宋曉燕 , 張艷,艾志錄,2,3*

1(河南農(nóng)業(yè)大學 食品科學技術(shù)學院，河南 鄭州，450002) 2(河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州，450002)3(農(nóng)業(yè)部大宗糧食加工重點實驗室，河南 鄭州，450002)

小麥粉理化性質(zhì)與發(fā)酵面團的褐變關系

宋曉燕1,3, 張艷1,艾志錄1,2,3*

1(河南農(nóng)業(yè)大學 食品科學技術(shù)學院，河南 鄭州，450002) 2(河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州，450002)3(農(nóng)業(yè)部大宗糧食加工重點實驗室，河南 鄭州，450002)

小麥粉；蛋白質(zhì)；多酚；多酚氧化酶活性；發(fā)酵面團；褐變

中國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國和消費國，面制品以蒸煮為主，饅頭、面條、水餃是中國傳統(tǒng)的面制食品。特別是在北方，饅頭是主食之一。不同來源面粉所制作的饅頭，顏色差異較大，發(fā)酵過程中褐變程度也有所不同。研究表明，鮮濕面褐變除了與小麥品種之間的差異所導致的面粉色素含量、種類、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性等不同因素相關外，還與面粉中的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等主要組分的差異有一定關系[1-2]。其中，多酚氧化酶活性是影響面制品褐變的主要因素[3-6]。饅頭在生產(chǎn)過程中由于褐變導致的色澤降低，會成為饅頭工業(yè)化生產(chǎn)的重要障礙之一。過氧化苯甲酰曾作為小麥粉的增白劑和改良劑，我國批準使用多年，但鑒于其對人體健康和小麥粉營養(yǎng)產(chǎn)生的危害[7]，在我國于2011年起禁止使用作為小麥粉添加劑。

本研究選用32種推廣面積大的小麥品種為材料，研究面粉中蛋白質(zhì)、濕面筋、多酚含量和多酚氧化酶活性與發(fā)酵面團褐變速率之間的相關性，旨為發(fā)酵面制品工業(yè)化生產(chǎn)原料的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

周麥23、西農(nóng)979、豫麥13、許科718、鄭麥3596、鄭麥9962、鄭麥16、周麥11、溫麥6號、眾麥988、鄭麥0856、中鑫78、鄭麥761、許科316、鄭麥9023、鄭麥0943、鄭麥31、百農(nóng)3217、眾麥1號、偃展4110、洛麥23、豫麥49、周麥13、洛旱15號、寶豐7228、花培8號、周麥22、矮抗58、鄭麥366、鄭麥379、新麥26、周麥27。

濃H2SO4、NaOH、Na2HPO4、NaH2PO4、鄰苯二酚、甲醇、Na2CO3、單寧酸等均為分析純，福林酚(F9252-100ml, 2N)購于Sigma-Alorich公司。

1.2 儀器與設備

JA6102型電子天平，上海精天電子儀器有限公司；CR-400型色彩色差計，日本柯尼卡美能達傳感公司；DMT-5型電動家用面條機，山東龍口市復興機械有限公司；KDY-04C型凱氏定氮儀，上海瑞正儀器設備有限公司；FX-15S熱風循環(huán)面包醒發(fā)箱，廣州賽思達機械設備有限公司；HH-4型恒溫水浴鍋，河南智誠科技發(fā)展有限公司；TGL16M型臺式高速冷凍離心機，湖南凱達科學儀器有限公司；UVmini-1240型紫外可見分光光度計，島津國際貿(mào)易有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 磨粉

根據(jù)小麥籽粒水分含量的不同調(diào)整加水量，把樣品的水分含量調(diào)整至15.5%，潤麥20 h，然后采用布勒實驗磨進行制粉。水分含量采用(103±2) ℃恒溫烘箱法測定。

1.3.2 面粉蛋白質(zhì)含量的測定

采用凱氏定氮法，參照GB/T 5511—2008進行。

1.3.3 面粉濕面筋含量的測定

采用水洗法，參照GB/T 5506.1—2008進行。

1.3.4 面粉多酚含量的測定

采用福林酚法。具體步驟為：稱取0.5 g小麥粉，加入3 mL甲醇振蕩60 s，用漏斗過濾，并用2 mL甲醇沖洗漏斗，棄殘渣，濾液作為酚粗提液，進行分析。取0.05 mL酚粗提液，依次加入2.5 mL蒸餾水、0.125 mL福林酚試劑，混勻，對照以0.05 mL甲醇代替酚粗提液。室溫放置3 min后，加入1 mL 7.5%的Na2CO3溶液，混勻，用蒸餾水定容至5 mL。靜置1 h后，在760 nm測定OD值，每個樣品重復3次。以單寧酸梯度液代替酚粗提液，繪制標準曲線，根據(jù)標準曲線計算各樣品多酚含量，以mg/g表示。

1.3.5 面粉多酚氧化酶活性的測定

參考KRUGER[8]和MORRIS[9]等人的方法，并做部分修改。稱取0.5 g小麥粉，加入3 mL磷酸緩沖液(0.05 mol/L，pH 6.5)，于4 ℃冰箱中浸泡12 h，然后用5 000 r/min、4 ℃離心15 min，上清液即為粗酶液。在離心管中依次加入2.8 mL磷酸緩沖液(0.05 mol/L，pH 6.5)、1 mL 0.1 mol/L鄰苯二酚混勻，再加入0.2 mL粗酶液混勻，在420 nm測定OD值。然后迅速放入37 ℃恒溫水浴鍋中，5 min后再測420 nm 的OD值。以吸光值的變化表示PPO活性，每個樣品重復3次。

1個酶活性單位為:每分鐘使吸光值變化0.001所需的酶量，則1 g小麥粉中的酶活性[U/(min·g)]為：

1.3.6 發(fā)酵面團的制作

參照孫向東[10]、胡瑞波等人[11]的方法，略有修改。稱取100 g小麥粉，加入45 mL水和1 g安琪干酵母，手工和面5 min(水溫30 ℃左右)，使料坯手握成團，然后用小型軋面機軋片，軋距依次為4 mm和3 mm，每軋距均對折合片軋片2次，最終面團厚度為3 mm。軋出面團表面光滑，周邊完整，厚度一致。把面團切成3個直徑為40 mm的圓片，放入溫度30 ℃、濕度80%的醒發(fā)箱中醒發(fā)備用。

1.3.7 發(fā)酵面團色澤的測定

發(fā)酵面團的色澤采用CR-400型色彩色差計進行測定，結(jié)果以L*、a*、b*表示。L*值表示亮度和白度；a*值表示紅綠度，越大則越紅；b*值表示黃藍度，越大則越黃。測完后把面團放于自封袋中(測量面朝上)，然后將自封袋放入25 ℃的醒發(fā)箱中，0、0.5、1、2、4h，分別測其同一部位的色澤，以△L*、△a*、△b*表示不同時間段L*、a*、b*的變化值。

1.3.8 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)計算和繪圖采用Microsoft Excel軟件進行，數(shù)據(jù)相關性分析采用SPSS16.0進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種小麥粉的理化性質(zhì)分析

對32種不同品種小麥粉的蛋白質(zhì)、濕面筋、多酚含量及多酚氧化酶活性進行測定，結(jié)果見表1。

表1 不同品種小麥粉的理化性質(zhì)

由表1可知，小麥粉的蛋白質(zhì)含量為10.70%～16.19%；濕面筋含量為27.31%～35.60%；多酚含量為9.63～24.73 mg/g；多酚氧化酶活性為140～296 U/(g·min)。多酚含量最高的偃展4110(24.73 mg/g)是含量最低的周麥27(9.63 mg/g)的2.57倍；多酚氧化酶活性最高的豫麥49[296 U/(g·min)]的活性是鄭麥9962[140 U/(g·min)]的2.11倍，說明多酚含量和多酚氧化酶活性均有較大幅度的變異范圍。

2.2 不同品種發(fā)酵面團的褐變速率比較

表2為發(fā)酵面團色澤隨時間變化情況。可以看出，在0～4 h，發(fā)酵面團的L*值隨時間的延長呈下降趨勢，而a*值和b*值呈上升趨勢，各品種變化趨勢相同。這與Asenstorfer等人對生鮮面片褐變的研究結(jié)果一致[12]。其中a*值的變異系數(shù)差異較大，變幅在-1.76～-0.75之間，b*值的變異范圍為0.09～0.10，L*值的變異系數(shù)為0.02～0.03。不同時間發(fā)酵面團L*、a*、b*的差異雖然在很大程度上取決于初始值的大小，但不同小麥品種在其下降或上升的幅度上存在明顯差異。

表2 不同品種發(fā)酵面團色澤(L*、a*和b*)隨時間的變化

圖1 不同發(fā)酵面團色澤隨時間的變化Fig.1 Changes of color with time from different fermented doughs

2.3 小麥粉理化性質(zhì)與發(fā)酵面團褐變速率的相關性分析

2.3.1 小麥粉多酚含量對發(fā)酵面團褐變速率的影響

32種小麥粉多酚含量的測定結(jié)果表明，所有被測品種均含有多酚，不同品種多酚含量有顯著差異。表3、表4分別為多酚含量與發(fā)酵面團各時間點色澤(L*，a*，b*)及色澤變化值(△L*，△a*，△b*)之間的相關性。由表看出，小麥粉多酚含量除與2h的a*值顯著正相關外(P<0.05)，與發(fā)酵面團其他時間點的L*、a*、b*及發(fā)酵面團色澤變化值之間均無顯著相關性。說明在發(fā)酵面團褐變過程中多酚含量并不起決定性作用。

表3 多酚含量與發(fā)酵面團色澤的相關性

注：*，**分別表示數(shù)據(jù)在P<0.05，P<0.01水平呈顯著相關性。下表同。

表4 多酚含量與發(fā)酵面團色澤變化的相關性

2.3.2 小麥粉多酚氧化酶活性對發(fā)酵面團褐變速率的影響

面粉及其制品的褐變主要是因為酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的作用下氧化生成醌，使顏色變褐[13-14]。不同品種小麥粉PPO活性與發(fā)酵面團各時間點色澤之間的相關性分析如表5所示。

表5 PPO活性與發(fā)酵面團色澤的相關性

表6 PPO活性與發(fā)酵面團色澤變化的相關性

2.3.3 小麥粉蛋白質(zhì)含量對發(fā)酵面團褐變速率的影響

表7 蛋白質(zhì)含量與發(fā)酵面團色澤的相關性

表8 蛋白質(zhì)含量與發(fā)酵面團色澤變化的相關性

2.3.4 小麥粉濕面筋含量對發(fā)酵面團褐變速率的影響

濕面筋含量是影響?zhàn)z頭品質(zhì)的重要指標。孫輝研究發(fā)現(xiàn)濕面筋含量與饅頭體積和綜合評分均呈極顯著正相關[17]。表9、表10分別為濕面筋含量與發(fā)酵面團各時間點色澤及色澤變化值之間的相關性。由表9可以看出：小麥粉濕面筋含量與發(fā)酵面團不同時間點的L*、a*、b*值均沒有相關性。同時，由表10可以看出，濕面筋含量與發(fā)酵面團不同時間段色澤變化值之間也無顯著相關性。說明小麥粉中濕面筋含量只對饅頭成品的品質(zhì)有一定的影響，而對饅頭的色澤影響并不顯著。

表9 濕面筋含量與發(fā)酵面團色澤的相關性

表10 濕面筋含量與發(fā)酵面團色澤變化的相關性

3 結(jié)論

[1] 彭晶,沈慧杰,李曼,等.面粉中主要組分對生鮮面顏色和褐變的影響[J].中國糧油學報,2014,29(2):1-4.

[2] 胡瑞波, 田紀春. 中國黃堿面條色澤影響因素的研究[J]. 中國糧油學報, 2006, 21(6): 22-26.

[3] TARANTO F, DELVECCHIO L N, MANGINI G, et al. Molecular and physico-chemical evaluation of enzymatic browning of whole meal and dough in a collection of tetraploid wheats[J]. Journal of Cereal Science, 2012, 55(3): 405-414.

[4] BEECHER B, SKINNER D Z. Molecular cloning and expression analysis of multiple polyphenol oxidase genes in developing wheat kernels[J]. Journal of Cereal Science, 2011, 53(3): 371-378.

[5] HIDALGO A, BRUSCO M, PLIZZARI L, et al. Polyphenol oxidase,alpha-amylase and beta-amylase activities of Triticum monococcum,Triticum turgidum and Triticum aestivum:A two-year study[J]. Journal of Cereal Science, 2013, 58(1): 51-58.

[6] MARTIN J M, BERG J E, HOFER P, et al. Allelic variation of polyphenol oxidase genes impacts on Chinese raw noodle color[J]. Journal of Cereal Science, 2011, 54(3): 387-394.

[7] 張源, 陳耕石, 黃峰, 等. Vc對面片色澤和面條色澤的影響[J]. 糧油食品科技, 2009, 17(2): 13-15.

[8] KRUGER J E, HATCHER D W, DEPAUW R. A whole seed assay for polyphenol oxidase in Canadian Prairie spring wheats and its usefulness as a measure of noodle darkening[J]. Cereal Chemistry, 1994, 71(4): 324-326.

[9] MORRIS C F, JEFFERS H C, ENGLE D A. Effect of processing, formula and measurement variables on alkaline noodle color-toward an optimized laboratory system[J]. Cereal Chemistry, 2000, 77(1): 77-85.

[10] 孫向東, 王樂凱, 任紅波. 鮮切面保藏期間色澤變化的研究[J]. 糧油食品科技, 2001, 9(5): 28-30.

[11] 胡瑞波, 田紀春. 鮮切面條色澤影響因素的研究[J]. 中國糧油學報, 2004, 19(6): 18-22.

[12] ASENSTORFER R E, APPELBEE M J, MARES D J. Impact of protein on darkening in yellow alkaline noodles[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(7): 4 500-4 507.

[13] 常成, 張海萍, 尤明山, 等. 抗壞血酸對小麥面片色澤影響的研究[J]. 中國糧油學報, 2006, 21(6): 27-30.

[14] 楊朝柱, 馬傳喜, 司紅起, 等. 小麥籽粒多酚氧化酶活性檢測方法的研究[J]. 麥類作物學報, 2003, 23(1): 37-40.

[15] 王少奎. 小麥品種多酚氧化酶的分析[D]. 合肥: 安徽農(nóng)業(yè)大學, 2004.

[16] BAIK B K, CZUCHAJOWSKA Z, POMERANZ Y. Discoloration of dough for oriental noodles[J]. Cereal Chemistry, 1995, 72(2): 198-205.

[17] 孫輝, 姜薇莉, 林家永. 小麥粉理化品質(zhì)指標與食品加工品質(zhì)的關系研究[J]. 中國糧油學報, 2009, 24(3): 12-16.

Study on physico chemical properties of wheat flour and browning of fermented dough

SONG Xiao-yan1,3, ZHANG Yan1, Ai Zhi-lu1,2,3*

1(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)2(Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)3(Key Laboratory of Staple Grain Processing, Ministry of Agriculture, Zhengzhou 450002, China)

Browning is an important factor impacting the industrial production of wheat-based products.In this research, wheat flours were prepared from 32 wheat cultivars. The protein content, wetgluten content, polyphenol content, and polyphenol oxidase (PPO) activity of the samples were determined.The color of the fermented dough from different wheat flours in 0～4 h were also analyzed to investigate the effects of physicochemical properties on the browning of fermented dough. Results indicated that the polyphenol content was significant correlated witha*value at 2 h (P<0.05). PPO activity was negatively correlated withL*value at 0 h, 2 h, and 4 h(P<0.01) andL*value at 0.5 h and 1 h (P<0.05). Moreover, PPO activity was positively correlated with △L*0～4 h (P<0.01). The protein content was negatively correlated withL*value at 0 h (P<0.05), 4 h (P<0.01), and positively correlated with △L*0～4 h, △a*0～0.5 h (P<0.05). These results could provide reference for the production of fermented flour products.

wheat flour; protein; polyphenol; polyphenol oxidase activity; fermented dough; browning

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201702013

博士，副教授(艾志錄教授為通訊作者，E-mail：zhila@163.com)。

“十二五”農(nóng)村領域國家科技計劃課題(2012BAD37B04)

2015-01-20，改回日期：2015-04-21