一般，分布较不均匀，为6-8.5分；色发灰、发暗，分布很不均匀 为1-6分。1.3.8全麦挂面截面微观结构的测定参考刘明【8等的方法进行测定。将白面（对照组）及不同粒径全麦挂面用镶子掰 断，将横截面立放至载物台上，经离子溅射喷金后置于扫描电镜下观察断而，截面放 大倍数为500倍。1.3.9全麦熟面截面微观结构的测定采用激光共聚焦显微镜（clsm）观察全麦熟面截面的微观结构。根据silvan 等的方法进行适当修改：将煮后的全麦面条切成约5mm的小段，并用冷冻切片机将 其切成40um的切片，用含有0.25%异硫氤酸荧光素和0.025%罗丹明b的溶液（m/v） 对其染色imin。洗去多余染色液后，

16、盖上盖玻片，倒置于显微镜下观察。2结果与讨论2.1魏皮粒径对全麦面片水分分布的影响采用低场核磁共振(lf-nmr)研究了不同粒径魏皮对全麦面片水分分布的影响。 经测定发现，全麦面片的弛豫时间分为3个峰，表明样品中主要存在3种状态的水， 分别为强结合水、弱结合水和自由水，所占比例用a2l、a22和a23来表示，结果如表 lo强结合水主要是与数皮紧密结合的水弱结合水主要是与蛋白、淀粉结合的水 lllj,自由水是物理截留水。当魏皮粒径由40目逐渐下降时，a21显著(pv0.05)减少，a22显著(p<0.05) 增加。两种状态水含量的变化可能是因为粒径的下降导致魏皮持水量减少，蛋白质淀 粉结合

17、了更多的水，这更有利于蛋白质网络的形成及面团流变性的改善，最终提高全 麦挂面的宏观品质。当歌皮粒径从100目进一步下降时，a2i和a22不再明显变化。 随着魏皮粒径的下降，自由水的含量呈现先下降后上升的趋势，在联皮粒径为100 目时达到了最小值。流动性较高的自由水含量下降，与蛋白质和淀粉紧密结合的水增 加，蛋白面筋网络结构进一步形成，有利于挂面的品质的改善。表1魏皮粒径对全麦面片水分分布的影响样品a21/%a22/%a23/%40目9.80±0.33c87.97±0.36a2.20±0.02c60目7.78±0.35b89.98±0.24b2.

18、25+0.12c80目7.67±0.49b90.29±0.52b2.04±0.10100目7.29±0.54ab91.26±0.67c1.36±0.22a120目6.74±0.60a91.36+0.5 lc1.90+0. llb注：同一列中不同字母表示有显著性差异(p<0.05),余同。2.2魏皮粒径对全麦挂面蒸煮特性的影响蒸煮品质是面条品质的一个重要方面，包括吸水率和蒸煮损失率。不同粗细度戳 皮复配的全麦挂面和精白挂面(对照组)的吸水率和蒸煮损失率结果见图1。从图1a可以看出，全麦挂面的吸水率整体高于对照组，这可能是

19、由于魏皮富含 高吸水能力的纤维导致的。当魏皮粒径逐渐减小时，全麦挂面的吸水率呈现先增后减 再趋于稳定的趋势。当蔬皮粒径从40目降到60目时，全麦挂面吸水率稍有增加；当 数皮粒径从60目下降到80目时，全麦挂面的吸水率显著(p<0.05)下降，可能是因 为较小的懿皮颗粒对面条蛋白质网络的干扰较小，蛋白质网络结构更好地包裹住淀 粉，减少了淀粉的过度吸水溶胀，使得面条吸水率降低。当款皮粒径小于80目后， 全麦挂面的吸水率的变化趋势平缓，与白面没有显著性差异。歌皮的存在破坏了面条蛋白质网络结构的连续性，导致煮面时淀粉更容易析出， 因此全麦挂面的蒸煮损失率(图1b)显著(p<0.05)高于对

20、照组。随着魏皮粒径的 下降，全麦挂面的蒸煮损失率在80目时显著(p<0.05)减少。一方面，数皮粒径减 小，其对面筋网络结构的物理阻碍减小，面筋网络形成得更加连续，减少了挂面在蒸 煮过程中的淀粉溶出；另一方面，可能与数皮粒径下降带来的水分重新分布有关，款 皮结合的水减少，蛋白质淀粉结合了更多的水，自由水含量减少，有利于改善面筋网 络结构的连续性。当魏皮粒径小于80目时，蒸煮损失率不再明显变化，仍显著高于 对照组(pv0.05) o(涔吸水率蒸煮损失对照'组 40 百 60s80g100h 120目826 4oooooooooo864208642图1戳皮粒径对全麦熟面蒸煮特性的影响

21、2.3魏皮粒径对全麦挂面质构特性的影响如表2所示，对照组的弹性、咀嚼性、回复性均显著(p<0.05)高于全麦挂面， 这与白面较好的面筋结构有关。联皮粒径对煮后全麦挂面的质构特性有较大影响。全 麦挂面的硬度随着魏皮粒径的下降而增大，与niu"等人的实验结果一致。一方面， 魏皮颗粒的减小导致其产生的空间阻碍较小【，面条面筋结构得以更好地形成，将淀 粉更好地包裹起来，防止其在蒸煮时过度溶胀，赋予了面条更坚实的质地；另一方面, 粒径较大的魏皮持水量明显高于小颗粒的魏皮，粒径下降使得部分原先与联皮结合的 水被释放，蛋白淀粉有机会结合更多的水，有利于形成更完善的网络结构。全麦挂面 的弹性、

22、咀嚼性和回复性均在联皮粒径为100目时达到最大值，随后未出现明显的变 化。样品硬度/g弹性咀嚼性回复性对照组4003±56bc0.936±0.003d2374±24d0.367±0.002c40目3721±10a0.863+0.012a1718±35a0.244±0.002a60目3916±49ab0.885±0.002b1841±58a0.244±0.008a80目4157±163cd0.894±0.003b1989±53b0.248±0.00

23、8ab100目4239+147d0.917±0.005c2156±23c0.255±0.005b120目4515±68e0.907±0.006c2122±167bc0.256±0.001b在面条拉伸实验中，拉断距离代表面条的延展性，拉伸力代表了面条的韧性14, 是评价面条品质的重要指标。从表3可知，全麦挂面的拉断距离均显著低于白面， shiau15等人也发现联皮的添加明显降低了熟面的延展性，并指出可能与魏皮干扰蛋 白面筋网络的形成有关。随着魏皮粒径的下降，全麦挂面的拉断距离先增大后减小， 在裁皮粒径为100目时达到最大值。粒

24、径的下降有助于全麦而拉伸特性的改善，但粒 径过小的魏皮颗粒会嵌入面筋网络影响其连续性，导致面条的拉断距离又出现下降 （120目）。当数皮颗粒较大（40目）时，全麦挂面的拉伸力显著（pv0.05）低于白 面，当粒径下降时，拉伸力不断增大，在魏皮粒径为60目时与白面间不存在显著性 差异，粒径的下降明显增大了全麦面条的强度。表3魏皮粒径对全麦熟面拉伸特性的影响样品拉断距离/mm拉伸力/g对照组41.86±2.58e13.77±0.67b40目12.26±2.05a10.47±0.47a60目20.41± 1.4孕!4.07±0.68b80目

25、26.59±1.08c14.43+0.3 lb100目29.77+0.9 ld14.67±0.25bc120目25.76±2.01c15.43±0.46c2.4魏皮粒径对全麦挂面感官品质的影响不同魏皮粒径全麦挂面的感官评分如表4所示。随着魏皮粒径的下降，感官总评 分不断增加；当魏皮粒径小于100目后，感官总分不再明显增大。其中，面条色泽、 表观状态、韧性、光滑性均随着魏皮粒径的下降而不断改善。各组间适口性、粘性及 食味基本无显著性差异，与steglich的研究结果一致。当魏皮颗粒较大时，全麦挂 面表观粗糙，韧性较差，口感不佳，而感官评价的结果说明降低魏皮

26、粒径是改善面 条口感的一种有效手段，但当粒径降低到一定程度后，感官评分不再明显增加，后期 需要通过其他手段来进一步改善全麦挂面的口感。样品色泽10表观状态15适口性20韧性20粘性10光滑性10食味15总分10040目6.3±0.4a8.3±1.2a12.3±2.9a11.2±1.2a6.8±0.9ab6.5±0.8a10.1±0.7ab61.4±1.8a60目7.1±0.6ab9.7±0.9bi2.4±1.8a11.4±0.8a6.1±0.6a6.6±0

27、.7a8.6+1.3a61.8±1.6a80目7.4±0.7b10.1±1.2b12.9±2.0a11.6±0.7a7.0±0.9b6.9±0.8ab9.8±1.6ab65.8+1.7b100目7.4+1.lb11.4±0.6c13.6±2.驴13.4±1.7b7.6±1.0b7.6±0.6bc10.6±2.0b71.6±2.6c120目7.8±1.0b12.0±l*14.0±2.5a13.8±1.5b7.

28、4±0.5b8.0±0.5c10.6±2.0b73.6±2.3c2.5魏皮粒径对全麦挂面截面微观结构的影响面条的微观结构与其宏观特性有很大关系【国。观察图2a,对照组的微观截面连 续致密，淀粉颗粒被紧紧地包裹在面筋网络中，彼此之间结合紧密。当萩皮粒径为 40目（图2b）时，数皮颗粒很大，破坏了面筋蛋白网络的连续性，椭圆形的淀粉颗 粒裸露在外，黄莲燕等人的结果也显示谷物魏皮的加入会破坏面筋蛋白的微观结 构。当对面条进行煮制时，未被包裹的淀粉颗粒很容易析进汤里增大混汤率，部分解 释了全麦挂面的蒸煮损失显著高于白面的现象。当款皮粒径为80目（图20时，虽 然仍

29、能看到较大的数皮，但裸露在外的淀粉颗粒己经有所减少；当魏皮颗粒为100 目（图2d）时，几乎看不到裸露的淀粉颗粒，整个面筋网络结构较为致密连续，菸 皮对面条结构的破坏大大减小，与熟面宏观品质的改善相对应。图2荻皮粒径对全麦挂面截面微观结构的影响 （a：对照组；b： 40 目；c： 80 目；d： 100 目）2.6魏皮粒径对全麦熟面截面微观结构的影响本研究采用激光共聚焦显微镜对熟面条内部截面进行了切片和染色观察，图3 中橙色、黄色部分表示为蛋白网络结构，红色为魏皮部分，绿色主要为淀粉部分。观 察图3a,对照组的蛋白质网络结构呈现连续、致密的状态，淀粉颗粒大多都己经完 全溶胀并与蛋白紧密结合；当

30、魏皮粒径为40目（图3b）时，可以看到大颗粒联皮破 坏了蛋白质网络结构的连续性，网络结构变得疏松、不连贯；从图3c （80目）中可 以看到联皮颗粒明显变小，整个蛋白网络结构比图3b连续、完整，全麦熟面硬度的 提高可能与其有关；当魏皮粒径为100目（图3d）时，面筋网络结构变得更加连续、 明显，淀粉或联皮都被较好地包裹在网络结构中，与此对应，全麦面的弹性、咀嚼性、 回复性和拉伸特性也达到最大值。图3魏皮粒径对全麦熟面截面微观结构的影响（不需要彩印，谢谢！）（a：对照组；b： 40 目；c： 80 目；d： 100 目）3结论研究了荻皮粒径对全麦面片水分分布、挂面品质及面条微观结构的影响。通过 n

31、mr研究发现，随着魏皮粒径的下降，强结合水的含量降低，弱结合水所占比例增 加，自由水的含量呈现先下降后增加的趋势。蒸煮结果显示，全麦挂面的蒸煮损失率 明显高于对照组（白面），魏皮粒径的下降可以减少蒸煮损失率；全麦挂面吸水率随 着联皮粒径的下降出现先升后降的趋势。魏皮粒径下降可以改善全麦熟面的质构特性 及拉伸性能。感官评价的结果显示，全麦挂面的表观状态、韧性、光滑性随着魏皮粒 径的下降而得到改善。sem和clsm的结果表明，随着联皮粒径的下降，全麦挂面 中面筋网络结构变得更加致密连续，更好地包裹住淀粉。参考文献rn陈红，杜瑞，高瑞，等.全麦粉营养特性及其制品的研究进展j.河南科学，2019,(1

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