張 琨，秦毛毛，劉艷喜，周正富，秦敬梓，吳政卿，雷振生

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 小麥研究所，河南 鄭州 450002)

面包是一種營養(yǎng)豐富、組織蓬松、易于消化吸收、食用方便的食品，深受廣大消費者喜愛[1]。近年來，隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展和人民生活水平的提高，對高品質(zhì)面包制品的需求日益增加[2-3]。生產(chǎn)面包對小麥品質(zhì)要求較高，進(jìn)口的加拿大和美國強筋小麥最適于生產(chǎn)面包專用粉，但因其進(jìn)口數(shù)量有限，價格較高，在實際應(yīng)用中受到一定限制。國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥的培育和種植近年發(fā)展很快，涌現(xiàn)出一批優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種，其品質(zhì)雖暫時不能等同進(jìn)口強筋小麥，但基本上能滿足生產(chǎn)面包專用粉的要求，若再通過添加面粉改良劑進(jìn)行處理，就能作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)面包的專用粉[4]。

隨著人們對食品安全日益重視，酶制劑作為一種安全、高效、純天然添加劑受到越來越廣泛的關(guān)注[5-6]。應(yīng)用在面包中的酶制劑主要有α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶和木聚糖酶等[7-12]。α-淀粉酶是一種水解酶，添加一定量的α-淀粉酶到小麥粉中不僅能縮短面團(tuán)發(fā)酵時間，還能增大面包的比容，改善面包的質(zhì)地[13]。楊春玲等[14]研究表明，在小麥粉中添加合理比例的葡萄糖氧化酶，能夠強化面筋，增大面包體積，增強其彈性。脂肪酶可以氧化面粉中的色素使之褪色，使面包內(nèi)部組織潔白，還可以氧化不飽和脂肪酸，使之形成過氧化物，過氧化物可氧化蛋白質(zhì)分子中的硫氫基團(tuán)，形成分子內(nèi)或分子間二硫鍵，并能誘導(dǎo)蛋白質(zhì)分子聚合，使蛋白質(zhì)分子變得更大，從而提高面團(tuán)筋力[15]。木聚糖酶則能增加面粉中水溶性阿拉伯木聚糖含量，對優(yōu)化面筋網(wǎng)絡(luò)組織、賦予面包芯松軟細(xì)膩的質(zhì)地具有重要作用[16]。

鄭麥158系河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種研究室于2004年以引自保加利亞優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種Bigeaz-250-96為母本、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)抗病抗倒小麥品種周麥16為父本組配單交組合Bigeaz-250-96/周麥16，2005年以Bigeaz-250-96/周麥16為母本、高產(chǎn)早熟優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種鄭麥366(2014年獲得國家科技進(jìn)步二等獎)為父本組配復(fù)交組合選育而成的小麥新品種，于2019年通過河南省審定(豫審麥20190058)，為64個審定品種中僅有的4個中強筋品種之一，該品種作為鄭麥366的升級換代品種，繼承了鄭麥366優(yōu)良的加工品質(zhì)，其面團(tuán)平均穩(wěn)定時間達(dá)到20 min以上，遠(yuǎn)高于美國和加拿大等國家的進(jìn)口面包小麥(平均穩(wěn)定時間12 min)[17]，且具有高產(chǎn)、抗病、耐凍等特點，生產(chǎn)上的安全性遠(yuǎn)高于鄭麥366，而且其種皮呈紅色，在糧食收儲過程中易分辨，在專收專儲上具有優(yōu)勢。因此，備受加工企業(yè)青睞。2019年，鄭麥158在首屆黃淮麥區(qū)優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種質(zhì)量鑒評會上被評定為面包、面條優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種。為進(jìn)一步促進(jìn)鄭麥158在面粉加工企業(yè)中的推廣和應(yīng)用，以鄭麥158小麥粉為材料，利用α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶和脂肪酶對其面包烘焙品質(zhì)進(jìn)行改良，以期得到優(yōu)化的酶制劑配方，為鄭麥158以及類似品質(zhì)特性小麥粉的面包加工提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料及儀器設(shè)備

面粉：2019年6月收獲鄭麥158后，放置3個月，用MLU-202型實驗?zāi)シ蹤C磨粉，小麥粉后熟14 d后備用；面包專用粉購自益海嘉里金龍魚糧油食品股份有限公司；即發(fā)酵母購自樂斯福(明光)有限公司；安佳黃油購自新西蘭恒天然集團(tuán)；白砂糖購自太古糖業(yè)有限公司；食鹽為市售；α-淀粉酶(10 000 U/g)、葡萄糖氧化酶(10 000 U/g)、脂肪酶(12 000 U/g)均購自山東隆科特酶制劑有限公司。

主要儀器設(shè)備：MLU-202型實驗?zāi)シ蹤C[BUHLER (中國)機械制造有限公司]、IM9500plus多功能谷物近紅外分析儀(瑞典Perten公司)、2200型面筋儀(瑞典Perten公司)、Farinograph-E粉質(zhì)儀(德國Brabender公司)、Extensograph拉伸儀(德國Brabender公司)、TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀(英國Stable MicroSystems有限公司)、螺旋攪拌打粉機(江蘇三麥?zhǔn)称窓C械有限公司)、醒發(fā)箱(江蘇三麥?zhǔn)称窓C械有限公司)、電爐(江蘇三麥?zhǔn)称窓C械有限公司)、方包切片機(江蘇三麥?zhǔn)称窓C械有限公司)、電子分析天平(瑞士METTLER TOLEDO集團(tuán))。

1.2 試驗方法

1.2.1 面粉成分及理化指標(biāo)測定 水分含量測定參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》；蛋白質(zhì)含量測定參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》；灰分含量測定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定》；面筋含量測定參照GB/T 5506.2—2008《小麥和小麥粉 面筋含量 第2部分：儀器法測定濕面筋》；面團(tuán)粉質(zhì)指標(biāo)測定參照GB/T 14614—2019《糧油檢驗 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試 粉質(zhì)儀法》；面團(tuán)拉伸指標(biāo)測定參照GB/T 14615—2019《糧油檢驗 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試 拉伸儀法》。

1.2.2 面包加工

1.2.2.1 面包配方 面粉500 g、酵母6 g、食鹽5 g、白砂糖100 g、黃油40 g、水適量。

1.2.2.2 面包制作工藝 面包制作參考GB/T 14611—2008《糧油檢驗 小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗 直接發(fā)酵法》中所附面包制作方法并做了一些修改，具體工藝如下：稱質(zhì)量(面粉和輔料)→干性物料混勻后加入濕性物料和面→加入黃油繼續(xù)和面→面筋形成后靜置醒發(fā)5 min→揉壓→整形→發(fā)酵1.5 h→烘烤20 min(上/下火溫度180 ℃/220 ℃)→冷卻→編號包裝，待測。

1.2.2.3 單因素試驗 以α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶添加量為單因素進(jìn)行試驗。α-淀粉酶添加量設(shè)置為0、5、10、15、20、25 mg/kg，葡萄糖氧化酶添加量為15 mg/kg，脂肪酶添加量為30 mg/kg；葡萄糖氧化酶的添加量設(shè)置0、10、15、20、25 mg/kg，α-淀粉酶添加量為15 mg/kg，脂肪酶添加量為30 mg/kg；脂肪酶的添加量設(shè)置為0、10、20、30、40、50 mg/kg，α-淀粉酶添加量為15 mg/kg，葡萄糖氧化酶添加量為15 mg/kg。以面包的比容和質(zhì)構(gòu)特性為評價指標(biāo)。

1.2.2.4 正交試驗 在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行L9(33)的正交試驗，試驗設(shè)計見表1，選出制作品質(zhì)較好面包的酶制劑配比。

表1 正交試驗因素與水平

1.2.3 面包品質(zhì)評價

1.2.3.1 面包比容 采用菜籽體積置換法測定面包體積，用電子天平稱面包質(zhì)量，計算面包比容，面包比容=面包體積/面包質(zhì)量。

1.2.3.2 面包質(zhì)構(gòu)特性 采用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行面包物性TPA測試。測試模式如下：測試前速度1.0 mm/s，測試速度3.0 mm/s，測試后速度3.0 mm/s，應(yīng)變移位50%，觸發(fā)力5.0 g。面包樣品厚度為15 mm×2，每個樣品做3次平行測試，結(jié)果取平均值。

硬度、彈性、黏聚性和咀嚼性與面包感官品質(zhì)關(guān)系極為密切。因此，將其作為面包質(zhì)構(gòu)特性測定的首選指標(biāo)[18]。

1.2.3.3 面包烘焙品質(zhì)評分 參考GB/T 14611—2008《糧油檢驗 小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗 直接發(fā)酵法》中所附面包烘焙品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行面包烘焙品質(zhì)評分。面包體積45分、面包外觀5分、面包芯色澤5分、面包芯質(zhì)地10分、面包芯紋理結(jié)構(gòu)35分，總分100分。

2 結(jié)果與分析

2.1 鄭麥158面粉的理化特性和面團(tuán)流變學(xué)特性

先準(zhǔn)確測定鄭麥158面粉樣品的理化特性和面團(tuán)流變學(xué)特性，再根據(jù)測定結(jié)果來判斷后續(xù)試驗中面包制作的加水量和打面時間等。由表2和表3可知，鄭麥158面粉滿足面包用小麥粉LS/T 3201—1993標(biāo)準(zhǔn)普通級(水分含量≤14.5%，灰分含量≤0.75%，濕面筋含量≥30%，穩(wěn)定時間≥7 min)，但與面包用小麥粉LS/T 3201—1993標(biāo)準(zhǔn)精制級(水分含量≤14.5%，灰分含量≤0.60%，濕面筋含量≥33%，穩(wěn)定時間≥10 min)相比，面粉的濕面筋含量偏低；形成時間和穩(wěn)定時間偏長，在制作面包時可能需要較長的打面時間。拉伸指標(biāo)中的能量為92 cm2，略低于國家農(nóng)作物品種審定中的優(yōu)質(zhì)強筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(能量≥100 cm2)，屬于中強筋小麥。

表2 鄭麥158面粉的理化特性

表3 鄭麥158面團(tuán)的流變學(xué)特性

2.2 酶制劑對鄭麥158面包烘焙品質(zhì)影響的單因素試驗結(jié)果

2.2.1 α-淀粉酶添加量對面包烘焙品質(zhì)的影響

2.2.1.1 面包比容 由圖1可知，添加α-淀粉酶的面包比容均明顯高于不添加對照組，可見使用α-淀粉酶可使面包的體積更大。隨著α-淀粉酶添加量增大，面包比容表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢。當(dāng)添加量為20 mg/kg時，面包比容達(dá)到最大值6.41 mL/g；但隨著α-淀粉酶添加量進(jìn)一步增加，面包比容減小。這是因為α-淀粉酶可以連續(xù)穩(wěn)定地生成糊精和麥芽糖，提高酵母的發(fā)酵能力，從而促進(jìn)面團(tuán)的脹發(fā)能力，比容也就隨之增大；而添加過量的α-淀粉酶使面團(tuán)的持氣性下降，入爐以后，淀粉膠體蜂窩壁因無法忍受氣體受熱膨脹的壓力而破裂，氣體溢出，面包比容也就明顯減小[13]。

圖1 不同α-淀粉酶添加量對面包比容的影響

2.2.1.2 面包質(zhì)構(gòu)特性 感官評分具有較強的主觀性，質(zhì)構(gòu)分析能夠避免人為因素的影響，更準(zhǔn)確地

評價制品品質(zhì)。對于面包烘焙品質(zhì)與儀器評定之間的關(guān)系，國內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行了深入的研究[19-23]。TPA質(zhì)構(gòu)測試是目前測試面包等食品物理品質(zhì)常用的方法，其通過模擬人口腔的咀嚼運動，對樣品進(jìn)行2次壓縮，硬度、咀嚼性與面包烘焙品質(zhì)均呈負(fù)相關(guān)，即它們的數(shù)值越大，面包口感就越硬，缺乏彈性、爽口的感覺；彈性、黏聚性與面包烘焙品質(zhì)均呈正相關(guān)，即它們的數(shù)值越大，面包吃起來越柔軟、筋道，爽口不黏牙[18]。

由表4可知，隨著α-淀粉酶添加量的增加，硬度和咀嚼性整體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，而彈性和黏聚性整體呈先升高后降低的趨勢。當(dāng)α-淀粉酶添加量在20 mg/kg時，面包的硬度和咀嚼性最低，口感最佳；當(dāng)α-淀粉酶添加量在10 mg/kg時，面包的彈性和黏聚性達(dá)到最高，紋理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)最佳。

表4 不同α-淀粉酶添加量對面包質(zhì)構(gòu)特性的影響Tab.4 The effect of different amounts of α-amylase on the texture properties of bread

2.2.2 葡萄糖氧化酶添加量對面包品質(zhì)的影響

2.2.2.1 面包比容 由圖2可知，隨著葡萄糖氧化酶添加量增加，面包比容表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢。當(dāng)葡萄糖氧化酶添加量為10 mg/kg時，面包比容最大，為5.81 mL/g；當(dāng)葡萄糖氧化酶添加量為25 mg/kg時，面包的比容最小，且低于不添加對照組。說明適當(dāng)添加葡萄糖氧化酶可以提高面團(tuán)發(fā)酵性能，增大面包體積。

圖2 不同葡萄糖氧化酶添加量對面包比容的影響

2.2.2.2 面包質(zhì)構(gòu)特性 葡萄糖氧化酶在面粉中能將葡萄糖氧化成葡萄糖酸，面筋蛋白質(zhì)中的硫氫鍵被氧化后，形成具有較好網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的雙硫鍵，從而大大改善面筋的組織結(jié)構(gòu)，生成更具彈性的面團(tuán)，改善面粉的制品品質(zhì)[24]。由表5可知，隨著葡萄糖氧化酶添加量的增加，面包硬度和咀嚼性先降低后升高，彈性和黏聚性先升高后降低。當(dāng)葡萄糖氧化酶添加量在15 mg/kg時，面包的硬度和咀嚼性最低，黏聚性最高，彈性較高。葡萄糖氧化酶添加量在10 mg/kg時，面包的彈性最高，硬度和咀嚼性較低，黏聚性較高。

2.2.3 脂肪酶添加量對面包品質(zhì)的影響

2.2.3.1 面包比容 由圖3可知，隨著脂肪酶添加量增加，面包比容呈波浪式變化趨勢。當(dāng)脂肪酶添加量為30 mg/kg時，面包比容最大，為5.95 mL/g。當(dāng)脂肪酶添加量為20 mg/kg時，面包的比容較小，當(dāng)脂肪酶添加量超過30 mg/kg后，面包比容呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。

表5 不同葡萄糖氧化酶添加量對面包質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖3 不同脂肪酶添加量對面包比容的影響

2.2.3.2 面包質(zhì)構(gòu)特性 由表6可知，在本試驗范圍內(nèi)，不同脂肪酶添加量對面包質(zhì)構(gòu)特性均有改善作用。脂肪酶添加量為30 mg/kg時，面包的硬度和咀嚼性最低，且彈性較高；當(dāng)脂肪酶添加量為20 mg/kg時，面包的彈性最好，硬度較低，黏聚性較高。因此，當(dāng)脂肪酶添加量為20～30 mg/kg時，對面包的質(zhì)構(gòu)特性改善作用較明顯，口感較好。

2.3 酶制劑對鄭麥158面包品質(zhì)影響的正交試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，進(jìn)行L9(33)正交試驗設(shè)計，對α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶3個因素進(jìn)行正交優(yōu)化試驗，通過感官評分確定最佳的復(fù)合酶制劑配比。正交試驗結(jié)果如表7所示,方差分析結(jié)果如表8所示。由表7和表8可以看出，影響面包感官評分的因素表現(xiàn)為α-淀粉酶>葡萄糖氧化酶>脂肪酶。在實驗室條件下，以商業(yè)化生產(chǎn)的面包專用粉制作的面包為對照組，其比容為6.52 mL/g，感官評分為93分。比較分析發(fā)現(xiàn)，感官評分最優(yōu)組合為A3B2C1，即α-淀粉酶的添加量為20 mg/kg，葡萄糖氧化酶的添加量為15 mg/kg，脂肪酶的添加量為10 mg/kg，在該條件下制作的面包比容為6.48 mL/g，感官評分為92分，可與對照組面包媲美。

表6 不同脂肪酶添加量對面包質(zhì)構(gòu)特性的影響

表7 酶制劑對面包烘焙品質(zhì)影響的正交試驗結(jié)果Tab.7 Orthogonal test results of the effect of enzyme preparation on bread baking quality

續(xù)表7 酶制劑對面包烘焙品質(zhì)影響的正交試驗結(jié)果Tab.7(Continued) Orthogonal test results of the effect of enzyme preparation on bread baking quality

表8 酶制劑對面包烘焙品質(zhì)評分影響的方差分析Tab.8 Variance analysis of the effect of enzyme preparation on bread baking quality score

3 結(jié)論與討論

本研究在鄭麥158小麥粉中分別添加適量的α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶和脂肪酶，均可以不同程度地改善面包的烘焙品質(zhì)。單因素試驗結(jié)果表明，當(dāng)添加20 mg/kg的α-淀粉酶時，面包比容最大，硬度和咀嚼性最低；當(dāng)添加10 mg/kg的α-淀粉酶時，面包的彈性和黏聚性最大。當(dāng)葡萄糖氧化酶添加量為10 mg/kg時，面包的比容和彈性最大，硬度和咀嚼性較低，黏聚性較高；當(dāng)添加量為15 mg/kg時，面包的硬度、咀嚼性最低，黏聚性最大，彈性較高。當(dāng)脂肪酶添加量為30 mg/kg時，面包的比容最大，硬度和咀嚼性最低，且彈性較高；當(dāng)添加量為20 mg/kg時,面包的彈性最好，硬度較低，黏聚性較高。這些結(jié)果與前人[24-27]研究基本一致而略有不同。周先漢等[25]同樣認(rèn)為,在面粉中添加10 mg/kg的α-淀粉酶時，面包的黏聚性最大;添加20 mg/kg的α-淀粉酶時，咀嚼性最低;添加15 mg/kg的α-淀粉酶時，面包的比容、彈性最大。祁斌等[26]認(rèn)為,當(dāng)葡萄糖氧化酶添加量在30 mg/kg時，面包的硬度最低，彈性和黏聚性最大。趙俊芳等[24]研究發(fā)現(xiàn),在面粉中添加40 mg/kg的葡萄糖氧化酶時，面包的比容最大，質(zhì)構(gòu)最好。周先漢等[25]認(rèn)為,當(dāng)脂肪酶添加量為20 mg/kg時，面包的硬度最低，彈性和黏聚性最大，但脂肪酶添加量為15 mg/kg時，面包的比容最大。而陳書明[27]認(rèn)為,在面粉中添加單一的脂肪酶起不到改善面包品質(zhì)的作用，僅能提高面包芯的白度。這些研究結(jié)果存在的差別可能是由選用的樣品、制作方法和制作環(huán)境差異等原因造成的。

在單因素試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，通過正交試驗得出了以面包感官評分為指標(biāo)的最佳酶制劑配方為α-淀粉酶添加量20 mg/kg、葡萄糖氧化酶添加量15 mg/kg、脂肪酶添加量10 mg/kg，在該條件下制作的面包比容為6.48 mL/g，感官評分為92分。3種酶制劑單獨使用對鄭麥158面粉的烘焙品質(zhì)均有較好的改良作用，復(fù)合使用對其改良作用更明顯，且酶制劑高效、安全、成本較低，這為今后鄭麥158的市場應(yīng)用提供了較好的理論基礎(chǔ)。