面团流变学特性及其在食品加工中的应用

Ｎｏ．８．２００８面团流变学特性及其在食品加工中的应用李宁波，王晓曦，于磊，曲艺，雷洪（河南工业大学粮油食品学院，郑州４５００５２）摘要：着重介绍面团流变学的定义、３种流变学测定方法和在食品加工中的应用，以及对未来面团流变学研究的展望。

关键词：面团流变学；粉质仪；拉伸仪；揉混仪中图分类号：ＴＳ２０１．７文献标志码：Ｂ文章编号：１００５－９９８９（２００８）０８－００３５－０４ＤｏｕｇｈｒｈｅｏｌｏｇｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｏｏｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙＬＩＮｉｎｇ－ｂｏ，ＷＡＮＧＸｉａｏ－ｘｉ，ＹＵＬｅｉ，ＱＵＹｉ，ＬＥＩＨｏｎｇ（ＧｒａｉｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００５２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｗａｓｍａｉｎｌｙｅｍｐｈａｓｉｚｅｄｏｎｔｈｅｄｏｕｇｈｒｈｅｏｌｏｇｙｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｍｅｎｓｕｒａｔｉｏｎ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｆｏｏｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｍａｋｉｎｇｓｏｍｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｓｔｕｄｙｏｎｄｏｕｇｈｒｈｅｏｌｏｇｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｇｈｒｈｅｏｌｏｇｙ；ｆａｒｉｎｏｇｒａｐｈ；ｅｘｔｅｎｓｏｇｒａｐｈ；ｍｉｘｏｇｒａｐｈ小麦面团是小麦粉和水混合后，经过适当揉混而形成的具有黏弹性物质。

面粉在揉混过程中，贮藏蛋白吸水膨胀，分子间相互连接，形成一个连续的三维网状结构，从而赋予面团黏弹性，同时具有一定的流动性，总称为面团流变学特性。

面团流变学特性是小麦品质的指标之一，它决定着小麦和其烘焙、蒸煮食品等最终产品的加工品质，可以给小麦粉的分类和用途提供一个实际的、科学的依据。

本文主要介绍了３种面团流变学测定方法以及它们在食品加工中的应用。

１面团流变学特性的测试意义食品加工中所用的面团是由水、酵母、盐和其他成分组成的复杂混合物，是小麦由面粉向食品转化的一种基本过渡形态，它属于一类介于固态食品与液态食品之间的既有弹性又有黏性的黏弹性流变体。

面团的结构和性质，特别是这种流变学特性对小麦育种和食品加工来说都非常重要：（１）面团的结构和性质直接由品种的品质状况决定，其蛋白质含量和质量、淀粉的种类和组合、脂肪的结构和组成以及矿物质、维生素的多少都直接影响到面团的粉质、拉伸、揉混等特性；（２）面团的性质又直接影响到面包等制成品的品质，在机械处理面团期间如分割、揉圆和制模等，面团的流变学特性决定了面团的行为，通过选择配方和加工过程，可以控制面团特性以生产出能满足特殊要求的面包、馒头和面条等食品；（３）育种者对优质小麦品种的选育，粮食企业对原粮的收购，食品加工对面粉的选择，都以面团的粉质、拉伸、揉混和吹泡指标作为主要品质指标。

国际上ＡＡＣＣ标准、ＩＣＣ标准和我国的国家标准都将面团稳定时间、最大抗延阻力等指标作为审定品质和判断面粉类别的具体指标，甚至作为必须达到的标准予以重点考虑。

因此，面团流变学特性的测定是小麦品质研究的主要内容之一。

收稿日期：２００７－１２－２７作者简介：李宁波（１９８０—），男，江苏人，硕士研究生，研究方向为农产品加工与贮藏。

３５Ｎｏ．８．２００８２面团流变学特性的测定方法目前广泛用于测定面团流变学特性的仪器主要有德国Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ公司生产的粉质仪、拉伸仪、美国Ｎａｔｉｏｎａｌ公司生产的面粉揉混仪和法国肖邦公司生产的吹泡示功仪等。

这些仪器已在小麦育种、小麦专用粉加工及面食品制作方面起到了重要的作用。

２．１粉质仪粉质仪是面团和面特性分析所采用的最重要的仪器。

它主要进行面团和面特性分析，测定面团的指标主要有：面粉的吸水率、面团的形成时间、面团的稳定性、弱化度和粉质质量指数。

通过粉质仪测定可以计算面粉的吸水率及评价面团揉制时的稳定性和其他多种特性。

２．２拉伸仪拉伸仪是测定醒发面团流变学特性的仪器，它测定面团试样在载荷情况下的延伸性和韧性，主要测定的指标有面团抗延伸性、延伸性、拉伸面积、拉伸比例。

拉伸仪广泛应用于小麦品质和面团改良剂的研究，并能够通过不同的醒发时间的拉伸曲线所表示的面团拉伸性能，来选定合适的醒发时间、指导面包生产。

２．３揉混仪揉混仪是用来测定和记录面团抗揉混能力的仪器。

揉混曲线显示了面团的最适形成时间、耐搅拌力、其他的面团流变学特性和烘焙估计吸水值，特别适用于面包烘焙时确定加水量及和面时间的参考。

３流变学特性在食品行业中的应用３．１粉质仪测定面团流变学指标在食品行业中的参考价值３．１．１吸水率（Ａ）粉质吸水率是以１４％水分为基准，每３００ｇ面粉在粉质仪中揉和，面团达到标准稠度时所需要的加水量。

它受小麦粉的蛋白质含量、淀粉破损率等影响，蛋白质含量和淀粉破损率愈高，吸水量就越高。

但淀粉损伤过多将影响食品质量。

３．１．２面团形成时间（ＤＴ）面团形成时间指从加水和面到曲线达到峰值所需的时间，也称为峰高时间。

小麦面筋含量越高，面筋筋力越强，则面团形成时间越长。

不同专用粉对形成时间的要求不一样，如面包要求较长的形成时间，而糕点、饼干粉则相反。

３．１．３面团稳定时间（Ｓｔａｂ）稳定时间是指曲线首次达到５００Ｆ．Ｕ．到离开５００Ｆ．Ｕ．所需的时间，代表了面团的耐搅性和面筋筋力强弱。

面团稳定时间长，说明面筋筋力强，在面团发酵过程中有较强的保持ＣＯ２气体的能力，此时做出的面包体积大，比容也大。

一般优质面包粉的稳定时间（７～１５）ｍｉｎ，糕点和饼干面粉的稳定时间为（２～５）ｍｉｎ。

３．１．４弱化度（Ｗｋ）弱化度是指曲线达到峰值后１２ｍｉｎ时，谱带中心线自５００Ｆ．Ｕ．标线下降的距离。

弱化度大，表示面团在过渡搅拌后面筋变弱的程度大，面团变软发黏，不易加工且面粉烘焙质量不佳。

３．１．５粉质质量指数（Ｆ）粉质质量指数表示曲线顶峰出现１２ｍｉｎ后面粉阻力下降的对数函数，也表示面粉筋力强度。

一般硬麦面粉评价值大于６０，软麦面粉评价值小于６０。

评价值对面粉搭配十分有用。

３．２拉伸仪测定面团流变学指标在食品行业中的参考价值３．２．１面团延伸度（Ｅ）面团延伸度是指拉伸曲线横坐标的长度。

面团的延伸性表示面团的可塑性。

它与面团成型，发酵过程中气泡的长大，烤炉面包体积增大有关。

一般延伸性大，表示面团筋力弱，易于流变；而延伸性小，表示面团筋力强，不易流变。

３．２．２面团抗延伸阻力（Ｒ）面团抗延伸性阻力是指从曲线开始５ｍｍ的地方量取曲线的高度。

它表示面团的强度和筋力。

阻力越大，表示面团筋力越强，阻力越小，表示面团筋力越弱。

抗延伸性阻力与面团中ＣＯ２气体保留程度有关。

当面团对拉伸有一定阻力时，才能保留住ＣＯ２，如果面团抗延伸性阻力太低，则面团中的ＣＯ２气体易于冲出气泡的壁形成大气泡或由面团的表面逸出。

３．２．３拉伸比数（Ｒ／Ｅ）拉伸比数是指面团的最大拉伸阻力与面团延伸度的比值。

它是分析评价小麦品质的最重要的参数，它反映了面团的机械特性。

面包粉要求拉伸比数大，而饼干粉要求拉伸比数小。

拉伸比数过大表明该面团的筋力过强，面团在发酵过程中保气能力过强，以至于发不起来，因此拉伸比数一般不超过５。

３．２．４拉伸面积（Ａ）拉伸面积是面团在拉伸过程中，阻力与长度的乘积。

它代表了面团从拉伸到拉断为止所需要的总能量。

一般面积越大，则面团筋力越强；反之，面积越小，则面团筋力越弱。

３．３揉混仪测定面团流变学指标在面制品行业中的参考价值３．３．１中线峰值时间（ＭＰＴ）中线峰值时间即和面时间，它是曲线峰值所对应的时间，代表面团形成所需要的搅拌时间，此时面团的流动性最小而可塑性最大。

面团的和面时间越长耐揉性就越好，但是和面时间大于４ｍｉｎ的品种其耐揉性受和面时间影响不大。

３．３．２中线峰值高度（ＭＰＨ）中线峰值高度是从最低点到中线最高点的距离。

它提供了面粉强度及吸水率的信息，其值越高表示面粉对搅拌的耐受力越强。

３．３．３８ｍｉｎ带宽８ｍｉｎ带宽是指揉混曲线在８ｍｉｎ时谱带的宽度。

此带宽越宽表明面粉对搅拌的耐受３６Ｎｏ．８．２００８力越强，面团的弹性越大。

３．３．４衰落角衰落角是指峰值后曲线下降所呈的直线与由峰值中心引发的水平线所呈的角度，可表示面团的耐揉性，其值取决于面筋蛋白质受机械剪切力的程度，角度越小，面筋强度越大。

４添加剂对面团流变学特性曲线的影响４．１氧化剂目前，食品中使用的面粉强筋剂主要有溴酸钾、Ｖｃ、过氧化钙、偶氮钾酰氨（ＡＤＡ）等氧化剂。

氧化剂可以将小麦面筋中的硫氢基氧化成双硫键，增加面团的弹性和韧性来达到对面粉筋力品质改良的作用。

这些氧化剂的加入对面粉的粉制、拉伸、揉混曲线都有较大的影响。

Ｍｅｒｅｄｉｔｈ［１］试验表明在较短的作用时间内（小于１ｈ），溴酸钾对面团的拉伸曲线无显著影响，随着作用时间的延长，溴酸钾的作用表现为抗拉伸阻力增大，延伸性减小。

Ｗｅａｋ［２］等人试验表明当面团的ｐＨ值降低至４．７时，溴酸钾不会使面团达到最大搅拌强度所需的时间发生变化，但可以显著地加速面团强度在此后的崩溃式减小。

李豫州［３］的试验表明Ｌ－抗坏血酸则可以在较短时间内抗拉伸阻力增大，延伸性减小。

Ｐｒｉｈｏｄａ［４］等人研究表明Ｌ－抗坏血酸可以大幅度地降低面粉搅拌时所需的能量。

Ｈｏｓｅｎｅ［５］等人试验表明Ｌ－抗坏血酸对面团搅拌性的影响与溴酸钾相似，但是搅拌曲线呈现有略低的曲线高度之特征。

王远成［６］等研究了ＡＤＡ对特一粉、特二粉面团流变学特性的影响，试验表明ＡＤＡ可改善两种粉的粉质特性；至于拉伸试验发现对于两种粉的ＡＤＡ的最佳添加量为２０ｍｇ／ｋｇ，而最佳醒面时间，特一粉为９０ｍｉｎ，特二粉为１３５ｍｉｎ。

Ｗｅａｋｅｔａｌ．［２］（１９７７）试验表明当使用３０ｍｇ／ｋｇ碘酸钾或偶氮钾酰氨时，面团在峰值生成之后迅速破解。

李伟莉［７］试验表明过氧化钙对不同品质小麦粉粉质指标影响不明显，对拉伸指标可明显提高抗延伸力、拉伸面积、拉伸比例。

Ｒｏｂｅｒｔ［８］等试验表明面粉中加入过氧化钙会提高面粉吸水率，但对面团的耐搅拌性能影响不大。

４．２乳化剂乳化剂属于表面活性剂，具有亲水和亲油两种性质。

它可以提高面团耐揉性及面筋网络的持气能力，延长面包货架期等作用。

研究认为乳化剂能够在面筋束和淀粉之间的界面上形成层状结构的液膜，因此有助于保持ＣＯ２气体，起到面团强化剂作用。

Ｔｓｅｎ和Ｗｅｂｅｒ［９］的研究证明，乳化剂对吸水率影响不大，但硬脂酰乳酸钠（ＳＳＬ）、硬脂酰乳酸钙（ＣＳＬ）及聚氧乙烯（２０）甘油脂肪酸酯（ＥＭＧ）都能延长形成时间；ＳＳＬ、ＣＳＬ、二乙酰酒石酸单甘酯（ＤＡＴＥＭ）能延长面团稳定时间。

冯新胜［１０］试验表明面粉中添加乳化剂后，粉质曲线的吸水率有所减小，形成时间几乎不变，稳定时间有较大提高，弱化度减小，评价值增加；拉伸曲线的延伸性减小，抗延伸性阻力增大。