王顯倫 王 瑋 潘思軼

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院1，武漢 403070)(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院2，鄭州 450001)

木聚糖酶對速凍饅頭品質(zhì)影響及其作用機(jī)理

王顯倫1,2王 瑋2潘思軼1

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院1，武漢 403070)(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院2，鄭州 450001)

速凍饅頭在儲藏過程中口感和品質(zhì)均會下降，需加入合適的添加劑改善其品質(zhì)。通過木聚糖酶對不同凍藏時(shí)間饅頭的比容、色澤、淀粉糊化度等指標(biāo)研究，評價(jià)了木聚糖酶添加量對速凍饅頭品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著凍藏時(shí)間的延長，速凍饅頭的比容下降，而木聚糖酶的加入使速凍饅頭的比容、色澤、淀粉糊化度和面筋的持水率明顯增加，表明木聚糖酶對饅頭品質(zhì)的改善具有良好的促進(jìn)作用。水分遷移試驗(yàn)表明，木聚糖酶能將更多的結(jié)合水固定在大分子物質(zhì)上，阻止自由水的流失，改善水分分配狀態(tài)，提高饅頭的品質(zhì)。木聚糖酶可作為速凍饅頭良好的品質(zhì)改良劑。

木聚糖酶 品質(zhì)改善 作用機(jī)理

饅頭因水分含量高且營養(yǎng)豐富，極易受微生物污染而腐敗變質(zhì)，導(dǎo)致貨架期變短。低溫儲藏技術(shù)的應(yīng)用可提高饅頭儲藏的穩(wěn)定性，延長貨架期，但饅頭口感會變差，品質(zhì)下降。

酶制劑是改善饅頭品質(zhì)的主要添加劑。它可明顯地增加饅頭的體積，改善饅頭的表皮品質(zhì)，使饅頭內(nèi)部更加柔軟，結(jié)構(gòu)更加均勻。酶制劑作為一種天然的食品添加劑，具有添加量小，安全性高，品質(zhì)改善效果好等特點(diǎn)，容易被人們所接受[1]。木聚糖酶可將大分子的不溶性戊聚糖(阿拉伯木聚糖)水解成小分子質(zhì)量的水溶性戊聚糖。小麥粉中水溶性阿拉伯木聚糖的增加，能提高面團(tuán)的持水性和機(jī)械強(qiáng)度，使面團(tuán)具有良好的持氣能力和操作耐力[2]。研究木聚糖酶與饅頭品質(zhì)的相關(guān)性，以及木聚糖酶在面團(tuán)中的作用，可為冷凍饅頭的品質(zhì)改良提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

金苑特一粉：鄭州金苑面業(yè)有限公司；真菌木聚糖酶：德國AB酶制劑公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.2 主要儀器

SF600 PLUS色度儀：美國Data-color公司；面筋測定儀： 瑞典Perten公司；T722型分光光度計(jì)：上海雷磁儀器廠；0.5T PQ001核磁共振分析儀：上海紐邁科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 速凍饅頭制作工藝

饅頭制作工藝：小麥粉100%、輔料(酵母0.9%，水47%)→攪拌均勻→加水和面→靜置(15 min)→壓延(20次)→分割成型(150 g)→醒發(fā)[溫度(37±2 ℃)，RH 85%，45 min)]→汽蒸(15 min)→冷卻(1 h)→速凍(-36 ℃，1 h)→袋封→冷凍保藏(-18 ℃)。

在饅頭基本配方基礎(chǔ)上添加木聚糖酶，以干小麥粉質(zhì)量計(jì)，加酶量為 0～150 mg/kg。先將液態(tài)經(jīng)純化的木聚糖酶與部分水混合均勻，然后按照相同方法制作饅頭，試驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.3.2 饅頭品質(zhì)評定

1.3.2.1 饅頭比容的測定

蒸制好的饅頭室溫冷卻 1 h 后，用小米置換法測定體積，比容(mL/g) =體積/質(zhì)量，每個(gè)樣品重復(fù)測定3次[3]。

1.3.2.2 饅頭的色澤測定

將蒸制好的饅頭室溫下冷卻1 h，色度儀預(yù)熱30 min后進(jìn)行校準(zhǔn)，測定饅頭皮的白度。

1.3.3 木聚糖酶作用機(jī)理的探究

1.3.3.1 淀粉糊化度的測定

參照王鳳成等[4]所采用的方法，取饅頭芯20 g，用萬能粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，取篩下物5 g置于50 mL離心管中，加入25 mL蒸餾水室溫靜置1 h，置于磁力攪拌器上攪拌60 s成均勻的糊狀，4 000 r/min下離心15 min，用中性定性濾紙過濾得到上清液。移取2 mL上清液與1 mL碘試劑顯色15 min后，在波長620 nm下用分光光度計(jì)測定吸光度A。

1.3.3.2 濕面筋持水率的測定

按照GB/T 5506.4—2008烘干后測其質(zhì)量，濕面筋持水率按公式計(jì)算。

1.3.3.3 水分遷移試驗(yàn)

利用90o單脈沖激勵(lì)樣品產(chǎn)生核磁共振信號，脈沖掃描停止后，得到樣品的平均質(zhì)子信號幅度(A)[5-6]。將凍藏后的饅頭復(fù)蒸冷卻后，置于永磁場中心位置的射頻圈的中心進(jìn)行CPMG脈沖系列試驗(yàn)，射頻脈沖停止后，記錄質(zhì)子自由感應(yīng)衰減(FID)曲線，測定樣品的自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2)。CPMG試驗(yàn)采用的參數(shù)：采樣點(diǎn)數(shù)TD=120 130、回波個(gè)數(shù)C0=6 000、重復(fù)掃描次數(shù)NS=32、弛豫衰減時(shí)間D0=1 200 ms。采用多指數(shù)衰減模型的2組分模型分析饅頭在儲藏中水分存在狀態(tài)和遷移變化情況[7]。T2-Fit軟件調(diào)用CPMG序列擬合得到結(jié)果參數(shù)T21和T22(T21

2 結(jié)果與討論

2.1 木聚糖酶添加量對速凍饅頭比容的影響

饅頭經(jīng)過長時(shí)間的凍藏，水分流失，組織變硬，復(fù)蒸后比容會出現(xiàn)一定程度的下降[10-11]。由圖1可以看出，隨著凍藏時(shí)間的增加，未添加木聚糖酶的饅頭比容明顯下降。這是因?yàn)槔鋬龊洼^長時(shí)間的凍藏破壞了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致饅頭比容的下降。隨著木聚糖酶添加量從0增至30 mg/kg，饅頭比容也隨之增大。其原因是木聚糖酶部分水解了不溶性戊聚糖，形成水溶性戊聚糖，使饅頭在汽蒸過程中增加了氣泡的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增強(qiáng)了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善了饅頭的體積。但當(dāng)木聚糖酶添加量繼續(xù)增大，饅頭的比容有所下降，可能是過量的木聚糖酶使面團(tuán)在揉制時(shí)的黏度過高，均勻性下降，影響了饅頭的體積，從而造成比容減小[12]。

圖1 木聚糖酶添加量對速凍饅頭比容的影響

2.2 木聚糖酶添加量對速凍饅頭皮色澤的影響

由表1～表3可以看出，對于凍藏0 h的冷凍饅頭，木聚糖酶含量大于30 mg/kg時(shí)，能顯著提高饅頭皮的明度值L*。這是因?yàn)槟揪厶敲冈谒馕炀厶沁^程中使戊聚糖所吸收的水分釋放，而面筋蛋白吸收了這些水分，增加了水合作用，提高了面筋質(zhì)量，改善了面團(tuán)的延展性和彈韌性；同時(shí)，水溶性戊聚糖的增加提高了面團(tuán)的持氣性，在汽蒸過程中使饅頭中的水分和氣體分布均勻，氣泡的大小和穩(wěn)定性得到改善，使饅頭增白、增亮[2]；對饅頭皮的色度值a*有顯著影響，饅頭皮總體偏紅色；對色度b*值也無顯著影響，饅頭皮總體偏黃色，只有在添加量為30 mg/kg時(shí)對色度b*值有顯著影響。

表1 木聚糖酶添加量對速凍饅頭皮明度值的影響

注：數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示；同一列中不同字母表示存在顯著差異(P<0.05)，余同。

表2 木聚糖酶添加量對速凍饅頭皮的色度值a*的影響

表3 木聚糖酶添加量對速凍饅頭皮的色度值b*的影響

對凍藏24 h的速凍饅頭，木聚糖酶對饅頭皮的明度值L*有顯著影響，均高于空白饅頭；對色度a*值無顯著影響，在木聚糖酶含量在0～50 mg/kg范圍內(nèi)，饅頭皮偏紅色，大于70 mg/kg時(shí)，饅頭皮偏綠色；對色度b*值也無顯著影響，饅頭皮總體偏黃色，只有在添加量為90 mg/kg時(shí)對色度b*值有顯著影響。

對凍藏48 h的速凍饅頭，僅在木聚糖酶含量為70 mg/kg時(shí)，對饅頭皮的明度值L*有顯著影響，其他添加量均無顯著影響；木聚糖酶對饅頭皮的色度值a*無顯著影響，饅頭皮總體偏紅色；對色度b*值也無顯著影響，饅頭皮總體偏黃色。

對凍藏72 h的速凍饅頭，木聚糖酶速凍饅頭皮的明度值L*無顯著影響，可能是過長的冷凍時(shí)間嚴(yán)重破壞了饅頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低了白度，而木聚糖的加入雖能提高饅頭的色值，但效果并不顯著；木聚糖酶含量大于50 mg/kg時(shí)，對速凍饅頭皮的色度值a*影響顯著，饅頭皮總體偏紅色；對色度b*值影響顯著，饅頭皮總體偏黃色。

2.3 木聚糖酶添加量對速凍饅頭淀粉糊化度的影響

饅頭中淀粉糊化度可由饅頭上清液與碘試劑絡(luò)合的吸光度表示[4]。由圖2所示，木聚糖酶能顯著提高饅頭的吸光度值。由凍藏0 h的吸光度可知，空白饅頭的吸光度為0.419，添加木聚糖酶后最大吸光度為0.916，提高了118.61%，這說明適量的木聚糖酶能顯著提高饅頭的抗老化性。比較不同的凍藏時(shí)間可知，凍藏時(shí)間的延長會降低饅頭的吸光度值，而木聚糖酶的引入，增加了饅頭的吸光度值，說明木聚糖酶延緩了饅頭的老化。這是因?yàn)槟揪厶敲附到馕炀厶切纬煽扇苄晕炀厶沁^程中，降低了面團(tuán)的黏度，使面團(tuán)中水分分布更加合理并促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成。這種結(jié)構(gòu)使淀粉顆粒排列更加有序，在汽蒸時(shí)利于淀粉糊化，從而抑制淀粉的重結(jié)晶，延緩了饅頭的老化。

圖2 木聚糖酶添加量對冷凍饅頭淀粉糊化度的影響

2.4 木聚糖酶添加量對濕面筋持水率的影響

由圖3可知，隨著木聚糖酶含量的增加，濕面筋持水率顯著上升，表明添加木聚糖酶后，不溶性戊聚糖被降解，從而減弱了木聚糖的競爭吸水作用，增加了濕面筋的水分含量[13-14]。

圖3 木聚糖酶添加量對濕面筋持水率的影響

2.5 水分遷移試驗(yàn)

由圖4可見，木聚糖酶對凍藏0 h的饅頭A值改變不大。與凍藏0 h相比空白面團(tuán)凍藏24、48、72 h后，A值分別下降25.00%、48.07%、71.14%。添加木聚糖酶后A值急劇上升，木聚糖酶添加量大于100 mg/kg后，A值趨于平穩(wěn)，分別為5.4、5.0、4.5，比凍藏0 h分別顯著下降了5.23%、12.28%、21.05%，表明隨著凍藏時(shí)間的延長，A值明顯下降，但木聚糖酶可顯著提高A值，這是因?yàn)槟揪厶敲改軐⒏嗟乃直Ａ粼陴z頭中而減少水分流失量。

圖4 木聚糖酶添加量對饅頭平均質(zhì)子信號幅度(A)的影響

弛豫時(shí)間T2反映了在質(zhì)子移動范圍內(nèi)具有自旋-自旋弛豫時(shí)間的水分子的含量[15]。饅頭儲藏期間NMR的參數(shù)T21和T22減小的原因與儲藏過程中具有不同移動性的水分子的重新分布有關(guān)。由圖5可知，木聚糖酶對凍藏0 h的饅頭的結(jié)合水含量改變不大。未添加木聚糖酶時(shí)，與凍藏0 h相比，凍藏24、48、72 h饅頭的結(jié)合水含量分別下降32.06%、40.46%、50.48%。而加入木聚糖酶后，結(jié)合水含量迅速增加，最大值分別為12.8、12.1、7.4 ms，比凍藏0 h分別下降了9.85%、14.78%、23.94%。表明隨著凍藏時(shí)間的延長，結(jié)合水流失嚴(yán)重，而木聚糖酶能將更多的結(jié)合水固定在大分子物質(zhì)上，改善結(jié)合水流失現(xiàn)象。

圖5 木聚糖酶添加量對T21的影響

由圖6 T22的變化可知，木聚糖酶對凍藏0 h的饅頭的自由水含量影響不顯著。未添加木聚糖酶的情況下，與凍藏0 h相比，凍藏24、48、72 h饅頭的自由水含量分別下降23.89%、35.96%、51.74%。當(dāng)添加木聚糖酶后，自由水含量迅速增加，最大值分別為42.5、40.6、36.2 ms，比凍藏0 h分別下降了5.34%、9.57%、19.37%。這表明隨著凍藏時(shí)間的延長，自由水流失嚴(yán)重，但木聚糖酶的加入能保持更多的自由水在饅頭中，從而改善饅頭的品質(zhì)。

圖6 木聚糖酶添加量對T22的影響

3 結(jié)論

隨著凍藏時(shí)間的延長，饅頭比容下降，加入木聚糖酶后饅頭比容顯著增加；木聚糖酶對明度L*有顯著影響，對色度a*和b*影響不顯著。在適當(dāng)?shù)奶砑臃秶鷥?nèi)，木聚糖酶可以明顯地改善饅頭比容和色澤。隨著木聚糖酶含量增加，淀粉糊化度和濕面筋的持水率明顯上升。試驗(yàn)結(jié)果表明，木聚糖酶對凍藏0 h饅頭的A、T21、T22值影響不顯著，隨著木聚糖酶含量的增加，含水量小幅度增加。木聚糖酶顯著增加了凍藏24、48、72 h饅頭的A、T21、T22值，說明木聚糖酶能將更多的結(jié)合水固定在大分子物質(zhì)上，阻止自由水的流失，使水分分配更加合理，提高饅頭品質(zhì)。

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Effect of Xylanase on Quality of Frozen Steamed Bread and Mechanism

Wang Xianlun1,2Wang Wei2Pan Siyi1

(College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University1, Wuhan 403070)(College of Grain Oil and Food science, Henan University of Technology2, Zhengzhou 450001)

The taste and quality of frozen steamed bread turned worse during storage, so proper additive was needed to improve its quality. The effect of xylanase on the quality of steamed bread was studied by determining the indexes such as specific volume, color, and starch gelatinization degree of steamed bread during storage. The results indicated that the specific volume of steamed bread was decreased with the increase of frozen storage time. Adding xylanase increased the specific volume of steamed bread. The color, starch gelatinization degree and gluten moisture absorption was also increased, indicating that the quality of steamed bread improved. Misture movement experiment showed that xylanase could fix more bound water on the macromolecular material, and prevented the loss of free water, improving the moisture been redistributed and making the quality more better. Xylanase can be as a good quality improver of steamed bread.

xylanase, quality improvement, mechanism of action

TS213.2

A

1003-0174(2016)04-0006-05

國家科技支撐計(jì)劃(2007BAD74B02)

2014-08-22

王顯倫，男，1963年出生，教授，面制品品質(zhì)

潘思軼，男，1965年出生，教授，食品生物技術(shù)