短链菊粉对中筋粉面团流变学特性的影响

罗登林 陈瑞红 刘 娟 徐宝成 任广跃 李鹏燕

（河南科技大学食品与生物工程学院，洛阳 471003）

短链菊粉对中筋粉面团流变学特性的影响

罗登林 陈瑞红 刘 娟 徐宝成 任广跃 李鹏燕

（河南科技大学食品与生物工程学院，洛阳 471003）

研究了短链菊粉添加到中筋面粉后，对面团粉质特性和拉伸特性的影响。试验采用粉质仪和拉伸仪分别测定了不同菊粉添加量（0.0%、2.5%、5.0%、7.5%）下面团的各项流变学指标的变化。试验发现，面团的吸水率随菊粉添加量的增加而下降，当菊粉添加量为7.5%时，面团吸水率达42.57%，较未添加时相对降低了21.8%；面团的形成时间在菊粉添加量为2.5%时达最大值，为7.9min，相对增加了22.1%；面团的稳定时间随菊粉添加量的增加呈延长趋势，当菊粉添加量7.5%时，稳定时间为19.3min，相对增加了109.5%；面团的延伸度在菊粉添加量为2.5%时达最大值；面团的抗延伸性、拉伸比和拉伸能量均随菊粉添加量的增加而增大，菊粉添加量为7.5%时，发酵45min后测得其值分别为652 EU、4.50、186 cm2，相对增加了75.8%、68.5%、104.0%。结果表明，在中筋粉中加入适量的短链菊粉能够增强面筋强度，但降低了面团吸水率。

短链菊粉 中筋粉 面团 粉质特性 拉伸特性

菊粉（Inulin）是一种果糖聚合物，聚合度（DP）在 2～60，其中 DP≤10称为短链菊粉［1－2］。菊粉作为一种天然的可溶性膳食纤维，在菊芋和菊苣中含量丰富，约占块茎干重的70%［3－4］。菊粉能够选择性地促进结肠益生菌的生长，降低血糖浓度，维持脂类代谢平衡，提高矿质元素的生物利用率。由于菊粉具有一定的水溶性、适宜的分子质量、良好的色泽以及与面粉相似的粉体特性。因此，与其他膳食纤维相比，菊粉在面制品品质改良方面更具优越性［5］。在食品工业中，菊粉还能明显改善食品的质构性状，提高其加工性能和营养价值，属于功能性食品［6－7］。

目前，国内对菊粉的研究多为提取分离、产菊粉酶菌株的选育以及作为脂肪替代品等，在面粉方面的研究报道很少［8－9］，李丹丹等［10］研究了菊粉对馒头品质的影响，得出菊粉最适添加量为6%，但未说明添加哪种类型的菊粉。国外关于菊粉应用于面制品的研究相对较多，但主要集中在低、高筋粉面制品方面［11－12］。Karolini－Skaradzińska等［13］和 Peressini等［14］均探讨了菊粉对面包粉面团特性的影响，发现添加菊粉的面团吸水率降低；Filipovic等［15］研究了菊粉对冷冻面包粉面团特性的影响，认为菊粉的加入能够缩短经长时间冷冻贮藏后面团的发酵周期。

馒头作为我国北方的主食，所用中筋粉与国外低、高筋粉有明显的区别，因此，菊粉的影响可能不同。本研究主要考察短链菊粉添加量对中筋馒头粉面团流变学特性的影响，为菊粉在馒头中的实际应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 主要材料

短链菊粉（DP≤10）：昆山拓丰贸易有限公司，菊粉具体组成成分见表1；中筋小麦粉：安徽省亿达粮油食品有限公司，测得水分质量分数为14.0%，灰分（干基）质量分数为0.48%，湿面筋质量分数为31.5%，粗蛋白质量分数为12.6%，膳食纤维质量分数0.42%；酵母：安琪酵母股份有限公司。

表1 菊粉原料成分含量／%

1.2 主要仪器

JFZD型电子粉质仪、JMLD150型电子拉伸仪：北京东方孚德仪器技术有限公司；OMJ－32型恒温恒湿发酵箱：河北欧美佳食品机械有限公司；101A－1型数显鼓风干燥箱：上海申元电热仪器设备厂；JJSY30*8型圆形验粉筛：上海嘉定粮油仪器有限公司；DA－1000型电子天平：莆田亚太公司。

1.3 试验方法

1.3.1 配粉的制备

菊粉80℃干燥至恒重后，分别按质量分数0%、2.5%、5.0%、7.5%、10.0%比例添加到面粉中，用验粉筛混合均匀。

1.3.2 粉质特性的测定

按照GB／T 14614—2006方法进行，同一水平试验重复3次，取平均值。

1.3.3 拉伸特性的测定

按照GB／T 14615—2006方法进行，同一水平试验重复3次，取平均值。

1.3.4 数据处理

数据应用SPSS18.0和Oringe8.0软件进行统计分析。其中，显著性分析采用Duncan检验。

2 结果与分析

2.1 菊粉对面团粉质特性的影响

不同添加量的菊粉对中筋粉面团的吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度的影响见表2。

试验过程中，当菊粉添加量达10.0%时，粉质仪无法进行相关数据测量，因此试验结果中未显示菊粉添加量为10.0%时的数据。由表2可以看出，菊粉的加入降低了面团的吸水率。当菊粉添加量为7.5%时，面团的吸水率由未添加时的54.4%降至42.6%，相对降低了21.8%。面团吸水率与淀粉和蛋白质的组成及破损淀粉的含量有关。面团吸水率降低，可能是由于菊粉在淀粉颗粒周围形成了一层障碍，阻碍了水分子与淀粉颗粒的接触，抑制了淀粉吸水，导致面团的吸水率下降。Morris等［6］推断可能是由于菊粉具有良好的亲水性，菊粉加入面粉后与其中的蛋白质和淀粉同水分子的结合存在竞争关系，从而降低了面团的吸水率。Karolini－Skaradzińska等［13］试验显示，面粉中添加4%的长链菊粉TEX时，样品的吸水性由未添加前的58.1%降至53.6%，相对降低了7.7%；而本试验结果显示，当短链菊粉添加量为2.5%时，面团吸水率就已经降低了9.7%，说明短链菊粉降低面团吸水率的效果更显著。

面团弱化度随菊粉添加量的增加显著减小，未添加菊粉时弱化度为66 FU，菊粉添加量为7.5%时弱化度为21 FU，相对降低了68.2%。弱化度表征面团在搅拌过程中的破坏速率，反比于面团的耐搅拌能力，弱化度越大表示面筋的强度越弱。添加菊粉后面团的弱化度减小，说明菊粉有增强面筋强度的作用，这可能是由于一部分菊粉分子参与了面筋蛋白的网络结构，增强了面团的耐搅拌能力［16］。

菊粉加入后面团的形成时间变化因添加量而异。菊粉添加量为2.5%、7.5%时形成时间较对照组显著延长，分别增加了22.1%、15.9%；而菊粉添加量为5.0%时形成时间与对照组无显著变化。面团的稳定时间随菊粉添加量的增多显著延长，菊粉添加量为7.5%时稳定时间最长，达19.3min，相对未添加的9.2min增加了109.5%。说明面团筋力增强，反映面团在成团过程中对剪切力应变有较强的抵抗性［17］。这可能也归因于菊粉参与了面筋蛋白网络结构的形成，有利于二硫键的生成，或是增强了蛋白质间所形成的二硫键的稳定性［15－16］。Peressini等［14］认为，只有当菊粉添加量超过某一值时（长链菊粉≥5%，短链菊粉≥7.5%），高筋面粉制作的面团形成时间才会明显延长，稳定性也会得到提高。产生这种差异的可能原因归因于试验所采用的面粉筋度不同，说明菊粉对较低筋度面粉的品质改良作用更明显［14］。

2.2 菊粉对面团延展特性的影响

不同添加量的菊粉对中筋粉面团发酵45、90、135min后的延伸度、抗延伸阻力、拉伸比、拉伸能量的影响分别见表3～表5。

表3 菊粉对面团拉伸特性的影响（45min）

表4 菊粉对面团拉伸特性的影响（90min）

表5 菊粉对面团拉伸特性的影响（135min）

由表3～表5可以看出，面团分别发酵45、90、135min后，其延伸度均是在菊粉添加量为2.5%时最长，与对照组相比差异显著，而其他添加水平则不显著，说明适宜的菊粉添加量有利于增加面团的延伸度。面团的延伸度表征面团延展特性和可塑性，菊粉的加入增加了面团的延展性，这可能归因于菊粉本身的黏性和凝胶特性。当面粉中添加一定量菊粉后，配粉整体的延伸度增大［18］。面粉中麦醇溶蛋白赋予面筋良好的延伸性，而麦谷蛋白赋予面筋良好的弹韧性［17］。但当菊粉添加量过多时，面团的延伸度则由于麦醇溶蛋白相对含量降低而减小。

不同发酵时间45、90、135min后，面团的抗延伸性均随菊粉添加量的增多逐渐增强，未添加菊粉时面团的抗延伸阻力均最小，菊粉添加量7.5%时面团的抗延伸阻力均最大，且不同添加水平间差异显著。抗延伸阻力与面团发酵过程中持气性有关，面团具有一定的抗延性时才能保持住二氧化碳气体。当抗延伸性过低时，面团发酵中产生的二氧化碳气体易冲破气泡壁，形成大的气泡或由面团表面逸出［17］。试验表明，菊粉的加入更有利于保持发酵过程酵母生成的二氧化碳气体，赋予面团良好的结构和纹理，有利于生产出松软可口的产品。抗延伸性还表征面团的强度和筋度，阻力越大表示面团越硬。面团抗延伸性增强可能归因于菊粉参与了面筋网络结构的形成过程，使得面团的抗延伸性增强［19］。Peressini等［14］通过共聚焦激光扫描显微镜分析显示，添加短链菊粉的面团其蛋白质含量相对升高，认为这是由于菊粉的添加引起面团含水率的下降，导致面团中蛋白质含量相对升高的缘故，但菊粉的添加并不影响面筋蛋白所形成的网状结构。

随菊粉添加量增多，面团拉伸比逐渐增大，在发酵45、90、135min的条件下，面团拉伸比均是在菊粉添加量为7.5%时最大，分别为4.50、3.17、3.27，相比未添加时分别增大了68.5%、96.5%、108.8%。当菊粉添加量为2.5%时，在不同发酵时间下，除了拉伸比与对照组相比变化不显著外，其他指标（延伸度、抗延伸阻力和拉伸能量）变化均显著；当菊粉添加量≥5.0%时，与对照组相比，4个指标变化均显著（除添加量为5.0%时拉伸比50指标外）。拉伸比表示抗拉伸阻力与面团拉伸长度的关系，它将面团抗延伸性与延伸性2个指标综合起来判断面粉品质。试验中当菊粉添加量为7.5%时，面团的拉伸比达最大值。拉伸比值大说明面团弹性变大而延伸性相对变小，即菊粉的加入增强了面团的抗延伸性。但是面团的拉伸比值有一个合适的范围，太大或太小都会影响到面制品的品质。拉伸比值的选择应依据不同的面制品要求而定，从而可以根据实际需要来确定菊粉合适的添加量。

面团分别发酵45、90、135min后，拉伸能量值变化趋势均随菊粉添加量的增加而增大。当添加7.5%的菊粉时，面团拉伸能量值均最大，且不同添加水平间差异显著。面团拉伸能量代表了面团从开始拉伸到拉断为止所需要的总能量，面团能量数值提供了面团强度的信息。菊粉能增大面团拉伸能量值表明面团强度增强了，这与前面的试验结果一致，进一步证实菊粉具有增强面团弹韧性的作用。

3 结论

3.1 随短链菊粉添加量的增加，中筋粉面团的吸水率下降，形成时间整体呈延长趋势，而稳定时间显著延长，弱化度显著减小。当短链菊粉添加量为7.5%时，面团吸水率达42.6%，面团稳定时间达19.3min，相对未添加时增加了109.5%；面团弱化度为21 FU，相对降低了68.2%。

3.2 随短链菊粉添加量的增加，中筋粉面团的抗延伸性、拉伸比和拉伸能量值均呈增大的趋势。当菊粉添加量为7.5%时，均达到最大。

3.3 粉质和拉伸试验结果均表明，在中筋粉中加入适量的短链菊粉能够增强面筋强度，但降低了面团的吸水率。

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Effect of Short－Chain Inulin on the Rheological Properties of Plain Flour Dough

Luo Denglin Chen Ruihong Liu Juan Xu Baocheng Ren Guangyue Li Pengyan
（College of Food and Bioengineering，Henan University of Science and Technology，Luoyang 471003）

In order to study the influence of short－chain inulin on the farinograph and extensigraph of plain flour dough，the theological parameters of dough have been determined with different inulin additions of 0.0%，2.5%，5.0%and 7.5%using farinograph and extensograph instruments.The results showed that the water absorption of dough decreased along with increasing inulin addition.The water absorption reached 42.57%with inulin addition of 7.5%，reducing by 21.8%compared to the control group.The development time of dough reached the maximum of7.9min with inulin addition of2.5%，increasing by 22.1%compared to the control group.The stability time of dough increased along with increasing inulin addition，and it reached 19.3min with inulin addition of 7.5%，increasing by 109.5%compared to the control group.The stretch strength of dough reached themaximum.The extension resistance，extension ratio and energy of dough increased along with increasing inulin addition，and they was 652 EU，4.50 and 186 cm2with inulin addition of 7.5%after the fermentation of45min respectively，increasing by 75.8%，68.5%and 104.0%compared to the control group.The conclusion indicated thata proper addition of inulin in flour could increase dough strength and decrease the water absorption of dough.

short－chain inulin，plain flour，dough，farinograph，extensigraph

TS213.2

A

1003－0174（2015）06－0001－04

国家自然科学基金（31371832），河南省高等学校青年骨干教师资助计划 （2012GGJS－076），国家级大学生创新创业计划（201310464047），河南科技大学SRTP（2013109）

2014－01－19

罗登林，男，1976年出生，教授，农产品深加工及功率超声