夏銳,吳思佳,袁甜甜,劉嘉,葉發(fā)銀,3*,趙國華
1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶,400715)2(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品加工研究所,貴州 貴陽,550006)3(食品科學(xué)與工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(西南大學(xué)),重慶,400715)
釀皮是流行于我國西北地區(qū)的一種傳統(tǒng)特色美食,綿軟潤滑、爽口開胃[1-2]。作為一種重要的面制品和中華傳統(tǒng)小吃,有關(guān)釀皮加工原料、加工工藝及其品質(zhì)形成的研究卻鮮見[3-4]。釀皮制作主要采取手工作坊式,制作繁復(fù)且講究,但基本源于經(jīng)驗(yàn),不同地區(qū)不同店鋪的產(chǎn)品差異較大。當(dāng)前學(xué)界對于釀皮加工原料的加工適宜性缺乏研究,但實(shí)際生產(chǎn)中原料以特等優(yōu)質(zhì)面粉為佳。與其他面制品依賴面筋發(fā)揮作用不同,釀皮品質(zhì)形成則依靠蒸制過程漿液中淀粉的凝膠化,因此釀皮制作傳統(tǒng)上對小麥粉的預(yù)處理內(nèi)容是洗出面筋留下淀粉[2]。釀皮品質(zhì)的形成貫穿從原輔料選擇、組分調(diào)整、上鍋蒸制等一系列加工全過程[5-6]。從淀粉糊化和凝膠化的角度,蒸制階段小麥淀粉吸水受熱糊化,物料水分含量及共存成分直接影響到淀粉糊化及釀皮熟化成型[5-7]。眾所周知,小麥粉組分甚至淀粉粒度顯著影響著面包、面條等制品的品質(zhì)[8-9]。特別地,填充在面筋網(wǎng)絡(luò)的小麥淀粉對面條品質(zhì)形成具有重要作用。小麥A淀粉以不同比例與小麥全粉混合制作面條,當(dāng)A淀粉添加量低于20%時,面條的干物質(zhì)吸水率增加,最佳煮面時間縮短,面條感官評分增加[10]。
傳統(tǒng)釀皮加工操作可簡略分為制作面團(tuán)、洗出面筋、調(diào)漿蒸制3個環(huán)節(jié)[2,11]。洗出面筋是其特色環(huán)節(jié),本質(zhì)是為了調(diào)整原料中淀粉與其他組分的比例[1-2]。基于此,除了傳統(tǒng)的洗出面筋法,有工藝采取向小麥粉中外添食用淀粉的做法。在傳統(tǒng)工藝中,洗出的淀粉漿通過“沉淀—潷出浮水”操作,將一些可溶性成分和懸浮物去除,但去除程度對釀皮品質(zhì)的影響如何,尚不明確[5, 11]。本實(shí)驗(yàn)以特制一等多用途麥芯粉為原料,采取傳統(tǒng)洗出面筋法調(diào)整其組分,通過離心得到上、下層2個組分,按照不同比例重組以探究其與釀皮品質(zhì)的關(guān)系。本研究可為釀皮加工從經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)的轉(zhuǎn)變提供支撐,對促進(jìn)西北釀皮的科學(xué)評價有重要意義。
小麥粉(多用途麥芯粉,化學(xué)組成為:12.9%水分,74.0%碳水化合物,11.2%蛋白質(zhì),1.2%粗脂肪),雪健實(shí)業(yè)有限公司;濃H2SO4、無水乙醇、石油醚等試劑均為分析純,購自成都科隆化學(xué)品有限公司。
HM740廚師機(jī),青島漢尚電器有限公司;L535-1離心機(jī),湘儀集團(tuán);DHG-9140電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;BX53生物顯微鏡,日本OLYMPUS公司;S3500粒度分析儀,美國Microtrac公司;L6紫外可見分光光度計(jì),上海儀電分析儀器公司;HYP-304消化爐,上海纖檢儀器有限公司;KDN-812定氮儀,上海纖檢儀器有限公司;HWS-26數(shù)顯恒溫水浴鍋,上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;X'Pert3型PowderX射線衍射儀,荷蘭帕納科公司;DHR-1旋轉(zhuǎn)流變儀,美國TA公司;TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀,英國Stable MicroSystems公司;USP1493 Ultra scan PRO測色儀,美國HunterLab公司;RVA-TecMaster快速黏度分析儀,瑞典波通儀器有限公司;Phenom Pro掃描電子顯微鏡,荷蘭Phenom World公司。
1.3.1 不同粒度組分制備
將小麥粉(200 g)用溫水(100 mL)調(diào)成揉勻光滑的硬性面團(tuán),用白布包裹,靜置30 min,放進(jìn)盆中用涼水連續(xù)揉洗。面團(tuán)中的淀粉等其他組分從面團(tuán)中洗出,反復(fù)水洗直至洗不出肉眼可見內(nèi)容物為止。接著用80目尼龍篩網(wǎng)濾除洗出物中的碎面筋顆粒,漿液進(jìn)行離心處理(4 000 r/min,5 min),離心瓶中沉淀組分明顯分成上、下2個層級,如圖1所示,上下層沉淀物的干基質(zhì)量比為1∶4。上下層沉淀物分別于45 ℃熱風(fēng)干燥14 h,放入自封袋保存并用于組分分析和結(jié)構(gòu)表征。
圖1 離心瓶中顆粒分層
1.3.2 不同粒度組分組成分析
水分含量測定參照GB 5009.3—2016食品中水分的測定;粗蛋白含量測定采用凱式定氮法,參照GB 5009.5—2016食品中蛋白質(zhì)的測定;總糖含量測定采用苯酚硫酸法[12];粗脂肪測定采用索氏抽提法,參照GB 5009.6—2016食品中脂肪的測定;表觀直鏈淀粉含量測定參照GB/T 15683—2008大米直鏈淀粉含量的測定。
1.3.3 不同粒度組分物性表征
1.3.3.1 顯微形態(tài)
配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的樣品懸液,取1滴懸液于載玻片,蓋上蓋玻片,在BX53生物顯微鏡下觀察其顯微形態(tài)。
1.3.3.2 粒度分析
使用S3500粒度分析儀(量程0.01~2 000 μm,濕法)測定,儀器使用前預(yù)熱30 min,用蒸餾水沖洗管道2~3次,扣除系統(tǒng)背景后,將經(jīng)超聲分散的樣品懸液進(jìn)樣,進(jìn)行粒度測定和參數(shù)分析。
1.3.3.3 XRD分析
采用步進(jìn)掃描法,以Cu靶為特征射線,管壓40 kV,電流40 mA,測量角度2θ在4~50°,掃描速度設(shè)為2°/min。根據(jù)衍射峰的強(qiáng)度計(jì)算相對結(jié)晶度[13]。
1.3.3.4 溶解性、膨脹勢
分別稱取0.2 g熱風(fēng)烘干后的上下層沉淀物(m0)于50 mL的離心管中,加入20 mL蒸餾水,室溫平衡20 min,不時輕輕攪拌,然后在55~95℃水浴加熱30 min,在冰水中迅速冷卻,4 000 r/min下離心20 min使上清液和沉淀分離,分別倒入稱量皿中,在105 ℃下恒重(m1和m2)。溶解性和膨脹勢按公式(1)和公式(2)計(jì)算[14]:
(1)
(2)
式中:m0,淀粉樣品干基質(zhì)量,g;m1,上清液干基質(zhì)量m2,離心后濕物料質(zhì)量,g。
1.3.3.5 不同粒度組分復(fù)配物快速黏度分析
準(zhǔn)確稱取復(fù)配物與蒸餾水置于RVA專用鋁盒內(nèi)混合調(diào)成3 g干基/25 g的懸液。采用RVA Standard 1測定程序:前10 s內(nèi)攪拌速率為960 r/min,而后以160 r/min;初始溫度50 ℃保溫1 min,經(jīng)過3.7 min升溫至95 ℃,并保溫2.5 min,經(jīng)過3.8 min降溫至50 ℃,再保溫2 min。記錄淀粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、冷糊黏度、回升值、峰值溫度以及達(dá)到峰值黏度時間等參數(shù)[15]。
1.3.3.6 不同粒度組分復(fù)配物流變學(xué)表征
為考察復(fù)配物組分糊化對蒸制釀皮的影響,使用DHR-1型旋轉(zhuǎn)流變儀對其進(jìn)行溫度掃描,平板直徑60 mm,間隙1.00 mm,使用1%應(yīng)變振幅和1 Hz的頻率。先25 ℃下靜置60 s平衡樣品,在板邊緣處暴露的樣品表面涂覆硅油以防止水分揮發(fā),從25 ℃以7 ℃/min升溫至95 ℃。記錄儲能模量(G′)和損耗模量(G″)隨溫度的變化情況[16]。
1.3.4 釀皮制作
小麥粉洗面筋后,將上、下層沉淀物按一定干基質(zhì)量比復(fù)配,調(diào)成水分含量一致的糊漿(200 g/100 g干基),編號為S0(上層組分)、S1(4∶1)、S2(3∶2)、S3(2∶3)、S4(1∶4)和S5(下層組分)。釀皮制作過程如圖2所示,將淀粉糊倒入6寸披薩盤中搖晃,使其均勻地平攤在盤中,放入鋪有蒸布的籠中,使用電磁爐(功率2.1 kW)產(chǎn)生蒸氣蒸2 min,熟制后冷卻至室溫。
圖2 釀皮制作過程
1.3.5 釀皮品質(zhì)分析
1.3.5.1 釀皮外觀及顯微結(jié)構(gòu)
冷卻相同時間后,拍照觀察其外觀。釀皮顯微結(jié)構(gòu)采用掃描電子顯微鏡觀測。將樣品橫切成塊,于-20 ℃冰箱冷凍24 h,后于凍干機(jī)中冷凍干燥。將干燥的樣品安裝在樣品短柱上,使橫截面朝上,用金涂覆90 s后通過Phenom Pro掃描電子顯微鏡在5 000 倍的放大倍率下觀察樣品的顯微結(jié)構(gòu)。
1.3.5.2 釀皮質(zhì)構(gòu)分析
在TPA模式下運(yùn)行配備有圓柱形探針(直徑36 mm,P/36)的TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀。儀器設(shè)置如下:觸發(fā)力10 g,應(yīng)變?yōu)?0%;測試前速度、測試速度和測試后速度均為0.8 mm/s;兩次壓縮時間間隔 1 s,每種類型進(jìn)行2次連續(xù)壓縮和3次測量。記錄硬度、彈性、咀嚼性和內(nèi)聚性等參數(shù)[17]。
1.3.5.3 色差分析
使用UltraScan PRO測色儀測定,用白板校準(zhǔn)后,記錄其L*(亮度),a*(綠-紅成分)和b*(藍(lán)-黃成分)。
1.3.5.4 釀皮感官分析
感官評價小組由6名經(jīng)過訓(xùn)練的成員組成,使用五點(diǎn)量表評價法進(jìn)行品評[17]。針對不同方面對產(chǎn)品進(jìn)行評分,5分為優(yōu),4分為好,3分為良,2分為中,1分為差。不同項(xiàng)目的最終得分(外觀、色澤、咀嚼性、風(fēng)味、黏著性和整體接受性)為6個得分的平均值。
1.3.6 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析
所有試驗(yàn)至少重復(fù)3次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;通過SPSS 18.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,采用Duncan’s多重比較,以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。不同粒度組分化學(xué)特性及釀皮品質(zhì)參數(shù)間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。
2.1.1 上、下層沉淀物組分粒度及顆粒形態(tài)
小麥淀粉按尺寸簡單分為大淀粉粒和小淀粉粒[6,15]。由圖3可見,上層沉淀物主要為小淀粉粒,且包含破損的大淀粉粒,因而粒度呈雙峰分布,并以10 μm為分界線,第1個峰(粒徑1.64~10 μm)為小淀粉粒,即所謂的小麥B淀粉;第二個峰(粒徑10~352 μm)為破損的大淀粉粒,這些大淀粉??赡苁窃谥品蹠r因碾磨而損傷[18]。下層沉淀物主要為完整的大淀粉粒,另含有少量的小淀粉粒,下層沉淀物粒度呈單峰分布,分布范圍1.64~88 μm,體積平均粒徑為20.02 μm。
a-上層沉淀物顯微結(jié)構(gòu);b-下層沉淀物顯微結(jié)構(gòu);c-上層沉淀物粒度分布;d-下層沉淀物粒度分布
2.1.2 沉淀物不同粒度組分的化學(xué)成分
由表1可知,相比于下層沉淀物,上層沉淀物含有較多的粗蛋白、粗脂肪等非淀粉成分,但表觀直鏈淀粉的含量僅為下層沉淀物的60.45%。文獻(xiàn)報(bào)道小麥淀粉直鏈淀粉含量在大淀粉粒要高,其高出數(shù)值因品種而異[19-20]。下層沉淀物為大淀粉粒,其表觀直鏈淀粉含量與報(bào)道結(jié)果一致[20]。KATYAL等報(bào)道來自印度的幾個小麥品種的直鏈淀粉含量在17.52%~27.44%[19]。KIM等報(bào)道從野生型軟麥提取的小淀粉粒中表觀直鏈淀粉含量為14.4%,為大淀粉粒的70.93%[21]。
表1 上下層沉淀物的基本成分 單位:g/100g
2.1.3 沉淀物不同粒度組分結(jié)晶特性
由圖4可知,上、下層沉淀物的衍射特性相似,衍射角2θ為15.13°、17.12°、18.03°、19.91°和23.06°表現(xiàn)出較強(qiáng)的衍射峰,為典型的A型淀粉結(jié)晶。兩者區(qū)別在于相對結(jié)晶度(P<0.05):上層沉淀物(27.09±1.43)%,下層沉淀物(30.39±1.54)%。這與小麥淀粉的來源有關(guān)。KIM等報(bào)道大淀粉粒的相對結(jié)晶度高于小淀粉粒[21],而ZHANG等研究發(fā)現(xiàn)小顆粒淀粉的相對結(jié)晶度更高[20]。
圖4 上下層沉淀物的XRD衍射圖譜
2.1.4 溶解性和膨脹勢
由表2可知,上下層沉淀物溶解性和膨脹勢均隨溫度升高而增加。55~85 ℃時溶解性增加緩慢,而85~95 ℃時增加迅速,表明85 ℃及更高溫度下淀粉分子更易從顆粒中溶出[13]。上層沉淀物在各溫度下溶解性更好,可能與它的非淀粉組分較多以及相對結(jié)晶度低有關(guān)。此外,在85 ℃前,上層沉淀物較下層沉淀物具有更大的膨脹勢,表明在釀皮制作時上層沉淀物具有較快的吸水速度和較大的膨脹勢。
表2 上下層沉淀物的溶解性和膨脹勢
由表3可知,上層沉淀物(S0)熱糊黏度及冷糊黏度顯著低于下層沉淀物(S5),這與其他報(bào)道的結(jié)果一致[6, 20, 22]。二者混合物(S1~S4)的糊化特性曲線居于二者之間。從峰值黏度與谷值黏度的比值(TV/PV)來看,下層沉淀物熱糊穩(wěn)定性最好;從谷值黏度與冷糊黏度的比值(FV/TV)來看,上層沉淀物的冷卻后黏度增加率最高。下層沉淀物(S5)峰值溫度最小,說明在測量時最先達(dá)到最大黏度,這可能是因?yàn)橄聦映恋砦镏械牡矸垲w粒較大,吸水受熱容易膨脹導(dǎo)致黏度增加;隨著上層沉淀物比例增加,峰值溫度逐漸升高,原因可能在于上層沉淀物中有成分不斷溶出,阻礙了淀粉顆粒吸水膨脹及黏度增加[23]。
表3 沉淀物不同粒度組分復(fù)配物的黏度特性參數(shù)
注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,同一行不同小寫字母表示不同樣品之間差異顯著(P<0.05);TV/PV,谷值黏度與峰值黏度之比;FV/TV,冷糊黏度與谷值黏度之比
a-彈性模量隨溫度變化曲線;b-儲能模量隨溫度變化曲線
2.4.1 不同粒度組分復(fù)配對釀皮顯微結(jié)構(gòu)的影響
由圖6可見,不同粒度組分復(fù)配制作的釀皮均為連續(xù)的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),但樣品之間的顯微結(jié)構(gòu)存在較大差異。其中S1和S2樣品上層沉淀物組分占比較高,孔隙結(jié)構(gòu)較大且壁層為連續(xù)片狀,原因可能在于上層沉淀物成糊后冷糊黏度較小(表3),且容易回生,因此形成較大的凝膠網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),且在冷凍干燥前充盈著大量水分[27];而隨著下層沉淀物的占比增加,成糊后的冷糊黏度較大,且回生速度慢,因此S4、S5等樣品的孔隙結(jié)構(gòu)較小且呈蜂窩狀[28]。
圖6 不同粒度組分復(fù)配制作釀皮的顯微結(jié)構(gòu)(比例尺10 μm)
2.4.2 不同粒度組分復(fù)配對釀皮質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響
由圖7可知,釀皮的硬度隨著下層沉淀物占比的增加呈先增加后降低的趨勢,表明上下層沉淀物復(fù)配比例對硬度的影響顯著。S1和S2樣品硬度最低,因?yàn)槟z孔隙結(jié)構(gòu)大,壁層結(jié)構(gòu)的剛性弱,S3和S4的硬度較其他樣品高,與它們形成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)有關(guān)。釀皮樣品的內(nèi)聚性則隨著下層沉淀物占比增加而不斷增大。此外,S3和S4彈性和咀嚼性較好,原因在于在該復(fù)配比例下釀皮的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)最為均勻[29]。質(zhì)構(gòu)分析的結(jié)果表明,小麥粉洗面筋后的不同粒度組分按照合適比例復(fù)配對形成良好釀皮品質(zhì)是有益的。
a-硬度;b-彈性;c-耐聚性;d-咀嚼型
2.4.3 不同粒度組分復(fù)配對釀皮外觀及色差的影響
由圖8可知,下層沉淀物(S5)制作的產(chǎn)品透明性最高,且透明性隨著上層沉淀物(S1~S4)占比增加而降低。剛蒸熟的樣品,S5最透明,S1透明性最差,表明上下層組分凝膠化后的透明度本身存在差異。此外,這一現(xiàn)象與復(fù)配體系FV/TV值的變化規(guī)律一致:從S1到S5,它們的FV/TV值逐漸減小,即樣品回生能力逐漸減弱。S5最不易回生,在冷卻到室溫后S5制作的產(chǎn)品仍有較好的透明性,與制作廣式面點(diǎn)蝦餃用澄粉熟制后的外觀相近。由表4色差分析結(jié)果可知,從S1到S5,產(chǎn)品的L*值和b*值呈下降趨勢,a*值大小無顯著性差異,這與圖6的結(jié)果一致。S1產(chǎn)品的L*值最高,這與S1成膠能力較強(qiáng)有關(guān)[30]。S1色澤偏黃,這主要是上層沉淀物含有粗蛋白、粗脂肪等成分導(dǎo)致的[2, 31]。結(jié)果表明,洗面筋操作時潷除上層組分的程度對產(chǎn)品釀皮的外觀品質(zhì)有重要影響。
圖8 不同粒度組分復(fù)配制作釀皮的外觀
表4 不同粒度組分復(fù)配制作釀皮的色差分析
注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,同一列不同小寫字母表示不同樣品之間差異顯著(P<0.05)
2.4.4 不同粒度組分復(fù)配對釀皮感官品質(zhì)的影響
從消費(fèi)者的主觀角度,感官評價結(jié)果有助于考察上下層沉淀物占比與釀皮品質(zhì)之間的關(guān)系。利用五點(diǎn)評定量表評價樣品與傳統(tǒng)釀皮的接近程度[17]。如圖9所示,從S1到S4,下層沉淀物占比逐漸增加,釀皮樣品的各項(xiàng)感官指標(biāo)得分呈上升趨勢,與傳統(tǒng)釀皮的品質(zhì)逐漸接近;僅采用下層沉淀物(S5)時產(chǎn)品品質(zhì)反而下降,且僅采用上層組分(S0)無法加工成為釀皮,說明不同粒度組分是形成釀皮品質(zhì)不可或缺的[6]。當(dāng)上層沉淀物占比為20%~40%(S3和S4)時,產(chǎn)品的整體可接受性較好。
圖9 不同粒度組分復(fù)配對釀皮感官品質(zhì)的影響
由相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果(表5)可知,釀皮樣品的整體可接受性(OV,overall acceptability)與硬度(r=-0.986,P<0.01)和咀嚼性(r=-0.994,P<0.01)呈極顯著正相關(guān),而與L*、b*等參數(shù)呈負(fù)相關(guān);從組成結(jié)構(gòu)上,OA與總糖含量、直鏈淀粉含量及相對結(jié)晶度呈正相關(guān),但與蛋白質(zhì)含量(r=-0.691)及粗脂肪含量(r=-0.690)均呈負(fù)相關(guān),這表明加工原料的組成結(jié)構(gòu)決定著釀皮的品質(zhì),洗面筋操作中去除蛋白質(zhì)組分對于釀皮品質(zhì)形成是有益的。從另一角度,通過向小麥粉中外添淀粉來加工釀皮是可行的。
表5 不同粒度組分化學(xué)特性及其復(fù)配制作釀皮品質(zhì)參數(shù)之間Pearson相關(guān)性分析矩陣
由表5可知,蛋白質(zhì)及粗脂肪含量分別與結(jié)晶度、直鏈淀粉和總糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),說明小麥籽粒中蛋白質(zhì)及粗脂肪含量影響了淀粉顆粒的合成[32]。有研究表明,小麥籽粒中不同粒度的淀粉顆粒是在不同部位不同階段合成的[8]。復(fù)配漿液的糊化峰值溫度與相對結(jié)晶度、直鏈淀粉和總糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),而與蛋白質(zhì)(r=0.940,P<0.01)和粗脂肪(r=0.893,P<0.05)含量呈正相關(guān),表明沉淀物中的蛋白質(zhì)和粗脂肪具有抑制淀粉顆粒膨脹的作用[33];釀皮的OA值與峰值溫度(r=-0.644)、冷糊黏度與谷值黏度之比(r=-0.806)呈負(fù)相關(guān),而與崩解值(r=0.864)呈正相關(guān),這表明淀粉組成及特性對于釀皮品質(zhì)的形成具有決定作用,釀皮品質(zhì)與淀粉特性之間的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。
將小麥粉制作成面團(tuán),水洗面筋后的漿液經(jīng)離心可得到分層明顯的沉淀物組分。上下層沉淀物在組成成分、粒度大小、淀粉含量、相對結(jié)晶度、溶解性、膨脹勢以及糊化特性和流變學(xué)特性等方面均存在較大差異。上下層沉淀物的干基質(zhì)量比為1∶4,表觀直鏈淀粉含量上層為19.41 g/100g,下層為32.11 g/100g,相對結(jié)晶度上層為27.09%,下層為30.39%。單獨(dú)采用上層組分無法制作釀皮,上下層沉淀物按照恰當(dāng)比例復(fù)配能使釀皮具有較好的整體可接受性,加工原料組成及淀粉的特性對于釀皮品質(zhì)形成具有決定作用,需要進(jìn)一步開展研究。研究結(jié)果初步認(rèn)識了原料組分調(diào)整、加工特性與釀皮品質(zhì)的關(guān)系,同時對揭示釀皮品質(zhì)形成提供了參考。