《食品科學》：河南工業大學王曉曦教授：基于Chen-Hoseney法建立燕麥面團的黏性測定方法

燕麥富含

-葡聚糖、脂類和多酚等營養物質，對調節血糖、降低膽固醇和促進腸道健康有顯著效果，是國際公認的全價谷物加工原料 。然而，相比于小麥面團，燕麥面團缺乏具有形成黏彈性網絡的面筋蛋白，調制面團時會出現彈性不夠、黏性過高等問題，由于其制作的面團發酵性、黏結性、產品質構特性差，口感接受度低 ，限制了燕麥的加工和生產。

面團黏性是由黏附力和內聚力共同決定，當面團的黏附力大于面團的內聚力時，面團表現出黏性。黏性是所有谷物面團的一種固有特性，它能夠為面團變形提供遲滯力，賦予面團黏附能力。但當面團黏性過大時，易黏附于加工設備，出現面帶“纏輥”和面帶斷裂問題，嚴重影響加工生產。Chen-Hoseney法是基于面團-探頭界面分離的擠壓裝置（A/DSC）量化面團與探頭之間的黏附力、內聚力和黏附功。該方法可避免高黏性樣品的黏性流動干擾，并通過排除內聚力干擾，專一量化界面黏附力，能夠更精準地表征面團黏性。

盡管Chen-Hoseney法在準確性上更具優勢，但其測試結果受測試參數的顯著影響，相關研究也表明測試參數的選擇需適配樣品特性。目前，由于缺乏對高黏性面團的精準測定方法，有關燕麥面團黏性的形成機制以及“炒制+熱水和面”對燕麥面團黏性的改良機制均不明晰，阻礙了燕麥高值化資源利用的進程。因此，以燕麥面團為研究對象，建立適配燕麥面團黏性的測定方法尤為重要。

基于此，河南工業大學糧油食品學院的余瑞歌、楊帆、王曉曦*等以Chen-Hoseney法為基礎，選取燕麥面團為研究對象，運用層次分析（AHP）法結合單因素-正交試驗和頻數分析優化燕麥面團黏性測試方法，并驗證方法的普適性和穩健性，以期為闡釋燕麥面團黏性的形成機制提供理論支撐。

1 單因素試驗結果

1.1

測前、測試和測后速率對燕麥面團黏性測試結果的影響

有研究表明，當測前、測試和測后速率改變時，黏性測量力-時間-距離曲線的面積和梯度會直接發生改變。由表3可知，隨著測前速率的增加，黏附力呈先降低后升高的趨勢。測前速率的提高顯著影響黏附力和黏附功（

P

＜0.05），而對內聚力的影響不顯著。測試速率是指開始測試時探頭運行的速率。測試速率對黏附力、內聚力和黏附功有顯著影響（

P

＜0.05），黏附力和黏附功隨測試速率的增加呈先降低后增加再降低的趨勢。測試速率影響探頭與樣品間的接觸時間，測試速率較慢時可較好地反映樣品狀態的變化趨勢 ；若測試速率過慢則會因測試樣品被壓縮時間過長而影響樣品的質地測試結果，并不能反映樣品的真實質地；若測試速率過大會導致探頭并不能充分感知樣品質地信息 。

測后速率也稱剝離速率，是指測試結束后探頭從面團表面剝離的速率。由表3可知，黏附力、內聚力和黏附功隨測后速率的增加而增加。這與前人的研究結果一致，隨著剝離速率的增加，面團黏性也隨之增加，在線性黏彈性區域內，樣品的剪切模量和黏度保持不變，而黏性則隨剪切模量和探頭移除速率的增加而穩步上升。測后速率對黏附力、內聚力和黏附功有顯著影響（

P

＜0.05）。測前速率、測試速率和測后速率分別為1.50、1.50 mm/s和8.00 mm/s時，測試結果的變異系數（CV）較低，表明測試結果的平行性好且穩定。

1.2

作用力和觸發力對燕麥面團黏性測試結果的影響

作用力是指探頭向下運行與面團接觸到分離這一過程中所施加的力。如表4所示，隨著作用力的增大，面團黏附力呈顯著增加（

P

＜0.05），作用力對內聚力和黏附功的影響也類似。觸發力是觸發測試數據記錄的控制因素，大于觸發力后儀器才開始記錄數據。觸發力對黏附力、內聚力和黏附功均有顯著影響（

P

＜0.05）。當作用力和觸發力增加時會導致面團內部淀粉和蛋白質分子之間的氫鍵更加牢固，從而使黏性增加，其中氫鍵可以被視為一種特殊的路易斯酸堿相互作用，這種相互作用可能發生在極性食品材料（如焦糖和面團）與富含—OH、—NH或—C＝O基團的極性表面之間 。此外，當作用力和觸發力分別為40 g和5.00 g時，測試結果的CV較低，表明此條件下測試結果的平行性好且穩定。

1.3

返回距離和接觸時間對燕麥面團黏性測試結果的影響

返回距離是指探頭離開面團表面上升的高度。在測試的過程中發現，返回距離小于3.000 mm時，在測試結束后裝置不易被取出；而當返回距離較大時，可能使裝置擺放在探頭下方的位置出現偏差，也可能延長測試過程，使面團表面暴露于空氣中，從而對結果產生較大的影響。如表4所示，返回距離對黏附力和黏附功的影響顯著（

P

＜0.05），而對內聚力的影響不顯著。返回距離指探頭在面團應變斷裂前的行進距離，這一指標可表征樣品的內聚力或面團強度；其中，黏附距離越長，表明在探頭與面團分離過程中，面團被拉伸的長度越長 。接觸時間是指探頭與面團表面從接觸到分離的時間，對于不同特性的樣品，接觸時間對樣品的質構測試結果影響是不同的。接觸時間顯著影響了黏附力、內聚力和黏附功（

P

＜0.05）。此外，當返回距離和接觸時間分別為4.000 mm和0.10 s時，測試結果的CV較低，表明此條件下測試結果的平行性較好且穩定。

1.4

單因素試驗相關性分析

基于單因素試驗結果，對作用力、測后速率、接觸時間等影響因素與黏附力、內聚力和黏附功進行相關性分析，結果見圖2。測后速率對應的黏附力與作用力和接觸時間對應的黏附力、內聚力均呈正相關，其中與作用力和接觸時間的黏附功呈顯著正相關（

P

＜0.05）。測后速率對應的黏附功與作用力對應的黏附力和黏附功之間呈負相關。同時，作用力對應的黏附力和黏附功與接觸時間對應的黏附力和黏附功之間呈顯著正相關（

P

＜0.05），與其內聚力呈正相關；而作用力對應的黏附力和黏附功與返回距離對應的黏附功呈極顯著負相關（

P

＜0.01），與返回距離對應的內聚力呈負相關。此外，返回距離對應的內聚力和黏附功與接觸時間對應的各指標之間呈負相關。綜合上述各因素對黏性測試結果的影響，選取測后速率、作用力、返回距離、接觸時間4 個關鍵因素進行正交試驗，以進一步優化黏性測定方法。

2 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，固定測前速率1.50 mm/s、測試速率1.50 mm/s和觸發力5.00 g，選擇測后速率（5.00、8.00、10.00 mm/s）、作用力（30、40、50 g）、返回距離（3.000、4.000、5.000 mm）和接觸時間（0.05、0.10、0.15 s）為影響因素及水平，以燕麥面團黏性測試的黏附力、內聚力和黏附功為考察指標，進行4因素3水平正交試驗，試驗結果及綜合評價值見表5。黏附力、內聚力和黏附功隨測后速率和作用力的增大而增大。通常黏性會隨著壓縮力、探頭剝離速率的增加和停留時間的延長而增加。基于黏附力、內聚力及黏附功3 項指標賦予權重，通過頻數分析法解析綜合評價值的數據分布特征，據此確定測定條件的參數范圍，結合實際建立燕麥面團黏性測試方法。

3 AHP法

AHP法是一種主觀權重賦予方法。為明確不同指標對于綜合評價的重要性，根據黏附力、內聚力和黏附功對燕麥面團黏性的影響，將測試結果中的黏附力、內聚力和黏附功3 個指標給予量化，確定3 個指標的重要程度為黏附力＞內聚力＞黏附功，據此建立判斷矩陣，結果見表6。并對判斷矩陣進行一致性檢驗，根據判斷矩陣按式（3）～（6）計算各指標的權重：

通過計算得到黏附力、內聚力和黏附功3 個指標的權重系數分別為0.539 6、0.297 0和0.163 4，為保證AHP法所得指標權重及排序具有合理性及可行性，對判斷矩陣進行一致性檢驗，其中λmax＝3.009 2；當

m

＝3時，RI＝0.58，計算CR＝0.007 9＜0.1，表明判斷矩陣符合一致性檢驗，所得權重系數有效 。

4 燕麥面團黏性測試參數的確定

將綜合評價值作為確定燕麥面團黏性測試方法的指標值，對其進行回歸分析，得到回歸模型方程：0.002X1X2-0.165X1X4，回歸模型的＝0.979 4，因此可選定這個回歸模型用于燕麥面團黏性測試（表7）。表8為選取綜合評價指標大于0.6時燕麥面團黏性測試參數優選的頻數分析。結果表明，共有52 個方案滿足實驗要求，且當測后速率為7.88～8.87 mm/s、作用力為41.12～45.04 g、返回距離為3.770～4.230 mm、接觸時間為0.10～0.12 s時，所得參數條件可用于表征燕麥面團黏性。

綜上所述，結合實際選取頻數優選后燕麥面團黏性測試參數：測前速率1.50 mm/s、測試速率1.50 mm/s、測后速率8.00 mm/s、作用力40 g、觸發力5.00 g、返回距離4.000 mm、接觸時間0.10 s。

5 燕麥面團黏性測試方法的驗證

分別根據燕麥粉A（商業燕麥粉1～16）以及燕麥粉B（實驗室自制燕麥粉1～10）的最佳吸水率（表9）調制面團進行黏性測試，結果如圖3所示。16 種商業燕麥粉黏附力最低為10.99 g，最高為27.52 g（圖3A）。實驗室自制燕麥粉樣品6的黏附力最高，為48.01 g，樣品3的黏附力最低，為8.74 g（圖3B）。不同樣品之間的黏性差異顯著，這可能是因為燕麥粉的基本成分含量不同。研究表明，水分、水溶性成分與面團黏性呈正相關。Dhaliwal等通過面團與碗、紙等外界接觸材料的黏附程度評估了不同面粉成分對面團黏性的影響，發現可溶性物質和蛋白質組分會對面團黏性產生影響。

燕麥粉A（商業燕麥粉1～16）以及燕麥粉B（實驗室自制燕麥粉1～10）的水分質量分數、吸水率及黏附力、內聚力和黏附功的CV如表9所示。不同樣品的水分含量和吸水率存在顯著差異。韓曉翠等通過單因素試驗探究不同測試條件對麻糬凝膠質構特性測定結果的影響，采用CV和方差分析方法對質構參數測試結果進行分析，選擇成分相近的3 種糯米粉對測試方法進行驗證，各指標質構測試結果的CV均小于5%，說明該測試條件下的測試結果穩定性較好。本研究中3 個指標的樣品整體CV均大于40%，且各指標在重復7 次條件下的CV均小于5%，說明在該測試條件下的結果穩定且重現性較好。該測試方法具有良好的普適性和穩健性，可用于表征燕麥面團黏性。

目前，國內外關于Chen-Hoseney法的研究多聚焦于小麥面團，而針對燕麥面團黏性測定方法的報道較少。鑒于此，本研究基于Chen-Hoseney法，運用AHP法結合單因素-正交試驗和頻數分析建立燕麥面團黏性測定方法。方法驗證結果充分證實了其可靠性與適用性：26 種燕麥樣品中，單個樣品重復測試時黏附力、內聚力和黏附功的CV均小于5%，這不僅證實了該方法對同一樣品具有重現性，更能反映出其對燕麥面團這類低內聚性體系的捕捉能力；而整體燕麥樣品中黏附力、內聚力和黏附功的CV大于40%，則進一步體現了該方法對不同燕麥特性（如加工方式、吸水率等）的區分能力——這種區分性對于解析燕麥原料多樣性與黏性的關聯至關重要，也印證了該方法在燕麥體系中的普適性。

本研究進一步發現，測后速率和作用力是影響燕麥面團黏性測試的關鍵參數，且燕麥面團和小麥面團的測試參數存在顯著差異。當測后速率為8 mm/s時，燕麥面團黏附力、內聚力及黏附功的CV均小于6%，測試穩定性良好；而隨著測后速率增大，各指標的重現性下降。這與小麥面團的測試參數形成對比——小麥面團黏性測試的測后速率通常為10 mm/s。這可能是因為燕麥面團內聚力較低，較慢的剝離速率可適配燕麥面團的低內聚力特性，能更精準捕捉β-葡聚糖等成分主導的黏性信號；而小麥面團因面筋網絡的強內聚力，需更快的剝離速率以避免內聚力的干擾。作用力對燕麥面團和小麥面團同樣存在顯著影響。對于強黏性小麥面團，由于面筋蛋白的二硫鍵交聯使面團具有彈性和抗形變能力，使其內部存在較強的內聚力，測試時需80 g作用力才能突破抗形變阻力，精準測定黏性；而燕麥蛋白缺乏面筋基質，調制面團時無法形成面筋網絡結構，測試時只需40 g作用力，這是因為適當的作用力可保證探頭與面團表面的有效接觸，又能避免因過度壓縮引發的內聚力干擾，從而精準地表征黏性。

綜上所述，本研究成功建立了燕麥面團黏性的測定方法，能夠精準反映燕麥面團的黏性。然而，目前面團黏性與加工特性的關聯仍停留在現象觀察階段，未來需深入探究黏性與壓延特性之間的相關性。總體而言，本研究建立的燕麥面團黏性測定方法不僅填補了燕麥面團黏性測定的空白，為解析燕麥面團黏性的影響機制提供了技術支撐，同時為其他無麩質原料的黏性測定提供了可借鑒的思路。

結論

本研究基于Chen-Hoseney法，運用AHP法結合單因素-正交試驗和頻數分析優化燕麥面團黏性測試方法。結果表明，測后速率、作用力、返回距離和接觸時間對燕麥面團黏性測試結果有顯著影響。通過AHP法和頻數分析法確定適宜的測試條件為測前速率1.50 mm/s、測試速率1.50 mm/s、測后速率8.00 mm/s、作用力40 g、觸發力5.00 g、返回距離4.000 mm、接觸時間0.10 s。同時選取26 種燕麥粉對測定方法進行驗證，整體樣品測試結果的CV均大于40%，且每個樣品各指標在重復7 次實驗下的CV均小于5%，表明本測試方法具有較好的普適性和穩定性，對燕麥面制品的質構測試具有一定的參考價值。

作者簡介

通信作者：

王曉曦，教授，男，1963.11.02出生，內蒙人，教授，博士生導師，曾任河南工業大學科學技術處處長、國家食品科學實驗教學示范中心主任、河南省油料深加工工程研究中心主任，《中國糧油學報》《食品工業科技》《河南工業大學學報》等雜志編委。研究領域與方向為糧食化學、糧食品質與工藝技術、糧食副產品綜合利用，食品品質與營養。主編或參編著作10 部，在中文核心以上期刊發表論文110余篇。其中SCI收錄20余篇，獲得授權發明專利10 項。主持 2 項國家自然科學基金面上項目，聚焦小麥后熟過程中面筋蛋白、關鍵糖組分變化及調控機理；主持 “十五” 重大科技專項、“十二五” 重點支撐項目、“十三五” 重點研發計劃子課題，圍繞小麥及面制品安全、綠色、適度加工技術開展研究；另主持及完成多項河南省重點、重大科技攻關與科技成果轉化項目，主攻營養富集及適配傳統面制食品的小麥加工新技術。先后榮獲國家科技進步二等獎1 項，河南省科技進步一等獎2 項、二等獎 2 項；獲中國食品科學技術學會技術進步一等獎1 項，中國糧油學會科學技術一等獎、二等獎各 1 項。獲評河南省高層次人才、河南省優秀教育工作者、全國優秀糧油工作者等榮譽稱號。

第一作者：

余瑞歌，碩士研究生，女，1999年出生，河南人，碩士研究生，曾獲省級獎學金和校級獎學金，參與國家自然科學基金青年科學基金項目，研究方向為谷物資源開發與利用。

教育經歷：

2018. 09-2023.06 河南牧業經濟學院攻讀食品科學與工程學士學位

2023. 09-至今河南工業大學攻讀食品科學與工程碩士學位

引文格式：

余瑞歌, 楊帆, 錢曉潔, 等. 基于Chen-Hoseney法建立燕麥面團的黏性測定方法[J]. 食品科學, 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.

實習編輯：王小云；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

為匯聚全球智慧共探產業變革方向，搭建跨學科、跨國界的協同創新平臺，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學、 重慶市農業科學院、 重慶市農產品加工業技術創新聯盟、重慶工商大學、重慶三峽學院、西華大學、成都大學、四川旅游學院、北京聯合大學、 中國-匈牙利食品科學“一帶一路”聯合實驗室（籌） 共同主辦 的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

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為系統提升我國食品營養與安全的科技創新策源能力，加速科技成果向現實生產力轉化，推動食品產業向綠色化、智能化、高端化轉型升級，由北京食品科學研究院、中國食品雜志社《食品科學》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，合肥工業大學、安徽農業大學、安徽省食品行業協會、安徽大學、合肥大學、合肥師范學院、北京工商大學、中國科技大學附屬第一醫院臨床營養科、安徽糧食工程職業學院、安徽省農科院農產品加工研究所、安徽科技學院、皖西學院、黃山學院、滁州學院、蚌埠學院共同主辦的“第六屆食品科學與人類健康國際研討會”，將于 2026年8月15-16日（8月14日全天報到）在中國 安徽 合肥召開。

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