利用拉伸仪研究燕麦和小麦的面团拉伸性
燕麦在北半球生长区域位于北纬35°~60°,具有耐寒、抗旱、耐土地瘠薄、耐适度盐碱等特点,适宜在美国、加拿大及我国西北部长城沿线种植。其中内蒙古地区的种植面积最大,占全国燕麦种植总面积的40%左右。燕麦是1种食疗兼备的谷类作物。燕麦因其高含量的可溶性β-葡聚糖可降低胆固醇含量,防止心血管疾病,是美国FDA唯一认证的功能性食物。燕麦的血糖指数为49%,远低于面粉(69% )、大米(72% )和玉米(82% )等主要粮食作物,燕麦中富含膳食纤维及抗氧化性物质,从而使燕麦具有降血糖、降血脂、提高免疫能力、抑制脂质氧化及延缓衰老等重要的生理功能。但是在国内,燕麦食品尚未得到足够的重视和开发。开发高附加值的燕麦保健食品,不仅可满足我国人民饮食结构由温饱型向保健型转变时对食品多样化的需求,同时也是农业经济发展的需要。燕麦谷蛋白含量(20% ~25% )与小麦面粉相差不大,但沉淀值远大于小麦面粉,是因为燕麦的谷蛋白分子量较小,且不具备粘弹性,加水后面筋结构很松散,加工过程中不能形成较好加工特性的面团,当燕麦粉与小麦粉混合,既能发挥小麦面团明显粘弹性的特点,有利于面食品的加工操作,又能有机地结合燕麦的营养特征,混粉面团的加工特性等势必会随着燕麦粉添加量的变化而变化。目前,国内研究主要集中在燕麦(粉)的营养价值和药用价值方面,对燕麦粉的流变学特性研究较少,其中胡新中、罗勤贵(2006年)对燕麦面团流变学及加工特性进行了研究,国外对燕麦粉的流变学特性研究起步较早,并且取得了一定的成就。但是单独深入地对燕麦-小麦混粉面团的拉伸特性研究尚未见报道。本研究拟通过对不同配比的燕麦-小麦混粉面团拉伸特性的测定,能较好地反映出不同配比下混粉面团的加工特性,同时通过本实验也能为燕麦进一步的深加工工艺设计、相关设备工艺参数的选择提供理论依据。有利于强化并丰富自治区特色农产品资源的加工利用。
1 试验材料、仪器及方法
1.1 试验材料
中强筋小麦粉:产自巴彦淖尔盟的小麦。
燕麦精粉、燕麦全粉:产自武川县的燕麦。
1.2 仪器及设备
1.3 试验方法
1.3.1 配粉
1.3.1.1 将燕麦精粉与小麦粉混合,配成燕麦精粉含量分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的燕麦精粉混粉样品。
1.3.1.2 将燕麦全粉与小麦粉混合,配成燕麦全粉含量分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的燕麦全粉混粉样品。
1.3.2 试验过程 将小麦粉与燕麦粉混匀,在混粉中加入6gNaCl一定量的30℃的蒸馏水,借助面筋指数仪的搅拌器将面团搅动5min。取出面团,称取150g放入电子拉伸仪揉面装置中将面团揉成圆柱体,然后将面团放入醒发箱里,醒发一定的时间取出进行拉伸试验。由于燕麦粉中不含面筋,所以随着混粉中燕麦粉含量的改变,混粉面团的拉伸特性势必会受到影响;不同的醒发时间也会对混粉面团的拉伸特性产生一定的影响。
2 结果与分析
2.1 燕麦粉添加量对混粉面团拉伸阻力的影响:拉伸阻力是面团纵向弹性好坏的标志,即面团横向延伸时的阻抗性。不同燕麦粉添加量对拉伸阻力的影响如图1所示。由图可以看出,随着燕麦粉含量的增加,燕麦全粉混粉样品和燕麦精粉混粉样品的拉伸阻力的变化趋势相同,均是先增大后减小,在燕麦粉含量为0% ~5%时,拉伸阻力增大,在5%时达到最大;在燕麦粉含量为5% ~10%,拉伸阻力随着燕麦粉含量的增加而减小;在燕麦粉含量为10% ~30%时,随着燕麦粉含量的增加,两种混粉样品的拉伸阻力变化幅度较小,即混粉中燕麦粉含量的变化对拉伸阻力的影响不大。在燕麦粉含量为30% ~40%时,拉伸阻力也逐渐减小。从图上也可以看出,麸皮的存在会对拉伸阻力产生一定的影响。
图1 燕麦粉添加量对混粉面团拉伸阻力的影响
具体作用机理是:麸皮对混粉面团的面筋结构起到松散作用,使得拉伸阻力下降。在燕麦粉含量为0%~5%时,由于燕麦全粉含量较少,所以少量麸皮对燕麦全粉混粉面团的拉伸阻力影响很小,所以燕麦全粉混粉面团的拉伸阻力和燕麦精粉混粉面团的拉伸阻力很接近。在燕麦粉含量为5% ~40%时,随着燕麦粉含量的增加,麸皮对混粉面团拉伸阻力的影响很显著。表现为燕麦精粉混粉样品的拉伸阻力大于燕麦全粉混粉样品的拉伸阻力。
由此可见,由于在燕麦粉含量为10% ~30%时,燕麦粉添加量对混粉面团的拉伸阻力的影响不大,兼顾燕麦粉的营养价值和面团的拉伸阻力指标,建议在制作燕麦全粉混粉面食品和燕麦精粉混粉面食品时两种燕麦粉的添加量均控制在10% ~30%。
2.2 燕麦粉添加量对混粉面团拉伸曲线面积的影响:拉伸曲线面积代表面团的强度,曲线面积亦称拉伸时所需的能量。曲线面积越大,表示面粉筋力越强,面粉烘焙品质越好。燕麦的添加量势必会对混粉面团的强度产生影响。燕麦粉添加量对混粉面团的强度影响的试验结果见图2,由图2可以看出,随着燕麦粉添加量的增加,燕麦全粉混粉样品和燕麦精粉混粉样品的拉伸曲线面积均逐渐减小。燕麦精粉混粉样品的拉伸曲线面积变化幅度较大,而燕麦全粉混粉样品的拉伸曲线面积变化很规律,接近线性变化。这就说明,随着燕麦粉含量的增加,燕麦全粉混粉的烘焙品质变化较有规律,容易控制其品质的变化。
图2 燕麦粉添加量对混粉面团拉伸曲线面积的影响
2.3 燕麦粉添加量对混粉面团延伸度的影响延伸度是面团粘性、横向延展性好坏的标志。不同比例燕麦粉的添加也会对混粉面团的延伸度产生不同的影响,由图3可以看出,燕麦全粉混粉样品和燕麦精粉混粉样品的延伸度都是逐渐减小的。就燕麦精粉混粉样品而言,当燕麦精粉含量为0% ~10%,延伸度的变化幅度较大,变化率为0. 22;当燕麦精粉含量为10% ~20%时,延伸度的变化幅度较小,变化率为0. 09;当燕麦精粉含量为20% ~30%时,延伸度的变化幅度很大,变化率为0. 41;当燕麦精粉含量为30% ~40%时,变化率为0. 24。就燕麦全粉混粉样品而言,当燕麦全粉含量为0% ~5%,延伸度的变化率为0. 15;当燕麦全粉含量为5% ~30%,延伸度的变化率为0. 46;当燕麦全粉含量为30% ~40%,延伸度的变化率为0. 27。由此可见,燕麦精粉混粉样品在燕麦精粉含量为10% ~20%时,延伸度变化不大,即燕麦粉添加量对延伸度影响不大。燕麦全粉混粉样品在燕麦全粉含量为0% ~5%时,延伸度变化不大。由此可见,兼顾燕麦粉的营养价值和面团的延伸度指标,在制作燕麦精粉混粉面食品时,建议燕麦精粉的添加量控制在10% ~20%;制作燕麦全粉混粉面食品时,建议燕麦全粉的添加量范围为0% ~5%。
图3 燕麦粉添加量对混粉面团延伸度的影响
2.4 燕麦粉添加量对混粉面团最大拉伸阻力的影响
图4 燕麦粉添加量对混粉面团最大拉伸阻力的影响
最大拉伸阻力也是面团拉伸特性的必不可少的指标之一,它能表明面团的韧性好坏。由于燕麦麸皮对混粉面筋结构的松散作用,使得面筋最大拉伸阻力降低。所以燕麦精粉的最大拉伸阻力大于燕麦全粉的最大拉伸阻力,结果见图4。由此可见,燕麦精粉混粉面团的韧性优于燕麦全粉混粉面团。燕麦精粉混粉适合制作一些对面团韧性要求高的食品。
2.4 燕麦粉添加量对混粉面团最大拉伸阻力的影响最大拉伸阻力也是面团拉伸特性的必不可少的指标之一,它能表明面团的韧性好坏。由于燕麦麸皮对混粉面筋结构的松散作用,使得面筋最大拉伸阻力降低。所以燕麦精粉的最大拉伸阻力大于燕麦全粉的最大拉伸阻力,结果见图4。由此可见,燕麦精粉混粉面团的韧性优于燕麦全粉混粉面团。燕麦精粉混粉适合制作一些对面团韧性要求高的食品。
2.5 面团醒发时间对拉伸比值的影响:拉伸比值即抗拉强度,是拉伸阻力与延伸度的比值,通过对抗拉强度随时间变化的描述可以表明面团的耐醒发度。燕麦粉的添加量和混粉面团的醒发时间都会对拉伸比值产生一定的影响。具体试验结果见附表。由附表可知,在精粉混粉样品中,各个配比的混粉样品随着时间的增加,拉伸比值均有增大趋势。在全粉混粉样品中,当燕麦粉含量为10%、25%、40%时,随着醒发时间的增加,拉伸比值变化不稳定,燕麦含量为5%、15%、20%、30%、35%时,拉伸比值有增大趋势。
附表 燕麦粉添加量、醒发时间全粉和精粉的拉伸度影响
3 结论
3.1 随着燕麦粉含量的增加, 2种样品的拉伸阻力变化趋势均是先增大后减小,其中当燕麦粉含量为10% ~30%时,混粉中燕麦粉含量的变化对拉伸阻力的影响不大,所以建议在制作燕麦全粉混粉面食品和燕麦精粉混粉面食品时两种燕麦粉的添加量均控制在10% ~30%。由于麸皮对面筋结构的影响,在燕麦粉含量为5% ~40%时,精粉样品的拉伸阻力大于全粉样品的拉伸阻力。
3.2 随着燕麦粉含量的增加,拉伸两种样品的面团所需能量(拉伸曲线面积)均逐渐减小。燕麦精粉混粉样品的拉伸曲线变化幅度较大,而燕麦全粉混粉样品的拉伸曲线的变化很规律,接近线性变化,这样就较容易控制其品质的变化。
3.3 2种样品的延伸度均减小,燕麦精粉混粉样品在燕麦精粉含量为10% ~20%时,延伸度变化不大,即燕麦粉添加量对延伸度影响不大。燕麦全粉混粉样品在燕麦全粉含量为0% ~5%时,延伸度变化不大。兼顾燕麦粉的营养价值和面团的延伸度指标,在制作燕麦精粉混粉面食品时,建议燕麦精粉的添加量控制在10% ~20%;制作燕麦全粉混粉面食品时,建议燕麦全粉的添加量范围为0% ~5%。
3.4 燕麦全粉样品的最大拉伸阻力小于燕麦精粉样品的最大拉伸阻力。麸皮的含量对最大拉伸阻力有影响。燕麦精粉混粉面团的韧性优于燕麦全粉混粉面团,所以燕麦精粉混粉适合制作一些对面团韧性要求高的食品。
3.5 燕麦粉添加量、醒发时间对拉伸比值都产生影响。在精粉混粉样品中,各个配比的混粉样品随着时间的增加,拉伸比值均有增大趋势。在全粉混粉样品中,燕麦粉含量为5%、15%、20%、30%、35%时,拉伸比值有增大趋势。当燕麦粉含量为10%、25%、40%时,随着醒发时间的增加,拉伸比值变化不稳定。