張月巧，陳 龍，盧可可，明 建，2，*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.西南大學 國家食品科學與工程實驗教學中心，重慶 400715）

添加不同粉碎處理香菇粉對面團流變學特性的影響

張月巧1，陳 龍1，盧可可1，明 建1，2，*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.西南大學 國家食品科學與工程實驗教學中心，重慶 400715）

本實驗以香菇為原材料，研究4 種不同粉碎處理香菇傘粉和柄粉對面團流變學特性的影響。結果表明：超微粉碎能顯著提高香菇傘粉和柄粉中的可溶性膳食纖維含量。與對照組相比，混合面團的吸水率和弱化度升高，形成時間、穩(wěn)定時間和粉質質量指數(shù)減少，使面團出品率上升，面筋筋力下降；香菇粉的添加量越大，對面團粉質特性的弱化程度越大；在相同添加量下，香菇粉的粒徑越小，面團的形成時間和穩(wěn)定時間越長。與對照面團的拉伸特性相比，混合面團的能量、延伸性下降，恒定變形拉伸阻力、拉伸比例上升，說明香菇粉的添加對于面團的拉伸特性有較強的負面作用。綜合比較，添加0.25%納米超微粉碎香菇粉的面團拉伸特性最優(yōu)。

香菇粉；面團；超微粉碎；流變學特性

香菇（Lentinus edodes（Berk.）sing）又名香蕈、冬菇、花菇等，素有“山珍”之稱，香菇中（特別是香菇柄）含有豐富的膳食纖維，具有很高的食用和藥用價值［1-4］，香菇柄占香菇總質量的30%左右［5］，但因其粗韌難嚼而沒有被充分地開發(fā)和利用?，F(xiàn)代食品加工技術，特別是超微粉碎技術的應用，能很好地解決這一難題。

超微粉碎技術是利用機械或流體動力對物料進行碾磨、沖擊、剪切等，將3 mm以上的物料顆粒粉碎至10～25 μm以下的微細顆粒［6］。應用超微粉碎技術加工香菇不僅不會破壞其中原有的營養(yǎng)成分，還可使香菇顆粒粒度更加微小，使其具有一定的表面活性，呈現(xiàn)出高溶解性、高吸附性、高流動性等流變學特性［7-8］。食品流變學是研究食品原料、半成品以及成品的變形和流動的科學，主要解決和處理表觀上連貫的黏性物質的變形問題［9-10］。而面團流變學一直是食品工業(yè)領域研究的重點。

本實驗以香菇傘和香菇柄為原料，研究添加普通粉碎、剪切超微粉碎、氣流超微粉碎和納米超微粉碎4 種不同粉碎處理后的香菇傘粉和柄粉對面團粉質特性和拉伸特性的影響，反映面團流變學特性的變化，為香菇功能面制品的開發(fā)提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

鮮香菇，購于重慶市北碚區(qū)天生農(nóng)貿(mào)綜合批發(fā)市場；小麥面粉（A4），購于重慶頂益食品有限公司。

氯化鈉、硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉（分析純）成都科龍化工試劑廠；濃硫酸、無水乙醇、鹽酸、乙酸（分析純） 重慶川東化工有限公司；石油醚（分析純） 天津市致遠化學試劑有限公司；硅藻土（化學純） 上海市奉賢奉城試劑廠；高溫α-淀粉酶、蛋白酶、糖化酶 美國Sigma公司；2-（N-嗎啉代）乙烷磺酸（分析純） 北京拜爾迪生物技術有限公司。

1.2儀器與設備

DHG-9140A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海齊欣科學儀器有限公司；JYL-C012型高速粉碎機 九陽股份有限公司；YSC-701型超微粉碎機 北京燕山正德機械有限公司；LNJ-120型氣流粉碎機 綿陽流能粉體設備有限公司；CJM-SY-B型高能納米沖擊磨 秦皇島市太極環(huán)納米制品有限公司；FA-2004型電子天平 上海恒平科學儀器有限公司；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州澳華儀器有限公司；KjeLFlex K-360型全自動凱氏定氮儀 瑞士Büchi公司；JH-722型可見分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司；Farinograph-E粉質儀、Extensograph-E拉伸儀 德國Brabender公司。

1.3方法

1.3.1超微香菇傘粉和柄粉的制備

將鮮香菇切分成傘和柄，參考實驗室建立的香菇干燥方法［11］將其烘干，經(jīng)高速粉碎機粉碎，過100 目篩，得到粗粉碎的香菇傘粉（coarse milled cap，CMC）和香菇柄粉（coarse milled stipe，CMS），密封備用。

剪切超微香菇傘粉和柄粉的制備：將香菇傘和香菇柄粗粉分別置于超微粉碎機中粉碎20 min，制得剪切超微香菇傘粉（mechanical milled cap，MMC）和剪切超微香菇柄粉（mechanical milled stipe，MMS），經(jīng)檢測，香菇傘粉和柄粉平均粒徑分別為36.09 μm和26.55 μm，密封備用。

氣流超微香菇傘粉和柄粉的制備：將香菇傘和香菇柄粗粉分別置于氣流粉碎機中粉碎2 h，制得氣流超微香菇傘粉（jet milled cap，JMC）和氣流超微香菇柄粉（jet milled stipe，JMS），香菇傘粉和柄粉平均粒徑分別為7.00 μm和7.05 μm，密封備用。

納米超微香菇傘粉和柄粉的制備：將香菇傘和香菇柄粗粉分別置于高能納米沖擊磨中進行粉碎處理，粉碎腔體為不銹鋼材質，粉碎磨介為氧化鋯球，5～35 ℃調頻，粉碎時間6 h，最后制得納米超微香菇傘粉（nanomicronized cap，NMC）和納米超微香菇柄粉（nanomicronized stipe，NMS），香菇傘粉和柄粉平均粒徑分別為0.54 μm和0.46 μm，密封備用。

1.3.2香菇粉基本成分的測定

水分含量的測定采用直接干燥法，參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》?；曳趾康臏y定采用高溫灼燒法，參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》。粗蛋白含量的測定采用凱氏定氮法，參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質的測定》。粗脂肪含量的測定采用索氏抽提法，參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》。膳食纖維含量的測定采用中性洗滌劑測定法，參照GB/T 5009.88—2008《食品中膳食纖維的測定》。

1.3.3面團粉質特性的測定

利用Farinograph-E粉質儀測定面團的吸水量、形成時間、穩(wěn)定時間、弱化度和粉質質量指數(shù)，方法參照GB/T 14614—2006《小麥粉 面團的物理特性 吸水量和流變學特性的測定 粉質儀法》。

1.3.4面團拉伸特性的測定

利用Extensograph-E拉伸儀測定面團在醒發(fā)時間45、90、135 min時的能量、拉伸阻力、延伸性、拉伸比例［12-13］，方法參照GB/T 14615—2006《小麥粉 面團的物理特性 流變學特性的測定 拉伸儀法》。

1.4數(shù)據(jù)分析

2　結果與分析

2.1面粉和不同粉碎處理香菇粉基本成分分析

由表1可知，除總糖和總膳食纖維（total dietary fiber，TDF）外，不同粉碎處理的香菇傘粉水分（5.58%～6.79%）、灰分（5.60%～6.01%）、蛋白質（15.86%～17.50%）和脂肪（1.99%～2.08%）含量均顯著高于柄粉（P＜0.05，下同），說明香菇傘粉的營養(yǎng)價值高于柄粉。超微粉碎處理能使樣品中水不溶性的纖維素、半纖維素及木質素發(fā)生降解，促使總膳食纖維中的不溶性成分向可溶性成分轉化，使可溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）含量上升［14-15］。本實驗中不同粉碎處理香菇柄粉的TDF含量（27.15%～29.22%）顯著高于傘粉，SDF含量（2.88%～12.55%）又顯著低于傘粉，說明超微粉碎技術更有利于傘粉SDF的溶出。相對于普通粉碎的香菇傘粉和柄粉，3 種超微粉碎方式都能顯著提高樣品中SDF的含量，使SDF的含量普遍高于10%，最高可達15.45%。Wang等［16］的研究結果也證實了微細化處理可使菱角可溶性纖維類的含量得到提高。

表1　面粉和不同粉碎處理后香菇粉的基本成分Table1 Basic compositions of wheat flour and L. edodes des powderswders as as affected by different grinding methods　%

2.2添加不同粉碎處理香菇粉對面團粉質特性的影響

表1　面粉和不同粉碎處理后香菇粉的基本成分Table1 Basic compositions of wheat flour and L. edodes powders as affected by different grinding methods

由表2、3可知，香菇粉的添加能增大面粉的吸水率（＞62.7%）。與對照組相比，不同粉碎處理的香菇粉在相同添加量下，對面團的吸水率隨著粉碎粒徑的減?。ㄆ胀ǚ鬯?、剪切超微粉碎、氣流超微粉碎、納米超微粉碎粉碎粒徑依次減小）呈現(xiàn)出先增長后下降的趨勢，有研究表明［17］面團蛋白質含量高會促使吸水率增加，香菇粉的添加增大了混合面粉的總蛋白含量，所以面團吸水率變大；其次面團的吸水率也受膳食纖維結構的影響［18］，在經(jīng)過普通粉碎和剪切超微粉碎后，其膳食纖維結構中有更多的親水基團暴露出來，使其吸水率有明顯的提高，而經(jīng)過氣流超微粉碎和納米超微粉碎的香菇粉，由于其膳食纖維結構受到過度粉碎而破壞，吸水率有所下降。同種粉碎處理后的香菇粉，隨著添加量的增大，面團的吸水率逐漸升高，這也歸因于面團中總蛋白和總膳食纖維含量的增大。

表3　不同粉碎處理的香菇柄粉對面團的粉質特性的影響Table3 Effects of L. edodes stipe powders processed with different grinding methods on wheat dough farinograph parameters

與對照相比，添加了香菇粉的混合面團的形成時間（＜8.8 min）均有不同程度減少；除納米超微粉碎外，其他3 種粉碎方式的香菇粉隨著添加量的增加，面團的形成時間逐漸降低。有研究表明［19］，面團的形成時間與面粉的面筋含量和質量有關，由于香菇蛋白不同于面粉蛋白，隨著香菇粉添加量的增大，致使混合面粉的面筋蛋白含量相對下降，這就不利于面筋網(wǎng)絡的充分形成，使面團中面筋強度降低，因而面團的凝聚性和膨脹力降低，形成時間縮短。粒徑越小的粉越容易嵌入到面筋的網(wǎng)絡結構中，不僅不會破壞面筋的形成，面筋網(wǎng)絡還能夠充分地伸展膨脹［20］，因此香菇粉的粒徑越小，面團的形成時間越長。

添加香菇粉的混合面團穩(wěn)定時間變化規(guī)律和形成時間相似，與對照組相比，各混合面團穩(wěn)定時間明顯縮短，且均隨香菇粉添加量的增大逐漸降低，即面團的加工特性隨添加量的增加而下降。我國饅頭專用粉質量指標要求［21］，面團穩(wěn)定時間應大于3 min，品質比較好的饅頭粉的穩(wěn)定時間在6.0～7.5 min。當添加1%的香菇傘粉的時，大部分混合面團穩(wěn)定時間已低于6 min，說明香菇傘粉的添加對面團的穩(wěn)定性有很強的劣化作用。

隨著香菇粉添加量的增加，面團的弱化度（＞58 FU）不斷上升，粉質質量指數(shù)（＜164）不斷下降。這說明香菇粉的添加使混合面粉面筋蛋白的含量下降，面筋強度降低，面團更易流變塌陷。香菇傘粉和柄粉粉碎得越細，粉質質量指數(shù)較高，說明超微粉碎處理能在一定程度上減小香菇傘粉添加帶來的負面影響，提高其添加比例，擴大其應用范圍。

2.3添加不同粉碎處理香菇粉對面團拉伸特性的影響

添加不同粉碎處理的香菇粉對面團拉伸特性的影響見表4～7。當添加量為0.25%時，隨著醒發(fā)時間的增加，4 種混合面團的能量值普遍呈先增后減趨勢，與對照面團類似；恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例普遍升高。當添加量為0.50%和1.00%時能量值普遍呈遞減趨勢，添加納米超微粉碎香菇粉的面團恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例呈上升趨勢，其他3 種面團普遍呈先增后減趨勢，與對照面團一致。表明醒發(fā)時間對面團拉伸特性各項指標影響不大，大部分指標的變化趨勢與對照一致。在各醒發(fā)時間內，面團的延伸特性隨著不同粉碎香菇粉的添加量增加而呈現(xiàn)降低趨勢。

表4　普通粉碎香菇粉對面團拉伸特性的影響Table4 Effects of coarsely milled L. edodes powders on wheat dough extensogragh parameters

由表4可知，隨著普通粉碎香菇粉添加量的增加，混合面團的能量和延伸性在整個醒發(fā)期間均呈遞減趨勢，而恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例在醒發(fā)時間為45 min時，隨添加量的增大呈遞增趨勢，在醒發(fā)時間90、135 min時隨添加量的增大呈先增后減的趨勢。說明普通粉碎香菇粉的添加弱化了面團的拉伸能量和延伸性，同時增大了拉伸阻力和拉伸比例，使面團變硬，面筋網(wǎng)絡結構變得更加牢固，制成的面制品難于成形，不易醒發(fā)，體積小。這可能是由于香菇粉的添加阻塞了面筋形成的空間網(wǎng)絡結構，其填充作用使面團變硬，流散性變差，進而導致拉伸阻力增大，延伸度減小。香菇粉所含蛋白對面筋蛋白具有稀釋作用［22-23］，這可能是面團能量減小的原因。

表5　剪切超微粉碎香菇粉對面團拉伸特性的影響Table5 Effects of mechanically milled L. edodes powders on wheat dough extensogragh parameters

由表5可知，在發(fā)酵45 min時，面團的拉伸能量隨剪切超微粉碎香菇粉添加量的增加先增大后減小，在發(fā)酵90、135 min時，面團的能量值隨添加量的增加普遍下降。恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例隨添加量的變化趨勢與添加普通粉碎香菇粉一致。

與添加普通粉碎香菇粉相比，添加剪切超微粉碎香菇粉的混合面團的能量和延伸性數(shù)據(jù)值較高，拉伸比例和最大拉伸比例較低，說明添加剪切超微粉碎香菇粉的面團比添加普通粉碎香菇粉的面團的面筋筋力、網(wǎng)絡膨脹能力較強，抗拉伸阻力和延伸性之間的平衡較好。

由表6可知，添加了氣流超微粉碎香菇粉的混合面團的能量值、恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例隨添加量的變化趨勢與添加普通粉碎香菇粉一致。

與添加普通粉碎和剪切超微粉碎香菇粉相比，添加氣流超微粉碎香菇粉的混合面團的能量值較低，在醒發(fā)45、90 min時，恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例較高，在醒發(fā)135 min時，恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例較低。說明氣流超微粉碎香菇粉的添加，弱化了面團的能量，在醒發(fā)前期和中期增大了拉伸比例，使面團結構變牢固，不易脹大；在醒發(fā)后期面團的拉伸比例較低，說明醒發(fā)時間的延長，有助于該面團粉質特性的改善和提高。

表6　氣流超微粉碎香菇粉對面團拉伸特性的影響Table6 Effects of jet milled L. edodes powders on wheat dough extensogragh parameters

表7　納米超微粉碎香菇粉對面團拉伸特性的影響Table7 Effects of nano-micronized L. edodes powders on wheat dough extensogragh parameters

由表7可知，添加了納米超微粉碎香菇粉的混合面團在整個醒發(fā)期間能量隨添加量的增大變化不大，在醒發(fā)45 min時，恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例隨添加量的增大普遍下降，在醒發(fā)90、135 min時，恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例隨添加量的增大普遍上升。

與添加普通粉碎、剪切超微粉碎和氣流超微粉碎香菇粉相比，添加納米超微粉碎香菇粉的混合面團的能量和延伸性較高，恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例較低。說明添加納米超微粉碎香菇粉的面團拉伸特性最優(yōu)，且添加量為0.25%時，拉伸比例和最大拉伸比例普遍較低，醒發(fā)中后期能量值較大。說明此時面筋筋力和網(wǎng)絡膨脹能力最好，面團易于成形，且體積較大。

納米超微粉碎粉體具有特殊的納米結構和納米效應［24］，經(jīng)納米粉碎后的香菇粉不僅不會阻礙面團面筋網(wǎng)絡的形成，反而會如膠粒般填充于面筋網(wǎng)絡內，使其更加緊密，同時較高的持水力使面團本身也表現(xiàn)出更適宜的彈性性質。

3　結 論

通過研究不同粉碎方式對香菇基本成分的影響，香菇傘粉的營養(yǎng)價值比香菇柄粉高，超微粉碎更有利于其可溶性膳食纖維的溶出。與普通粉碎相比，剪切超微粉碎、氣流超微粉碎和納米超微粉碎3 種超微粉碎方式均能顯著提高樣品中SDF的含量。

通過研究不同粉碎香菇粉對面團粉質特性的影響，超微粉碎香菇粉可以提高面團的吸水率（＞62.7%），同時縮短面團形成時間（＜8.8 min）和穩(wěn)定時間（＜14.2 min），增大了弱化度（＞58 FU），降低了粉質質量指數(shù)（＜164），說明超微粉碎有利于改善面制品的出品率，但不利于面筋強度較高的面制品的加工。同種粉碎處理后的香菇粉隨著添加量的增加，面團的吸水率、弱化度不斷上升；穩(wěn)定時間和粉質質量指數(shù)不斷下降；除了納米超微粉碎外，其他3 種粉碎方式的香菇粉隨著添加量的增加，面團的形成時間逐漸降低。說明香菇粉的添加量越大，面團粉質特性的弱化程度越大。在相同添加量下，香菇粉的粒徑越小，面團的形成時間和穩(wěn)定時間越長，吸水率先增大后減小。

通過研究不同粉碎香菇粉對面團拉伸特性的影響，超微粉碎香菇粉的添加使面團的能量、延伸性下降，同時提高了面團恒定變形拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例，說明超微粉碎對于面團的拉伸特性有較強的負面作用。在相同添加量下，納米超微粉碎香菇粉的面團拉伸特性最為突出，能量和延伸性較高，恒定變形拉伸阻力、拉伸比例和最大拉伸比例較低。且當添加量為0.25%時，拉伸特性最優(yōu)。其次是添加剪切超微粉碎香菇粉的面團，其能量、延伸性比氣流超微粉碎和普通粉碎普遍較高，拉伸比例和最大拉伸比例比二者普遍較低；添加氣流超微粉碎和普通粉碎香菇粉的混合面團，各項拉伸特性指標差異不大，弱化了面團的拉伸能量和延伸性，同時增大了拉伸阻力和拉伸比例。

綜合來看，不同粉碎處理香菇粉的添加對面團流變學特性的影響還是以負面作用為主，但在較低添加比例下（＜1.0%）對面團流變性能影響較小。將其用作面制品的生產(chǎn)時，需要添加一定比例的增強面筋能力的面粉改良劑，如氧化酶類和轉移酶類等［25］，從而可以適當?shù)靥岣呦愎椒鄣奶砑恿?，使混合面團既具有較好的營養(yǎng)功能特性，又不影響其感官品質和加工性能。

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Effects of Addition of Lentinus edodes Powders Processed by Different Grinding Methods on Rheological Properties of Wheat Dough

ZHANG Yueqiao1， CHEN Long1， LU Keke1， MING Jian1，2，*
（1. College of Food Science， Southwest University， Chongqing 400715， China； 2. National Food Science and Engineering Experimental Teaching Center， Southwest University， Chongqing 400715， China）

In this study， the rheological properties of wheat doughs made with the addition of Lentinus edodes powders were evaluated. The results showed that the content of soluble dietary fiber in the cap and stalk was significantly increased by superfi ne grinding. Compared with the control group （with no added Lentinus edodes power）， the water absorption and weakening degree of the mixed dough were increased while the dough development time and stability time， and farinograph quality number were decreased. In addition， an increase in dough yield and a decrease in gluten strength were observed. The larger the addition amount of Lentinus edodes powders was， the worse dough farinograph characteristics were. At the same amount of Lentinus edodes powders， when the powder particle size was smaller， the dough development and stability time were longer. Compared with the control group， the energy and extensibility of the mixed dough were decreased while the tensile resistance and stretching ratio were increased. Therefore， addition of Lentinus edodes powders had a strong negative effect on dough extensogragh characteristics. However， addition of 0.25% nano-micronized powder had the most beneficial effect. Key words: Lentinus edodes powders； wheat dough； ultrafine comminution； rheological properties

TS231.21

A

1002-6630（2015）03-0012-06 doi:10.7506/spkx1002-6630-201503003

2014-10-09

國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）項目（2011AA100805-2）；國家自然科學基金面上項目（31271825）；重慶市科技攻關計劃項目（CSTC 2011AC1010）

張月巧（1992—），女，碩士研究生，研究方向為食品化學與營養(yǎng)學。E-mail：1275801891@qq.com

明建（1972—），男，教授，博士，研究方向為食品化學與營養(yǎng)學。E-mail：mingjian1972@163.com