第二节 食用胶对小麦粉面团流变学特性的影响

一、引言

前人研究表明，添加食用胶可改善面包芯的硬度等质构指标或感官指标（Lazaridou et al.，2007；Barcenas，2005），研究食用胶对小麦粉面团流变学特性的影响规律，对于指导食用胶在面制品，特别是拉面、挂面等加工中的应用具有重要意义。

食用胶因胶体种类、添加量对面团流变学特性的作用不同。Linlaud等（2009）研究发现，黄原胶添加量增大，面团吸水率增加，稳定时间无显著变化。Rosell等（2001）发现，在面团中加入0.5%的海藻酸钠或黄原胶，面团的吸水率和稳定时间增大，同时海藻酸钠可降低拉伸阻力和拉伸能量，提高延伸性；而黄原胶可提高拉伸阻力，降低延伸性和拉伸能量。王欣等（2006）研究结果表明，不同添加量的海藻酸钠均可提高面团拉伸阻力。部分食用胶对面团流变学特性的影响已有报道，但对其量效关系、作用机制及其与面粉质量的关系还缺少系统的分析。本研究以3种商业面粉为材料，按照不同比例添加海藻酸钠、黄原胶、卡拉胶，利用德国Brabender粉质仪、拉伸仪测定面团的流变学特性，研究3种食用胶对小麦粉面团流变学特性的影响规律，比较不同添加比例处理与对照组流变学特性的差异，确定食用胶对小麦粉面团流变学特性的影响规律及作用程度，为食用胶在面制食品中的应用提供参考依据。

二、材料与方法

（一）试验材料

特一粉、富强粉、上白粉：河北金沙河面业有限责任公司提供，面粉原料的基本理化特性见表2-4；食用胶：海藻酸钠、黄原胶、卡拉胶，市售食品级，其添加量见表2-5。食用胶添加量=食用胶质量/小麦粉质量（干基）×100%。

（二）试验方法

1. 小麦粉理化特性的测定方法

蛋白质含量：参照《谷物和豆类 氮含量测定和粗蛋白质含量计算 凯氏法》（GB/T 5511—2008）。

湿面筋含量：参照《小麦和小麦粉 面筋含量 第1部分：手洗法测定湿面筋》（GB/T 5506.1—2008）。

黏度特性：参照《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定 快速黏度仪法》（GB/T 24853—2010）。

粉质特性：参照《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》（GB/T 14614—2006）。

拉伸特性：参照《小麦粉 面团的物理特性 流变学特性的测定 拉伸仪法》（GB/T 14615—2006），以醒发时间135min的拉伸参数作为试验数据。

2. 食用胶添加方式

在粉质仪揉面钵中加入小麦粉，再将食用胶以粉末形式分散撒在小麦粉上，搅拌预混1min后，开始测定。

（三）数据处理

采用Excel 2007和SPSS18.0软件对面团流变学参数做配对T检验分析。

三、结果与分析

（一）食用胶对小麦粉粉质特性的影响

1. 海藻酸钠对小麦粉粉质特性的影响

3种小麦粉面团的稳定时间随海藻酸钠添加量的增加呈上升趋势，弱化度呈下降趋势（图2-7）。海藻酸钠添加量在0.15%～0.25%范围内，面团稳定时间显著提高，弱化度显著降低（P＜0.05）。与对照组相比，添加海藻酸钠的特一粉、富强粉和上白粉面团的稳定时间最大分别增加60.5%、79.4%和59.6%，弱化度最大分别降低32.4%、30.6%和43.8%。

海藻酸钠对3种小麦粉面团吸水率的影响存在差异。添加海藻酸钠后的富强粉和上白粉面团的吸水率均高于对照组，且随海藻酸钠添加量的增加而增加。在添加量0.05%～0.20%范围内，特一粉面团的吸水率随海藻酸钠添加量的增加而增加，但均低于对照组；海藻酸钠添加量为0.25%时，特一粉面团的吸水率略高于对照组。

2. 黄原胶对小麦粉粉质特性的影响

添加黄原胶后，特一粉面团的吸水率明显降低，富强粉和上白粉面团的吸水率有所提高（图2-8）。在黄原胶添加量为0.04%～0.10%范围内，特一粉、上白粉面团的吸水率呈上升趋势。当黄原胶添加量为0.06%和0.08%时，特一粉面团的稳定时间明显高于对照，弱化度明显低于对照。添加黄原胶后的富强粉，其面团稳定时间均明显高于对照，弱化度均低于对照。在黄原胶添加量为0.04%～0.10%范围内，上白粉面团的稳定时间均高于对照，弱化度略低于对照。

3. 卡拉胶对小麦粉粉质特性的影响

添加卡拉胶的面团粉质特性如图2-9所示。添加0.10%的卡拉胶后，面团稳定时间显著提高，弱化度显著降低（P＜0.05）。

卡拉胶对面团吸水率的影响因小麦粉品质而有所差异。如图2-9所示，添加卡拉胶后，特一粉、富强粉面团的吸水率降低，上白粉面团的吸水率略有提高，卡拉胶对特一粉面团吸水率的影响大于其对富强粉的影响。

（二）食用胶对小麦粉面团拉伸特性的影响

1. 海藻酸钠对小麦粉面团拉伸特性的影响

海藻酸钠可提高3种小麦粉面团的最大拉伸阻力和拉伸能量（图2-10）。其中，上白粉面团的最大拉伸阻力和拉伸能量受海藻酸钠的影响最明显，在添加量0.05%～0.25%范围内，均明显高于对照。

海藻酸钠对3种小麦粉面团延伸性的影响不同，表现为添加海藻酸钠的特一粉面团的延伸性均略低于对照；添加海藻酸钠的富强粉、上白粉，其延伸性均高于对照。

2. 黄原胶对小麦粉面团拉伸特性的影响

黄原胶可提高3种小麦粉面团的最大拉伸阻力和拉伸能量，添加0.02%、0.06%、0.10%的黄原胶后，面团的最大拉伸阻力显著提高（P＜0.05）；添加0.10%的黄原胶后，拉伸能量显著提高（P＜0.05，图2-11）。

如图2-11所示，添加黄原胶的上白粉，其面团延伸性明显高于对照。随黄原胶添加量的增加，上白粉延伸性表现出先上升后下降的变化规律。除添加量0.10%外，添加黄原胶的特一粉，其面团延伸性均低于对照。

3. 卡拉胶对小麦粉面团拉伸特性的影响

添加卡拉胶的面团的拉伸特性如图 2-12所示。当卡拉胶添加量为0.10%时，3种小麦粉面团的拉伸能量显著提高（P＜0.05）。

卡拉胶对不同品质小麦粉的面团拉伸特性的影响不同。添加卡拉胶后的特一粉面团延伸性均低于对照，最大拉伸阻力均明显高于对照。当卡拉胶添加量为0.06%时，富强粉与上白粉面团的最大拉伸阻力、拉伸能量明显降低，特一粉则大幅度提高。当添加量为0.08%时，富强粉与上白粉面团的延伸性显著增加，特一粉则降低。

四、讨论

食用胶对面团流变学特性的影响因胶体结构、添加量和面粉类型的不同而不同。面团吸水率主要由食用胶本身的吸水能力决定（Linlaud et al.，2009；Barcenas et al.，2009）。本研究发现，海藻酸钠可以显著提高富强粉、上白粉面团的吸水率，这与Linlaud等（2009）、Rosell等（2001）和王雨生等（2013）研究结果一致。Upadhyay等（2012）研究了0.5%、1.5%、3%海藻酸钠和黄原胶对小麦粉面团流变学特性的影响，发现食用胶由于吸水作用可提高面团稠度，增加体系的弹性剪切模量（G′），这与本研究中食用胶可以提高面团稳定时间、降低弱化度的研究结果一致。这也与Rosell等（2001）有关海藻酸钠和黄原胶可提高面团稳定时间的研究结果相同。本研究结果表明，海藻酸钠、黄原胶、卡拉胶可以显著提高面团的最大拉伸阻力、拉伸能量，这与王欣等（2006）有关海藻酸钠可提高拉伸阻力的研究结果相同，而与Rosell等（2001）有关海藻酸钠和黄原胶可以降低拉伸能量的研究结果相反。拉伸能量是拉伸阻力对延伸性（拉伸长度）的积分。当食用胶对拉伸阻力和延伸性增加的影响均显著时，拉伸能量一定增加；反之，一定下降。当一个因素增加时，增加的程度将影响到拉伸能量是否显著增加（图2-10、图2-11、图2-12）。3种食用胶对3种上白粉的延展性有提高的趋势，但卡拉胶对上白粉的拉伸阻力影响不显著，其拉伸能量的结果就有波动。显然，这一结果还与原料的性质有关。

本研究发现，海藻酸钠、黄原胶、卡拉胶均可降低特一粉的面团吸水率、延伸性，而提高上白粉的吸水率、延伸性；富强粉的吸水率、延伸性变化规律则与食用胶种类有关。这可能与蛋白质的含量和质量及面粉粒度大小的差异有关（刘锐等，2013；Don et al.，2005；Hatcher et al.，2002）。特一粉的粒度较上白粉粒度大（刘锐等，2013），其表面积小，吸水速度慢（Don et al.，2005），且蛋白质含量较上白粉低（表2-1）。在小麦粉中加入亲水性的食用胶后，食用胶将蛋白质颗粒包裹，蛋白质颗粒吸水作用减弱，由于食用胶本身具有一定的稠度（Cevoli et al.，2013），因此在粉质仪的搅拌钵稠度达到500FU时，添加食用胶的特一粉面团吸水量小于对照。且在面团醒发时间内，添加食用胶的特一粉其吸水率下降，蛋白质面筋无法充分形成，延伸性降低（叶一力等，2010；Yili et al.，2009）。

食用胶对面团流变学特性的影响可能是由于食用胶引起小麦粉蛋白质结构的变化。Barcenas等（Barcenas et al.，2009）分析了阿拉伯胶、果胶、羟丙基甲基纤维素对小麦面团中蛋白质的作用，结果表明胶体对面团中醇溶蛋白的作用大于对麦谷蛋白的作用。海藻酸钠含醛酸结构，其引起体系内部氢键的增加及与蛋白质肽链的结合（Rosell et al.，2001）。Linlaud等（2011）研究认为，添加黄原胶可引起蛋白质α-螺旋、β-折叠、β-弯曲构象转变，形成更稳定的面筋网络结构。卡拉胶含有硫酸酯基阴离子，与蛋白质胶粒表面的正电荷使分子间的缔结加强，提高了面团的耐揉性（Don et al.，2005；Linlaud et al.，2011；Berton et al.，2002）。相关机制研究均可推理出食用胶可提高面团稳定时间、最大拉伸阻力、拉伸能量，降低弱化度。但有关食用胶在面制品中的应用，尤其是拉面、挂面中的应用还需进一步开展实验研究。

五、结论

添加比例为0.20%、0.25%的海藻酸钠，可显著提高面团稳定时间和最大拉伸阻力，降低弱化度；添加比例为0.10%的黄原胶，可显著提高面团最大拉伸阻力和拉伸能量；添加比例为0.10%的卡拉胶，可显著提高稳定时间和拉伸能量，降低弱化度。3种食用胶均可降低特一粉的面团吸水率、延伸性，而提高上白粉的面团吸水率和延伸性。说明，海藻酸钠、黄原胶、卡拉胶可显著改善小麦粉的面团流变学特性，增强面团筋力。