朱 璠， 李 言， 錢(qián)海峰， 張 暉， 齊希光， 王 立

(江南大學(xué)食品學(xué)院，無(wú)錫 214122)

全麥?zhǔn)称犯缓攀忱w維、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有減肥、預(yù)防心血管疾病、抗癌、改善腸道菌群等功能，因此以全麥為原料開(kāi)發(fā)產(chǎn)品備受關(guān)注[1]。雖然全麥?zhǔn)称窢I(yíng)養(yǎng)豐富，且具有較多健康作用，但其產(chǎn)品的品質(zhì)受到很大影響。Hemdane等[2]研究表明麩皮顆粒阻礙了面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，破壞氣室，使全麥面團(tuán)持氣性降低，從而使全麥制品的比容較小，硬度較大；而且麩皮中的膳食纖維親水性強(qiáng)，和面筋蛋白競(jìng)爭(zhēng)性吸水，使面團(tuán)不易延伸，加工性差。李金河等[3]提出還原型谷胱甘肽會(huì)和面筋蛋白的二硫鍵反應(yīng)得到游離巰基，使二硫鍵含量減少，游離巰基含量增加，同時(shí)會(huì)和蛋白質(zhì)結(jié)合，阻礙了蛋白質(zhì)的進(jìn)一步交聯(lián)，導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性變差。Kock等[4]發(fā)現(xiàn)全麥面團(tuán)的穩(wěn)定性低于小麥面團(tuán)，并測(cè)得麩皮中含有還原性物質(zhì)如谷胱甘肽，推測(cè)其會(huì)將二硫鍵還原成游離巰基從而使全麥面團(tuán)的穩(wěn)定性降低。另外Bin等[5]研究表明麩皮中的一些不飽和脂肪酸含量和生物酶活性高，容易使麩皮氧化產(chǎn)生哈喇味。

因此，許多學(xué)者提出了不同的改良全麥?zhǔn)称菲焚|(zhì)的方法，目前常用的方法有減小麩皮粒徑、添加改良劑(酶制劑、氧化劑、乳化劑)和改良制面工藝等[6]。也有一些學(xué)者研究了麩皮預(yù)處理對(duì)全麥?zhǔn)称菲焚|(zhì)的影響，Kock等[4]對(duì)麩皮進(jìn)行高壓蒸汽處理，發(fā)現(xiàn)全麥面包比容增加。Abdel-Haleem[7]將麩皮放入175 ℃烘箱處理20 min，得到全麥粉的穩(wěn)定性增加，面包的比容增加，感官評(píng)分提高。郝春明等[8]對(duì)麩皮進(jìn)行擠壓膨化處理，發(fā)現(xiàn)全麥粉的穩(wěn)定性降低，全麥面團(tuán)的拉伸曲線面積和延伸度減小。但整體而言，將這些預(yù)處理對(duì)全麥?zhǔn)称菲焚|(zhì)的影響進(jìn)行比較的報(bào)道很少。因此，本實(shí)驗(yàn)選用微波、烘烤、常壓蒸汽、高壓蒸汽對(duì)小麥麩皮進(jìn)行預(yù)處理，將處理后的小麥麩皮回添至小麥粉中，從而探究不同的預(yù)處理方式對(duì)全麥面團(tuán)和面包品質(zhì)的影響，以期選出一種能有效提高其品質(zhì)的預(yù)處理方式。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高筋小麥粉、麩皮；尿素、鹽酸胍：分析純；總淀粉測(cè)定試劑盒；還原型谷胱甘肽標(biāo)品。

1.2 儀器與設(shè)備

HC-800Y型高速多功能粉碎機(jī)，Brabender粉質(zhì)拉伸儀，L550型離心機(jī)，T9紫外分光光度計(jì)，TA.XT plus物性儀，DHR-3流變儀。

1.3 方法

1.3.1 麩皮預(yù)處理

根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇過(guò)60目篩的麩皮進(jìn)行預(yù)處理：

微波處理[9]：稱(chēng)取60 g麩皮平鋪于玻璃圓盤(pán)中，料層厚度約為1 cm，微波功率為800 W，處理1 min，冷卻至室溫。

烘烤處理[10]：稱(chēng)取60 g麩皮平鋪于烤盤(pán)中，料層厚度約為1 cm，在170 ℃的烤箱中焙烤30 min，冷卻至室溫。

常壓蒸汽處理[11]：稱(chēng)取60 g麩皮平鋪于不銹鋼蒸屜中的紗布上，料層厚度約為1 cm，水沸騰后把蒸屜放在蒸鍋上，處理15 min，室溫風(fēng)干。

高壓蒸汽處理[12]：稱(chēng)取60 g麩皮平鋪于滅菌籃的紗布上，料層厚度約為1 cm，在121 ℃，0.09 MPa下處理15 min，室溫風(fēng)干。

各種方式處理后的樣品重新研磨過(guò)60目篩，密封于4 ℃儲(chǔ)藏備用。

1.3.2 麩皮基本成分的測(cè)定

麩皮的膳食纖維參照GB 5009.88—2014進(jìn)行測(cè)定。

還原型谷胱甘肽含量參照劉國(guó)琴等[13]的方法略作修改。取5 g麩皮加入50 mL水，在55 ℃下提取15 min，得到樣液。配置0.02 g/L的還原型谷胱甘肽標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別取0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mL加水至2 mL，加入5 mL磷酸溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%)、1 mL碘化鉀溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%)和2滴淀粉指示劑，用0.01 mmol/L的碘酸鉀溶液滴定至藍(lán)色，記錄碘酸鉀的體積，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。取0.1 mL樣液加水稀釋至2 mL，滴定并記錄碘酸鉀的體積，計(jì)算樣液中的還原型谷胱甘肽含量。

1.3.3 全麥面團(tuán)的制備

將未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的麩皮和經(jīng)過(guò)預(yù)處理的麩皮分別按出粉率(1∶4)回添至高筋小麥粉中，攪拌均勻后裝于塑封袋中，置于4 ℃?zhèn)溆?，以不添加麩皮的高筋小麥粉為?duì)照組。稱(chēng)取300 g全麥粉、3.9 g鹽、24 g糖于和面機(jī)中混合均勻后加入適量的水，攪拌至面團(tuán)能撕出薄膜后加入18 g黃油，攪拌至面團(tuán)撕出的薄膜無(wú)毛邊后取出面團(tuán)，于室溫靜置30 min，取部分面團(tuán)測(cè)動(dòng)態(tài)流變特性，其余樣品冷凍干燥備用。

1.3.4 游離巰基和二硫鍵含量的測(cè)定

參照Beveridge等[14]的方法測(cè)定游離巰基和二硫鍵的含量。取75 mg冷凍干燥的全麥面團(tuán)樣品加入1 mL Tris-Gly緩沖液(10.4 g Tris，6.9 g Gly，1.2 g EDTA，用HCl調(diào)pH至8.0)，混勻后加入4.7 g鹽酸胍，用Tris-Gly緩沖液定容至10 mL，離心取上清液得到樣液。游離巰基：取1 mL樣液加入4 mL尿素-鹽酸胍溶液(8 mol/L尿素+5 mol/L鹽酸胍溶液，用Tris-Gly緩沖液配置)和0.05 mL Ellman’s試劑(4 mg/mL DTNB溶液，用Tris-Gly緩沖液配置)，在412 nm處測(cè)吸光度。二硫鍵：取1 mL樣液加入0.05 mL巰基乙醇和4 mL尿素-鹽酸胍溶液混合均勻，在25 ℃下放置1 h后加入10 mL三氯乙酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%)，繼續(xù)在25 ℃下放置1 h，4 000 r/min離心15 min，倒掉上清液，加入5 mL三氯乙酸洗滌沉淀兩次后加入10 mL尿素溶液(8 M尿素溶液，用Tris-Gly緩沖液配置)將沉淀溶解，加入0.04 mL Ellman’s試劑，在412 nm處測(cè)吸光度。

式中：A412為412 nm處的吸光度；D為稀釋因子，游離巰基D=5.02，總巰基D=10；C為樣液質(zhì)量濃度/mg干物質(zhì)/mL；N1為游離巰基濃度/μmol/g；N2為總巰基濃度/μmol/g。

1.3.5 粉質(zhì)拉伸特性的測(cè)定

粉質(zhì)拉伸特性分別參照GB/T 14614—2019、GB/T 14615—2019使用Brabender粉質(zhì)儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.6 動(dòng)態(tài)流變特性的測(cè)定

參考楊煒[15]的方法并稍作修改，將靜置30 min后的面團(tuán)放于流變儀的載物臺(tái)上，將平板(40 mm圓形平板)下壓至2 mm處，刮去多余的面團(tuán)后涂一層硅油，靜置5 min后開(kāi)始對(duì)樣品進(jìn)行頻率掃描，測(cè)量彈性模量(G′)和黏性模量(G″)隨頻率的變化。頻率掃描參數(shù)為：溫度25 ℃，應(yīng)變0.02%，頻率范圍為0.1～100 Hz。

1.3.7 全麥面包的制作

采用一次發(fā)酵法進(jìn)行面包制作，稱(chēng)取300 g全麥粉、3.9 g鹽、24 g糖、3.6 g酵母于和面機(jī)中混合均勻后加入適量的水，攪拌至面團(tuán)能撕出薄膜后加入18 g黃油，攪拌至面團(tuán)撕出的薄膜無(wú)毛邊后取出面團(tuán)，于室溫靜置30 min后切割成150 g的面團(tuán)，靜置15 min后整型，放入醒發(fā)箱(35 ℃，相對(duì)濕度80%)醒發(fā)約90 min，放入烤箱(上火180 ℃，下火200 ℃)烘烤25 min，置于室溫冷卻后進(jìn)行測(cè)定。

1.3.7.1 比容的測(cè)定[16]

采用小米置換法測(cè)定面包的比容，比容(mL/g)=體積/質(zhì)量

1.3.7.2 面包質(zhì)構(gòu)的測(cè)定[16]

將面包切成20 mm厚的薄片，取中間部分進(jìn)行測(cè)定，TPA測(cè)試參數(shù)為：探頭為P/25，測(cè)試前速度2 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)試后速度2 mm/s，應(yīng)變?yōu)?0%，觸發(fā)力5.0 g，2次壓縮間隔時(shí)間：5 s。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3次重復(fù)。通過(guò)Excel 2019和SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使用Duncan法進(jìn)行組間顯著性分析(P<0.05)，通過(guò)Origin 2018進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 麩皮預(yù)處理對(duì)基本組成的影響

由表1可以看出，4種預(yù)處理對(duì)粗蛋白含量、總淀粉含量、粗脂肪含量均無(wú)顯著影響。微波、烘烤、常壓蒸汽處理對(duì)膳食纖維的影響不顯著，高壓蒸汽處理使不溶性膳食纖維含量顯著降低，可溶性膳食纖維含量顯著增加，常世敏等[17]用高壓蒸汽處理膳食纖維也得到類(lèi)似結(jié)果，可能是因?yàn)楦邏菏共糠植蝗苄陨攀忱w維的糖苷鍵發(fā)生斷裂，轉(zhuǎn)變成可溶性膳食纖維[7]。研究表明還原型谷胱甘肽可以和面筋蛋白的二硫鍵發(fā)生反應(yīng)，生成游離巰基，從而削弱面筋網(wǎng)絡(luò)，影響面制品品質(zhì)[3]。和未處理的麩皮相比，微波處理對(duì)還原型谷胱甘肽的影響不顯著，烘烤、常壓蒸汽、高壓蒸汽處理分別使還原型谷胱甘肽含量降低了44.41%、66.77%和69.30%，Kock等[4]也得到類(lèi)似結(jié)果，可能是因?yàn)檫€原型谷胱甘肽在高溫條件下易被氧化。常壓蒸汽和高壓蒸汽處理的麩皮還原型谷胱甘肽含量低于微波和烘烤處理，可能是因?yàn)檫€原型谷胱甘肽在濕熱條件下更容易被破壞[18]。

表1 麩皮預(yù)處理對(duì)基本組成的影響(干基)

2.2 麩皮預(yù)處理對(duì)全麥面團(tuán)游離巰基和二硫鍵含量的影響

面筋蛋白由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白通過(guò)二硫鍵交聯(lián)形成，是影響面制品品質(zhì)的重要因素，因此二硫鍵含量和面制品品質(zhì)密切相關(guān)[19]。表2結(jié)果表明，與小麥粉面團(tuán)相比，全麥面團(tuán)的游離巰基含量顯著增加，二硫鍵含量顯著減少，這一方面是因?yàn)辂熎ご媪瞬糠中←湻?，使面筋蛋白的含量減少，另一方面麩皮中膳食纖維的強(qiáng)親水性、戊聚糖的氧化凝膠特性均使二硫鍵易發(fā)生斷裂[20]。和未處理的全麥面團(tuán)相比，微波、烘烤、常壓蒸汽、高壓蒸汽處理使全麥面團(tuán)的游離巰基含量分別減少了15.03%、34.57%、40.43%、42.77%，二硫鍵含量分別增加了12.13%、30.15%、51.35%、38.63%，可能是因?yàn)樘砑宇A(yù)處理后的麩皮使二硫鍵被還原成巰基的數(shù)量減少，王華東[21]對(duì)麩皮進(jìn)行熱處理，發(fā)現(xiàn)熱處理可以使游離巰基含量減少，二硫鍵含量增加。

表2 麩皮預(yù)處理對(duì)游離巰基和二硫鍵含量的影響

2.3 麩皮預(yù)處理對(duì)粉質(zhì)特性的影響

由表3可以看出，全麥粉的吸水率顯著高于小麥粉，這是因?yàn)辂熎ぶ泻写罅康纳攀忱w維，其具有的羥基結(jié)構(gòu)和水結(jié)合形成氫鍵，提高了吸水率[22]。微波、烘烤使全麥粉的吸水率稍有降低，但不顯著，Abdel-Haleem[7]和王華東[21]也得到類(lèi)似的結(jié)果，可能是因?yàn)槲⒉?、烘烤處理使麩皮表面形成脂質(zhì)涂層，降低了麩皮的吸水率[10]。常壓蒸汽、高壓蒸汽處理使全麥粉的吸水率顯著降低，可能是因?yàn)樵撎幚硎共糠植蝗苄陨攀忱w維轉(zhuǎn)變成可溶性膳食纖維，導(dǎo)致水合能力降低[17]。全麥粉的面團(tuán)形成時(shí)間顯著高于小麥粉，這是因?yàn)樯攀忱w維和面筋蛋白競(jìng)爭(zhēng)性吸水，導(dǎo)致面筋吸水形成網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間變長(zhǎng)[21]。4種預(yù)處理方式對(duì)全麥粉的面團(tuán)形成時(shí)間雖有影響但不顯著。小麥粉的面團(tuán)穩(wěn)定性顯著高于全麥粉，這是因?yàn)辂熎ぶ械纳攀忱w維在填充面筋網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中，對(duì)其造成了一定的破壞，從而使面團(tuán)的強(qiáng)度和對(duì)機(jī)械攪拌的耐受力降低[23]。微波處理對(duì)全麥粉的穩(wěn)定性影響不顯著，可能是因?yàn)槲⒉ㄌ幚淼臅r(shí)間太短，影響較小，但延長(zhǎng)微波處理時(shí)間會(huì)導(dǎo)致麩皮燒焦。烘烤、常壓蒸汽和高壓蒸汽處理使全麥面團(tuán)的穩(wěn)定性分別比未處理的提高了1.6、4.2、2.5 min，Nandeesh等[12]也得到類(lèi)似的結(jié)果，可能是因?yàn)轭A(yù)處理降低了麩皮中還原型谷胱甘肽的含量，減小了對(duì)二硫鍵的破壞，從而提高了面團(tuán)的穩(wěn)定性[7]。

表3 麩皮預(yù)處理對(duì)粉質(zhì)特性的影響

2.4 麩皮預(yù)處理對(duì)拉伸特性的影響

由表4可見(jiàn)，隨著醒發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，拉伸曲線面積和拉伸阻力增加，可能是因?yàn)樾寻l(fā)是一個(gè)消除應(yīng)力和蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)重構(gòu)的過(guò)程，會(huì)使面團(tuán)筋力變強(qiáng)，強(qiáng)度變大。相同的醒發(fā)時(shí)間下，小麥粉面團(tuán)的拉伸曲線面積、延伸度、最大拉伸阻力均大于全麥粉，可能是因?yàn)辂熎は♂屃嗣娼畹鞍?，并填充在面筋網(wǎng)絡(luò)中，破壞了面筋蛋白的交聯(lián)，使面團(tuán)強(qiáng)度變小，更容易斷裂[24]。經(jīng)過(guò)常壓蒸汽和高壓蒸汽處理的全麥面團(tuán)的最大拉伸阻力顯著大于未處理的，可能是因?yàn)楦邷厥果熎ぶ械墓入赘孰牡冗€原性物質(zhì)含量降低，減小了麩皮對(duì)面團(tuán)的破壞作用，從而使面團(tuán)強(qiáng)度變大。而經(jīng)過(guò)常壓蒸汽和高壓蒸汽處理的全麥面團(tuán)的延伸度顯著小于未處理的，王華東[21]提出可能是面團(tuán)強(qiáng)度變大，不易流變導(dǎo)致的。

表4 麩皮預(yù)處理對(duì)拉伸特性的影響

2.5 麩皮預(yù)處理對(duì)全麥面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變特性的影響

由圖1和圖2可以看出麩皮預(yù)處理對(duì)全麥面團(tuán)的動(dòng)態(tài)流變特性產(chǎn)生了一定的影響。隨著掃描頻率的增加，所有面團(tuán)的G′和G″均增加，且G′>G″，說(shuō)明所有面團(tuán)的彈性均大于黏性，具有類(lèi)似固體的性質(zhì)。在同一掃描頻率下，全麥面團(tuán)的G′和G″均大于小麥粉面團(tuán)，這和徐小云[25]、AHMED等[26]的研究結(jié)果類(lèi)似，可能是因?yàn)辂滬熖畛湓诿娼罹W(wǎng)絡(luò)中，使面團(tuán)不易形變，從而G′增加，并且麩皮阻礙了面筋網(wǎng)絡(luò)的延伸，使G″增加[27]。高壓蒸汽預(yù)處理的全麥面團(tuán)的G′和G″最大，其次是經(jīng)過(guò)常壓蒸汽和烘烤處理的全麥面團(tuán)，未處理和微波處理的全麥面團(tuán)G′和G″最小，可能是因?yàn)楹婵?、常壓蒸汽、高壓蒸汽不同程度地降低了谷胱甘肽含量、提高了二硫鍵含量，使面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，從而使全麥面團(tuán)的黏彈性增加[28]。

圖1 麩皮預(yù)處理對(duì)G′的影響

圖2 麩皮預(yù)處理對(duì)G″的影響

2.6 麩皮預(yù)處理對(duì)全麥面包的影響

由表5看出，和小麥面包相比，全麥面包的比容顯著減小，這可能是因?yàn)槿湻壑宣熎ご媪瞬糠中←湻郏娼詈枯^低，并且麩皮填充在面筋網(wǎng)絡(luò)中破壞了氣室，從而導(dǎo)致全麥面包的持氣性差，膨脹程度較低，體積較小[2]。和未處理的全麥面包相比，微波對(duì)比容的影響不顯著，烘烤、常壓蒸汽、高壓蒸汽處理分別使比容增加了6.92%、9.34%、5.19%，Abdel-Haleem[7]也得到類(lèi)似結(jié)果，可能是因?yàn)轭A(yù)處理降低了還原型谷胱甘肽含量、提高了二硫鍵含量，從而提高面團(tuán)的持氣性，使比容增加。

表5 麩皮預(yù)處理對(duì)全麥面包的影響

全麥面包的硬度大于小麥面包，可能是因?yàn)辂熎て茐牧藲馐遥瑥亩鴮?dǎo)致全麥面包比容較小，硬度較大，全麥面包的彈性和回復(fù)性小于小麥面包，可能是因?yàn)辂熎て茐牧嗣娼罹W(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致面包變形后難以恢復(fù)[29]。微波對(duì)全麥面包的質(zhì)構(gòu)影響不顯著，烘烤、常壓蒸汽、高壓蒸汽使面包的硬度、膠黏性和咀嚼性顯著降低，彈性也有所提高，Majzoobi等[30]也得到類(lèi)似結(jié)果，可能是因?yàn)轭A(yù)處理使還原型谷胱甘肽含量減少，降低了麩皮對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)的破壞程度，使比容增加，從而使全麥面包的硬度、膠黏性和咀嚼性顯著降低，彈性也有所改善，其中常壓蒸汽處理的效果最好。

注：A為普通面包，B為未處理，C為微波，D為烘烤，E為常壓蒸汽，F(xiàn)為高壓蒸汽。圖3 麩皮預(yù)處理對(duì)面包的影響

3 結(jié)論

微波、烘烤、常壓蒸汽和高壓蒸汽處理使麩皮中還原型谷胱甘肽含量發(fā)生不同程度的下降，使全麥面團(tuán)的二硫鍵含量相應(yīng)提高，從而提高了全面面團(tuán)的穩(wěn)定性及全麥面包的品質(zhì)。從4種預(yù)處理對(duì)全麥面團(tuán)和面包的影響看，微波處理的影響不顯著；常壓蒸汽和高壓蒸汽處理使全麥粉的穩(wěn)定性顯著增加；烘烤、常壓蒸汽和高壓蒸汽處理均使全麥面面包的比容增加，硬度、膠黏性和咀嚼性顯著降低，彈性顯著提高，但是高壓蒸汽和烘烤處理的改善程度小于常壓蒸汽處理，因此常壓蒸汽可作為一種理想的麩皮預(yù)處理方法。