《食品科学》：河南工业大学王晓曦教授：基于Chen-Hoseney法建立燕麦面团的黏性测定方法

燕麦富含

-葡聚糖、脂类和多酚等营养物质，对调节血糖、降低胆固醇和促进肠道健康有显著效果，是国际公认的全价谷物加工原料 。然而，相比于小麦面团，燕麦面团缺乏具有形成黏弹性网络的面筋蛋白，调制面团时会出现弹性不够、黏性过高等问题，由于其制作的面团发酵性、黏结性、产品质构特性差，口感接受度低 ，限制了燕麦的加工和生产。

面团黏性是由黏附力和内聚力共同决定，当面团的黏附力大于面团的内聚力时，面团表现出黏性。黏性是所有谷物面团的一种固有特性，它能够为面团变形提供迟滞力，赋予面团黏附能力。但当面团黏性过大时，易黏附于加工设备，出现面带“缠辊”和面带断裂问题，严重影响加工生产。Chen-Hoseney法是基于面团-探头界面分离的挤压装置（A/DSC）量化面团与探头之间的黏附力、内聚力和黏附功。该方法可避免高黏性样品的黏性流动干扰，并通过排除内聚力干扰，专一量化界面黏附力，能够更精准地表征面团黏性。

尽管Chen-Hoseney法在准确性上更具优势，但其测试结果受测试参数的显著影响，相关研究也表明测试参数的选择需适配样品特性。目前，由于缺乏对高黏性面团的精准测定方法，有关燕麦面团黏性的形成机制以及“炒制+热水和面”对燕麦面团黏性的改良机制均不明晰，阻碍了燕麦高值化资源利用的进程。因此，以燕麦面团为研究对象，建立适配燕麦面团黏性的测定方法尤为重要。

基于此，河南工业大学粮油食品学院的余瑞歌、杨帆、王晓曦*等以Chen-Hoseney法为基础，选取燕麦面团为研究对象，运用层次分析（AHP）法结合单因素-正交试验和频数分析优化燕麦面团黏性测试方法，并验证方法的普适性和稳健性，以期为阐释燕麦面团黏性的形成机制提供理论支撑。

1 单因素试验结果

1.1

测前、测试和测后速率对燕麦面团黏性测试结果的影响

有研究表明，当测前、测试和测后速率改变时，黏性测量力-时间-距离曲线的面积和梯度会直接发生改变。由表3可知，随着测前速率的增加，黏附力呈先降低后升高的趋势。测前速率的提高显著影响黏附力和黏附功（

P

＜0.05），而对内聚力的影响不显著。测试速率是指开始测试时探头运行的速率。测试速率对黏附力、内聚力和黏附功有显著影响（

P

＜0.05），黏附力和黏附功随测试速率的增加呈先降低后增加再降低的趋势。测试速率影响探头与样品间的接触时间，测试速率较慢时可较好地反映样品状态的变化趋势 ；若测试速率过慢则会因测试样品被压缩时间过长而影响样品的质地测试结果，并不能反映样品的真实质地；若测试速率过大会导致探头并不能充分感知样品质地信息 。

测后速率也称剥离速率，是指测试结束后探头从面团表面剥离的速率。由表3可知，黏附力、内聚力和黏附功随测后速率的增加而增加。这与前人的研究结果一致，随着剥离速率的增加，面团黏性也随之增加，在线性黏弹性区域内，样品的剪切模量和黏度保持不变，而黏性则随剪切模量和探头移除速率的增加而稳步上升。测后速率对黏附力、内聚力和黏附功有显著影响（

P

＜0.05）。测前速率、测试速率和测后速率分别为1.50、1.50 mm/s和8.00 mm/s时，测试结果的变异系数（CV）较低，表明测试结果的平行性好且稳定。

1.2

作用力和触发力对燕麦面团黏性测试结果的影响

作用力是指探头向下运行与面团接触到分离这一过程中所施加的力。如表4所示，随着作用力的增大，面团黏附力呈显著增加（

P

＜0.05），作用力对内聚力和黏附功的影响也类似。触发力是触发测试数据记录的控制因素，大于触发力后仪器才开始记录数据。触发力对黏附力、内聚力和黏附功均有显著影响（

P

＜0.05）。当作用力和触发力增加时会导致面团内部淀粉和蛋白质分子之间的氢键更加牢固，从而使黏性增加，其中氢键可以被视为一种特殊的路易斯酸碱相互作用，这种相互作用可能发生在极性食品材料（如焦糖和面团）与富含—OH、—NH或—C＝O基团的极性表面之间 。此外，当作用力和触发力分别为40 g和5.00 g时，测试结果的CV较低，表明此条件下测试结果的平行性好且稳定。

1.3

返回距离和接触时间对燕麦面团黏性测试结果的影响

返回距离是指探头离开面团表面上升的高度。在测试的过程中发现，返回距离小于3.000 mm时，在测试结束后装置不易被取出；而当返回距离较大时，可能使装置摆放在探头下方的位置出现偏差，也可能延长测试过程，使面团表面暴露于空气中，从而对结果产生较大的影响。如表4所示，返回距离对黏附力和黏附功的影响显著（

P

＜0.05），而对内聚力的影响不显著。返回距离指探头在面团应变断裂前的行进距离，这一指标可表征样品的内聚力或面团强度；其中，黏附距离越长，表明在探头与面团分离过程中，面团被拉伸的长度越长 。接触时间是指探头与面团表面从接触到分离的时间，对于不同特性的样品，接触时间对样品的质构测试结果影响是不同的。接触时间显著影响了黏附力、内聚力和黏附功（

P

＜0.05）。此外，当返回距离和接触时间分别为4.000 mm和0.10 s时，测试结果的CV较低，表明此条件下测试结果的平行性较好且稳定。

1.4

单因素试验相关性分析

基于单因素试验结果，对作用力、测后速率、接触时间等影响因素与黏附力、内聚力和黏附功进行相关性分析，结果见图2。测后速率对应的黏附力与作用力和接触时间对应的黏附力、内聚力均呈正相关，其中与作用力和接触时间的黏附功呈显著正相关（

P

＜0.05）。测后速率对应的黏附功与作用力对应的黏附力和黏附功之间呈负相关。同时，作用力对应的黏附力和黏附功与接触时间对应的黏附力和黏附功之间呈显著正相关（

P

＜0.05），与其内聚力呈正相关；而作用力对应的黏附力和黏附功与返回距离对应的黏附功呈极显著负相关（

P

＜0.01），与返回距离对应的内聚力呈负相关。此外，返回距离对应的内聚力和黏附功与接触时间对应的各指标之间呈负相关。综合上述各因素对黏性测试结果的影响，选取测后速率、作用力、返回距离、接触时间4 个关键因素进行正交试验，以进一步优化黏性测定方法。

2 正交试验

在单因素试验的基础上，固定测前速率1.50 mm/s、测试速率1.50 mm/s和触发力5.00 g，选择测后速率（5.00、8.00、10.00 mm/s）、作用力（30、40、50 g）、返回距离（3.000、4.000、5.000 mm）和接触时间（0.05、0.10、0.15 s）为影响因素及水平，以燕麦面团黏性测试的黏附力、内聚力和黏附功为考察指标，进行4因素3水平正交试验，试验结果及综合评价值见表5。黏附力、内聚力和黏附功随测后速率和作用力的增大而增大。通常黏性会随着压缩力、探头剥离速率的增加和停留时间的延长而增加。基于黏附力、内聚力及黏附功3 项指标赋予权重，通过频数分析法解析综合评价值的数据分布特征，据此确定测定条件的参数范围，结合实际建立燕麦面团黏性测试方法。

3 AHP法

AHP法是一种主观权重赋予方法。为明确不同指标对于综合评价的重要性，根据黏附力、内聚力和黏附功对燕麦面团黏性的影响，将测试结果中的黏附力、内聚力和黏附功3 个指标给予量化，确定3 个指标的重要程度为黏附力＞内聚力＞黏附功，据此建立判断矩阵，结果见表6。并对判断矩阵进行一致性检验，根据判断矩阵按式（3）～（6）计算各指标的权重：

通过计算得到黏附力、内聚力和黏附功3 个指标的权重系数分别为0.539 6、0.297 0和0.163 4，为保证AHP法所得指标权重及排序具有合理性及可行性，对判断矩阵进行一致性检验，其中λmax＝3.009 2；当

m

＝3时，RI＝0.58，计算CR＝0.007 9＜0.1，表明判断矩阵符合一致性检验，所得权重系数有效 。

4 燕麦面团黏性测试参数的确定

将综合评价值作为确定燕麦面团黏性测试方法的指标值，对其进行回归分析，得到回归模型方程：0.002X1X2-0.165X1X4，回归模型的＝0.979 4，因此可选定这个回归模型用于燕麦面团黏性测试（表7）。表8为选取综合评价指标大于0.6时燕麦面团黏性测试参数优选的频数分析。结果表明，共有52 个方案满足实验要求，且当测后速率为7.88～8.87 mm/s、作用力为41.12～45.04 g、返回距离为3.770～4.230 mm、接触时间为0.10～0.12 s时，所得参数条件可用于表征燕麦面团黏性。

综上所述，结合实际选取频数优选后燕麦面团黏性测试参数：测前速率1.50 mm/s、测试速率1.50 mm/s、测后速率8.00 mm/s、作用力40 g、触发力5.00 g、返回距离4.000 mm、接触时间0.10 s。

5 燕麦面团黏性测试方法的验证

分别根据燕麦粉A（商业燕麦粉1～16）以及燕麦粉B（实验室自制燕麦粉1～10）的最佳吸水率（表9）调制面团进行黏性测试，结果如图3所示。16 种商业燕麦粉黏附力最低为10.99 g，最高为27.52 g（图3A）。实验室自制燕麦粉样品6的黏附力最高，为48.01 g，样品3的黏附力最低，为8.74 g（图3B）。不同样品之间的黏性差异显著，这可能是因为燕麦粉的基本成分含量不同。研究表明，水分、水溶性成分与面团黏性呈正相关。Dhaliwal等通过面团与碗、纸等外界接触材料的黏附程度评估了不同面粉成分对面团黏性的影响，发现可溶性物质和蛋白质组分会对面团黏性产生影响。

燕麦粉A（商业燕麦粉1～16）以及燕麦粉B（实验室自制燕麦粉1～10）的水分质量分数、吸水率及黏附力、内聚力和黏附功的CV如表9所示。不同样品的水分含量和吸水率存在显著差异。韩晓翠等通过单因素试验探究不同测试条件对麻糬凝胶质构特性测定结果的影响，采用CV和方差分析方法对质构参数测试结果进行分析，选择成分相近的3 种糯米粉对测试方法进行验证，各指标质构测试结果的CV均小于5%，说明该测试条件下的测试结果稳定性较好。本研究中3 个指标的样品整体CV均大于40%，且各指标在重复7 次条件下的CV均小于5%，说明在该测试条件下的结果稳定且重现性较好。该测试方法具有良好的普适性和稳健性，可用于表征燕麦面团黏性。

目前，国内外关于Chen-Hoseney法的研究多聚焦于小麦面团，而针对燕麦面团黏性测定方法的报道较少。鉴于此，本研究基于Chen-Hoseney法，运用AHP法结合单因素-正交试验和频数分析建立燕麦面团黏性测定方法。方法验证结果充分证实了其可靠性与适用性：26 种燕麦样品中，单个样品重复测试时黏附力、内聚力和黏附功的CV均小于5%，这不仅证实了该方法对同一样品具有重现性，更能反映出其对燕麦面团这类低内聚性体系的捕捉能力；而整体燕麦样品中黏附力、内聚力和黏附功的CV大于40%，则进一步体现了该方法对不同燕麦特性（如加工方式、吸水率等）的区分能力——这种区分性对于解析燕麦原料多样性与黏性的关联至关重要，也印证了该方法在燕麦体系中的普适性。

本研究进一步发现，测后速率和作用力是影响燕麦面团黏性测试的关键参数，且燕麦面团和小麦面团的测试参数存在显著差异。当测后速率为8 mm/s时，燕麦面团黏附力、内聚力及黏附功的CV均小于6%，测试稳定性良好；而随着测后速率增大，各指标的重现性下降。这与小麦面团的测试参数形成对比——小麦面团黏性测试的测后速率通常为10 mm/s。这可能是因为燕麦面团内聚力较低，较慢的剥离速率可适配燕麦面团的低内聚力特性，能更精准捕捉β-葡聚糖等成分主导的黏性信号；而小麦面团因面筋网络的强内聚力，需更快的剥离速率以避免内聚力的干扰。作用力对燕麦面团和小麦面团同样存在显著影响。对于强黏性小麦面团，由于面筋蛋白的二硫键交联使面团具有弹性和抗形变能力，使其内部存在较强的内聚力，测试时需80 g作用力才能突破抗形变阻力，精准测定黏性；而燕麦蛋白缺乏面筋基质，调制面团时无法形成面筋网络结构，测试时只需40 g作用力，这是因为适当的作用力可保证探头与面团表面的有效接触，又能避免因过度压缩引发的内聚力干扰，从而精准地表征黏性。

综上所述，本研究成功建立了燕麦面团黏性的测定方法，能够精准反映燕麦面团的黏性。然而，目前面团黏性与加工特性的关联仍停留在现象观察阶段，未来需深入探究黏性与压延特性之间的相关性。总体而言，本研究建立的燕麦面团黏性测定方法不仅填补了燕麦面团黏性测定的空白，为解析燕麦面团黏性的影响机制提供了技术支撑，同时为其他无麸质原料的黏性测定提供了可借鉴的思路。

结论

本研究基于Chen-Hoseney法，运用AHP法结合单因素-正交试验和频数分析优化燕麦面团黏性测试方法。结果表明，测后速率、作用力、返回距离和接触时间对燕麦面团黏性测试结果有显著影响。通过AHP法和频数分析法确定适宜的测试条件为测前速率1.50 mm/s、测试速率1.50 mm/s、测后速率8.00 mm/s、作用力40 g、触发力5.00 g、返回距离4.000 mm、接触时间0.10 s。同时选取26 种燕麦粉对测定方法进行验证，整体样品测试结果的CV均大于40%，且每个样品各指标在重复7 次实验下的CV均小于5%，表明本测试方法具有较好的普适性和稳定性，对燕麦面制品的质构测试具有一定的参考价值。

作者简介

通信作者：

王晓曦，教授，男，1963.11.02出生，内蒙人，教授，博士生导师，曾任河南工业大学科学技术处处长、国家食品科学实验教学示范中心主任、河南省油料深加工工程研究中心主任，《中国粮油学报》《食品工业科技》《河南工业大学学报》等杂志编委。研究领域与方向为粮食化学、粮食品质与工艺技术、粮食副产品综合利用，食品品质与营养。主编或参编著作10 部，在中文核心以上期刊发表论文110余篇。其中SCI收录20余篇，获得授权发明专利10 项。主持 2 项国家自然科学基金面上项目，聚焦小麦后熟过程中面筋蛋白、关键糖组分变化及调控机理；主持 “十五” 重大科技专项、“十二五” 重点支撑项目、“十三五” 重点研发计划子课题，围绕小麦及面制品安全、绿色、适度加工技术开展研究；另主持及完成多项河南省重点、重大科技攻关与科技成果转化项目，主攻营养富集及适配传统面制食品的小麦加工新技术。先后荣获国家科技进步二等奖1 项，河南省科技进步一等奖2 项、二等奖 2 项；获中国食品科学技术学会技术进步一等奖1 项，中国粮油学会科学技术一等奖、二等奖各 1 项。获评河南省高层次人才、河南省优秀教育工作者、全国优秀粮油工作者等荣誉称号。

第一作者：

余瑞歌，硕士研究生，女，1999年出生，河南人，硕士研究生，曾获省级奖学金和校级奖学金，参与国家自然科学基金青年科学基金项目，研究方向为谷物资源开发与利用。

教育经历：

2018. 09-2023.06 河南牧业经济学院攻读食品科学与工程学士学位

2023. 09-至今河南工业大学攻读食品科学与工程硕士学位

引文格式：

余瑞歌, 杨帆, 钱晓洁, 等. 基于Chen-Hoseney法建立燕麦面团的黏性测定方法[J]. 食品科学, 2025, 46(22): 137-144. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250513-066.

YU Ruige, YANG Fan, QIAN Xiaojie, et al. Determination of oat dough stickiness based on the Chen-Hoseney method[J]. Food Science, 2025, 46(22): 137-144. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250513-066.

实习编辑：王小云；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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