小麦萌芽程度对全麦挂面食用品质的影响
小麦萌芽程度对全麦挂面食用品质的影响
全麦挂面作为一种营养丰富的健康食品，近年来在市场上越来越受欢迎。然而，全麦食品普遍存在适口性差的问题。武汉轻工大学食品科学与工程学院的李明鹏、丁文平教授团队与国家粮食和物资储备局科学研究院的谭斌教授团队合作，通过系统研究小麦萌芽程度对全麦挂面食用品质的影响，为提升全麦食品的口感和品质提供了新的思路。
全麦挂面以其营养丰富、食用方便等特点在全谷物食品消费端占有一定的市场，但麸皮等导致的适口性差的问题始终存在。近年来，生物萌芽技术被视为提升全谷物综合品质的重要技术手段，受到了广大学者的关注。大量研究表明生物萌芽技术可以提升全谷物中γ-氨基丁酸、酚酸类化合物等生物活性物质的含量及其生物活性物质利用率，同时还能改变全谷物的物理性质，对全谷物产品的食用品质带来一定的改善。萌芽处理可以改善全谷物原配料的加工品质，提升全谷物食品食用品质。但是，全谷物食品的食用品质会因为全谷物萌芽程度的不同而受到影响，且目前小麦萌芽程度对全麦挂面食用品质的影响研究也尚不充分。
因此，武汉轻工大学食品科学与工程学院的李明鹏、丁文平教授团队与国家粮食和物资储备局科学研究院的谭斌教授团队以未发芽全麦粉为对照，通过控制小麦萌芽程度获得7 个阶段萌芽全麦粉，选择50%及100%全麦粉添加量制备全麦挂面，探究小麦不同萌芽程度对全麦挂面的色泽、蒸煮品质和质构品质等食用品质的影响，筛选出适宜加工全麦挂面的小麦萌芽阶段，为萌芽全麦粉制备全麦产品的可行性提供一些理论依据及参考，以此促进萌芽全麦产品研发及萌芽全麦粉高值化利用。
小麦萌芽程度对全麦挂面色泽的影响
L
*表示亮度，值越高，亮度越大；
a
*表示红绿值，正数表示偏红，负数表示偏绿；
b
*表示黄蓝值，正数表示偏黄，负数表示偏蓝 。由表2可知，在相同添加量的条件下，与对照组相比，不同小麦萌芽程度全麦挂面的
L
*值都呈现波浪式的变化趋势，且在露白阶段挂面亮度最大；全麦挂面的
a
*值与
b
*值则都呈现先降低后增加的趋势，在露白阶段达到最小值。伴随小麦籽粒萌芽程度的增加，挂面
L
a
b
*值变化的可能是由于发芽时蛋白质和灰分含量、酶活性增加以及损伤淀粉量的变化所致 。此外，50%全麦挂面的
L
*值高于100%全麦挂面，可能是原因包括两方面：一方面，萌芽程度加深，小麦籽粒中存在的多酚氧化酶 活性增强，导致加工过程中酶促褐变发生；另一方面，由于50%全麦挂面麸皮含量相对较低，因此50%挂面亮度更高。但如今市场上的全麦产品增加，消费者对产品亮度要求减弱，逐渐接受色泽的适度变化 。
小麦萌芽程度对全麦挂面蒸煮品质的影响
全麦挂面干物质吸水率
干物质吸水率反映挂面煮制时的吸水能力，是衡量挂面煮制过程中蒸煮品质的重要指标。由图2可知，与对照组相比，50%和100%全麦挂面干物质吸水率分别在鼓泡及芽长1/2阶段达到最大，分别提升了4.54%和8.28%。实验结果表明，萌芽初期（鼓泡至露白阶段）相较于萌芽后期制备全麦挂面的蒸煮品质较好，这可能是由于萌芽初期淀粉及蛋白酶活性不高，面筋蛋白网络结构及淀粉颗粒未受到大量酶类分解，因而挂面内部整体结构与水结合稳定；同时发芽后经碾磨的麸皮粒径较对照组减小 ，麸皮比表面积增加，使挂面干物质吸水率增加。随着萌芽程度加深，全麦粉中蛋白质的可溶性和表面疏水性增大，同时淀粉分子分解、面筋蛋白网络结构弱化 ，导致萌芽后期阶段挂面干物质吸水率下降。100%全麦挂面的干物质吸水率均低于50%全麦挂面，是因为麸皮占比偏大的同时，萌芽会逐渐弱化淀粉及蛋白结构，导致挂面持水性降低。
全麦挂面干物质损失率
干物质损失率反映挂面煮制过程中溶解到面汤中的固形物质量分数，是评价蒸煮品质是指标之一。由图3可知，与对照组相比，50%和100%全麦挂面干物质损失率均在萌芽初期（鼓泡至露白阶段）逐渐降低，且在露白阶段达到最小，分别降低了36.77%和21.02%。导致上述变化主要是因为萌芽前期
-淀粉酶活性偏低，淀粉未受到大量分解，且萌芽带来的酚类化合物的形成能增强面筋结构，使蛋白结构排列均匀紧密 ，使其有效地包裹住淀粉分子等物质，促使挂面在煮制时干物质损失率降低。后期则是由于萌芽加深，淀粉与蛋白结构均受到不同程度的分解，造成干物质损失率增加。此外，100%全麦挂面干物质损失率高于50%全麦挂面，这主要是由于萌芽过程促使淀粉、蛋白结构分解，同时麸皮中的膳食纤维阻碍了连续面筋网络的形成 ，使全麦挂面在蒸煮过程中溶出淀粉分子及蛋白质等物质 。
小麦萌芽程度对全麦挂面质构特性的影响
全麦挂面抗弯能力
挂面的断裂强度和断裂距离可以模拟干挂面的弯曲折断率，断裂强度越大，断裂距离越长，在运输及保存过程中就难以断裂。由图4A可知，与对照组相比，50%及100%全麦挂面的断裂强度均在芽长1/2处达到最大值，分别增加了1.84 倍及1.44 倍。整体而言，全麦挂面断裂强度在发芽中期达到峰值，可能是中期淀粉未大量分解，蛋白质结构偏于稳定，同时麸皮有较强的保水能力，增强了全麦挂面的韧性及强度。50%全麦挂面的断裂强度大于100%全麦挂面，但后期（芽长3/4与芽长本身阶段）小于100%全麦挂面的断裂强度，是因为萌芽后期麸皮持水性更强，导致100%全麦挂面具有更强的断裂强度。由图4B可知，随着小麦萌芽程度的增加，相同添加量下的挂面的断裂距离均呈现波浪式曲线变化，50%全麦挂面在芽长1/2阶段达到最大值，较对照组提高了0.43 倍；100%全麦挂面在芽长1/4阶段达到最大值，较对照组增加了3.11 倍。总体而言，发芽中后期断裂距离较大，其原因与断裂强度相似，相对稳定的面筋蛋白结构及萌芽后麸皮较强的持水性。因此，小麦适当萌芽可以增强挂面的柔韧性和强度，使其在运输和销售中保证挂面完整性。
全麦挂面硬度及剪切功
硬度及剪切功能反映煮后全麦挂面切断所需的力和所做的功。由图5可知，萌芽后期硬度降低，可能是蛋白及淀粉受到酶的分解，弱化面筋结构，导致煮后挂面变蹋软。随萌芽程度加深，50%及100%全麦挂面硬度及剪切功均呈现先增后降的趋势，并在芽长1/4阶段达到峰值。煮后挂面硬度与面筋网络结构连续性紧密相关。在小麦萌芽前中期，籽粒中淀粉及蛋白质分子尚未被大量酶解，面筋蛋白的连续性未被破坏，使挂面硬度增加，有利于煮后挂面劲道口感形成。50%全麦挂面的硬度及剪切功均低于100%全麦挂面，50%全麦挂面中萌芽小麦麸皮占比少，挂面持水力低导致硬度降低。综合而言，小麦萌芽在前中期有利于改善全麦挂面的硬度品质。
全麦挂面爽滑性
挂面的黏度会影响感官质量，黏度较低的面条具有较高的感官光滑度，煮后挂面会更加爽滑。全麦挂面黏度与全麦粉糊化特性有较大关联，发芽小麦的峰值黏度随萌芽程度加深先增加后降低。由图6可知，相同添加量条件下，随萌芽程度加深，全麦挂面黏度及黏附能力总体呈现先增加后降低的趋势，且均在芽长1/2阶段时达到最低点。发芽前期可能是淀粉的少量降解增加了峰值黏度，使挂面黏度及黏附能力增加。随着小麦萌芽反应进行，全麦粉中水溶性膳食纤维含量不断增加，它通过竞争水分子抑制了淀粉颗粒的膨胀与糊化，使淀粉溶胀减少，造成挂面黏度后续降低。在芽长1/2阶段达到最低，则可能是此阶段酶解使淀粉颗粒内部结构松散并失去抗膨胀能力的作用达到最大。此外，萌芽程度相同条件下，100%全麦挂面黏度及黏附能力均低于50%全麦挂面。总体来看，小麦萌芽中后期（小麦芽长1/2至芽长本身阶段）制备的全麦挂面爽滑性较好。
全麦挂面弹性
挂面的弹性能表征煮后挂面的延展性。由图7可知，50%和100%全麦挂面的拉伸强度及弹性均在芽长1/2萌芽阶段达到最高。拉伸强度及弹性与挂面面筋结构的稳定性有关，在小麦萌芽前中期，萌芽能带来麦麸吸水能力的增强，且淀粉及蛋白分子受酶解影响较低，面筋结构的连续性未受到破坏。此外，萌芽会也能使面筋拉伸能力增加，促使面团延展性增强。随着萌芽程度的增加，淀粉和面筋蛋白受酶解，导致挂面弹性有所降低。总体而言，芽长1/2萌芽阶段的全麦挂面弹性较好，一定程度下的萌芽有助于较好地改善全麦挂面的弹性。
小麦萌芽程度对全麦挂面感官品质的影响
感官评价能直观表征煮后挂面的食品品质。由表3、4可知，与对照组相比，不同萌芽程度全麦挂面的坚实度、食味没有显著区别。50%及100%全麦挂面弹性、光滑性大多数高于对照组，这与上述全麦挂面萌芽后质构品质相关。同一添加量下，全麦挂面的总分整体上均高于对照组（芽长本身阶段除外），随着萌芽程度的增加，全麦挂面评价总分呈现先升高后降低的变化趋势。50%及100%的全麦挂面均在芽长1/2阶段的感官评价总分达到最高，这主要是因为适度萌芽能分解一部分大分子淀粉及蛋白质结构并产生小分子滋味化合物，虽然对全麦挂面微观结构有影响，但能丰富其风味。
结论
本研究以未萌芽小麦制全麦粉为对照组，通过控制小麦萌芽程度（鼓泡、露白、芽长分别为籽粒长度的1/4、1/2、3/4、本身）制备全麦粉并加工成50%及100%全麦挂面，探究小麦萌芽程度对全麦挂面食用品质的影响。研究结果表明：与对照组相比，萌芽前中期全麦粉制备的全麦挂面（相同添加量）干物质吸水率提升，干物质损失率降低，抗弯能力、爽滑性等质构品质和感官评价均得到明显改善。在小麦露白至芽长1/2阶段，萌芽全麦粉制备的全麦挂面整体食用品质最佳，萌芽全麦挂面的食用品质整体得到改善。本研究系统阐述了不同萌芽程度全麦粉制备全麦挂面的食用品质特性研究，但仅作为本研究条件下的规律反映，其研究结果对于萌芽全麦挂面的研究作初步参考。下一步可以围绕小麦萌芽程度对全麦挂面营养品质及消化特性等方面开展相关研究，这些研究均有助于推动萌芽全麦粉高值化利用，从而推动萌芽全谷物食品产业发展。
本文原文来自《食品科学》期刊