第二章 拉面添加剂对小麦粉面团流变学特性的影响

第一节 无机盐对小麦粉面团流变学特性的影响

一、引言

面团流变学特性是面团物理性能的表现，与食品加工过程中面团的滚揉、发酵、拉伸以及机械加工直接相关，能很好地反映面粉加工品质（魏益民，2002）。面团流变学特性除与蛋白质组成和含量（唐建卫等，2008；姜小苓等，2014；李永强等，2007）、损伤淀粉含量（王晓曦等，2001）、过氧化物酶（单丽伟，2010）等内源因素有关外，还受加工过程添加外源酶（王霞等，2009）、麸皮（申瑞玲等，2009）、蛋白粉（李向阳等，2012，2009）和品质改良剂（McCann et al.，2013）的影响。分析无机盐在面制品制作中的作用及量效关系，研究面条用无机盐对小麦面粉面团流变学特性的影响规律，对指导无机盐在食品，特别是拉面、挂面等面制品制作中的应用具有重要意义。

国内外学者研究认为，食盐可降低小麦面粉面团的吸水率，提高稳定时间、形成时间（Linlaud et al.，2009；Danno et al.，1982；Galal et al.，1978；Butow et al.，2002；Preston，1989；Moreira et al.，2011），增大拉伸能量、延伸性和最大拉伸阻力（Preston，1989；Butow et al.，2002；Lynch et al.，2009）。Moss等（1986）研究认为，混合碳酸盐（碳酸钠与碳酸钾的混合）可显著提高小麦面粉面团的吸水率，降低形成时间。碳酸钠可增大面团延伸性、最大拉伸阻力（Sy-Yu et al.，2001；Yao et al.，2006；Moss et al.，1986）。Wang等（2011）研究表明，磷酸盐可改善非油炸方便面的质量，但未测定磷酸盐对面团流变学特性的影响。有关无机盐对面团流变学特性的影响规律已有报道，而对其量效关系，特别是针对小麦面粉，还缺少比较系统的数据和分析结果。本节以3种商业面粉为材料，按照不同添加比例添加3种常见钠盐，利用德国Brabender粉质仪、拉伸仪，分析3种钠盐对小麦面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，确定钠盐对小麦面粉面团流变学特性的影响规律及作用程度。

二、材料与方法

（一）试验材料与设备

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2-1；食盐、碳酸钠、磷酸二氢钠：市售食品级，每种改良剂的添加比例见表2-2；粉质仪、拉伸仪，德国Brabender公司；DHG-9123A型热电恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司。

（二）样品处理

水分测定：参照GB 5497—1985《粮食、油料检验水分测定》。将同一面粉混合均匀后，称取2.5g左右（精确至0.001g），采用105℃恒重法，测定样品水分含量。

粉质特性测定：参照GB/T 14614—2006《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》。称取质量相当于300g水分含量为14%的小麦面粉试样样品，改良剂以颗粒状或粉状形式直接加入面粉中，并在粉质仪中混合形成均匀体系（混合时间t＞1min），测定改良剂对小麦面粉粉质特性的影响。

拉伸特性测定：参照GB/T 14615—2006《小麦粉面团的物理特性流变学特性的测定 拉伸仪法》。混合均匀的样品在氯化钠溶液作用下，以和面1min、停止5min、继续和面2min的程序于粉质仪上揉混面团。准确称取150g面团，连续放入揉圆器、成型器搓揉形成面棍，于醒发箱醒发 45、90、135min，以135min的拉伸参数作为试验数据。

（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）钠盐对小麦粉粉质特性的影响

1. 食盐对小麦粉粉质特性的影响

以小麦面粉干基质量为基准，添加食盐的粉质参数结果如图2-1（1）～（4）所示。配对分析处理与对照组粉质参数差异表明，食盐对弱化度无显著影响；对吸水率、稳定时间、粉质质量指数有显著或极显著影响。其中，0.5%、1.0%、1.5%、2.0%添加比例处理的吸水率显著低于对照组（P＜0.05）；0.5%添加比例处理的稳定时间显著高于对照组（P＜0.05），1.0%、1.5%、2.0%添加比例处理的稳定时间极显著高于对照组（P＜0.01）；所有添加比例处理的粉质质量指数均极显著高于对照组（P＜0.01）。

由图2-1（1）、图2-1（2）、图2-1（4）可以看出，3种面粉随着食盐添加比例的增加，吸水率降低，稳定时间延长，粉质质量指数增大[图2-1（1）、图2-1（2）、图2-1（4）]。上白粉、特一粉的弱化度呈上升趋势，富强粉呈“先下降后上升”趋势[图2-1（3）]。

2. 碳酸钠对小麦粉粉质特性的影响

以小麦面粉干基质量为基准，添加碳酸钠的粉质参数结果见图2-2（1）～（4）。配对分析处理与对照组粉质参数差异表明，碳酸钠对吸水率无显著影响；对稳定时间、弱化度、粉质质量指数有显著或极显著影响。其中，0.05%、0.10%、0.15%、0.20%添加比例处理的稳定时间极显著高于对照组（P＜0.01），0.25%添加比例处理的稳定时间显著高于对照组（P＜0.05）；0.05%、0.20%、0.25%添加比例处理的弱化度显著低于对照组（P＜0.05），0.10%、0.15%添加比例处理的弱化度极显著低于对照组（P＜0.01）；所有添加比例处理粉质质量指数均显极著高于对照组（P＜0.01）。

在碳酸钠添加范围内，上白粉的稳定时间、粉质质量指数呈上升趋势，特一粉、富强粉的稳定时间、粉质质量指数均呈先上升后下降趋势，拐点的碳酸钠添加比例分别为0.15%、0.20% [图2-2（2）、图2-2（4）]。上白粉的弱化度呈下降趋势，特一粉、富强粉的弱化度呈先下降后上升趋势，拐点的碳酸钠添加比例分别为0.15%、0.20% [图2-2（3）]。

3. 磷酸二氢钠对小麦粉粉质特性的影响

以小麦面粉干基质量为基准，添加磷酸二氢钠的粉质参数结果见图2-3（1）～（4）。配对分析处理与对照组粉质参数差异表明，磷酸二氢钠对吸水率、弱化度无显著影响；对稳定时间、粉质质量指数有显著影响。其中，0.2%、0.4%添加比例处理的稳定时间显著高于对照组（P＜0.05）；0.5%添加比例处理的粉质质量指数显著高于对照组（P＜0.05）。

在磷酸二氢钠添加比例范围内，特一粉、富强粉的吸水率呈下降趋势，上白粉呈先上升后下降趋势，0.1%～0.5%添加比例处理的吸水率均大于对照组[图2-3（1）]。富强粉的稳定时间呈现“上升-保持-上升”趋势，特一粉呈上升趋势，上白粉呈波动式上升[图2-3（2）]。富强、特一粉的弱化度变化相反，但均呈现波浪式，上白粉呈现“下降-保持-下降”趋势[图2-3（3）]。上白粉的粉质质量指数呈现波动式上升，富强粉、特一粉呈现波浪式[图2-3（4）]。

（二）钠盐对小麦粉面团拉伸特性的影响

1. 食盐对小麦粉面团拉伸特性的影响

添加食盐的拉伸参数结果见图2-4（1）～（4）。配对分析拉伸参数差异表明，食盐对拉伸能量、延伸性、拉伸阻力、最大拉伸阻力有显著或极显著影响。其中，1.0%、1.5%、2.0%的拉伸能量极显著高于对照组（P＜0.01）；所有添加比例处理的延伸性显著低于对照组（P＜0.05）；0.5%、1.0%、2.0%添加比例处理的拉伸阻力极显著高于对照组（P＜0.01），1.5%的拉伸阻力显著高于对照组（P＜0.05）；0.5%添加比例处理的最大拉伸阻力显著高于对照组（P＜0.05），1.0%、1.5%、2.0%的最大拉伸力极显著高于对照组（P＜0.01）。

在食盐添加范围内，3种面粉的拉伸能量、拉伸阻力、最大拉伸阻力呈上升趋势，拉伸能量数值呈现上白粉＞富强粉≥特一粉，上白粉的拉伸阻力、最大拉伸阻力最小[图2-4（1）、图2-4（3）、图2-4（4）]。富强粉的延伸性基本呈下降趋势，特一粉与上白粉均呈现先下降后上升趋势，拐点添加比例分别为0.5%、1.0%[图2-4（2）]。

2. 碳酸钠对小麦粉面团拉伸特性的影响

添加碳酸钠的拉伸参数结果见图2-5（1）～（4）。配对分析拉伸参数差异表明，碳酸钠对拉伸能量无显著影响；对延伸性、拉伸阻力、最大拉伸阻力有显著或极显著影响。其中，0.05%、0.15%添加比例处理的延伸性极显著低于对照组（P＜0.01），0.20%的延伸性显著低于对照组（P＜0.05）；0.05%、0.10%、0.15%添加比例处理的拉伸阻力显著高于对照组（P＜0.05）；0.05%添加比例处理的最大拉伸阻力显著高于对照组（P＜0.05）。

在碳酸钠添加范围内，3种面粉的拉伸能量均呈波浪式上升[图2-5（1）]。经碳酸钠处理的特一粉、富强粉的拉伸参数变化趋势基本相同，延伸性呈波浪式下降趋势，拉伸阻力、最大拉伸阻力呈波浪式上升趋势[图2-5（2）～（4）]；与其他两种面粉相比，上白粉的拉伸参数变化范围较小，拉伸能量为64～69cm2，延伸性为174～188mm，拉伸阻力为179～192BU，最大拉伸阻力为237～260BU。

3. 磷酸二氢钠对小麦粉面团拉伸特性的影响

添加磷酸二氢钠的拉伸参数结果见图2-6（1）～（4）。配对分析拉伸参数差异表明，磷酸二氢钠对延伸性无显著影响；对拉伸能量、拉伸阻力、最大拉伸阻力有显著或极显著影响。其中，0.2%、0.3%、0.5%添加比例处理的拉伸能量显著高于对照组（P＜0.05），0.4%添加比例处理的拉伸能量极显著高于对照组（P＜0.01）；0.2%、0.3%、0.4%添加比例处理的拉伸阻力显著高于对照组（P＜0.05），0.5%添加比例处理的拉伸阻力极显著高于对照组（P＜0.01）；0.1%、0.2%添加比例处理的最大拉伸阻力显著高于对照组（P＜0.05），0.3%、0.4%、0.5%拉伸比例处理的最大拉伸阻力极显著高于对照组（P＜0.01）。

在磷酸二氢钠添加范围内，3种面粉的拉伸能量、拉伸阻力、最大拉伸阻力呈上升趋势[图2-6（1）、图2-6（3）、图2-6（4）]；特一粉、富强粉的拉伸阻力、最大拉伸阻力相近，上白粉的拉伸阻力、最大拉伸阻力最小[图2-6（3）、图2-6（4）]；特一粉与富强粉的延伸性变化趋势相反，上白粉的延伸性最大[图2-6（2）]。

四、讨论

由表2-3可知，食盐可显著降低吸水率；食盐、碳酸钠、磷酸二氢钠可显著或极显著提高面团稳定时间、粉质质量指数、拉伸阻力、最大拉伸阻力；碳酸钠显著降低弱化度；食盐、碳酸钠可显著降低面团的延伸性。从表2-3还可以看出，食盐对除弱化度外的流变学特性参数均有显著影响，即降低了吸水率、延伸性，提高了稳定时间、粉质质量指数、拉伸能量、拉伸阻力和最大拉伸阻力。碳酸钠对除吸水率、拉伸能量外的流变学特性参数均有显著影响，即降低了弱化度、延伸性，提高了稳定时间、粉质质量指数、拉伸阻力和最大拉伸阻力。磷酸二氢钠对除吸水率、弱化度、延伸性外的流变学特性参数均有显著影响，即提高了稳定时间、粉质质量指数、拉伸能量、拉伸阻力和最大拉伸阻力。这一结果说明，食盐、碳酸钠、磷酸二氢钠对小麦面粉面团的流变学特性有重要的改良作用。

食盐可降低小麦面团的吸水率，提高面团稳定时间（Linlaud et al.，2009；Danno，1982；Galal et al.，1978；Butow et al.，2002；Preston，1989；Moreira et al.，2011），与本试验结果基本相同。Preston研究不同中性盐对面团流变学特性的影响发现，食盐引起面团吸水率下降，面团形成时间延长，而碘化钠、溴化钠、硫氰酸钠均提高面团吸水率（Preston，1989），这说明中性盐对粉质特性的影响与阴离子有关。有关食盐对面团拉伸能量、拉伸阻力影响的报道与本试验相同。Preston研究表明，在0.05～1.00mol食盐添加范围内，面团的拉伸能量、延伸性、最大拉伸阻力均随食盐添加量的增加变大（Preston，1989）。Butow等（2002）研究表明，食盐可显著提高面团的延伸性、最大拉伸阻力。Lynch等（2009）研究减盐量对面团品质及面包品质的影响时发现，随着添加食盐比例的减少，面团的最大拉伸阻力、延伸性下降。王欣等（2006）以质构仪匀力拉伸面团发现，面团的最大拉伸应力随NaCl添加量（1%、1.5%、2.0%）的增加而显著增大，拉伸时间缩短，即延伸性变差。食盐引起面团流变学特性变化的主要原因可能是食盐占据了面团中结合水的位置，改变了蛋白质的疏水作用，同时在盐的作用下面筋蛋白表面的离子氨基酸产生静电屏蔽，面筋蛋白之间的静电斥力减弱，内部蛋白质疏水与亲水作用加强，产生聚合，这种聚合导致吸水率下降，面团稳定时间、拉伸能量、拉伸阻力增加（Linlaud et al.，2009；Galal et al.，1978；Preston，1989）。

李瑞（2011）研究表明，在碳酸钠添加比例范围内（0～0.25%），吸水率呈先下降后上升趋势，所有处理的吸水率均低于对照，弱化度呈先上升后下降趋势，所有处理的弱化度均高于对照，面团的延伸性、最大拉伸阻力增大。Moss、Yao等研究结果表明，1%碱处理的面团吸水能力显著提高，而面团中加入枧水（碳酸钠与碳酸钾的混合溶液）其面团的二硫键数量增加，弹性模量（G′）增加，即面团发生形变时所需要的力量（拉伸阻力）增大（Moss et al.，1986；Sy-Yu，2001；Yao et al.，2006）。Moss等（1986）研究发现，加入混合碳酸盐的面团，在拉伸过程中拉伸阻力变大，延伸性变差。

有关磷酸二氢钠对面团流变学特性的影响的报道较少。在本研究中磷酸二氢钠可显著提高稳定时间、粉质质量指数及拉伸参数，推测认为与磷酸基的保水性有关（Wang et al.，2000）。且磷酸二氢钠的水溶液呈酸性，相关研究结果表明面团在酸性条件下其吸水能力上升，可能与酸不溶蛋白质有关（Masaharu，1997）。

五、结论

（1）食盐对除弱化度外的面团流变学特性参数均有显著影响，即提高了稳定时间、粉质质量指数、拉伸能量、拉伸阻力和最大拉伸阻力，降低了吸水率和延伸性。

（2）碳酸钠对除吸水率、拉伸能量外的面团流变学特性参数均有显著影响，即提高了稳定时间、粉质质量指数、拉伸阻力和最大拉伸阻力，降低了弱化度和延伸性。

（3）磷酸二氢钠对除吸水率、弱化度、延伸性外的流变学特性参数均有显著影响，即提高了稳定时间、粉质质量指数、拉伸能量、拉伸阻力和最大拉伸阻力。