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《食品科學》:貴州醫科大學黃群教授等:薏苡仁對小麥面團流變特性、結構特性和面條品質的影響

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傳統中國面條主要由小麥制成,但其營養成分單一、不全面且熱量高,常導致血糖升高。目前的研究重點是利用健康的原料來代替小麥粉,或在主食產品中加入功能性成分,以提高產品的質量、營養價值、消化性能,并延長保質期。

薏苡仁是薏苡(

Coix lachryma-jobi
L. var.
mayuen Stapf
)的成熟種子,是一種一年生或多年生的禾本科植物。其形狀呈長橢圓形,腹面有寬溝,質地堅實,顏色為白色或黃白色。薏苡仁不僅是一種藥用谷物,也是一種食用谷物,其營養價值和藥用價值遠超其他禾本科植物。

貴州醫科大學公共衛生與健康學院的吳映梅、黃群*等在通過研究面筋蛋白與淀粉之間的相互作用,評估不同添加量的薏苡仁粉對小麥面團流變性和結構特性的影響。同時研究了面條的品質,包括烹飪特性、消化性能、質地和感官特性。本研究旨在為薏苡仁主食產品的加工提供理論基礎和技術支持,并進一步推動薏苡仁深加工產品的開發。


1

面團的糊化特性

與Cw-0%對照組相比,在替代水平為15%至25%時,復合面團的峰值粘度(PT)顯著增加(

P
< 0.05)。這表明,小粒薏苡仁淀粉顆粒的尺寸較小,顯著增強了面團的結合強度。此外,使用薏苡仁面粉處理后,峰值黏度(PV)、谷底 黏 度(TV)和最終 黏 度(FV)均有所下降。這種 黏 度的減少與淀粉顆粒的自由膨脹能力密切相關,表明薏苡仁淀粉顆粒的膨脹能力低于小麥粉。這一現象可能是因為薏苡仁淀粉中的直鏈淀粉含量較低。淀粉的膨脹能力主要取決于直鏈淀粉的含量,直鏈淀粉含量減少通常會導致 黏 度下降。因此,薏苡仁淀粉中較低的直鏈淀粉含量可能是其 黏 度較低的原因。在煮制面條的過程中,由于淀粉糊化未能增強內部結合力,可能導致產品結構不穩,增加斷裂的風險。


2

面團的流變特性

在整個測試頻率范圍內,各種樣品的

G
‘值均超過了
G
“。這表明,樣品表現出類固體特性,彈性特征明顯超過 黏 性特征。可能的解釋是,作為一種小顆粒淀粉,薏苡仁淀粉在蛋白質-淀粉混合物中起到了填充劑的作用。通過增加填充度,淀粉顆粒有效改善了面團形成過程中淀粉與蛋白質之間的相互作用。因此,面團結構變得更加均勻和致密,整體上提高了其 黏 彈性。

隨著薏苡仁粉用量的增加,流變參數

G
‘和
G
“呈現出先下降后上升的趨勢。值得注意的是,當加入5%的薏苡仁粉時,
G
’和
G
”均達到了峰值。這表明薏苡仁粉的加入增強了小麥粉分子與水之間的相互作用,提高了面團的吸水能力。與Cw-5%相比,隨著薏苡仁粉的替代比例從10%增加到25%,
G
‘和
G
“都出現了明顯的下降。這一現象可能是因為在糊化過程中,膨脹的淀粉顆粒內部的結晶區域完全熔化,導致形成的凝膠網絡被破壞。

不同比例的混合面粉面團表現出剪切應力依賴的行為。隨著剪切應力的增加,混合面粉面團逐漸轉變為剪切稀化狀態,其粘度比小麥面團更低。這種剪切稀化現象可歸因于淀粉糊中分子鏈的復雜纏結,這阻礙了淀粉分子的自由移動,導致粘度顯著增加。當施加剪切應力時,這些纏結的分子鏈被拉直并重新排列,減少了纏結節點的數量。



3

面團的二級結構

加入薏苡仁淀粉后,小麥面團的結構發生了變化,

-轉角含量先增加后減少。這種結構變化可能源于淀粉與蛋白質分子之間的競爭性水合作用。具體來說,隨著薏苡仁淀粉顆粒的增多,它們迅速吸水膨脹,減少了蛋白質的水合程度。與對照組相比,用薏苡仁面粉替代小麥面粉時,大多數情況下面團中的
-螺旋含量有所下降。這表明薏苡仁淀粉干擾了面筋蛋白的結構穩定性,導致面筋蛋白網絡變得更加無序。根據以往的研究,
-折疊被認為是蛋白質中最穩定的二級結構。因此,在25%的替代水平下觀察到的
-折疊增加,表明面團形成了更加規則的面筋結構。這一結論得到了樣品中隨機無序結構減少的證明。


4

面團的微觀結構

在沒有薏苡仁粉的情況下,小麥面團的面筋結構呈現均勻排列,淀粉顆粒均勻分散在面筋網絡中。然而,當以5%到20%的比例添加薏苡仁粉時,面筋網絡中出現了淀粉聚集的現象。這種聚集現象是由于淀粉吸收并膨脹水分所致。然而,薏苡仁淀粉能有效交聯這些破壞的結構。但是,當替代率達到25%時,淀粉顆粒與面筋之間的相互作用減弱,形成了顯著積累的分散結構。


5

面條的品質

與對照組相比,薏苡仁粉替代比例在5%到10%之間時,面條的吸水率呈現上升趨勢。隨著薏仁粉含量的變化,烹飪損失率呈現上升趨勢,這主要是因為淀粉顆粒增大和水溶性蛋白質溶解于水中。這一趨勢與面條湯的渾濁現象一致。含有薏苡仁粉的復合面條的HI和EGI值低于Cw-0%樣品。此外,隨著薏苡仁粉替代量的增加,復合面粉的HI和EGI值呈現下降趨勢。具體來說,在薏苡仁粉替代率為25%時,與Cw-0%相比,HI和EGI分別下降了18%和15.3%。所有面條樣品在用薏仁粉替代后,硬度均有所下降,尤其在15%的替代率時,硬度下降最為明顯。這種硬度的下降主要是因為淀粉顆粒吸水能力的增強,導致面條變得更軟。面團配方中添加的薏苡仁粉比例從0%到25%,最初顯著提高了面條的嚼勁(0.19–0.36 mJ)、拉伸強度(0.13–0.31 N)和斷裂距離(2.81–5.72 mm)。然而,隨著薏苡仁粉添加量的增加,這些參數隨后下降,并在15%的替代率時達到最低值(嚼勁:0.19 mJ,拉伸強度:0.13 N,斷裂距離:2.81 mm)。這一趨勢表明,薏苡仁粉對小麥面粉面條的拉伸效果有限。通過測定不同替代量面條的顏色,發現添加薏苡仁后,面條顏色變得更暗,呈現出紅黃色調。通過感官評分結果得到,含有20%薏仁粉的面條在口感、韌性、粘度、光滑度和味道方面得分較高,但外觀評分較低,這可能是因為亮度有所下降。此外,面條配方中加入5%至20%的薏仁粉后,味道得到了提升,表明薏仁粉賦予了面條更佳的風味。






結 論

本研究探討了不同比例的薏苡仁粉(0%至25%)對面團特性和面條質量的影響。研究發現,薏苡仁淀粉與面筋的相互作用改變了面團的結構、質地和流變性。5%至25%的替代量降低了面團的粘度。5%至20%的替代量減少了淀粉糊的再結晶。薏苡仁淀粉通過填充和致密化面團結構,提高了面團的彈性。然而,它減少了面筋含量和水分,影響了面團的形成。含有20%薏苡仁粉的面條在感官評分上表現最佳,具有更好的彈性和嚼勁,吸水性和煮熟損失的變化較小。消化特性結果表明,淀粉水解度和EGI值降低,而RS值增加。含有20%的薏苡仁粉既能控制血糖,又能保持口感。

第一

作者


吳映梅 講師

貴州醫科大學營養與食品衛生學博士研究生,主持國家自然科學基金地區項目1 項,省級課題1 項。以第一或通訊作者發表SCI/EI收錄論文14 篇(中科院1區11 篇)。

通信

作者


黃群 教授

博士、教授、博士生導師,現任貴州醫科大學貴州省生態食品創制工程研究中心副主任。兼任中國畜產品加工研究會理事、貴州省營養學會食品營養與安全專業委員會副主任,貴州理工學院客座教授。主持國家自然科學基金面上/地區項目、國家重點研發計劃任務、國家行業專項子課題等國家級課題5 項,省級課題4 項(其中:貴州省自科基金重點1 項),市廳級5 項,企業橫向委托項目多項;參與國家/省部級課題10多項。主要參與的成果獲得省級科技進步(教學成果)獎4 項,第一發明人授權發明專利11 件(轉讓6 件),第一或通訊作者發表SCI/EI收錄論文110余篇(中科院一區62 篇、二區14 篇;熱點論文3 篇、高被引8 篇),副主編國家級規劃教材4 部、參編1 部。

Food Science of Animal Products
等國際期刊編委,獲2023年度全球前2%頂尖科學家、中國蛋品加工業首屆杰出青年、第三屆十大杰出人物稱號。

本文《薏苡仁對小麥面團流變特性、結構特性和面條品質的影響》來源于《食品科學》2025年46卷第11期64-75。作者:吳映梅,徐龍泉,余云流,羅光杰,王成麗,蒲定芳,黃 群*。 DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20241024-160 。 點擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關信息。

實習編輯:農夢琪;責任編輯:張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網


為了幫助食品及生物學科科技人員掌握英文科技論文的撰寫技巧、提高SCI期刊收錄的命中率,綜合提升我國食品及生物學科科技人員的高質量科技論文寫作能力。《食品科學》編輯部擬定于2025年8月7-8日在 中國 湖南 長沙 舉辦“第12屆食品與生物學科高水平SCI論文撰寫與投稿技巧研修班”,為期兩天。

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為貫徹落實《中共中央國務院關于全面推進美麗中國建設的意見》《關于建設美麗中國先行區的實施意見》和“健康中國2030”國家戰略,全面加強農業農村生態環境保護,推進美麗鄉村建設,加快農產品加工與儲運產業發展,實現食品產業在生產方式、技術創新、環境保護等方面的全面升級。由中國工程院主辦,中國工程院環境與輕紡工程學部、北京食品科學研究院、湖南省農業科學院、岳麓山工業創新中心、中國工程科技發展戰略湖南研究院承辦,國際食品科技聯盟(IUFoST)、國際谷物科技協會(ICC)、湖南省食品科學技術學會、洞庭實驗室、湖南省農產品加工與質量安全研究所、中國食品雜志社、中國工程院Engineering編輯部、湖南大學、湖南農業大學、中南林業科技大學、長沙理工大學、湘潭大學、湖南中醫藥大學、新疆維吾爾自治區農業科學院協辦的“2025年中國工程院工程科技學術研討會—推進美麗鄉村建設-加快農產品加工與儲運產業發展暨第十二屆食品科學國際年會”,將于2025年8月8-10日在中國 湖南 長沙召開。

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為進一步促進動物源食品科學理論的完善與創新,加速科研成果向實際生產力的轉化,助力產業實現高質量、可持續發展,由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、中國食品雜志社將與江西農業大學、江西科技師范大學、南昌師范學院、家禽遺傳改良江西省重點實驗室共同舉辦的“2025年動物源食品科學與人類健康國際研討會”,將于2025年10月25-26日在中國 江西 南昌召開。

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