孙辉 吴尚军 姜薇莉

0 前言

不同筋力的小麦粉适宜加工不同类型的食品。一般来说,筋力强的小麦适合加工面包类食品,筋力弱的小麦适合做糕点,而中等筋力的小麦则适宜加工中式蒸煮食品——面条和馒头。目前,小麦粉食用品质的评价主要采用感官评定的方法,同时,为了纠正感官评判中由于主观因素造成误差,人们把物性分析仪、色彩色差计等仪器应用于食品品质评价,分析样品的色泽、坚实度、弹性、粘附性和脆性等,将这些感官指标转化成具体的、可量化分析的数字指标,为小麦粉食用品质的评价提供了新的技术手段。本文将介绍面包类、糕点类和中式蒸煮食品(馒头面条)三类主要的小麦粉加工食品的品质评价方法和技术。

1 面包品质的评价

欧美等国家的小麦主要用来生产面包,因此,在面包品质评价方面研究地比较透彻。依据发酵方法和发酵时间的不同分为直接发酵、中种发酵和无发酵以及90、120、160分钟发酵法等几种不同的发酵方法。AACC方法10-10B还规定了一种用最适酵发时间的直接发酵法。不同类型的小麦采用不同的发酵时间。例如美国大部分硬红冬麦都采用160分钟发酵法,只有加州硬红冬麦例外,采用的是120分钟发酵法。我国小麦粉筋力普遍不是很强,因此国家标准(GB/T 14611-93)中规定90分钟直接发酵法,将各种配料一次混合制成面团,发酵90分钟后分割成型,经过45分钟醒发,入炉烘烤。面包出炉后测定体积,称量重量,对面包外部和内部特征指标进行感官鉴定,做出面包烘焙品质评分。

1.1 面包品质的感官评定方法

目前我国采用的面包评分标准仍为GB/T 14611-93附录A中规定的方法,这套面包品质评分系统早期对我国小麦粉面包烘焙品质的评价起到了很大的作用,但是在应用过程中也出现了很多问题,主要是评分项目多而杂,主要评分项目(纹理结构)不直观,可操作性较差。相比之下,国外现在的评分方法就简单多了,如美国只有面包体积、面包心质地和面包皮质地三项,后两项评分的满分分别为10分,而且还有标准的对照样品和图片可以用来进行比较。因此需要借鉴国外的经验对我国的评分体系作进一步的研究和改进。

1.2 面包品质的仪器分析方法

目前在研究面包的品质时,人们还采用仪器测量的方法,使感官指标如弹性、硬度、粘性等指标量化,便于进行分析和研究。以AACC74-09中列入的对面包心坚实度(firmness)的测定方法为例。该方法采用的是直径为36mm的柱状探头,开始测试之前要校正仪器探头的高度。将面包切成25mm厚的面包片,舍去边缘的2～3片,将面包片置于测量台上开始测量。图1是两个新鲜面包片的测量曲线,这种力与时间的曲线表示了面包坚实度的特性。将面包片压到规定高度所需要的力即为坚实度。很明显,图1中样品a的坚实度要高于样品b,即样品b的面包心要比样品a的柔软。坚实度测试不仅可以评价不同品种小麦的面包烘焙性能,还可以用来研究不同添加剂成分或其他处理对延长面包货架期的作用。一般来说,能够使面包心坚实度随着储藏时间的延长变化不大或较小的添加剂或其他处理有助于延长面包的货架期。

2 中式蒸煮食品品质的评价

中等筋力的小麦粉适合制作中式蒸煮食品——馒头和面条。虽然这两种食品都是我国人民的传统主食品,但是我国对馒头和面条品质的研究却落后于美国、澳大利亚等小麦主要出口国。虽然这些国家很少或根本不吃这两种食品,但是为了满足向中国出口小麦的需要,对馒头和面条的品质进行了深入系统的研究,而相关的研究在我国却没有得到足够的重视。

2.1 馒头品质的感官评定

目前粮食行业采用的馒头品质评价方法仍然是1993年制订的行业标准SB/T10139-93“馒头用小麦粉”的附录。世界上主要小麦出口国,针对中国市场研究本国小麦的食品加工性能。以美国为例,除了研究烘焙评分以外,还研究了中式蒸煮食品加工品质。在对小麦粉的馒头加工品质进行评价时,按照原料小麦的不同,分别制作不同类型的馒头。硬白麦要制作只加酵母和水的“北方馒头”,而软白麦和密穗小麦粉则要制作“南方馒头”,即除了1%的酵母和适量的水之外,还要加入15%的糖,4%的起酥油和1%的泡打粉。馒头的总分是加工工艺分(占总分的15%)和产品分(占总分的85%)之和。加工工艺分包括和面、揉面、压面、分割和发酵的评分数;产品分包括体积、外观、内部质地及特性、口感和香味。与国内评分相比,最大的区别是加入了15%的加工工艺分,这是国内学者一直忽视的问题。加工工艺分是否应该被列入我国小麦粉馒头加工品质的评价的指标中,还应该作进一步的研究。

2.2 馒头品质的仪器评价

与面包一样,馒头品质评价也可以用物性测试仪对感官评定指标进行量化分析。在所有的物性分析中,TPA测试是一种比较通用的方法。TPA测试的全称为“Texture Profile Analysis”,通过两次穿冲(Bite)完成对样品的测试,每次穿冲过程均包含下压(Compression)和收回(Withdrawal)两个阶段。图2是典型的TPA的测试曲线图。TPA测试结果中,与馒头品质有关的指标包括以下几项:

硬度(Hardness):样品达到一定变形所必须的力。用第一次下压样品时的压力峰值来表示。

弹性(Springness):指在第一次穿冲过程中样品变形后“弹回”的程度。弹性的度量方法有几种,最具代表性的是第二次穿冲的测量高度与第一次测量高度的比值。

粘聚性(Cohesiveness):指样品抵御第二次穿冲而相对于第一次穿冲的变形程度,用第二次穿冲的用功面积与第一次用功面积的比值来表示。可模拟表示样品内部的粘合力。

粘附性(Adhensiveness):可模拟表示样品为克服与之接触的探头的表面间的吸引力所需要的功。

咀嚼度(Chewiness):该值模拟表示将固体样品咀嚼成稳定的吞咽状态时所需要的能量。其计算公式为硬度(Hardness)×粘聚性(Cohesiveness)×弹性(Springness)。

回复性(Resilience):该值能够度量出变形样品在同样的速度和压力条件下回复到原始状态的程度。用第一次穿冲过程中收回阶段的面积同下压阶段面积的比值来表示。

从定义上看,弹性和粘附性分别与品尝评分中的弹性和粘性相对应,而咀嚼度的概念则与韧性相似。在上述几项特性中,硬度和粘附性是直接测定的力的数值,弹性、粘聚性和回复性是通过计算高或面积的比值得出的,而咀嚼度则是硬度、弹性和粘聚性的乘积。

图3是三个比较典型的馒头样品的TPA测试图谱。样品a、b、c的图谱分析结果见表1。三个样品中,a最硬,最粘,弹性最差,咀嚼度最强,回复性和粘聚性中等;c样品最软,弹性、粘聚性和回复性都最好,咀嚼度最小。

由此可以看出,TPA测试结果中的咀嚼度与感官评定中的韧性并不一致,不能简单的等同于韧性。由于弹性和粘聚性数值较小,硬度数值较大,因此,咀嚼度更大程度地受到硬度的影响;而食品的韧性大小,即是否有咬劲与面筋的强弱有关,一般来说,面粉筋力强,做出的馒头韧性大,有咬劲,硬度一般也不大。因此,在分析馒头的TPA测试结果时要注意,不能仅从字面意义上,简单的将咀嚼度等同于感官评定中的韧性。

2.3 面条品质的感官评价

目前我国采用的面条品质评价方法依然是1993年制订的行业标准SB/T 10137-93“面条用小麦粉”中的附录。除了制品的品尝评分以外。SB/T 10137-93还规定了断条率的测定方法。主要用于评价挂面的品质。此外,面条品质还可以用煮面出率和煮面损失等几个指标来评价。煮面出率是指面条煮好后重量增加的百分比,煮面损失则是指煮面后面汤中干物质增加的百分比。煮面出率高、煮面损失少的面条质量好。

2.4 面条品质的仪器评价

面条的色泽稳定程度是方便湿面(鲜切面)的重要品质指标。由于面粉中多酚氧化酶等酶的作用,面条放置一段时间以后,色泽会逐渐变暗。一般用色彩色差计测量0h和24h后面片色泽的变化来判断面条色泽的稳定性,面条色泽随时间变化小的品质好。

物性测试仪同样可以用来评价面条质地的好坏。通常用TPA测试评价中式面条质地的优劣,可以得到坚实度、弹性、粘弹力、粘附性、咀嚼度等参数。其中,坚实度显示咬面条时的口感,与感官评价中面条的咬劲有关;弹性反映第一次咬嚼后,面条恢复的程度,与面条感官评价中的弹性有关;粘弹力是计量咬第一口时破坏面条结构所需的力度,可能与咬劲和弹性都有关;咀嚼度是坚实度、粘弹力和弹性的共同作用,因此,这一个单独的参数就包括了三个质地参数。这些参数越高,一般就越适宜做中式面条。粘附性在理论上与用牙咬面条时的粘牙程度有关,但是实际上粘附性很容易到测试中各种因素的影响,从而导致测试结果的误差较大,使用时要慎重一些。

此外,能够用来对通心面质地进行评价的方法都可以用在中式面条的评价上。例如可以用A/SPR探头测试面条的拉力,即面条的可拉伸性。图4是三种挂面煮熟后的拉力测试结果。很明显,当3号样品受到更多的抗张强度(tensile strength)时的弹性比1号和2号样品要小。也可以用这种测试对生面条的拉力进行评价。

AACC方法16-50还给出了利用刀片状探头对通心面进行剪割时测定面条坚实度(firmness)的测试方法(见图5a)。该方法中坚实度的定义是剪切一个单位距离(厘米)的面条所需要的力。也有人用单位面积的最大剪切力来表示,这两种方法的测试结果都与品尝结果有很好的相关性。刀片状探头的坚实度测试还可以用来研究面条的耐煮性。图5b是同一样品分别煮6、8、10、12min后的坚实度测试。可以看出,随着煮面时间的延长,面条坚实度降低,即面条越来越软,因此要以通过比较不同样品的变化速度,研究样品间耐煮性的差异。

目前我国利用物性测试仪来量化面条的品质指标的研究还很少,使得对面条品质的研究受到了很大的限制,因此,应加强在该领域的研究,以深入研究小麦籽粒和面粉品质性状以及不同环境条件和加工工艺对面条品质的影响。

3 糕点类食品品质评价

蛋白含量低、面粉筋力很弱的小麦粉适宜制作糕点。糕点制品可以分为两类:化学发泡面制品如曲奇和蛋糕,酵母发酵制品如各种发酵饼干。一般用曲奇和海绵蛋糕对软麦的糕点加工品质进行评价。这两类制品都富含糖和油脂,通常用碳酸氢铵和发酵粉(碳酸氢钠和磷酸盐的混合物)作为发面剂,这些物质在烘烤时可以提供二氧化碳气体。这类产品的品质指标是酥脆或松软。

3.1 糕点类食品品质的感官评价

国内对曲奇和海绵蛋糕的品质评价方法研究较少,目前依然只有SB/T 10141-93和SB/T 10142-93两个行业标准中的附录所提供的方法。AACC方法10-52中也提供了曲奇的制作和评价方法,海绵蛋糕则通常采用日本Nargao的测定方法,本文将对这些方法分别进行介绍。

SB/T 10141-93酥性饼干(曲奇)的制作方法是将面粉、糖、油和发面剂等按一定顺序混合调制成面团,经过压模成型烘烤而成。评分项目包括花纹10分,要求花纹明显、清晰;形态10分,形态完整端正、不起泡不凹底为好;粘牙度10分,酥松度20分,以酥松不粘牙为好;口感粗糙度15分,要求口感细腻;组织结构10分,以结构均匀为佳。满分为75分,折算成100分。

AACC方法10-52D的曲奇评价方法为:测量曲奇的宽度(W)和厚度(T),并计算宽厚比(W/T),作为曲奇的延展性参数。其中,曲奇饼的宽度是评价面粉质量的最为敏感和可信的指标。该方法的评价指标简单直观,但是没有对外观形态的评判,因此对样品品质的评价不是很全面。应该将两种方法结合起来,同时对国内的评分项目和评分标准进行改进,使其简单化,更易操作。

SB/T 10142-93海绵蛋糕的制作方法是将面粉、绵白糖、鲜鸡蛋按1∶1∶1的比例搅拌形成面糊装模烘烤而成。评分项目包括比容30分,芯部结构20分,口感25分,外观25分。其中,比容为4.8得最高分30分,比容每增加或减少0.1即扣1分,比容为2.5得最低分7分;芯部结构以孔泡细密、均匀、孔壁薄的得分高;口感细腻、绵软,外观正常隆起,不开裂的较好。

Nargao海绵蛋糕的评价方法为:测量体积、中心和四周高度,观察外部形态包括颜色、形状和表面结构,切开,观察内部结构、颜色并品尝香味口感等。综合评分分为9级,1为最差,9为最好,对照样品评分为5分(图6)。

3.2 糕点类食品品质的仪器评价

目前,应用物性测试仪来对糕点类食品品质进行量化的评价的研究相对较小,大多是对酥性糕点的硬度和脆性以及海绵蛋糕的坚实度和弹性进行研究。图7是用一种三点弯曲探头(HDP-3PB)对酥性饼干的硬度和脆性进行测试的结果,探头下压直至样品破裂成为两半所需要的最大的力即为硬度(hardness),样品破裂的距离即样品的耐压程度与样品的脆性(fracturability)有关,在很短的距离内就破裂的样品具有较高的脆性。图8是用柱形探头P/36R对存放3天的海绵蛋糕的弹性和坚实度进行测试的结果图。探头下压样品至样品高度的25%,并在此位置停留60s,然后离开样品并返回起始位置。下压样品至样品高度的25%所需要的力即为坚实度(frimness),下压60s的力与坚实度的比值乘以100所得的数值即可衡量样品弹性的大小,该数值越接近于100%,说明样品的弹性越好。图8的数据分析结果列于表2。可见,随着存放时间的延长,样品的硬度逐渐增大,弹性降低,但是在2天和3天的弹性变化不是很大。

4 小结

小麦粉食用品质的评价是小麦品质育种、种植区域规划、面粉加工等工作的前提和基础,具有重要的意义。感官评定是评价小麦粉食用品质的传统方法。物性测试仪、色彩色差计等仪器可以将感官指标转化成可以进行统计分析的量化指标,提高分析结果的准确性和可重复性,因此,将极大地推动相关的研究工作,对生产应用起到重要的指导作用。只是在进行物性测试时要注意,由于探头种类和测试程序会对结果产生影响,因此在分析数据和实验报告中要标明所用探头的类型和测试程序,从而使试验结果具有可比性;此外,样品在准备好之后要立刻进行测试,否则也会影响试验结果。