亚麻籽饼粕粉对面团流变学特性以及饼干品质的影响

孙慧娟， 朱 玲， 刘通通， 吴港城， 齐希光， 王 立， 钱海峰， 张 晖

(江南大学食品学院1，无锡 214000) (滨州中裕食品有限公司；农业农村部小麦加工重点实验室；国家小麦加工产业技术创新中心；渤海先进技术研究院2，滨州 256600)

亚麻籽是一种油料作物，我国产地主要分布在西北、华北、内蒙等地[1]。亚麻籽独特的营养价值日益成为营养学家和医学研究人员关注的焦点[2]。亚麻籽是ω-3不饱和脂肪酸α-亚麻酸(占总脂肪酸的50%～57%)的重要来源[3]。此外，亚麻籽中还富含28%～30%蛋白质、35%左右的膳食纤维以及植物雌激素木质素(高于500 μg/g，是其他谷物的800倍)，具有极高的营养价值[4-6]。

亚麻籽饼粕是亚麻籽榨油后的副产物，经常被用作动物饲料或者被丢弃，导致资源浪费[7]。榨油后亚麻籽饼粕中蛋白质(质量分数可达40%)、膳食纤维以及木质素含量显著提高。亚麻籽蛋白是一种优质蛋白，其必需氨基酸与人体营养的比例良好，且可以补充因摄入谷类和豆类所缺乏的赖氨酸[8]。亚麻籽含有1%～2%的可消化碳水化合物，大部分碳水化合物不易消化，由可溶性纤维(亚麻胶)和不溶性纤维(非淀粉多糖)组成[9]。亚麻籽蛋白和碳水化合物赋予亚麻籽乳化活性、保水能力和黏度调节特性等功能价值[10]。因此，亚麻籽饼粕在改善食品的营养和功能特性方面具有巨大潜力[11]。

目前亚麻籽饼粕已应用到面包、蛋糕、松饼等面制品中，但将亚麻籽饼粕脱胶或挤压膨化处理，且添加量较低。研究未脱胶亚麻籽饼粕粉对小麦面团流变学特性及饼干品质的影响，初步确定亚麻籽饼干工艺配方，为进一步开发低GI、低GL亚麻籽功能性饼干提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

亚麻籽饼粕(品种：棕色亚麻籽)；低筋小麦粉(水分15%，蛋白质8%，脂肪1.6%，灰分0.45%，淀粉68.8%)；液态酥油；食用小苏打；食用臭粉；低聚果糖；菊粉；赤藓糖醇；麦麸纤维；脱脂奶粉。

1.2 仪器与设备

HC-800Y型高速多功能粉碎机，Kitchen Aid试验型和面机，WTN-520E型酥皮机，WTN-705E型热风炉，TA-XT plus型质构仪，RVA4500快速黏度分析仪，DHR-3型旋转流变仪，Farinograph-E粉质仪，UltraScan Pro1166型高精度分光测色仪。

1.3 方法

1.3.1 亚麻籽饼粕-小麦混合粉及面团的制备

亚麻籽饼粕用粉碎机粉碎，过100目筛，得到亚麻籽饼粕粉。将此粉与小麦粉按照0∶100、10∶90、20∶80、30∶70、40∶60的比例复配成混合粉。根据各比例混合粉的粉质测试结果称取适量水分加到和面机中，再加入100 g混合粉，先用速度1搅拌20 s，再用速度2搅拌40 s至面团成型。

1.3.2 亚麻籽饼粕-小麦混合粉的粉质特性测定

混合粉的粉质特性测定按照GB/T 14614—2019 进行[12]。

1.3.3 亚麻籽饼粕-小麦混合粉的糊化特性测定

混合粉的糊化特性测定按照GB/T 24853—2010 进行并略作修改[13]。

按照标准程序1设定参数，称量1.50 g左右(按14%湿基校正，因亚麻胶过多，混合粉质量减半)的混合粉移入装有25 mL蒸馏水的样品筒里，用搅拌器在样品筒里上下快速搅动10次，使混合粉分散，开始测试。

1.3.4 亚麻籽饼粕-小麦面团的动态流变学测定

面团黏弹性测定按照Kim等[14]的方法并略作修改。选用直径40 mm的平板夹具，板间距为1 mm，取适量面团放在流变仪的测试台上，用塑料刮板刮去多余面团，并用硅油涂抹面团边缘，防止实验过程中面团的水分蒸发。开始测试前，面团需静置5 min进行松弛。首先进行面团的线性黏弹区间测试，测试温度为30 ℃，然后选择合适的应变数值，测定面团在扫描频率为1～100 rad/s下弹性模量(G′)和黏性模量(G″)以及损耗角(tan δ)的变化。

1.3.5 亚麻籽饼粕-小麦面团及饼干的质构测定

面团的质构测试按照Zhang等[15]的方法并略作修改。取15 g制备好的面团揉成圆球状，选用P36R的柱形探头，进行TPA测试。测试前、后速度均为2 mm/s，测试速度为1 mm/s，触发力为5 g，压缩距离为50%。

采用三点弯曲法对饼干进行质构测定，研究饼干的硬度和抗弯曲、抗折断性能[16]。选用HDP/3PB探头，设置支架之间的跨度为40 mm。Texture Analyzer设置测试前、后速度均为2.0 mm/s，测试速度为1.0 mm/s，触发力为10 g，数据采集速率为400 pps。记录下的最大力值称为饼干的硬度，断点处的距离是样品的弯曲阻力，因此与样品的易碎性有关。

1.3.6 亚麻籽饼干的制备

以总粉(包括原辅料)100 g计，分别用0%、10%、20%、30%、40%的亚麻籽饼粕粉取代小麦粉。首先将10 g菊粉、10 g赤藓糖醇、0.5 g碳酸氢钠、0.5 g碳酸氢铵、0.05 g低聚果糖溶于一定量的水中。随后分3次添加到20 g起酥油中，充分搅拌混合2 min。再添加5 g奶粉、5 g麦麸纤维与一定比例的亚麻籽饼粕粉、小麦粉，搅拌至面团成团。用酥皮机将面团压成3 mm厚的面片，静置10 min后，用圆形饼干模具将面片切成直径为45 mm的饼干胚。饼干胚放入130 ℃的烤箱中焙烤15 min，取出后冷却至室温并密封保存，制得饼干样品。

1.3.7 亚麻籽饼干的延展比及亮度测定

用游标卡尺测量饼干的宽度(W)和厚度(T)，根据宽度和厚度的比值计算延展比(W/T)[17]。将6块饼干边对边堆叠在一起进行测量，重复3次堆叠取平均值。

采用高精度分光测色仪测量饼干表面的颜色。用黑、白陶瓷板校准仪器，测量饼干的L*、a*以及b*。取每块饼干的5个测量值为平均值。

1.3.8 亚麻籽饼干的感官评定

12名感官评定成员(6名女性，6名男性)参与了感官评价[18]。将饼干编码后呈现给感官评定成员，同时准备清水以供清洁口腔。用9点喜好标尺评价饼干的外观、质构、口感、风味和总体喜好度，其中1分为特别不喜欢，9分为特别喜欢。评价表见表1。

表1 感官评价评分标准

1.3.9 数据处理

每组实验为3次以上平行，采用Excel对数据进行处理分析，用SPSS中的Duncan多重比较对数据进行显著性分析，显著性差异P<0.05，用Origin进行绘图。

2 结果与讨论

2.1 不同添加量亚麻籽饼粕粉对小麦粉粉质特性的影响

表2表明，随着亚麻籽饼粕粉添加量的增加，吸水率和面团形成时间显著增加。亚麻饼粕粉中的亚麻胶是一种阴离子多糖，具有弱凝胶的性质和较高的持水力，在揉面过程中需要吸收更多的水分，延长面筋蛋白网络结构的形成，因此使得吸水率显著提高，面团形成时间也更长[19]。此外，面团稳定时间增加、弱化度降低表明亚麻籽饼粕粉中的亚麻蛋白、亚麻胶以及面筋蛋白形成紧密的三维网络结构，在加工过程中能抵抗一定的破坏，稳定性能提高[20]。加入亚麻籽饼粕粉可改善面团的稳定性，粉质质量指数上升。

表2 亚麻籽饼粕-小麦混合粉的粉质特性

2.2 不同添加量亚麻籽饼粕粉对小麦粉糊化特性的影响

由表3可见，随着亚麻籽饼粕粉添加量的增加，体系黏度均呈现先增加后降低的趋势，一方面亚麻胶本身具有一定的黏性，因此增加体系的黏度；另一方面亚麻胶与淀粉竞争水分，阻碍淀粉颗粒吸水溶胀的糊化过程，导致体系黏度降低。体系中的亚麻籽饼粕粉相当于破损淀粉，破损淀粉越多，淀粉颗粒崩解程度越大，因此加入亚麻籽饼粕粉后，衰减值显著增加[21]。淀粉体系的回生值先增加后降低，说明亚麻籽饼粕粉可以干扰淀粉分子之间的相互作用，一定程度上降低淀粉回生。

表3 亚麻籽饼粕-小麦混合粉的糊化特性

2.3 不同添加量亚麻籽饼粕粉对面团动态流变学的影响

由图1可见，随着亚麻籽饼粕粉含量的增加，G′和G″都显著增加，且图3c中的损耗角正切值(tanδ)表明G′的值均高于G″，说明弹性特性比黏性特性更为普遍，含亚麻籽饼粕粉的面团不易变形。同时G′和G″都随角频率的增加而增加，表明两者显著依赖于角频率。Navickis等[22]表明，面团中水分含量以及蛋白质的变化将引起动态模量值的显著变化。加入的亚麻籽饼粕粉越多，面团体系中的亚麻蛋白与亚麻胶也随之增加，因此干扰面筋网络结构的水合及发展过程[23]。

图1 亚麻籽饼粕-小麦混合粉面团的动态流变学特性

2.4 不同添加量亚麻籽饼粕粉对面团质构特性的影响

亚麻籽饼粕粉对面团质构特性的影响如表4所示。面团的硬度和咀嚼性随亚麻籽饼粕粉含量的升高而升高，说明亚麻籽胶与面筋蛋白相互作用，沿着面筋网络结构产生不连续结构(物理障碍)，使面团质地坚硬，弹性模量增加，这与2.3结果一致。Nandeesh等[24]报道，在小麦粉中添加麦麸或阿拉伯木聚糖会使面团变得更硬，在拉伸仪的测试结果中显示出更短的延展性和更高的抗延展性。

2.5 亚麻籽饼干的质构特性分析

质构对食品的整体质量接受度有着重要影响。如图2所示，折断饼干的最大力随饼干中亚麻籽饼粕粉用量的增加而增加。Alpaslan等[25]和Shearer等[26]也观察到了类似的结果，他们指出，含有亚麻籽的烘焙产品质地更坚硬。亚麻籽饼粕粉中的蛋白质质量分数可高达42%，而小麦粉的蛋白质质量分数只有8%，因此，饼干硬度的提高可以归因于亚麻籽饼粕粉中的高含量蛋白。Fustier等[27]也表明，饼干硬度随着小麦粉中蛋白质含量的增加而增加。通常情况下，人们也选用低筋小麦粉来制作饼干。同时饼干的破碎距离也随亚麻籽饼粕粉含量的增加而增加，这表明饼干的脆度有所降低。

图2 亚麻籽饼干的质构特性

2.6 亚麻籽饼干的延展比与亮度分析

饼干的延展比和颜色参数如表5所示。随着亚麻籽饼粕粉含量的增加，饼干直径略有增加，同时厚度降低，延展比增加。对照饼干的面团在制作饼干胚的过程中容易形变皱缩，而含有亚麻籽饼粕粉的面团稳定性好，在制作饼干胚过程中不易变形，因此亚麻籽饼干有较高的延展比，此结果与Leonel等[28]的结果一致。同时Mahloko等[29]指出，对照饼干的延展比低是因为小麦粉中的淀粉聚合物分子与颗粒高度结合，加热时膨胀有限。

表4 亚麻籽饼粕-小麦混合粉面团的质构特性

表5 亚麻籽饼干的延展比及亮度

饼干的颜色影响着消费者对产品的感知和接受度。亚麻籽饼粕粉质量分数从0%增加到40%，饼干的色调显著加深(P﹤0.05)，表现为比对照饼干更暗，颜色也偏绿和偏蓝。这可能与饼干烘培过程中发生的美拉德反应有关，Koca等[30]也表明，由于亚麻籽蛋白和酚类化合物发生美拉德反应，显著降低了面包皮和面包芯的颜色值。

2.7 亚麻籽饼干的感官评定

亚麻籽饼干的感官评分如图3所示。含有10%亚麻籽饼粕粉的饼干总体喜好度最高。在质构和风味方面，含有20%亚麻籽饼粕粉的饼干均为最高，超过20%后饼干的外观、质构、口感、风味以及总体喜好度都会受到不利影响。Khouryieh等[31]表明虽然质构和外观属性也有影响，但风味属性最能预测消费者的总体喜好度。而本研究中所用的亚麻籽饼粕中亚麻胶的含量较高，添加到饼干中会使饼干粘牙，因此需要综合考虑饼干的质构和外观影响。

图3 亚麻籽饼干感官评分

3 结论

亚麻籽饼粕粉对面团的流变学特性及饼干的品质均有影响。亚麻籽饼粕粉能改善亚麻籽饼粕-小麦混合粉的粉质特性，增强面筋蛋白网络结构，使得面团质地变硬，能抵抗一定的机械破坏力，稳定性提高。通过混合粉的糊化特性测定发现亚麻籽饼粕粉质量分数超过30%能有效抑制淀粉回生。饼干的外观和口感与亚麻籽饼粕粉添加量呈负相关，而风味和质构在添加量为20%时达到最高。