應(yīng) 欣,賀 偉,郭慶彬,張連慧?
(1. 中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司,營(yíng)養(yǎng)健康與食品安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,老年?duì)I養(yǎng)食品研究北京市工程實(shí)驗(yàn)室,北京 102209;2. 天津科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,天津 300222)
小麥?zhǔn)鞘澜缟现饕募Z食作物之一,全球年產(chǎn)量約為7億 t,是人類(lèi)最重要的糧食來(lái)源之一,為45億人提供了20%的每日蛋白質(zhì)和食物熱量[1]。小麥粉由淀粉、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、無(wú)機(jī)鹽和維生素等物質(zhì)組成。其中淀粉和蛋白是小麥粉中的主要大分子成分,它們對(duì)小麥粉的重要功能和結(jié)構(gòu)特征有很大影響。小麥粉的水合特性對(duì)工藝性能和產(chǎn)品品質(zhì)有重要影響,被認(rèn)為是影響面團(tuán)及產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素[2]。因此,本綜述總結(jié)了小麥面團(tuán)中不同組分對(duì)面團(tuán)水分遷移相互作用以及產(chǎn)品品質(zhì)的影響,以期為小麥制品品質(zhì)控制及質(zhì)量提升提供理論參考。
小麥粉與水均勻混合,面筋網(wǎng)絡(luò)形成了一個(gè)粘彈性的小麥面團(tuán)結(jié)構(gòu),并且氣泡被截留在面團(tuán)基質(zhì)中[3]。小麥粉中的各個(gè)組分與水的相互作用極大地影響了面團(tuán)的功能特性,并進(jìn)一步影響了產(chǎn)品加工過(guò)程中的行為。當(dāng)小麥粉與水混合,小麥粉混合物內(nèi)部便開(kāi)始發(fā)生復(fù)雜多維的變化,首先會(huì)形成一種粘性濕糊,當(dāng)混合持續(xù),會(huì)逐漸形成橡膠狀的稠度狀態(tài)[4]。在最佳攪拌條件下,面團(tuán)完全水合,彈性最高。水分具有雙重作用,一方面充當(dāng)惰性填充劑,按比例降低面團(tuán)的動(dòng)態(tài)性能,一方面又充當(dāng)潤(rùn)滑劑,增強(qiáng)面團(tuán)樣品的松弛度,這也解釋了面團(tuán)的動(dòng)態(tài)粘彈性行為[5]。
淀粉顆粒、蛋白質(zhì)、非淀粉碳水化合物等面團(tuán)中的組分通過(guò)交聯(lián)形成復(fù)雜的聚合物,水分子會(huì)占據(jù)聚合物鏈之間的中間位置,并通過(guò)氫鍵與它們結(jié)合[6]。劉長(zhǎng)虹等通過(guò)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研究了面團(tuán)中水分的分布情況,小麥粉的吸水量存在最適范圍,當(dāng)加水量超過(guò)最佳范圍時(shí),面團(tuán)中會(huì)出現(xiàn)較多可以自由移動(dòng)的水,面團(tuán)可塑性會(huì)變差。面團(tuán)不同階段水分活度變化如圖1所示。在和面的開(kāi)始階段,水分子先與淀粉分子進(jìn)行結(jié)合,此時(shí)蛋白無(wú)法與水分子充分接觸,因此此階段無(wú)法形成面筋,面團(tuán)可塑性較差。隨著面團(tuán)水分活度降到最低,小麥粉對(duì)水分子的結(jié)合達(dá)到頂峰。之后面筋開(kāi)始形成,蛋白開(kāi)始結(jié)合面團(tuán)中的自由水以及搶奪部分與淀粉結(jié)合的弱結(jié)合水。在此過(guò)程中,深層結(jié)合水的含量會(huì)增加,弱結(jié)合水和自由水的含量下降。淀粉顆粒吸水溶脹后會(huì)填充到面筋形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,二者的結(jié)合會(huì)讓一部分的弱結(jié)合水釋放進(jìn)而轉(zhuǎn)化為自由水,自由水比例隨之升高。到了面筋舒展階段,面筋蛋白與水分子的結(jié)合增多,增強(qiáng)了面筋的延展性并促進(jìn)了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展。蛋白與淀粉分子之間,淀粉分子彼此之間交聯(lián)結(jié)合增多會(huì)對(duì)自由水含量產(chǎn)生影響。隨著和面繼續(xù)進(jìn)行,面筋蛋白之間的交聯(lián)斷開(kāi),面筋網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始崩塌,與面筋蛋白結(jié)合的深層結(jié)合水釋放出來(lái)轉(zhuǎn)變?yōu)槿踅Y(jié)合水和自由水。在這之后,面團(tuán)中僅發(fā)生部分弱結(jié)合水向自由水的轉(zhuǎn)變,面團(tuán)逐漸變黏,并伴隨出現(xiàn)返水黏缸的現(xiàn)象[7]。此外,混合過(guò)程及其條件對(duì)于自由水和結(jié)合水的變化也很重要?;旌蠒r(shí)間較短的面團(tuán)可能導(dǎo)致較高的自由水含量,而混合攪拌過(guò)程太強(qiáng)或太長(zhǎng),會(huì)破壞淀粉鏈或面筋結(jié)構(gòu)[8]。
圖1 和面過(guò)程中面團(tuán)水分活度變化[7]Fig.1 Changes in dough moisture activity during the dough process[7]
小麥粉的吸水率是小麥品質(zhì)的重要特性之一,其與產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量密切相關(guān)。對(duì)于制作面包的小麥粉來(lái)說(shuō),具有高吸水率和良好面團(tuán)強(qiáng)度的硬質(zhì)小麥粉是小麥粉廠和烘焙師的首選。小麥粉的吸水率受多種因素的影響,其中蛋白質(zhì)、淀粉、破損淀粉、戊聚糖的含量和組成是影響小麥粉吸水率的主要因素。小麥粉由淀粉(70%~75%)、蛋白質(zhì)(8%~14%)和水(10%~15%)以及少量纖維素和無(wú)機(jī)鹽組成[9]。在面團(tuán)體系中,蛋白質(zhì)、淀粉、破損淀粉和戊聚糖分別可以吸收約自身重量2、0.4~0.5、2~10和4倍的水[10]。
小麥粉中的蛋白質(zhì)主要來(lái)自小麥胚乳。小麥蛋白中醇溶蛋白和麥谷蛋白為水不溶性蛋白,決定面團(tuán)加工品質(zhì),清蛋白和球蛋白為水溶性蛋白,決定產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。在小麥粉與水混合的過(guò)程中,醇溶蛋白和麥谷蛋白的水合作用導(dǎo)致形成連續(xù)的粘彈性網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)過(guò)程,面筋網(wǎng)絡(luò)會(huì)將小麥粉中的其它成分包裹起來(lái),形成獨(dú)特的且具有粘彈性的面團(tuán)[11]。醇溶蛋白通過(guò)分子內(nèi)二硫鍵(SS)的作用下形成球形,賦予面團(tuán)氣泡穩(wěn)定性和粘性[12]。在面團(tuán)攪拌過(guò)程中,麥醇溶蛋白通過(guò)非共價(jià)相互作用(包括氫鍵、疏水和離子相互作用)與麥谷蛋白結(jié)合,賦予小麥面團(tuán)強(qiáng)度和延展性[13]。醇溶蛋白-麥谷蛋白的比例對(duì)面團(tuán)比例有極為重要的影響。過(guò)高的醇溶蛋白含量會(huì)降低面團(tuán)的整體強(qiáng)度使其變軟[14]。當(dāng)混合超過(guò)面團(tuán)穩(wěn)定的最大閾值,面團(tuán)也會(huì)變?nèi)?,然后由于其成分的流?dòng)性增加而坍塌并變得粘稠。面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間可作為表征面團(tuán)強(qiáng)度的兩個(gè)參數(shù),通??偯娼詈吭礁?,面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng)[15]。
蛋白質(zhì)含量對(duì)面團(tuán)以及面包品質(zhì)的影響:趙新等研究發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量對(duì)面包體積、彈柔性、面包芯平滑度、紋理結(jié)構(gòu)、面包評(píng)分起著積極的影響。蛋白質(zhì)含量低的小麥粉制作的面包氣室壁較厚、芯部結(jié)構(gòu)差、體積小,烘焙品質(zhì)較差[16]。當(dāng)然,一味提高小麥粉中蛋白質(zhì)含量也是不可取的。蛋白質(zhì)含量過(guò)高,面包體積到達(dá)一定極限后面包瓤會(huì)變得薄且脆,面包品質(zhì)也會(huì)降低。
蛋白質(zhì)組成對(duì)面團(tuán)以及面包品質(zhì)的影響:研究發(fā)現(xiàn)清蛋白與球蛋白含量對(duì)面團(tuán)各項(xiàng)流變學(xué)特性影響較小,但對(duì)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、面團(tuán)吸水率相關(guān)性為負(fù)相關(guān)且相關(guān)系數(shù)較大。除此之外清蛋白含量對(duì)面團(tuán)筋力有消極作用。醇溶蛋白含量對(duì)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間和吸水率影響并不顯著。與其他蛋白組分相比,僅麥谷蛋白與面團(tuán)吸水率影響極為顯著且為正相關(guān),因此麥谷蛋白是蛋白質(zhì)組分中的主要吸水成分,麥谷蛋白含量的提高對(duì)提高面團(tuán)筋力以及提升產(chǎn)品品質(zhì)是極為有利的。剩余蛋白含量對(duì)面團(tuán)形成時(shí)間的影響極為顯著且為正相關(guān),同穩(wěn)定時(shí)間的相關(guān)性達(dá)到極為顯著的水平,這表明小麥粉中提高剩余蛋白含量對(duì)提高面團(tuán)筋力和面包烘烤品質(zhì)也是有利的[17]。
蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)面團(tuán)以及產(chǎn)品造成影響。蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)是根據(jù)酰胺I帶確定的,包括分子間 β-折疊、α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角和 β-反平行。與β-折疊相比,α-螺旋結(jié)構(gòu)更疏水、更堅(jiān)硬且更難于水合水,而面筋中更高的 α-螺旋含量表明水的流動(dòng)性更大,導(dǎo)致面團(tuán)穩(wěn)定性降低。α-螺旋含量與面團(tuán)的粘彈性呈負(fù)相關(guān),高β-折疊含量可以通過(guò)氫鍵增強(qiáng)分子間相互作用,促進(jìn)蛋白質(zhì)聚集,這與面團(tuán)粘彈性呈正相關(guān)[18]。
利用低場(chǎng)核磁技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)分子比淀粉具有更強(qiáng)的親水能力。高蛋白質(zhì)含量的面團(tuán)內(nèi)部水勢(shì)較低,原因是蛋白質(zhì)的自身結(jié)構(gòu)會(huì)使得其中的水分子流動(dòng)性降低。面團(tuán)中面筋蛋白含量的增加使得體系形成更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響水分的擴(kuò)散、滲透和傳輸,該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也阻止了水分在體系內(nèi)外兩側(cè)的遷移[19]。
淀粉約占小麥粉的70%~75%,并且在決定面團(tuán)行為方面起著至關(guān)重要的作用。淀粉內(nèi)部是葡萄糖聚合體包圍而形成的層狀結(jié)構(gòu),外面由一層蛋白質(zhì)薄膜包裹[20]。小麥淀粉主要由直鏈淀粉(20%~30%)和支鏈淀粉(70%~80%)組成。
直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量及比例會(huì)對(duì)淀粉的性質(zhì)產(chǎn)生影響。直鏈淀粉含量對(duì)小麥粉形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、沉淀值呈現(xiàn)極為顯著的負(fù)相關(guān)作用,直鏈淀粉含量較低的面團(tuán)容易發(fā)粘,烘焙后面包內(nèi)部氣泡大而不勻,結(jié)構(gòu)較差,產(chǎn)品整體質(zhì)量不佳。直鏈淀粉含量過(guò)高會(huì)使得面團(tuán)筋力和強(qiáng)度降低,對(duì)面包品質(zhì)造成不利影響。支鏈淀粉含量對(duì)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、沉淀值、面團(tuán)形成時(shí)間表現(xiàn)為極顯著的正相關(guān)關(guān)系。支鏈淀粉含量的提高可以帶來(lái)面團(tuán)的筋力及強(qiáng)度的提升,進(jìn)而提高面包等制品的品質(zhì)。淀粉總量對(duì)面包品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,但相關(guān)性較小??傮w來(lái)看,淀粉總量高會(huì)降低面筋網(wǎng)絡(luò)的筋力和強(qiáng)度,對(duì)面包等制品的品質(zhì)是不利的。支鏈淀粉與直鏈淀粉含量的比值與面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、沉淀值之間相關(guān)性均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性[21]。因此,提升淀粉中支鏈淀粉與直鏈淀粉的比例,會(huì)對(duì)面團(tuán)強(qiáng)度和面包品質(zhì)產(chǎn)生積極的影響。
小麥淀粉根據(jù)其不同的顆粒大小和形狀分為大的圓盤(pán)形A型顆粒(平均直徑23~28 μm)和小的不規(guī)則B型球型顆粒(平均直徑9~11 μm)[22]。隨著 A/B淀粉比例的增加,淀粉-面筋面團(tuán)的 G′和G′值呈下降趨勢(shì),這表明B淀粉可以改善面團(tuán)的粘彈性。可能是因?yàn)樾∏蛐晤w粒的堆積能力更強(qiáng),導(dǎo)致更緊密堆積的顆粒構(gòu)象和強(qiáng)結(jié)合的連續(xù)相,也可能是B型淀粉顆粒比A型淀粉顆粒具有更高的比表面積,對(duì)水的結(jié)合能力和親和力更高[23]。較高比例的B型小麥淀粉可以改善面團(tuán)的彈性,并且B型小麥淀粉填充了面團(tuán)中A型小麥淀粉的空隙,極大地影響了面團(tuán)的流變性質(zhì)和面包的質(zhì)量[24]。此外,B淀粉顆粒的表面較A淀粉顆粒粗糙,因此面筋更容易通過(guò)物理吸附和氫鍵結(jié)合到B淀粉的表面,這樣會(huì)形成更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和更堅(jiān)固的面團(tuán)[25]。影響面制品質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素是小麥粉中A、B型淀粉顆粒數(shù)量及比例。從糊化特性來(lái)看,A淀粉顆粒較B淀粉顆粒淀粉更易糊化。硬質(zhì)小麥的A淀粉顆粒所占比例高,B淀粉含量很少。烘焙過(guò)程中,較多地處于半糊化狀態(tài)的淀粉會(huì)參與到面包瓤的持氣結(jié)構(gòu)中[23],這也是硬質(zhì)麥的小麥粉更適合做面包的原因之一。A型淀粉粒直徑平均值較大且含量更多的小麥品系,面包品質(zhì)更好。
水分遷移的量和所消耗的時(shí)間影響水分遷移的速率,水分遷移的時(shí)間也受遷移的路徑長(zhǎng)短和阻力影響。親水羥基是淀粉的主要側(cè)鏈基團(tuán),羥基有很強(qiáng)的吸水能力,在達(dá)到相同的水分活度時(shí),淀粉需要比面筋蛋白吸收更多的水分。但是,未糊化淀粉為顆粒狀,從外部遷移到內(nèi)部可能會(huì)有更長(zhǎng)的路徑或者更大的阻力。對(duì)未糊化淀粉,在達(dá)到相同水分活度時(shí)需要更長(zhǎng)時(shí)間。所以,小麥淀粉比面筋蛋白的吸濕速率低[26]。
破損淀粉會(huì)受到遺傳和生長(zhǎng)條件的影響,磨粉工藝也是影響破損淀粉含量的重要環(huán)節(jié)。近年來(lái),研究表明破損淀粉容易水合,更容易受到酶水解。在面團(tuán)的混合過(guò)程中,適當(dāng)水平的破損淀粉是重要的,并有助于面團(tuán)的酵母菌發(fā)酵[27]。過(guò)度的淀粉損傷會(huì)加速酶的作用,也會(huì)使面團(tuán)過(guò)度水合,從而導(dǎo)致產(chǎn)品烘焙后品質(zhì)較差。
在小麥制粉過(guò)程中,小麥淀粉的損傷程度取決于籽粒硬度和碾磨工藝。碾磨改變了顆粒淀粉的結(jié)構(gòu),并影響其流變和功能特性[28]。從工程角度來(lái)看,必須仔細(xì)考慮原料的差異,因?yàn)樗鼤?huì)改變流動(dòng)狀態(tài)、工藝變量和最終產(chǎn)品質(zhì)量。一些研究表明,研磨引起的機(jī)械損傷會(huì)影響淀粉顆粒的吸水性、膨脹性和熱物性[29]。天然淀粉顆粒表面的微觀結(jié)構(gòu)限制了其水化和酶解過(guò)程。然而,在碾磨過(guò)程中產(chǎn)生的剪切力和壓縮力引起的表面損傷會(huì)使這兩個(gè)過(guò)程都得到促進(jìn)。吸附和膨脹特性似乎不受研磨樣品顆粒表面不同微觀結(jié)構(gòu)損傷水平的影響。一旦顆粒表面被水分子飽和,淀粉顆粒就會(huì)通過(guò)它們的結(jié)構(gòu)將水分子吸收到內(nèi)部,淀粉受損顆粒內(nèi)部的水吸附過(guò)程可能與表面的受損程度無(wú)關(guān)[30]。
破損淀粉可以通過(guò)增加親水鍵來(lái)改變淀粉顆粒的表面性質(zhì),從而增加小麥粉的吸水性。天然小麥淀粉在水中會(huì)吸收其重量39%~87%的水分,而破損淀粉在水中則吸收其重量 200%~430%的水分,這可能與破損淀粉含量的增加導(dǎo)致晶區(qū)破裂,水分子更容易進(jìn)入淀粉顆粒有關(guān)。小麥粉經(jīng)超微粉碎機(jī)處理后,面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間顯著增加,但不同強(qiáng)度研磨的不同樣品間差異不顯著。破損淀粉含量為6.54%~9.66%的小麥粉樣品穩(wěn)定時(shí)間無(wú)顯著差異,而隨著破損淀粉含量進(jìn)一步增加至12.06%,穩(wěn)定時(shí)間減少。這可能是由于小麥粉中破損淀粉的增加導(dǎo)致小麥粉吸水率增加,從而降低面團(tuán)混合穩(wěn)定性。破損淀粉含量對(duì)沉淀值、淀粉糊粘度和面團(tuán)發(fā)酵穩(wěn)定性等特性呈現(xiàn)負(fù)面影響,而對(duì)吸水率、淀粉糊熱穩(wěn)定性、淀粉糊老化程度和最佳發(fā)酵狀態(tài)下的面團(tuán)體積呈現(xiàn)積極影響。面筋的數(shù)量和質(zhì)量與破損淀粉含量無(wú)顯著相關(guān)性[31]。
小麥淀粉在糊化狀態(tài)下內(nèi)部水分的遷移與含量變化對(duì)于面制品品質(zhì)有重要影響。該過(guò)程包括淀粉顆粒的吸水、膨脹和直鏈與支鏈淀粉從淀粉顆粒中的浸出。直鏈淀粉含量和淀粉鏈長(zhǎng)分布影響決定淀粉的糊化特性[32]。與完整的淀粉顆粒不同,面團(tuán)破損淀粉含量增加時(shí),淀粉整體的糊化變得更易進(jìn)行,甚至在冷水中這一過(guò)程也可發(fā)生[33]。糊化發(fā)生,則逆過(guò)程的老化也會(huì)發(fā)生,老化過(guò)程中分子鏈通過(guò)氫鍵相互吸引重新排列形成結(jié)晶,此時(shí)破損淀粉會(huì)將部分已吸收的水分排出[34]。
面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及二硫鍵會(huì)受到破損淀粉的影響,面團(tuán)的性質(zhì)因此會(huì)被改變。破損淀粉會(huì)對(duì)面團(tuán)中蛋白質(zhì)之間形成的交聯(lián)產(chǎn)生作用。由于破損淀粉顆粒是正常淀粉顆粒被破損后形成的,其分子量體積小于正常的淀粉顆粒,因此破損淀粉中會(huì)有更多的化學(xué)鍵如二硫鍵、氫鍵、離子鍵和疏水鍵暴露出來(lái)。這些化學(xué)鍵對(duì)面筋蛋白形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,致使面筋網(wǎng)絡(luò)中的游離巰基、二硫鍵含量改變。隨著破損淀粉含量增加,面團(tuán)中的游離巰基和二硫鍵的含量呈先下降后上升的趨勢(shì),對(duì)于水分遷移變化呈現(xiàn)先上升后下降的影響[35]。
因此,破損淀粉會(huì)影響小麥粉的物理化學(xué)性質(zhì),并導(dǎo)致更高的吸水能力,破損淀粉含量過(guò)高也會(huì)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。在考慮面團(tuán)吸水性和面包品質(zhì)的相關(guān)性關(guān)系時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的相互制約性,因此需要綜合考慮多種因素綜合作用的影響。
戊聚糖是小麥籽粒中主要的非淀粉多糖,盡管在小麥粉中的含量很少(通常為1.5~2.1 g/100 g),但是戊聚糖在決定的面團(tuán)性質(zhì)方面起著重要作用。與其它成分相比,它具有更高的親水性,最終增加了小麥粉的吸水能力,這改變了面團(tuán)在處理和加工過(guò)程中的行為[36]。戊聚糖通過(guò)增加面團(tuán)的水分含量,增強(qiáng)面團(tuán)的穩(wěn)定性和抗混合能力,從而對(duì)面團(tuán)的特性產(chǎn)生積極的影響。戊聚糖顯著提高了硬質(zhì)小麥粉的水分利用率,其所具有的高吸水、持水特性以及氧化交聯(lián)形成凝膠的特性對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性和產(chǎn)品品質(zhì)有著非常重要的影響[37]。
戊聚糖可以分為水溶性和不溶性?xún)煞N,其中水溶性戊聚糖在吸水率(59.5%~68.8%)、面團(tuán)穩(wěn)定性(3.8~18.1 min)、混合容差指數(shù)(9~56 BU)和面包脆度等方面表現(xiàn)出更顯著的效果,水不溶性戊聚糖則很大程度上影響了面包的物理和感官特性。這兩個(gè)組分都能增加面團(tuán)的吸水率(3%~10%),延緩面團(tuán)的形成(31%~82%),提高面團(tuán)的穩(wěn)定性(28%~71%)和抗混和性(24%~50%),從而對(duì)面團(tuán)的特性產(chǎn)生積極的影響[38]。戊聚糖可以改善面團(tuán)的耐受性,在面團(tuán)制備過(guò)程中加入的水量并沒(méi)有使結(jié)合的戊聚糖完全飽和,在蛋白質(zhì)預(yù)混合后,釋放的水分被這些多糖捕獲。這可能是親水膠體中羥基相互作用的結(jié)果,這也可能是戊聚糖對(duì)面團(tuán)蛋白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的影響[39]。研究表明水溶性戊聚糖的積極作用是由于它對(duì)面筋形成的影響或與非極性脂類(lèi)的相互作用[40]。面包硬度是衡量面包質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,兩種戊聚糖對(duì)面包硬度都顯示出積極的影響,水溶性戊聚糖的影響比水不溶性戊聚糖的更大(約6倍)。戊聚糖吸水使面團(tuán)中水分含量增加,因此在小麥粉中添加戊聚糖可以提升面包制品的柔軟度[41]。與水不溶性戊聚糖相比,添加水溶性戊聚糖的面團(tuán)穩(wěn)定性提高了近3倍。這可能是由于水溶性戊聚糖具有木糖/阿拉伯糖比例更高、阿魏酸含量更高以及泡沫穩(wěn)定性更好等特性[42]。
非淀粉類(lèi)多糖能與淀粉分子及面筋蛋白表面的深層結(jié)合水發(fā)生作用;也能作用于淀粉分子及面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的弱結(jié)合水以及面團(tuán)體系中的自由水,因此能夠明顯抑制面團(tuán)體系中自由水含量的升高,也可抑制淀粉分子內(nèi)部有序性結(jié)晶,即延緩淀粉的回生[43]。因此,添加非淀粉類(lèi)多糖對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)提高以及面團(tuán)返水問(wèn)題的解決是有利的。
水分與小麥粉混合過(guò)程中與不同組分發(fā)生物理化學(xué)變化,從而導(dǎo)致水在面團(tuán)中的遷移變化。由自由水到弱結(jié)合水再到深層結(jié)合水,三種狀態(tài)的水在面團(tuán)形成過(guò)程中相互轉(zhuǎn)化。本綜述總結(jié)了小麥粉各組分對(duì)面團(tuán)吸水能力和產(chǎn)品品質(zhì)的影響(表1)。其中,麥谷蛋白為蛋白質(zhì)組分中主要的吸水成分,其含量對(duì)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間和形成時(shí)間起積極正向作用,因此,麥谷蛋白含量的提高對(duì)提高最終產(chǎn)品品質(zhì)有利;淀粉對(duì)水分的吸收起影響重要;支鏈淀粉含量的提高對(duì)面團(tuán)的強(qiáng)度及筋力以及面制品產(chǎn)品品質(zhì)的提升起到積極作用。此外,B型淀粉顆粒比A型淀粉顆粒淀粉的吸收更多的水分;淀粉中的破損淀粉具有更高的吸水能力,但B型淀粉和破損淀粉含量較高也會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。面筋網(wǎng)絡(luò)崩解是面團(tuán)返水影響因素之一;戊聚糖的含量與種類(lèi)對(duì)面團(tuán)的影響較大,面團(tuán)中添加含量較少的水溶性戊聚糖對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的提升是積極的。
表1 小麥組分對(duì)面團(tuán)吸水性及產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 1 Effect of wheat composition on water absorption of flour dough and its product quality
綜上,選擇麥谷蛋白含量高、支鏈淀粉含量高、A型淀粉粒直徑大、適當(dāng)含量的水溶性戊聚糖、破損淀粉和B型淀粉的小麥粉能夠最大化提高面團(tuán)的吸水能力,以滿(mǎn)足吸水性強(qiáng)的面制產(chǎn)品的需求,提升該類(lèi)產(chǎn)品品質(zhì)。也需合理控制小麥粉中的水溶性戊聚糖、破損淀粉和B型淀粉的含量,防止其含量過(guò)高對(duì)面團(tuán)產(chǎn)生不良影響。同時(shí)可通過(guò)添加有機(jī)酸、鹽、酶、乳化劑和親水膠體等改良劑對(duì)面團(tuán)進(jìn)行改良,以此提升其吸水率和產(chǎn)品的品質(zhì)。