米糠膳食纤维与食盐对面粉粉质及糊化特性的影响

杨　英,李晓楠,周艳青,向忠琪,何　璐,林亲录

(中南林业科技大学食品科学与工程学院,稻谷及副产物深加工国家工程实验室,湖南长沙 410004)



米糠膳食纤维与食盐对面粉粉质及糊化特性的影响

杨英,李晓楠,周艳青,向忠琪,何璐,林亲录

(中南林业科技大学食品科学与工程学院,稻谷及副产物深加工国家工程实验室,湖南长沙 410004)

为了给研发高品质米糠膳食纤维面制品提供理论依据,本文用微型粉质仪和快速粘度分析仪研究了米糠膳食纤维与食盐各自及共同对面粉粉质及糊化特性的影响规律。研究结果表明:添加米糠膳食纤维使面团弱化度最高增大48%,使面粉糊化温度最大增高26%,使面粉糊化的峰值粘度最高下降23%、最终粘度最高下降21%、衰减值最高减少13%、回生值最高减少8%;添加食盐使面团的形成时间最高延长79%、稳定时间最高延长277%、弱化度最高减少52%,使面粉糊化的衰减值最高增大12%、回生值最高减少12%;添加2%食盐使米糠膳食纤维对面团弱化度的增大作用降低为0,对面粉糊化温度的最大提高作用小于2.5%,对面粉糊化峰值粘度的下降作用减少5%,对面粉糊化回生值的减小作用提高到12%。

米糠,膳食纤维,食盐,粉质特性,糊化特性

膳食纤维因具有防治心血管疾病、糖尿病和结肠癌的保健作用而备受关注[1-2]。提取自脱脂米糠粕的膳食纤维(即米糠膳食纤维)具有优越的吸附膨胀性能[3],能够在体内发挥润肠通便、增强饱腹感和降低胆固醇的作用[1-2,4-5],在保健食品领域具有良好的应用前景。我国是世界上最大的稻米生产国和消费国,而米糠是稻谷加工产生的主要副产物之一,因此,促进米糠膳食纤维在食品中的应用不仅可以提高消费者的健康水平,而且能够提高稻谷的综合利用价值。

面制品是深受广大消费者喜欢的大销量食品,将米糠膳食纤维添加到面制品中不仅能够提高面制品的营养价值,而且能够促进米糠膳食纤维的应用。面制品一般经过和面和熟化处理而成,其食用品质与面粉的粉质及糊化特性直接相关,并且会受到普遍添加于面制品中的食盐的影响。目前已有研究发现,米糠膳食纤维会延长面团的形成时间和缩短面团的稳定时间[6-8],并对面包的食用品质具有显著性影响[6-9],而食盐会延长面团的稳定时间、提高面粉的糊化温度和降低面粉糊化的衰减值[10-11]。但是,鲜见关于米糠膳食纤维对面粉糊化特性的影响以及米糠膳食纤维与食盐共同作用对面粉粉质及糊化特性影响的报道。因此,本文研究了米糠膳食纤维与食盐各自及共同对面粉粉质及糊化特性的影响规律,以期为研发高品质米糠膳食纤维面制品提供理论依据。

表1　米糠膳食纤维与食盐对面粉粉质特性影响的统计分析结果

注:p>0.05,不显著;p<0.05,显著;p<0.01,极显著;表2同。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

面粉卫辉市龙升面业有限公司;米糠膳食纤维广元市鹏欣粮油科技开发有限公司;食盐湖南盐业股份有限公司。

Micro-DoughLAB 2800型全自动微型粉质仪波通瑞华科学仪器有限公司;RVA-4型快速粘度分析仪波通瑞华科学仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1样品的配制根据人们日常对膳食纤维摄入量的需求[12]及面制主食品的食用量,选择米糠膳食纤维的最高添加量为10%;根据人们日常对面制品咸味的接受程度[13],选择食盐的最高添加量为3%研究食盐对面粉粉质及糊化特性的影响,选择最常用食盐添加量2%研究食盐与米糠膳食纤维对面粉粉质及糊化特性的共同影响。以面粉重量为基础,分别配制出添加0、2%、4%、6%、8%和10%米糠膳食纤维,添加0、1%、2%和3%食盐,同时添加0、2%、4%、6%、8%和10%米糠膳食纤维与2%食盐的3种系列粉末状样品。

1.2.2粉质特性的测定称取4 g配制好的粉末状样品,参照GB/T 14614-2006[14]测定样品的粉质特性,具体测试条件：在30 ℃下以120 r/min的转速测试10 min。

1.2.3糊化特性的测定根据GB/T 24853-2010[15]测试样品的糊化特性,具体测试条件:蒸馏水固定为25 g,按水分含量为14%添加3.5 g样品的标准加入待测样品;先以960 r/min的转速混合样品10 s,后以160 r/min的转速测试样品;温度程序是先在50 ℃平衡1 min,后在3.5 min内加热至95 ℃并保持3 min,最后以相同速率在3.5 min内降温至50 ℃并保持2 min。

1.3数据处理

用SPSS软件对数据进行单因素方差分析、主效应分析和交互作用分析,用3次平行测试的平均值和标准偏差表示测试结果,用Excel软件作图表。

2　结果与讨论

2.1米糠膳食纤维与食盐对面粉粉质特性的影响

面粉的粉质特性用面团的形成时间、稳定时间和弱化度表示。面团的形成时间与和面所用揉制时间正相关,稳定时间与面团韧性正相关,弱化度与面团耐剪切性负相关;一般而言,面团的稳定时间越长、弱化度越小,面粉的内在品质越好[16]。米糠膳食纤维与食盐对面粉粉质特性影响的实验结果如表1所示:米糠膳食纤维对面团的弱化度有极显著影响,而食盐对面团的形成时间、稳定时间和弱化度都有极显著影响;在米糠膳食纤维和食盐共同存在的情况下,食盐对面粉粉质特性的影响更为显著,但米糠膳食纤维与食盐对面团的稳定时间和弱化度有显著性交互影响。

米糠膳食纤维与食盐对面粉粉质特性的具体影响如图1所示。从图1A中的三角标记曲线可以看出,随着米糠膳食纤维添加量的增加,面团的弱化度不断增大;当米糠膳食纤维添加量为10%时,面团的弱化度由31 mNm增大到了46 mNm(增大率为48%);说明添加米糠膳食纤维会使面粉粉质发生劣变,劣变程度随添加量的增大而增加。从图1B可以看到,随着食盐添加量的增加,面团的形成时间变长,稳定时间大幅提高,而弱化度大幅减小;当食盐添加量为3%时,面团的形成时间从1.4 min延长至2.5 min(延长率为79%),但稳定时间从1.3 min提高至4.9 min(提高率为277%),弱化度从31 mNm减小至15 mNm(减少率为52%);说明添加食盐会提高面粉的粉质特性,提高程度随添加量的增大而增加。对比图1A中的两条曲线可以看出米糠膳食纤维与食盐对面团弱化度的交互影响:在2%食盐存在的条件下,添加米糠膳食纤维没有明显增大面团的弱化度,当米糠膳食纤维添加量为10%时,面团的弱化度由20 mNm变成了19 mNm;说明食盐在提高面粉粉质特性的同时能够抵消米糠膳食纤维对面粉粉质造成的劣变影响。

表2　米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化特性影响的统计分析结果

图1　米糠膳食纤维与食盐对面粉粉质特性的影响Fig.1　Effects of dietary fiber from rice branand salt on the farinograms of flour

2.2米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化特性的影响

面粉的糊化特性用快速粘度分析仪测定的粘度曲线和特征参数糊化温度、峰值粘度、最终粘度、衰减值和回生值表示。通过对比图2中任选的一组样品的糊化曲线可以看出,添加米糠膳食纤维和食盐没有改变面粉糊化曲线的线型,但对曲线粘度有明显的影响,下面通过分析样品的糊化特征参数讨论米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化特性的具体影响。由表2可知，米糠膳食纤维与食盐都对面粉的糊化温度及糊化曲线的峰值粘度、最终粘度、衰减值和回生值有极显著影响;在米糠膳食纤维和食盐共同存在的情况下,米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化曲线的峰值粘度、最终粘度、衰减值和回生值的影响都极显著,但米糠膳食纤维对面粉糊化温度的影响更为显著,并且米糠膳食纤维与食盐对面粉的糊化温度及糊化曲线的峰值粘度、最终粘度和回生值有显著性交互影响。米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化特征参数的具体影响如图3所示。

图2　米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化曲线的影响Fig.2　Effects of dietary fiber from rice branand salt on the pasting curves of flour注:DF指代米糠膳食纤维。

图3　米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化特性的影响Fig.3　Effects of dietary fiber from rice bran and salt on the pasting properties of flour

在食盐添加量为0时，从图3A中可以看出,随着米糠膳食纤维添加量的增加,面粉的糊化温度先慢后快地增高;米糠膳食纤维添加量小于等于6%时面粉糊化温度的增高量小于0.2 ℃,添加量为8%时糊化温度从68 ℃增高至69 ℃,添加量为10%时糊化温度从68 ℃突增至86 ℃(增高率为26%);说明米糠膳食纤维添加量小于等于8%时不会对面粉的糊化温度产生明显的影响。从图3B和图3C中的三角标记曲线可以看出,随着米糠膳食纤维添加量的增加,面粉糊化曲线的峰值粘度和最终粘度都逐渐减小;当米糠膳食纤维添加量为10%时,峰值粘度从2695 cP减小至2076 cP(下降率为23%),而最终粘度从3320 cP减小至2616 cP(下降率为21%);说明添加米糠膳食纤维会明显降低面粉的糊化粘度,降低程度随添加量的增大而增加。从图3D中的三角标记曲线可以看出,随着米糠膳食纤维添加量的增加,面粉糊化曲线的衰减值逐渐减小;当米糠膳食纤维添加量为10%时,衰减值从802 cP减小至699 cP(减少率为13%);说明添加米糠膳食纤维会增强面粉糊的热稳定性,增强程度随添加量的增大而增加。从图3D中可以看出,随着米糠膳食纤维添加量的增加,面粉糊化曲线的回生值逐渐减小;当米糠膳食纤维添加量为10%时,回生值从1291 cP减小至1187 cP(减少率为8%);说明添加米糠膳食纤维会小幅延缓面粉糊的回生现象,延缓程度随添加量的增大而增加。已有研究表明面粉糊化的峰值粘度和最终粘度因与面制品品质呈现显著正相关性而成为评价面粉品质的重要指标[17-19],因此,添加米糠膳食纤维对面粉糊稳定性的小幅增强作用和对面粉糊回生现象的小幅延缓作用不能抵消其对面粉糊化粘度的显著降低作用,整体上会对面粉的糊化特性造成一定程度上的不利影响。

从图3E中的三角标记曲线可以看出,随着食盐添加量的增加,面粉的糊化温度缓慢地增高;当食盐添加量为3%时,糊化温度从68 ℃增高至70 ℃(增高率为3%);说明添加食盐会小幅提高面粉的糊化温度,提高程度随添加量的增大而增加。从图3E中可以看出,随着食盐添加量的增加,面粉糊化曲线的峰值粘度先降后升再降,但粘度的升降率<1%;而面粉糊化曲线的最终粘度先降后稳,当食盐添加量大于等于1%时最终粘度基本稳定在3100 cP,比无添加空白样的最终粘度降低7%;说明添加食盐对面粉的糊化粘度有小幅降低作用。从图3F中可以看出,随着食盐添加量的增加,面粉糊化曲线的衰减值先升后降,当添加量为2%时衰减值最大为907 cP,比无添加空白样增大12%;由于日常食盐添加量一般≤2%,该测试结果表明添加食盐会减弱面粉糊的热稳定性。随着食盐添加量的增加,面粉糊化曲线的回生值逐渐减小;当添加量为3%时,回生值从1427 cP减小至1254 cP(减少率为12%);说明添加食盐会延缓面粉糊的回生现象,延缓程度随添加量的增大而增加。显然,添加食盐整体上对面粉的糊化特性没有明显的提高作用。

对比图3A中的两条曲线可以看出米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化温度的交互影响:在2%食盐存在的条件下,面粉的糊化温度稳定在只比空白样高出1 ℃的69 ℃(增大率≤2.5%),没有随米糠膳食纤维添加量的变化而产生明显的变化,说明添加食盐能够消除添加米糠膳食纤维对面粉糊化温度造成的不利影响。对比图3B中的两条曲线可以看出米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化曲线峰值粘度的交互影响:在2%食盐存在的条件下,峰值粘度仍然随米糠膳食纤维添加量的增大而减小,但所有添加量下的峰值粘度值都高于相应的无盐对照样,并且峰值粘度的下降率由原来的23%减少到18%(减少率为5%),说明添加食盐能够削弱添加米糠膳食纤维对面粉糊化峰值粘度造成的不利影响。对比图3C中的两条曲线可以看出米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化曲线最终粘度的交互影响:在2%食盐存在的条件下,最终粘度仍然随米糠膳食纤维添加量的增大而减小,并且添加量小于等于8%时最终粘度值明显低于相应的无盐对照样,说明添加食盐会加剧添加米糠膳食纤维(添加量≤8%)对面粉糊化最终粘度的降低作用。对比图3D中的实心方块和空心方块曲线可以看出米糠膳食纤维与食盐对面粉糊化曲线回生值的交互影响:在2%食盐存在的条件下,回生值基本稳定在1276 cP以下,并且所有添加量下的回生值都小于相应的无盐对照样(最大减小量为12%),说明添加食盐会增强添加米糠膳食纤维对面粉糊回生的延缓作用。因此,在面粉中同时添加米糠膳食纤维和食盐能够减少米糠膳食纤维对面粉糊化特性造成的不利影响。

3　结论

添加米糠膳食纤维会使面粉粉质发生正比性劣变,而添加食盐能够在提高面粉粉质特性的同时抵消米糠膳食纤维对面粉粉质造成的劣变作用;添加米糠膳食纤维会对面粉糊化特性造成不利影响,而添加食盐虽不能提高面粉的糊化特性但能减少米糠膳食纤维对面粉糊化特性造成的不利影响。

[1]A Abdul-Hamid,SL Yu. Functional properties of dietary fibre prepared from defatted rice bran[J]. Food Chemistry,2000,68(1):15-19.

[2]A Pavlovich-Abril,O Rouzaud-Sández,P Torres,et al. Cereal bran and wholegrain as a source of dietary fibre:technological and health aspects[J]. International Journal of Food Sciences and Nutrition,2012,63(7):882-892.

[3]Y Ashida,Y Saito,A Kawato,et al. Physical and chemical properties of dietary fiber prepared from rice bran[J]. Nippon NogeikagakuKaishi-Journal of the Japan Society for Bioscience Biotechnology and Agrochemistry,1992,66(8):1233-1240.

[4]H Cheng. Total dietary fiber content of polished,brown and bran types of Japonica and Indica rice in Taiwan:resulting physiological effects of consumption[J]. Nutrition Research,1993,13(1):93-101.

[5]C Daou,HZhang. Functional and physiological properties of total,soluble,and insoluble dietary fibres derived from defatted rice bran[J]. Journal of Food Science and Technology-Mysore,2014,51(12):3878-3885.

[6]Y Teng,C Liu,J Bai,et al. Mixing,tensile and pasting properties of wheat flour mixed with raw and enzyme treated rice bran[J]. Journal of Food Science and Technology-Mysore,2015,52(5):3014-3021.

[7]胡国华,翟瑞文,黄绍华. 米糠膳食纤维对面团粉质和烘焙特性影响的研究[J]. 中国食品添加剂,2002(3):27-30.

[8]胡国华. 热稳定化米糠膳食纤维对面团粉质和烘焙特性影响[J]. 粮食与油脂,2001(12):33-34.

[9]刘婷婷,徐玉娟,王大为. 米糠高品质膳食纤维在面包生产中的应用[J]. 食品研究与开发,2014,35(10):1-5.

[10]陈霞,王文琪,朱在勤,等. 食盐对面粉糊化特性及面条品质的影响[J]. 食品工业科技,2015(2):98-101.

[11]朱在勤,陈霞. 食盐对面团流变学特性及馒头品质的影响[J]. 食品研究与开发,2007(9):40-43.

[12]JW Andersonm,B Pat,JRH Davis,et al. Health benefits of dietary fiber[J]. Nutrition Reviews,2009,67(4):188-205.

[13]马冠生,周琴,李艳平,等. 中国居民食盐消费情况分析[J]. 中国慢性病预防与控制,2008(4):331-333.

[14]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[S].

[15]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[S].

[16]刘志伟,何宁,赵阳,等. 粉质仪和拉伸仪在面粉生产中的应用[J]. 农业科技与装备,2008(5):47-49.

[17]IL Batey,BM Curtin,SA Moore. Optimization of rapid-viscoanalyser test conditionfor predicting Asian noodle quality[J]. Cereal Chemistry,1997,74(4):497-501.

[18]郑学玲,尚加英,张杰. 面粉糊化特性与面条品质关系的研究[J]. 河南工业大学学报,2010,31(6):1-5.

[19]张剑,李梦琴,任红涛. 小麦粉糊化特性与面条品质相关性研究[J]. 粮食工程,2010(12):83-85.

Effects of dietary fiber from rice bran and salt on the farinograms and pasting properties of flour

YAND Ying,LI Xiao-nan,ZHOU Yan-qing,XIANG Zhong-qi,HE Lu,LIN Qin-lu

(College of Food Science and Engineering,National Engineering Laboratory for Rice and By-Product Deep Processing,Center South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,China)

In order to provide theory basis for developing high-quality flour products containing dietary fiber from rice bran(DFRB),the effects of DFRB and salt on the farinograms and pasting properties of wheat flour were investigated using a micro farinograph and a rapid viscosity analyzer. The results showed that adding DFRB resulted in the increases as high as 48% and 26% for the softening degree of the dough and the pasting temperature of the flour,respectively,and the decreases as high as 23%,21%,13% and 8% for the peak viscosity,final viscosity,breakdown value and setback value of the flour during pasting,respectively. Adding salt induced the increases of development time,stability time and softening degree of the dough as high as 79%,277% and 52%,respectively,and caused the increase of breakdown and setback values as high as 12% during the flour pasting. Adding 2% of salt made the increasing effect of DFRB on the softening degree of the dough and the pasting temperature of the flour decrease to 0 and less than 2.5%,respectively,and made the decreasing effect of DFRB on the peak viscosity and the setback value of the flour during pasting decrease by 5% and increase to 12%,respectively.

rice bran;dietary fiber;salt;farinograms;pasting properties

2016-02-17

杨英(1982-),女,博士,研究方向:粮食深加工,E-mail:cherry_yy2006@126.com。

国家自然科学基金项目(31401646);粮油深加工与品质控制湖南省2011协同创新项目(湘教通[2013]448号);公益性行业(农业)科研专项经费项目(201303071)。

TS209

A

1002-0306(2016)16-0098-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.011