曾 潔 高海燕 趙瑞香 馬漢軍 張首玉,2

(河南省農產品精深加工與品質控制重點實驗室 河南科技學院食品學院1， 新鄉(xiāng) 453003)(河南職業(yè)技術學院烹飪食品系2， 鄭州 450046)

木聚糖酶對饅頭品質的影響及抑制回生的機理研究

曾 潔1高海燕1趙瑞香1馬漢軍1張首玉1,2

(河南省農產品精深加工與品質控制重點實驗室 河南科技學院食品學院1， 新鄉(xiāng) 453003)(河南職業(yè)技術學院烹飪食品系2， 鄭州 450046)

本試驗主要研究木聚糖酶對饅頭品質的影響，結果表明：添加30 mg/kg(以小麥粉為基準)木聚糖酶對饅頭的改善效果較好，饅頭的綜合評分最高，達93分；饅頭的硬度為1 658 g，膠著性為1 439，咀嚼性為1 391，分別比對照降低了48%、46%和44%；RVA分析表明，與對照相比，饅頭皮黏度降低了344 cP，饅頭芯部黏度降低168 cP，說明添加木聚糖酶增大了饅頭表皮和芯部的糊化程度；饅頭貯藏過程中DSC分析表明，饅頭的結晶熔融焓值由對照的3.05 J/g降低為1.99 J/g，說明木聚糖酶可以抑制饅頭回生。相關性分析表明，饅頭芯部糊化程度與貯存期間饅頭的回生性質呈負相關。而RVA和DSC研究結果表明，添加木聚糖酶后小麥粉糊化溫度降低，熱焓值降低，小麥粉更易糊化，闡明了木聚糖酶能夠抑制饅頭回生的機理。

饅頭 木聚糖酶 糊化程度 回生程度

饅頭是我國的重要傳統(tǒng)主食，享有“東方美食”的贊譽，被稱為“蒸制面包”(Steamed Bread)[1-3]。近年來，隨著饅頭生產工業(yè)化生產的發(fā)展，饅頭的質量要求有了更高的標準[4-5]，因而提高饅頭品質的改良劑的應用越來越廣泛[6-7]。眾所周知，化學改良劑的改良效果相對單一，且對人體健康存在潛在的危害，而目前興起的生物酶制劑具有相對安全性高、催化效率高、添加量少等特點，應用前景十分廣闊。木聚糖酶能將小麥粉中不溶性阿拉伯木聚糖水解為水溶性阿拉伯木聚糖，而后者吸水性極強[8-10]。20世紀90年代，國外少數(shù)研究開始將木聚糖酶應用于面包制作中，木聚糖酶能改善面團性質并提高面包品質，增大面包體積[11-13]，有少數(shù)學者已經開始將木聚糖酶應用于饅頭的制作中，結果表明，添加適量木聚糖酶可使饅頭硬度、彈性、咀嚼性和回復性降低[1，14-16]。

目前，老化仍然是饅頭工業(yè)化生產中急需解決的一個重大問題。王金水等[17]研究復合酶制劑對饅頭的抗老化作用，也有文獻系統(tǒng)分析了饅頭老化指標及抗老化技術，為后續(xù)研究者提供了寶貴的經驗和指導[18-20]，而關于木聚糖酶對饅頭抗老化作用及機理方面研究較少。

本研究將木聚糖酶應用到饅頭工藝中，通過感官分析、質構特性、糊化程度及結晶熔融焓等指標評價饅頭的品質，并探討了木聚糖酶對饅頭的抗老化機理，為工業(yè)化生產提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

“思豐”牌高筋富強粉：新鄉(xiāng)市思豐粉業(yè)有限公司；安琪高活性酵母：安琪酵母股份有限公司；木聚糖酶(活力10萬單位)：河南天潤生物科技有限公司；白砂糖：市售。

1.2 儀器設備

B20攪拌機：廣州市番禹力豐食品機械廠；KT-RD-15HA豪華型發(fā)酵箱：順德區(qū)南方電器有限公司；FW-100高速萬能粉碎機：北京市永光明醫(yī)療儀器廠； RVA-Ⅳ快速黏度分析儀：澳大利亞Newport公司； Q200差示掃描量熱儀：美國TA公司； TA-XT Plus物性測定儀：英國Stable Micro system公司。

1.3 饅頭制作方法

基礎配方：水440 mL、小麥粉800 g、酵母4 g、白砂糖8 g，酶適量(以小麥粉質量計，mg/kg小麥粉)。

制作方法：酵母用少量水活化，食鹽、酶制劑用少量水溶解，然后將剩余水和小麥粉一并倒入和面機里，低速攪拌至小麥粉呈棉絮狀，調整攪拌速度為中速，攪拌至面團表面光滑。把面團放入盆中，蓋上濕布，放入醒箱中36 ℃、相對濕度80%條件下發(fā)酵約1.5 h，取出，揉壓、整型，放入醒箱中二次醒發(fā)約20 min，然后將醒發(fā)好的饅頭坯放入蒸鍋，冷水下鍋，大火燒開沸水急蒸15 min，之后換中火蒸30 min，關火燜3 min，冷卻。

酶的添加量：木聚糖酶的添加量分別采用10、20、30、40 mg/kg小麥粉。

1.4 測定指標

1.4.1 感官評價

設定10人評價小組，參考GB/T 21118—2007小麥粉饅頭標準確定評分項目[21]，其中，外觀20分，內部結構20分，口感20分，滋味和氣味20分，比容10分，高徑比10分。

高徑比測量：用千分尺測量饅頭的高和直徑，高徑比=高/直徑。

比容和高徑比評分細則：

比容(mL/g)：比容≥2.8得滿分10分；比容≤1.5得最低分4分；比容在2.8～1.5之間，每下降0.1扣0.5分。

高徑比：0.66～0.70之間得10分；0.61～0.65之間得8分；0.56～0.60之間得6分；0.51～0.55之間得4分；0.45～0.50之間得2分。

1.4.2 饅頭質構的測定

取高度和底面直徑相當?shù)酿z頭樣品3個，用TA-XT Plus物性測定儀對整個饅頭進行測定。

P50探頭參數(shù)設置為：測試前探頭下降速度：2.0 m/s，測試速度：1.0 m/s，測試后探頭下降速度：1.0 m/s，壓縮程度：30%，2次壓縮的等待時間:5 s。記錄饅頭的硬度、彈性、咀嚼性等指標。

1.4.3 饅頭糊化程度的測定

把饅頭的表皮和內芯分開，撕碎，在45～50 ℃下熱風干燥24 h，然后粉碎，過150目篩，備用。

用RVA快速黏度分析儀測糊化性質。稱取4.0 g樣品加25 mL蒸餾水混合于RVA樣品缽中，攪拌均勻。測定參數(shù)如下：

轉速：前10 s內以960 r/ min速度攪拌。以后整個過程攪拌速率為160 r/ min。

測定參數(shù)設置：50 ℃保持1 min，3.7 min內勻速升溫至95 ℃，并保持2.5 min，然后在3.8 min內勻速冷卻到50 ℃，并保持2 min，記錄樣品峰值黏度。以饅頭芯部測定的為芯部峰值黏度，以饅頭表皮測定的稱為表皮峰值黏度。峰值黏度越大，糊化程度越小。每個樣品重復測定3次求平均值。

1.4.4 結晶熔融焓的測定

將添加各種酶制劑的饅頭密封貯存一定時間，然后用DSC分析其回生程度。測定方法如下：稱取樣品6 mg左右，置于DSC鋁盤中，樣品平衡于10 ℃，然后以10 ℃/min的速率降溫至-40 ℃，在-40 ℃保持10 min，然后以10 ℃/min的速率升溫至20 ℃，分析樣品的結晶熔融性質的變化，記錄熔融溫度和熔融焓值。每個樣品重復測定3次求平均值。

1.4.5 小麥粉黏度測定

取3個鋁盒，稱取小麥粉3 g，放入鋁盒中，以小麥粉質量為基準，分別加入木聚糖酶溶液6、9、12 mL(木聚糖酶配制成水溶液0.01 mg/mL的水溶液)，然后分別加入蒸餾水19、16、13 mL，按1.4.3測定饅頭糊化程度的方法測定小麥粉的糊化性質，每個樣品平行測定3次。以不加木聚糖酶的樣品為對照。

1.4.6 小麥粉熱力學性質的測定

取3個鋁盒，稱取10 g小麥粉放入其中，然后以小麥粉質量為基準，按照木聚糖酶添加量20、30、40 mg/kg稱取木聚糖酶，分別與小麥粉混合均勻，再緩慢加入20 g蒸餾水，邊攪拌邊加入，混勻，密封，置于冰箱中平衡12 h，取出，樣品用于DSC測定。

稱取已平衡的樣品5 mg左右，用差示掃描量熱儀進行測定，掃描溫度范圍為40～140 ℃，升溫速率為10 ℃/min，氮氣流速50 mL/min。采用TA DSC Analysis 軟件進行分析，記錄糊化溫度及吸熱焓值。

1.4.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用軟件DPS 7.05對饅頭感官品質指標、饅頭外皮黏度、芯部黏度、結晶熔融焓進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 木聚糖酶對饅頭感官品質的影響

由表1可以看出，木聚糖酶對饅頭品質的影響較大，其中添加量20和30 mg/kg比較顯著，隨著木聚糖酶添加量的增加，饅頭的感官總分逐漸增加，添加量為30 mg/kg時饅頭的比容、高徑比最大，感官總分最高，為93分。但木聚糖酶添加量太多，反而產生不利的影響，饅頭芯部發(fā)黏，內部結構死板，饅頭比容和高徑比也有所降低。

表1 木聚糖酶對饅頭感官品質的影響

注：表中同一列不同小寫字母表示在P<0.05差異顯著。

2.2 木聚糖酶對饅頭質構特性的影響

由圖1 a可知，添加木聚糖酶后，饅頭的硬度、膠著性、咀嚼性都顯著降低，添加量為30 mg/kg時降低最多，其中，硬度為1 658 g，膠著性為1 439，咀嚼性為1 391，但添加量增大后，這幾項指標又明顯升高。由圖1 b可知，木聚糖酶對饅頭的回復性、彈性和黏性影響不顯著。分析認為，木聚糖酶使小麥粉中的阿拉伯木聚糖產生水解，使水分從面團中釋放出來，從而使蒸制的饅頭更軟。

圖1 木聚糖酶對饅頭質構特性的影響

2.3 木聚糖酶對饅頭糊化程度的影響

由圖2可知，添加木聚糖酶的饅頭芯部黏度呈逐漸降低趨勢，表明饅頭芯部糊化程度逐漸增加。而饅頭皮黏度呈先降低后增大的趨勢，說明饅頭皮糊化程度先增大后降低。綜合比較，添加量為30 mg/kg時，與對照相比，饅頭表皮黏度降低了344 cP，饅頭芯部黏度降低168 cP。因此，添加適量木聚糖酶可以改善饅頭的糊化程度。

圖2 木聚糖酶對饅頭糊化程度的影響

2.4 木聚糖酶對貯存過程中饅頭結晶熔融焓的影響

食品中的結合水在-40 ℃不結冰，而自由水可以結冰，結冰后的饅頭樣品在升溫過程中發(fā)生熔融，其熔融焓值與-40 ℃可以結冰的自由水含量成正比，因此，熔融焓值越高，表明樣品回生越嚴重。

由圖3可知，對照饅頭樣品的熔融焓值隨貯藏時間延長而逐漸增加，并且貯藏3～4 d后熔融焓值變化顯著，熔融焓值由59.22 J/g增加到78.45 J/g。因為隨著貯藏時間增加，饅頭發(fā)生老化，分子重排，原先結合的水分不斷釋放出來。而添加木聚糖酶的饅頭樣品在貯存期間熔融焓值變化不大，甚至有降低的現(xiàn)象，表明添加木聚糖酶后改善了饅頭的水分活性，可能是因為木聚糖酶的水解作用使饅頭中的水溶性阿拉伯糖增加，其與水相互結合，造成自由水的減少，從而抑制了饅頭的回生。綜合比較，木聚糖酶添加量為30～40 mg/kg時抑制回生的效果較好。添加木聚糖酶的饅頭在貯藏2～4 d后與對照相比差異顯著。

圖3 木聚糖酶對饅頭回生程度的影響

2.5 木聚糖酶與饅頭各項指標的相關性分析

由表2可以看出，木聚糖酶與感官總分呈正相關，但相關性不顯著，而與表2中所列其他各項指標呈負相關，且與新鮮饅頭和貯藏1 d饅頭的結晶熔融焓以及饅頭芯部黏度顯著負相關。饅頭芯部黏度與貯藏1～4 d后的結晶熔融焓值顯著正相關，即饅頭芯部糊化程度與結晶熔融焓顯著負相關，也就是說，饅頭芯部糊化程度越高，結晶熔融焓值越小，饅頭回生程度越低。而饅頭皮的黏度與感官總分呈顯著負相關，即饅頭皮黏度越低，感官品質越好。分析認為，一般饅頭配方中水約為35%左右，而小麥粉中淀粉含量60%～70%，在蒸制饅頭過程中這些淀粉不可能完全糊化，沒有糊化的淀粉可能仍然以顆粒狀分布于饅頭中，使饅頭質構較硬，并且在貯存過程中水分易遷移出去，回生速度較快。如果適當提高饅頭的糊化度，則糊化的淀粉數(shù)量增加，與水結合也比較牢固，做出的饅頭質地松軟，貯存過程中不易失水，從而延緩饅頭的回生。另外，木聚糖酶對水不溶性木聚糖的水解作用造成水溶性木聚糖含量增加，大分子物質減少，也可能是黏度降低的一個原因。水溶性木聚糖與水的相互作用也可能抑制饅頭貯存過程中水分的遷移。

表2 木聚糖酶與饅頭各項品質指標的相關性

注：*P<0.05，**P<0.01；ΔH0、ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4分別表示饅頭貯藏0、1、2、3、4 d的熔融焓。

2.6 木聚糖酶對小麥粉的糊化性質的影響

根據(jù)以上分析，選擇影響稍大的木聚糖酶添加量20、30、40 mg/kg進行考察，研究其對小麥粉糊化性質的影響。

2.6.1 小麥粉的黏度參數(shù)變化

由表3和圖4可以看出，添加木聚糖酶后小麥粉的峰值黏度、谷底黏度、最終黏度均增大。而糊化溫度隨木聚糖酶添加量的增加而逐漸減小，說明了添加木聚糖酶后小麥粉更易糊化。

表3 木聚糖酶對小麥粉黏度參數(shù)的影響

注：表中同一列不同小寫字母表示在P<0.05差異顯著。

圖4 木聚糖酶對小麥粉黏度參數(shù)的影響

2.6.2 小麥粉的熱力學性質變化

由表4和圖5可以看出，對照樣品糊化溫度差值22.52 ℃，糊化過程中吸收熱量(熱焓)為3.050 J/g。添加木聚糖酶使起始糊化溫度增大，但糊化溫度范圍和熱焓值大大降低，其中，添加量為30 mg/kg的樣品熱焓值降低最多，為1.993 J/g，糊化溫度范圍也大大降低，為15.24 ℃。由此進一步說明，添加木聚糖酶后小麥粉更容易糊化，這也是木聚糖酶能夠抑制饅頭回生的原因之一。

表4 木聚糖酶對小麥粉熱力學性質的影響

注：表中同一列不同小寫字母表示在P<0.05差異顯著。

圖5 添加木聚糖酶的小麥粉的熱力學曲線

3 結論

適量木聚糖酶可以改善饅頭的感官品質和質構性質，并且降低饅頭的黏度和結晶熔融焓值，增大饅頭芯部和表皮的糊化程度和抑制饅頭貯存過程中的回生。研究結果同時表明，添加過量的木聚糖酶對饅頭的某些指標仍有負面影響，在應用過程中必須嚴格控制其添加量。相關性分析表明，饅頭芯部糊化程度與貯存期間饅頭的回生性質呈負相關。因此，控制饅頭的回生可以從如何增加饅頭的糊化程度方面考慮。通過對黏度參數(shù)及熱力學參數(shù)分析表明，添加木聚糖酶后小麥粉糊化溫度降低，熱焓值降低，小麥粉更易糊化，從機理上闡明了木聚糖酶能夠抑制饅頭回生的作用。

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[21]GB/T 21118-2007,小麥粉饅頭[S].

Effect of Xylanase on Qualities of Steamed Bread and Its Inhibition Mechanism to Retrogradation

Zeng Jie1Gao Haiyan1Zhao Ruixiang1Ma Hanjun1Zhang Shouyu1,2
(Agro-product Deep Processing Key Lab of Henan Province, School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology1, Xinxiang 453003)(Department of Cooking and Food, Henan Vocational Technical College2, Zhengzhou 450046)

The effect of xylanase on steamed bread qualities has been investigated in the paper herein. The results showed that the improvements by 30 mg/kg xylanase on steamed bread were better than the other samples. On

the condition above, the sensory score of steamed bread was up to 93; compared with the control group, the hardness, gumminess and chewiness of steamed bread were 1 658 g, 1 439 and 1 391, decreased by 48%, 46% and 44% respectively. RVA analysis showed that the viscosity of steamed bread skin reduced by 344 cP and the viscosity of steamed bread core reduced by 168 cP, which illustrated that the xylanase could increase the gelatinization degree of steamed bread. DSC analysis showed that the crystalline melting enthalpy of steamed bread reduced from 3.05J/g to 1.99 J/g in storage, which could be read as that the retrogradation of steamed bread had been inhibited. Correlation analysis showed that the degree of gelatinization of steamed bread core was negatively correlated with the degree of retrogradation. The RVA and DSC results showed that the pasting temperature and enthalpy decreased after adding xylanase and the wheat flour could be easily gelatinized. The results clarified the inhibition mechanism of xylanase to retrogradation.

steamed bread, xylanase, gelatinization degree, retrogradation degree

TS213.2

A

1003-0174(2014)06-0006-06

河南省重點科技攻關(132102110032)，河南省教育廳科學技術研究重點項目(13A550288，12B55 0003)，河南省高校青年骨干教師資助計劃(2010GG JS-141)，河南省高校科技創(chuàng)新團隊支持計劃(13IR TSTHN006)

2013-07-05

曾潔，女，1973年出生，副教授，農產品深加工與轉化

高海燕，男，1973年出生，副教授，糧油深加工與轉化