傅瓊潁，李子廷，趙建新，*，張清苗，龐珂，范大明，陳衛(wèi)，張灝

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無錫 214122；2.福建安井食品股份有限公司，福建廈門 361022；3.無錫華順民生食品有限公司，江蘇無錫 214218）

面團(tuán)的延展性、拉伸性、黏彈性、表面黏性等性質(zhì)直接影響油炸食品的品質(zhì)。油條作為油炸食品的代表之一，其傳統(tǒng)膨松劑中明礬和碳酸鹽類可以使面團(tuán)具有很好的延展和拉伸性質(zhì)，高溫油炸過程中能夠束縛產(chǎn)生的氣體，形成疏松的組織結(jié)構(gòu)[1]。但傳統(tǒng)油條配方中存在鋁潛在的安全問題，很多學(xué)者致力于利用葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯、磷酸二氫鈣、檸檬酸、蔗糖脂肪酸酯等配料取代明礬開發(fā)新式無鋁油條，但目前產(chǎn)品質(zhì)量上依舊存在明顯不足[2]，且尚無針對無鋁膨松劑對面團(tuán)流變學(xué)性質(zhì)影響的研究，致使從膨松劑到油條品質(zhì)的研究缺少中間環(huán)節(jié)。

面團(tuán)是一種具有黏彈性的半流動(dòng)體，面團(tuán)流變學(xué)性質(zhì)可以更為準(zhǔn)確的反映面團(tuán)品質(zhì)。面團(tuán)流變學(xué)性質(zhì)包括了在面團(tuán)特殊的負(fù)載曲線中，應(yīng)力、應(yīng)變與時(shí)間之間的關(guān)系所導(dǎo)致的彈性、塑性、韌性以及形變的各種特性[3]。若對面團(tuán)流變學(xué)進(jìn)行分類，可分為宏觀的拉伸性質(zhì)和微觀的界面流變學(xué)性質(zhì)，將此兩者結(jié)合可對面團(tuán)的質(zhì)量得出更為全面的評價(jià)。油條面團(tuán)中面筋強(qiáng)弱對面團(tuán)持氣性的影響尤為關(guān)鍵，而在面團(tuán)的粉質(zhì)性質(zhì)中的面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間及弱化度，以及在面團(tuán)的拉伸性質(zhì)中的面團(tuán)的最大拉伸阻力、拉伸面積、拉伸比例和延展度均是反映面團(tuán)中面筋強(qiáng)弱的評價(jià)指標(biāo)，故選取上述評價(jià)指標(biāo)做了具體研究。另外，油條的硬度、脆度及耐咀嚼度均與面團(tuán)的黏彈性關(guān)系密切，故選擇了反映面團(tuán)黏彈性的綜合模量（|G*|）及蠕變恢復(fù)情況的相關(guān)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行研究。

在開發(fā)以葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯和碳酸氫鈉為主要產(chǎn)氣成分的膨松劑的前提下，研究了新型油條無鋁膨松劑中月桂酸單甘酯、磷酸二氫鈣、葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯、酵母、變性淀粉及碳酸氫鈉對面團(tuán)的流變學(xué)性質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

面粉：煙臺(tái)臺(tái)華面粉廠；月桂酸單甘酯：鄭州品力食品配料有限公司；磷酸二氫鈣：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯：上海洛洛食品有限公司；酵母：番禺梅山-馬利酵母有限公司；高直鏈玉米變性淀粉：國民淀粉（上海）公司。

1.2 儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System 公司；粉質(zhì)拉伸儀：德國Brabender 公司；流變儀：AR-G2 Rheometer TA 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 面粉性質(zhì)的測定

水分：按照GB 5497-85《糧食、油料檢驗(yàn)水分測定法》；蛋白質(zhì)含量：按照GB 5009.5-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》；灰分：按照GB 5009.4-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》。

1.3.2 面團(tuán)流變學(xué)性質(zhì)測定方法

粉質(zhì)：按照GB/T14614-93《小麥粉吸水量和面團(tuán)揉和性能的測定粉質(zhì)儀法》；主要評價(jià)指標(biāo)有面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和弱化度。

拉伸：按照GB/T14615-93《小麥粉面團(tuán)的物理特性流變學(xué)特性的測定拉伸儀法》；主要評價(jià)指標(biāo)有最大拉伸阻力、拉伸面積、拉伸比例和延展度。

流變學(xué)實(shí)驗(yàn)：按照粉質(zhì)拉伸測定吸水率結(jié)果制備面團(tuán)，30 ℃水浴20 min。測定探頭為直徑40 mm 的平板，間隙2 mm，溫度30 ℃。首先確定線性黏彈區(qū)，應(yīng)力從0～2 000 Pa；然后進(jìn)行頻率掃描，角頻率1 rad/s～100 rad/s；最后蠕變恢復(fù)試驗(yàn)，在300 Pa 應(yīng)力下，蠕變2 min，釋放壓力，恢復(fù)10 min[4-6]。其中J0為開始時(shí)面團(tuán)的屈服應(yīng)力；Jmax為蠕變結(jié)束時(shí)面團(tuán)的最大屈服應(yīng)力；Jv為面團(tuán)自由恢復(fù)后的屈服應(yīng)力，反應(yīng)面團(tuán)的黏性；|G*|起點(diǎn)表示掃描開始時(shí)面團(tuán)的綜合模量，|G*|截距為頻率掃描前后面團(tuán)綜合模量的增加值。

2 結(jié)果與分析

2.1 面粉性質(zhì)

測定結(jié)果如下：面粉中水分含量為12.8%，蛋白質(zhì)含量為14%。

2.2 不同配料對面團(tuán)粉質(zhì)拉伸性質(zhì)影響

不同配料對面團(tuán)粉質(zhì)拉伸性質(zhì)影響，見圖1。

由圖1 可得，添加月桂酸單甘酯的面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間均很短，最大值分別僅為5.2min 與20.2min。另外，面團(tuán)弱化度受其影響較顯著，隨其添加量增加呈先增后減的變化趨勢，且在添加量為0.6 g 時(shí)達(dá)到最大值。這是由于月桂酸單甘酯由屬于中碳酸的月桂酸酯化而得，故其乳化性能相比其他酯類更優(yōu)，更具親水性，能與油相和水相同時(shí)發(fā)生作用，顯著降低油/水界面張力，從而促進(jìn)面筋的形成和穩(wěn)定[7-8]。

圖1 配料添加量對面團(tuán)粉質(zhì)性質(zhì)的影響Fig.1 The influence of ingredients on fairnograph properties of dough

酵母對面團(tuán)的形成及穩(wěn)定時(shí)間的影響不明顯。但隨其添加量增加，弱化度的變化較明顯，呈先降低后增加的趨勢，且在添加量為0.6 g 時(shí)，取得最小值。究其原因在于酵母生長過程會(huì)產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物，其中的有機(jī)酸會(huì)降低面團(tuán)的pH，不利于面筋蛋白的交聯(lián)[9]；另外有些酵母在代謝中會(huì)產(chǎn)生對面筋蛋白有降解作用的谷胱甘肽，從而影響面團(tuán)的穩(wěn)定[10]。

磷酸二氫鈣對面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間均有延長作用，在其添加量為1.4 g 時(shí)，達(dá)到最長形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間，分別為12.3 min 和29.7 min，較最小值分別延長了9.6 min 和14.3 min。另外，磷酸二氫鈣對面團(tuán)弱化度的影響最為顯著，隨其添加量的增加，面團(tuán)弱化度呈先增后減的趨勢，并在添加量為0.8 g 時(shí)，達(dá)到最大值49 FU。這是由于磷酸二氫鈣鹽對蛋白質(zhì)、膠朊有增溶作用，可增加食品的水合性和保水性，從而改進(jìn)面筋性能[11]。

葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯有明顯延長面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間并降低面團(tuán)弱化度的作用。隨其添加量的增加面團(tuán)的最長形成時(shí)間可達(dá)22.4 min，較最小值延長19.1 min；最長穩(wěn)定時(shí)間可達(dá)37.6 min，較最小值延長20.9 min；弱化度則由31 FU 降至14 FU。這是由于葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯作為酯類，具有乳化作用[12]，起促進(jìn)面筋蛋白和各脂類的結(jié)合增加面筋強(qiáng)度的作用。

碳酸氫鈉對面團(tuán)粉質(zhì)性質(zhì)的影響均呈先升高后降低的趨勢。其中，對面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間的影響最為顯著。在其添加量為1.0 g 時(shí)達(dá)到面團(tuán)的最長形成時(shí)間36.2 min 和最長穩(wěn)定時(shí)間57.6 min。在其添加量為0.5 g 時(shí)，形成時(shí)間最短為3.2 min；在其添加量為3.5 g 時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間最短為35 min。面團(tuán)的弱化度在其添加量為1.5 g 時(shí)達(dá)到最大值為42 FU，與最小值相差24 FU。這是由于碳酸氫鈉為堿性物質(zhì)，添加使面團(tuán)呈堿性，面筋蛋白在堿性環(huán)境中溶解度很低[13]，使面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間得以延長。

高直鏈玉米變性淀粉對面團(tuán)的粉質(zhì)性質(zhì)影響最不明顯。

綜上，對面團(tuán)的粉質(zhì)性質(zhì)影響最顯著的是碳酸氫鈉、磷酸二氫鈣及葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯。

配料添加量對面團(tuán)拉伸性質(zhì)的影響，見圖2。

由圖2 可得，月桂酸單甘酯對最大拉伸阻力的作用不明顯。隨其添加量的增加至1.0 g，拉伸比例逐漸上升，同時(shí)面團(tuán)延展度由207 mm 降至185 mm。拉伸面積隨其添加量的增加，先下降后有微小波動(dòng)。

隨酵母添加量的增加，面團(tuán)的最大拉伸阻力、拉伸比例及拉伸面積均呈下降趨勢，其中最大拉伸阻力由746 BU 降至662 BU；拉伸比例由4.07 降至3.47；拉伸面積由170 cm2降至153 cm2。延展度隨其添加量增加變化情況較為復(fù)雜，在其添加量為1.0 g 時(shí)，達(dá)到最大值。

磷酸二氫鈣對面團(tuán)延展度和拉伸面積的影響最不明顯。但添加能較顯著的提高面團(tuán)的拉伸比例同時(shí)增加面團(tuán)的最大拉伸阻力。

圖2 配料添加量對面團(tuán)拉伸性質(zhì)的影響Fig.2 The influence of ingredient o n extensograph peoperties of dough

葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯對面團(tuán)的最大拉伸阻力和拉伸比例的影響非常相似，兩者均隨其添加量增加呈緩慢上升后迅速下降的變化趨勢，且都在添加量達(dá)到1.2 g時(shí)達(dá)到最大值。其中，最大拉伸阻力由719 BU 增至811 BU；拉伸比例由3.77 增至4.43。在其添加量為0.8 g 時(shí)，能明顯增大面團(tuán)延展度至193 mm。隨其添加量增至0.8 g，面團(tuán)拉伸面積由172 cm2增至187 cm2，并在其添加量超過1.2 g 后迅速減小。這是由于在面團(tuán)形成過程中，葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯作為酯類，起乳化作用，促進(jìn)面筋形成；添加量達(dá)到一定量后，其親水性作用更為顯著，阻礙了面筋形成。

碳酸氫鈉對面團(tuán)的拉伸性質(zhì)作用最為顯著。面團(tuán)的最大拉伸阻力、拉伸比例和拉伸面積受碳酸氫鈉均隨其添加量增加而增加，其中最大拉伸阻力由618 BU增至885 BU；拉伸比例由3.1 增至4.7；拉伸面積由157 cm2增至219 cm2。說明添加碳酸氫鈉能增加面團(tuán)筋力強(qiáng)度，并使面團(tuán)富有彈性。相反的，延展度隨其添加量增加而降低，并在其添加量超過3.0 g 時(shí)發(fā)生驟降，最終降至161 mm，與最大值相差41 mm。

高直鏈玉米變性淀粉對面團(tuán)的最大拉伸阻力、拉伸比例和拉伸面積的作用相似，均隨其添加量的增加呈先降低后升高的趨勢，且在添加量為0.8 g 時(shí)，最大拉伸阻力及拉伸比例達(dá)到最小值，分別為661BU 和3.5；在添加量為1.8 g 時(shí)，拉伸面積最小，為151 cm2。此外，隨其添加量的增加，延展度呈先增后減的趨勢，并在添加量為0.4 g 時(shí)達(dá)到最大值195 mm。究其原因在于高直鏈玉米變性淀粉不含面筋蛋白，添加將降低面筋蛋白的百分含量。

綜上可得，對面團(tuán)拉伸性質(zhì)影響較大的是碳酸氫鈉、葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯和高直鏈玉米變性淀粉。

2.3 不同配料對面團(tuán)界面流變學(xué)性質(zhì)的影響

不同配料對面團(tuán)界面流變學(xué)性質(zhì)的影響，見圖3。

圖3 料添加量對面團(tuán)綜合模量|G*|的影響Fig.3 The influence of ingredients on the comprehensive modulus of dough

圖3 是關(guān)于頻率掃描過程中面團(tuán)綜合模量|G*|的變化情況。面團(tuán)綜合模量|G*|反應(yīng)面團(tuán)對形變產(chǎn)生的抵抗力。綜合模量|G*|越高，則說明面團(tuán)對發(fā)生形變時(shí)抵抗力越大；|G*|隨著角頻率增加說明面團(tuán)具有黏彈性，而增加程度越大，相對應(yīng)的黏彈性越大[14]。

由圖3 可得，隨著月桂酸單甘酯添加量的增加，|G*|起點(diǎn)和|G*|截距增加量均增加，且相比其他配料，增加量最為顯著，其中|G*|起點(diǎn)由9.803×103Pa 增至200 50 Pa，|G*|截距由1.272 7×104Pa 增至2.543×104Pa。葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯和磷酸二氫鈣對|G*|起點(diǎn)和|G*|截距的影響顯著，且均呈先增后減的變化趨勢。其中磷酸二氫鈣較其他配料增加起|G*|起點(diǎn)和|G*|截距的作用顯著，在其添加量為1.0 g 時(shí)，|G*|起點(diǎn)達(dá)到最大值，為2.328×104Pa；|G*|截距也達(dá)最大值，為3.228×104Pa。碳酸氫鈉對面團(tuán)綜合模量|G*|的影響較顯著，在添加量為1.5 g 時(shí)能顯著增加|G*|起點(diǎn)和|G*|截距。酵母和高直鏈玉米變性淀粉對|G*|起點(diǎn)和|G*|截距的影響不明顯。

綜上可得，由于面團(tuán)綜合模量|G*|受月桂酸單甘酯和磷酸二氫鈣影響較其他配料顯著，說明添加月桂酸單甘酯和磷酸二氫鈣對增加面團(tuán)的黏彈性作用明顯。

圖4 配料添加量對面團(tuán)蠕變恢復(fù)性質(zhì)的影響Fig.4 The influence of ingredients on the result of creep-recovery test of dough

配料添加量對面團(tuán)蠕變恢復(fù)性質(zhì)的影響，見圖4。

圖4 中的a、b、c、d 是面團(tuán)受力后蠕變和恢復(fù)的情況。蠕變恢復(fù)實(shí)驗(yàn)是反映面團(tuán)在受到垂直方向的持續(xù)力作用時(shí)的形變情況以及撤去外力后的恢復(fù)情況。圖a 是面團(tuán)在300 Pa 應(yīng)力下蠕變2 min 后的最大屈服力（Jmax）；圖b 是面團(tuán)在受力后自由恢復(fù)10 min 后的屈服力（Jv），反應(yīng)面團(tuán)的黏性；圖c 是面團(tuán)自由恢復(fù)后屈服力（Jv）與面團(tuán)蠕變最大屈服力（Jmax）的比值；圖d 反應(yīng)面團(tuán)蠕變過程中最大粘度值（μ0）的變化情況。

由圖a 可以看出，添加高直鏈玉米變性淀粉、碳酸氫鈉和酵母的Jmax明顯高于月桂酸單甘酯、磷酸二氫鈣和葡萄糖酸內(nèi)酯。其中影響最顯著的是高直鏈玉米變性淀粉，在其添加量增加至20 g 時(shí)，Jmax最大，為1×10-3Pa-1，繼續(xù)添加高直鏈玉米變性淀粉，Jmax下降至最小值6.08×10-4Pa-1。酵母的添加量為0.6 g 時(shí)達(dá)到最大Jmax，為1×10-3Pa-1。

圖b 中同樣被分為明顯的上下兩部分，位于上半部分的仍是高直鏈玉米變性淀粉、碳酸氫鈉和酵母。此時(shí)影響最顯著的是酵母，在其添加量為0.6 g 時(shí)，Jv達(dá)到了5.65×10-4Pa-1，是所有配料中的最大值。

圖c 反映的是由Jv/Jmax表征的面團(tuán)黏性隨各配料的不同添加量的變化情況。添加磷酸二氫鈣能顯著增加面團(tuán)黏性，尤其在其添加量為0.8 g 時(shí)，Jv/Jmax達(dá)到最大值0.621。隨葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯添加量的增加，Jv/Jmax先增加后減少，并在添加量為1.0 g 時(shí)達(dá)最大值0.506，與最小值相差0.149。另外，隨月桂酸單甘酯、碳酸氫鈉和高直鏈玉米變性淀粉添加量增加，面團(tuán)黏性逐步下降。其中月桂酸單甘酯引起面團(tuán)黏性下降的程度最明顯，隨其添加量增加，Jv/Jmax由0.59 降至0.451。酵母的添加量超過1.2 g 時(shí)，Jv/Jmax迅速下降至0.323，與最大值的差值達(dá)0.242。

圖d 是面團(tuán)表面黏度（μ0）的變化情況。碳酸氫鈉、酵母和高直鏈玉米變性淀粉對μ0的影響不明顯，但隨碳酸氫鈉和高直鏈玉米變性淀粉添加量的增加，μ0增大，隨酵母添加量的增加，μ0減小。隨磷酸二氫鈣、葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯和月桂酸單甘酯添加量的增加，μ0呈先增后減的趨勢，其中磷酸二氫鈣的影響最為顯著，在其添加量為0.8 g 時(shí)μ0取得最大值1.155×106Pa·s，之后迅速下降，最終達(dá)最小值3.98×105Pa·s。葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯的添加量達(dá)到1.0 g 時(shí)μ0由5.96×105Pa·s增至1.019×106Pa·s，之后保持在較高水平。月桂酸單甘酯在其添加量為0.4 g 時(shí)，達(dá)到最大值9.41×105Pa·s，之后下降至5.1×105Pa·s。

綜上，高直鏈玉米變性淀粉、碳酸氫鈉和酵母對Jmax、Jv影響最明顯；葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯和月桂酸單甘酯主要影響面團(tuán)的恢復(fù)比例；磷酸二氫鈣、月桂酸單甘酯和葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯對面團(tuán)表面黏性影響較顯著。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了不同比例的月桂酸單甘酯、酵母、磷酸二氫鈣、葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯、高直鏈玉米變性淀粉及碳酸氫鈉內(nèi)酯油條面團(tuán)流變學(xué)性質(zhì)的影響。

碳酸氫鈉、磷酸二氫鈣及葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯對面團(tuán)粉質(zhì)性質(zhì)的影響最為顯著，其中碳酸氫鈉主要影響面團(tuán)的形成時(shí)間及穩(wěn)定時(shí)間；磷酸二氫鈣和葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯主要影響面團(tuán)的弱化度。碳酸氫鈉對面團(tuán)拉伸性質(zhì)影響最顯著，葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯和高直鏈玉米變性淀粉次之。通過對面團(tuán)界面流變學(xué)性質(zhì)的測定及結(jié)果分析可得，月桂酸單甘酯和磷酸二氫鈣能顯著提高面團(tuán)綜合模量|G*|，即對增加面團(tuán)的黏彈性作用明顯；另外，配料對面團(tuán)蠕變恢復(fù)性質(zhì)的影響需具體討論，其中高直鏈玉米變性淀粉、碳酸氫鈉和酵母對Jmax、Jv影響最明顯，葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯和月桂酸單甘酯主要影響面團(tuán)的恢復(fù)比例，磷酸二氫鈣、月桂酸單甘酯和葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯對面團(tuán)表面黏性影響顯著。

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