米饭是稻米的主要食用形式,稻米在食品中的应用较为单一,因此以稻米为原料的米制食品加工日益兴起,稻米在主食以及烘焙食品中的应用逐渐增多。同时由于稻米粉具有低致敏性、低钠含量和易消化等优点,因此,以稻米粉替代小麦粉的产品应运而生。但对于发酵类面制品,面团的品质特性是影响最终产品品质的关键因素,而影响面团品质的主要指标是面粉中面筋蛋白的质量和数量,由于稻米中缺乏面筋蛋白(麦谷蛋白和麦醇溶蛋白),使其加工适应性差。
哈尔滨商业大学食品工程学院,黑龙江省普通高等学校食品科学与工程重点实验室,黑龙江省谷物食品与资源综合加工重点实验室的贺殷媛、陈凤莲*、张娜*等采用流变仪对稻米-高筋小麦混合粉面团的静态和动态流变学进行研究,通过对频率扫描和体系升温与降温过程中储存模量(G’)和损耗模量(G’’)以及损耗角正切(tanδ)的变化进行测定,得出不同种稻米粉在不同添加量时对稻米-高筋小麦混合粉面团的影响规律,从而为稻米-高筋混合粉体系在主食和烘焙食品中的应用提供依据。
1、混合粉面团频率扫描动态流变学
由图2A可知,相同频率下混合面团的G’和G”在龙稻5号稻米粉添加量为10%时达到最小值,然后逐渐增大,添加量40%时达到最大值,即达到弹性和黏性的最大状态;10%~40%添加量时tanδ整体呈下降趋势,但30%时tanδ出现反弹增到最大。
由图2B可知,随着龙稻19号稻米粉添加量的增加,混合面团的G’与G”变化规律性较差,当稻米粉的添加量30%时,G’为最大值,添加量为10%时,G”为最大值;而混合面团的tanδ呈规律性下降,在40%时最小。
由图2C可知,混合面团的G’和G”随着龙稻20号稻米粉添加量的增加均逐渐增大,且都在添加量为40%时达到最大;混合面团的tanδ先增大后减小,添加量为10%时为最大值,而添加量为40%时,tanδ最小。
由图2E可知,不同添加量龙稻25号稻米粉混合面团的G’和G”均呈现先增大后减小又增大的趋势,当稻米粉的添加量达40%时,G”与G’达到最大值;相对应的混合面团的tanδ呈下降趋势。
由图2F可知,随着龙稻46号稻米粉添加量的增加,混合面团的G’与G”呈先减小后增大的变化规律,当稻米粉添加量为40%时G’与G”最大,弹性和黏性均达到最佳;相对应的混合面团的tanδ逐渐下降,但变化相对其他品种较小。
2、混合粉面团的温度扫描动态流变学
3、混合粉面团的蠕变特性
添加稻米粉对混合粉面团蠕变曲线的影响如图4所示。
综上,当添加稻米粉后虽然面筋蛋白有所稀释,但随着稻米粉的添加使整个面团体系发生改变,分析原因可能是稻米粉中的淀粉更易吸水膨胀相互黏附,起到了增稠剂的作用,导致结构改变,赋予面团更高的弹性模量。
6种稻米粉按比例与高筋小麦粉混合,所得面团的蠕变参数如表1所示。可以看出,本实验所选取的6个品种均随着稻米粉添加量的增加,最大蠕变柔量和瞬时恢复柔量逐渐减小,零剪切黏度和瞬间恢复比率逐渐增加,而最终恢复比率因品种和添加量的差异变化不大。零剪切黏度随着稻米粉的添加而增大,而面团所产生的最大蠕变柔量却减小,说明面团内部能量较高,结构变强,阻碍面团发生形变。
结论
通过对稻米-高筋混合粉面团的静态和动态基础流变学特性的研究表明,从整体上来看,在0.1~20Hz范围内随着振荡频率的增加,G’、G’’以及tanδ均在不断地增加,tanδ恒小于1,具有类固体的特征(G’>G’’)。稻米粉添加量梯度增加时,动态流变学分析中混合面团的G’、G’’整体呈上升趋势,tanδ减小,而静态流变学分析中其最大蠕变应变量、最大蠕变柔量和瞬时恢复柔量逐渐减小,零剪切黏度和瞬间恢复比率逐渐增加,说明随着稻米粉添加量的增加混合面团系统内部结构变强。在20~100℃范围内随着扫描温度的升高,混合粉在升温过程中开始形成热诱导凝胶,混合面团的G’、G’’均在60℃左右发生转变,使混合面团的弹性、黏性显著地增大。在100~20℃降温过程中,降温初期面团的黏性和弹性均增加,黏弹比tanδ变化不大,且稻米粉的添加对混合粉面团的基础流变特性影响不大,当温度降到60℃以下后,G’、G’’以及tanδ规律性均较差,在整个降温的过程中样品均具有类固体的性质。
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通信作者简介
张娜,教授,博士生导师,哈尔滨商业大学食品工程学院副院长,美国威斯康星大学访问学者,黑龙江省领军人才梯队后备带头人,现任黑龙江省天然产物工程学会常务理事,中国食品科学技术学会(第三届青年工作委员会)副秘书长,黑龙江省食品科学技术学会(第四届理事会)秘书长,黑龙江省粮油学会副理事长,黑龙江新型智库高端人才库专家,黑龙江省五常金禾米业有限责任公司技术及项目负责人,依安县人民政府食品产业发展工作顾问等职务。主要从事植物蛋白及食品安全方向研究,在植物蛋白工程及粮食高值化利用方面的原创性研究和产业化方面成绩突出,应用型成果在多家企业进行推广,实现成果转化。