方秀利，陳 瑤，張 煒，常 柳，段曉亮，歐陽姝虹，洪 宇，孫 輝

(國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037)

馬鈴薯又名山藥，洋芋等，是世界上僅次于小麥、水稻和玉米的第4種主要糧食作物。馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)豐富，含有優(yōu)質(zhì)蛋白，其生物效價(jià)與全蛋相當(dāng)，并含多種維生素和礦物質(zhì)。馬鈴薯中還含有抗性淀粉，抗性淀粉在體內(nèi)具有充饑解餓但不產(chǎn)生能量的特點(diǎn)。攝入抗性淀粉，對(duì)于糖尿病人控制血糖濃度，以及普通人控制體重非常有效[1]。

饅頭是我國(guó)傳統(tǒng)主食之一，在我國(guó)北方地區(qū)的飲食結(jié)構(gòu)中占有極其重要的地位。近年來人們的飲食觀念由吃飽開始向吃好和吃出健康方向轉(zhuǎn)變，從而促使人們對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)要求不斷提高。通過將馬鈴薯泥添加到小麥粉中做成適合中國(guó)人消費(fèi)習(xí)慣的饅頭，不僅可實(shí)現(xiàn)馬鈴薯由副食消費(fèi)向主食消費(fèi)轉(zhuǎn)變，而且也滿足我國(guó)人民由溫飽消費(fèi)向營(yíng)養(yǎng)健康消費(fèi)的需求。在目前的研究中，關(guān)于馬鈴薯主食化的研究主要集中在馬鈴薯淀粉對(duì)面制品加工品質(zhì)的影響，也有部分研究探討了馬鈴薯淀粉或全粉影響面團(tuán)流變學(xué)特性的變化規(guī)律。有研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯全粉的加入，對(duì)面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)均有所改善[2]。彭荷花等研究也發(fā)現(xiàn)添加馬鈴薯淀粉可使所制面條表面光亮，黏彈性強(qiáng)，蒸煮時(shí)間明顯縮短[3]。而對(duì)于直接使用馬鈴薯與小麥粉結(jié)合制作饅頭，馬鈴薯對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性以及對(duì)面制品品質(zhì)影響的研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)選取不同品種的馬鈴薯樣品，制成泥后與小麥粉搭配，制作馬鈴薯饅頭，并采用粉質(zhì)儀、拉伸儀、面團(tuán)流變學(xué)測(cè)定儀研究馬鈴薯—小麥粉混合面團(tuán)的流變學(xué)特性，以期為馬鈴薯主食品的研發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

小麥粉為富強(qiáng)粉：購(gòu)于超市。馬鈴薯樣品信息見表1。

表1 5種不同品種馬鈴薯來源及編號(hào)

1.2 儀器設(shè)備

Swanson針式和面機(jī)和壓片機(jī)：美國(guó)National公司；恒溫恒濕箱：北京東方孚德公司；饅頭切片機(jī)(旋轉(zhuǎn)盤式無鋸齒切片機(jī))：美國(guó)Graef公司；電子游標(biāo)卡尺：廣陸數(shù)字測(cè)控股份有限公司；體積測(cè)定儀：美國(guó)National公司；CR-400色彩色差計(jì)：日本美能達(dá)公司；C-Cell圖像分析儀：英國(guó)Calibre Control International Ltd.；粉質(zhì)、拉伸儀：德國(guó) Brabender公司；TA-XT2i物性儀：英國(guó)SMS公司；F4流變發(fā)酵測(cè)定儀：法國(guó)肖邦(Chopin)公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

馬鈴薯饅頭的制作及混合面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)定，馬鈴薯泥的添加量均相當(dāng)于對(duì)照組富強(qiáng)粉重量的30%，同時(shí)將添加的馬鈴薯換算成14%水分基，計(jì)算所需富強(qiáng)粉的量。

1.3.1 馬鈴薯泥制作方法

將馬鈴薯塊莖洗凈，帶皮放入鍋中，加適量水，蒸熟，然后取出，剝?nèi)テ?，搗成泥狀。

1.3.2 馬鈴薯饅頭配方

對(duì)照組：200 g富強(qiáng)粉；實(shí)驗(yàn)組：186 g富強(qiáng)粉+60 g馬鈴薯泥，加水量根據(jù)富強(qiáng)粉吸水率及馬鈴薯的含水量確定，酵母均為1.6 g。

1.3.3 馬鈴薯饅頭制作

參考GB/T 20571—2006附錄A中饅頭的制備方法。

1.3.4 馬鈴薯饅頭感官評(píng)分

參考LS/T 3204—1993，并作修改。

1.3.5 馬鈴薯饅頭儀器評(píng)價(jià)

色澤，參照Oliver等方法[4]，采用日本美能達(dá)CR-400色彩色差計(jì)進(jìn)行色澤測(cè)定。

質(zhì)構(gòu)特性，參考孫輝等方法[5]，采用物性儀對(duì)硬度、回復(fù)力、粘性和壓力松弛等參數(shù)進(jìn)行分析。

紋理，參考孫輝等方法[6]，采用C-Cell圖像分析儀進(jìn)行紋理特性分析。

1.3.6 混合面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)定

粉質(zhì)特性，稱取46 g富強(qiáng)粉+15 g馬鈴薯泥(對(duì)照組為50 g富強(qiáng)粉)，參考GB/T 14614—2006進(jìn)行測(cè)定 。

拉伸特性，稱取279 g富強(qiáng)粉+90 g馬鈴薯泥(對(duì)照組為300 g富強(qiáng)粉)，參考GB/T 14615—2006進(jìn)行測(cè)定。

發(fā)酵特性，稱取232 g小麥粉+75 g馬鈴薯泥(對(duì)照組為250 g富強(qiáng)粉)，3 g酵母，添加67 g水在肖邦吹泡儀的和面缽中揉面1 min，加入5 g鹽，繼續(xù)揉面6 min，制成面團(tuán)。取315 g面團(tuán)用于F4流變發(fā)酵性能測(cè)定，砝碼為2 000 g，測(cè)定溫度(28±0.5)℃。

1.3.7 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件、SPSS16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯饅頭感官評(píng)分及儀器評(píng)價(jià)

2.1.1 感官評(píng)分

饅頭的感官評(píng)分體系中比容和內(nèi)部結(jié)構(gòu)分值比重較大，各為20分。馬鈴薯饅頭感官評(píng)分及差異性分析見表2，與對(duì)照樣品相比，添加不同品種的馬鈴薯樣品，對(duì)饅頭的比容沒用顯著影響，評(píng)分均達(dá)到了20分，但對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了不同程度的影響，對(duì)照樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)評(píng)分為16分，添加馬鈴薯1、馬鈴薯3后饅頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)評(píng)分升高，而添加馬鈴薯2、馬鈴薯4和馬鈴薯5則使饅頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變差，評(píng)分降低。對(duì)不同馬鈴薯饅頭間進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)在寬高比、比容、彈性、韌性、食味方面均不存在差異，而表面色澤、感官總分上呈現(xiàn)差異。表面色澤的差異可能是由于馬鈴薯本身的顏色與小麥粉的顏色差異較大，所以導(dǎo)致5種馬鈴薯饅頭之間不存在差異，而與對(duì)照樣品表現(xiàn)出了差異性。根據(jù)感官評(píng)價(jià)總分，添加馬鈴薯1、馬鈴薯2、馬鈴薯3、馬鈴薯5的饅頭總評(píng)分均高于80分，較適合加工饅頭，其中添加馬鈴薯1的饅頭評(píng)分最高，而添加馬鈴薯4做成的饅頭感官總分僅77.8分，不太適宜做饅頭。

表2 馬鈴薯饅頭的感官評(píng)分及其差異性分析

注：WF為富強(qiáng)粉；同列字母不同表示差異顯著(P≤0.05)，下同。

2.1.2 儀器評(píng)價(jià)

馬鈴薯饅頭色澤測(cè)定結(jié)果見表3，比對(duì)照樣品馬鈴薯饅頭的L*值降低，a*值降低，b*值升高。說明隨著馬鈴薯的加入，饅頭顏色向暗、黃綠方向轉(zhuǎn)變，其中添加馬鈴薯1的饅頭亮度較高。可能與馬鈴薯中的多酚類物質(zhì)發(fā)生褐變有關(guān)。劉靜等研究表明馬鈴薯鮮切后其中的多酚氧化酶能夠催化底物氧化聚合，導(dǎo)致褐變[7]。

表3 馬鈴薯饅頭的色澤差異性分析

在質(zhì)構(gòu)分析中，彈性對(duì)饅頭綜合評(píng)分的貢獻(xiàn)最大，其次分別是硬度和粘性，其中彈性和粘性都是正向作用，而硬度則為負(fù)向作用，說明以TPA測(cè)定得到的彈性和粘性值越大，硬度越小，饅頭的綜合評(píng)分就越高[5]。馬鈴薯饅頭質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定結(jié)果見表4，不同馬鈴薯饅頭在硬度和回復(fù)力上存在一定的差異，添加馬鈴薯2的饅頭硬度、回復(fù)力較大，粘性值較低，說明饅頭粘牙，口感較差；添加馬鈴薯1、馬鈴薯5的饅頭硬度、回復(fù)力較小，饅頭品質(zhì)較好。壓力松弛與彈性成顯著負(fù)相關(guān)，由表3可看出，添加馬鈴薯1和馬鈴薯3的饅頭壓力松弛值較小，彈性較好，添加馬鈴薯2的饅頭壓力松弛值較大，彈性較差。

表4 馬鈴薯饅頭的物性差異性分析

馬鈴薯饅頭紋理測(cè)定結(jié)果見表5，添加馬鈴薯后，饅頭的氣孔數(shù)量減少，氣孔壁變厚，氣孔直徑變大，粗氣孔體積增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)變差。而馬鈴薯饅頭的切片面積均有不同程度的變大，說明加入馬鈴薯后饅頭的體積變大?？赡苁怯捎隈R鈴薯中還原糖含量高，導(dǎo)致酵母活性增強(qiáng)，從而改善了饅頭的體積。De Orduna等研究表明，酵母的生長(zhǎng)速率隨糖濃度的升高而增加，在糖濃度為200 g/L時(shí)生長(zhǎng)量趨于平穩(wěn)[8]。加入不同馬鈴薯饅頭的切片亮度差異較大，添加馬鈴薯5的饅頭切片面積變大，切片亮度提高。可能與馬鈴薯中淀粉含量及其品質(zhì)密切有關(guān)。張馨文等研究表明，隨著馬鈴薯氧化淀粉添加量的增加，饅頭的表皮亮度和內(nèi)瓢亮度都在增加，馬鈴薯氧化淀粉可改善饅頭色澤[9]。

表5 馬鈴薯饅頭的紋理差異性分析

2.2 馬鈴薯對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

流變學(xué)特性分析已經(jīng)用于研究面團(tuán)的調(diào)制、焙烤過程、最佳工藝條件以及產(chǎn)品的質(zhì)量控制，在評(píng)判面制品的質(zhì)量中是1種很有前途的方法[10]。面團(tuán)流變學(xué)特性與饅頭品質(zhì)直接相關(guān)，影響小麥粉的加工品質(zhì)和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。張馨文等研究表明，適量添加馬鈴薯氧化淀粉可有效改善面團(tuán)的粉質(zhì)、拉伸和糊化特性以及饅頭的品質(zhì)[9]。

2.2.1 馬鈴薯對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

面團(tuán)粉質(zhì)特性分析參數(shù)包括小麥粉吸水率、面團(tuán)形成時(shí)間、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)等。面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng)，饅頭彈性和韌性的評(píng)分越高；面團(tuán)的弱化度越大，饅頭彈性、韌性和粘性的評(píng)分越低；粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)越大，饅頭彈性、韌性的評(píng)分越高[11]。從測(cè)定結(jié)果表6可以看出：添加馬鈴薯后，面團(tuán)的吸水率降低，形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間變短，而弱化度變大，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)變小，說明馬鈴薯的加入使面團(tuán)的面筋強(qiáng)度和彈性變小。比較5種馬鈴薯，加入馬鈴薯1后混合面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)較高。

表6 馬鈴薯—小麥粉混合面團(tuán)粉質(zhì)測(cè)定結(jié)果

面團(tuán)吸水量取決于面筋蛋白質(zhì)和淀粉結(jié)合水的能力。面筋蛋白質(zhì)表面具有很多親水基團(tuán)，其親水性高于淀粉；但是淀粉的吸水速度則比面筋蛋白質(zhì)更快[12]。由于馬鈴薯淀粉結(jié)合水的能力遠(yuǎn)高于小麥淀粉，所以在小麥粉中添加馬鈴薯后，可能導(dǎo)致面筋過度吸水，使得混合面團(tuán)的穩(wěn)定性下降。同時(shí)，添加馬鈴薯后，面團(tuán)中面筋蛋白質(zhì)相對(duì)含量下降，造成筋力減弱，使面團(tuán)穩(wěn)定性下降、弱化度升高和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)降低，加工性能略有下降，與王春香等人的研究結(jié)果一致，研究表明當(dāng)添加馬鈴薯全粉后，小麥面筋蛋白含量相對(duì)下降，面筋筋力減弱，導(dǎo)致面團(tuán)穩(wěn)定性發(fā)生變化[12]。

2.2.2 馬鈴薯對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

從小麥粉的拉伸曲線可得到拉伸曲線面積、面團(tuán)延伸度、面團(tuán)抗延展性阻力(拉伸阻力)和拉伸比例等參數(shù)。延伸度指面團(tuán)的拉伸長(zhǎng)度，表示面團(tuán)的延展性和可縮性[13]，拉伸阻力反映面團(tuán)的筋力強(qiáng)度，阻力越大筋力越強(qiáng)[14]，感官評(píng)價(jià)中，拉伸阻力主要通過影響?zhàn)z頭彈性和韌性的評(píng)分從而影響總評(píng)分。面團(tuán)拉伸面積、最大拉伸阻力、拉伸阻力和延伸度與饅頭品質(zhì)都呈極顯著正相關(guān)[15]。張劍等指出拉伸面積、最大拉伸阻力與拉伸阻力等因素對(duì)饅頭綜合得分的影響顯著[11]。 由表7可以看出，與對(duì)照樣品相比，添加馬鈴薯后混合面團(tuán)的拉伸面積、拉伸阻力均減小，延伸度顯著變大，其中添加馬鈴薯5的面團(tuán)拉拉伸性能與對(duì)照樣品間差異最小。羅鳳蓮等[16]研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯淀粉可使小麥粉的最大拉伸阻力和拉伸曲線面積降低，與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。

表7 馬鈴薯—小麥粉混合面團(tuán)拉伸測(cè)定結(jié)果

2.2.3 馬鈴薯對(duì)面團(tuán)發(fā)酵流變參數(shù)的影響

使用F4發(fā)酵流變儀，通過模擬面團(tuán)的發(fā)酵過程，可以測(cè)得面團(tuán)發(fā)酵全過程中各時(shí)間點(diǎn)的發(fā)酵參數(shù)，從而反應(yīng)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特性。由表8可知，添加不同馬鈴薯樣品后，面團(tuán)的最大發(fā)酵高度(Hm)、終點(diǎn)發(fā)酵高度(h)均稍有降低，其他樣品與對(duì)照樣品間并不存在顯著差異，其中加入馬鈴薯5的面團(tuán)到達(dá)發(fā)酵高度的時(shí)間(T1)顯著增加，說明加入馬鈴薯5可顯著改善面團(tuán)的耐性。

表8 馬鈴薯—小麥粉混合面團(tuán)發(fā)酵曲線結(jié)果

使用F4發(fā)酵流變儀同時(shí)可以測(cè)得面團(tuán)發(fā)酵全過程中各時(shí)間點(diǎn)的氣體釋放參數(shù)，結(jié)果見表9，與對(duì)照樣品相比，加入馬鈴薯1和馬鈴薯5的面團(tuán)出現(xiàn)孔洞的時(shí)間(Tx)增加，而加入馬鈴薯2、馬鈴薯3、馬鈴薯4的面團(tuán)出現(xiàn)孔洞的時(shí)間減少，說明加入馬鈴薯1和馬鈴薯5時(shí)可延緩CO2氣體的溢出時(shí)間，提高了面團(tuán)的持氣性，有利于改善饅頭的體積。混合面團(tuán)的氣體保留系數(shù)與對(duì)照樣品間不存在顯著差異。

表9 馬鈴薯—小麥粉混合面團(tuán)氣體釋放曲線結(jié)果

圖1 面團(tuán)發(fā)酵曲線

注：圖中同種顏色表示同一樣品，實(shí)線表示該樣品產(chǎn)氣曲線，虛線表示保留在面團(tuán)內(nèi)的氣體曲線。圖2 氣體釋放曲線

由面團(tuán)發(fā)酵曲線(圖1)和氣體釋放曲線(圖2)可知，添加馬鈴薯的面團(tuán)發(fā)酵3 h后發(fā)酵曲線、氣體釋放曲線仍能保持較好的形態(tài)，而對(duì)照樣品的產(chǎn)氣曲線在2 h后迅速下降，產(chǎn)氣量明顯減少，說明馬鈴薯混合面團(tuán)具有良好的耐性和產(chǎn)氣能力，發(fā)酵能力強(qiáng)。

3 結(jié)論

將5種馬鈴薯制泥后直接與小麥粉配比制作馬鈴薯饅頭，結(jié)果表明，添加30%馬鈴薯泥，混合面團(tuán)加工性能略有下降，但是面團(tuán)延伸度顯著變大，產(chǎn)氣能力和持氣能力良好，仍具有較好發(fā)酵性能。不同品種的馬鈴薯對(duì)混合面團(tuán)的流變學(xué)特性及馬鈴薯饅頭的品質(zhì)影響差異顯著，綜合考慮馬鈴薯混合面團(tuán)的流變學(xué)特性及馬鈴薯饅頭的感官品質(zhì)、物理特性，馬鈴薯1和馬鈴薯5較適合用于加工饅頭，說明不同品種馬鈴薯在加工饅頭的適應(yīng)性上存在較大差異。

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