粒径与品种对埃塞俄比亚苔麸（Eragrostis tef (Zucc.) Trotter）面粉理化特性及饼干感官可接受性的影响

《Food Science & Nutrition》：Impact of Particle Size on Flour Physicochemical Properties and Cookies Sensory Acceptability Made From Teff (Eragrostis tef (Zucc.) Trotter)

　　

面粉和终产品的物理、流变、功能、化学及其他特性对食品加工工业至关重要。这些特性受面粉品种和粒径影响。研究人员探讨了粒径和品种对苔麸（Eragrostis tef (Zucc.) Trotter）面粉理化特性（physicochemical properties）及饼干感官可接受性（sensory acceptability）的影响。将苔麸品种 Bora、Jitu 和 Filagot 的籽粒研磨并过筛，制备三种面粉级分（360–260、260–160 和 160–90 μm）。结果表明，样品在大多数测试变量中差异显著（p < 0.05）。随着粒径减小，苔麸面粉的堆积密度（bulk density）、休止角（angle of repose）和亮度（l^*）均显著增加（p < 0.05）。红度（a^*）、黄度（b^*）和色度（c^*）均随面粉粒径减小而降低。品种间，苔麸面粉的堆积密度、亮度、黄度、色度和色调（hue）以及饼干的颜色、风味和总体感官可接受性存在显著差异（p < 0.05）。饼干总体可接受性评分范围广泛，从 Filagot 大粒径面粉 260–360 μm（FP1）的 4.00（既不喜欢也不讨厌）到 Bora 细粒径面粉 90–160 μm（BP3）的 7.00（非常喜欢）。

研究背景：谷物和面粉的流变学（rheology）、理化等特性对食品加工设备的设计与操作至关重要；颜色、堆积密度、矿物质含量和休止角等特性关系到分级、清理、制粉、混合、干燥和烘焙等机械的设计与运行，也用于监控终产品质量。面粉品种和颗粒大小影响许多食品物理化学性质稳定性、颗粒堆积紧密性、堆积密度以及面包、蛋糕和饼干等终产品品质。面粉分散性差时，粒径变化可促进分层，降低终产品质量。苔麸（Eragrostis tef (Zucc.) Trotter）是起源于埃塞俄比亚的古老热带谷类作物，含全部氨基酸，赖氨酸和维生素含量高于其他谷物，营养不需强化。已有研究报道苔麸可用于粥、煎饼、蛋糕、断奶食品、饼干、挤压食品和饮料等无麸质（gluten-free）食品；苔麸无麸质饼干质量较优并具抗氧化特性。尽管苔麸营养优良，但主要在埃塞俄比亚消费，全球生产、消费和加工统计不足；苔麸谷粒农艺和营养已有大量研究，而面粉粒径分布和品种对苔麸面粉理化特性及饼干感官可接受性影响研究较少。因此，研究人员评估苔麸品种（Bora、Jitu 和 Filagot）和面粉粒径（360–260、260–160 和 160–90 μm）对苔麸面粉物理化学特性和无麸质饼干感官属性的影响，以填补科学数据和加工参数空白，促进苔麸未来全球应用，尤其食品加工工业。该研究对制粉和烘焙工业有重要意义。

关键技术方法：研究采用全因子设计（full factorial design），两个因素为品种和粒径。苔麸品种 Bora（DZ-Cr-453）、Jitu（DZ-01-256）和 Filagot（DZ-Cr-429）来源于埃塞俄比亚农业研究所 Debrezeit 农业研究中心。清理后籽粒经 local cottage attrition milling 粉碎，用试验筛分选为 P1（260–360 μm）、P2（160–260 μm）和 P3（90–160 μm）。饼干在190 °C烘焙18 min。30名成年评价员（17男、13女）采用7点喜爱度量表（7-point hedonic scale）评价颜色、质地、脆度、滋味、风味和总体可接受性。数据用双因素方差分析（two-way ANOVA）、SAS软件和 Fisher 最小显著差（LSD）比较均值，p < 0.05 为显著。

研究结果：

3.1 品种与粒径分布对苔麸面粉物理特性的影响：研究人员测定水分、堆积密度和休止角。品种间水分含量显著，Bora、Filagot 和 Jitu 分别为10.01%、9.05%和8.05%；粒径对水分无显著影响。Filagot 堆积密度最高0.83 g/mL，Bora最低0.74 g/mL。粒径从260–360 μm降至90–160 μm时，堆积密度从0.72增至0.86 g/mL。90–160 μm级分休止角最高41.80°，260–360 μm最低37.40°；粒径减小使单位质量表面积增大，内聚力和摩擦作用增强，流动性变差。设计料斗时倾角须大于休止角以避免堵塞。

3.2 品种与粒径对苔麸面粉颜色的影响：通过 Hunter L、a、b 色空间测定。L^*、a^*、b^*分别范围为64.74–70.29、2.91–6.35、15.68–18.61。Bora 亮度最高，Filagot 最低；Filagot 红度6.35和黄度18.61最高，原因与其红色籽粒及制粉时皮层色素分散入面粉有关。品种对色度（c^*）影响显著，Filagot 最高19.66，Jitu 最低15.95；色调角（h^*）Bora、Filagot、Jitu 分别为80、74、79。粒径减小使 L^* 升高，a^* 和 b^* 降低；90–160 μm 面粉亮度较高、红色较低，颜色特性最理想。

3.3 品种与粒径分布对苔麸面粉选定矿物质含量的影响：通过原子吸收分光光度法测定钙、铁、锌。品种间矿物质含量差异显著；Filagot 的钙132 mg/100 g、铁14.31 mg/100 g、锌4.14 mg/100 g均最高；Bora 和 Jitu 较低。粒径对矿物质含量无显著影响（p > 0.05）。气候和品种是影响苔麸矿物质含量的因素。

3.4 品种与粒径分布对饼干感官可接受性的影响：30名评价员用7点喜爱度量表评价。颜色：Bora 饼干得分最高5.92，Filagot 最低4.35；90–160 μm 得分最高5.84，260–360 μm 最低4.66。颜色是视觉质量和消费者决策的重要指标。质地：Bora 最高5.85，细粒90–160 μm 最高5.88；Filagot 最低5.23，粗粒260–360 μm 最低5.17。脆度：品种间不显著；粒径显著，90–160 μm 最高6.51，260–360 μm 最低5.74。粒径与脆度呈负相关，细粒表面增大、淀粉损伤增加，饼干更薄、更脆。滋味和风味：品种和粒径均显著影响风味；Bora 风味最高5.85，Filagot 最低4.98；90–160 μm 风味接受性较高。总体可接受性：Bora 最高6.35，Filagot 最低4.43；90–160 μm 最高6.00，260–360 μm 最低4.90。消费者偏好更脆和更白的饼干。总体评分从 Filagot 大粒径260–360 μm（FP1）的4.00（既不喜欢也不讨厌）到 Bora 细粒径90–160 μm（BP3）的7.00（非常喜欢）。

讨论部分总结：研究将结果与前人报道进行比较，水分与已报道苔麸水分接近；堆积密度随粒径减小而增加的趋势与糖甜菜粉等报道一致；休止角随粒径减小而增加与鹰嘴豆粉流动性下降报道相似；颜色结果与不同品种苔麸面粉报道一致；Filagot 矿物质丰富，红、白苔麸铁含量与已有报道相符；细粒径小麦饼干感官接受性较好也有类似报道。总体上，品种和粒径通过影响表面积、组成、颜色和淀粉质量，进而影响面粉组分结构和饼干品质。

研究结论翻译：苔麸面粉的品种和粒径分布对苔麸面粉及烘焙饼干特性有显著（p < 0.05）影响。在这些特性中，苔麸面粉的堆积密度、休止角、亮度（L^*）、红度（a^*）、黄度（b^*）、色度（c^*）以及饼干感官属性差异很大。这些变化可影响表面积、组成、颜色和淀粉质量，进而影响面粉组分结构，并最终影响饼干品质。面粉休止角显示，随着面粉粒径减小，流动模式由自由流动转向一般流动，呈负相关。在苔麸品种中，Filagot 具有显著的矿物质丰富性。随着面粉粒径减小，面粉颜色变浅。最细面粉粒径（90–160 μm）与较大粒径面粉（260–360 μm）相比具有不同的物理特性。品种和面粉粒径对人体可感知的饼干感官特征包括颜色、外观、风味、滋味、脆度和质地有显著影响（p < 0.05）。随着苔麸面粉粒径减小，所有特性均改善。饼干总体可接受性评分从 Filagot 大粒径面粉260–360 μm（FP1）的4.00（既不喜欢也不讨厌）到 Bora 细粒径面粉90–160 μm（BP3）的7.00（非常喜欢）。