尚加英，胡 軍，李利民，鄭學(xué)玲，趙 波

(1.鄭州瑞谷嘉禾科技有限公司，河南 鄭州 450052；2.河北省糧食局機(jī)關(guān)服務(wù)中心，河北 石家莊 0500213；3.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450052)

面團(tuán)流變學(xué)特性是小麥品質(zhì)指標(biāo)之一，是小麥粉加水面團(tuán)耐揉性和黏彈性的綜合表現(xiàn)[1]。流變學(xué)參數(shù)已經(jīng)用于研究面團(tuán)的調(diào)制、焙烤過(guò)程最佳工藝條件以及產(chǎn)品的質(zhì)量控制，因此，流變學(xué)在評(píng)判面制品的質(zhì)量中是一種非常有效的方法[2]。目前用于測(cè)定面團(tuán)流變學(xué)特性的儀器主要有粉質(zhì)儀、拉伸儀、揉混儀、吹泡示功儀等。這些儀器測(cè)定面團(tuán)流變學(xué)特性的方法均被定為研究小麥面筋特性及烘焙品質(zhì)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方法或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法[3-5]。

小麥粉品質(zhì)改良劑是專(zhuān)用于改善小麥粉及其制品品質(zhì)，延長(zhǎng)保質(zhì)期，改善食品工業(yè)性能，增強(qiáng)食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一類(lèi)化學(xué)合成或天然物質(zhì)，在現(xiàn)代專(zhuān)用粉配制及面制品生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮極其重要作用。小麥粉品質(zhì)改良劑對(duì)企業(yè)的發(fā)展雖然起不到?jīng)Q定作用，但是小麥粉企業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)品質(zhì)改良劑[6]。目前，國(guó)內(nèi)外一些研究者對(duì)改良劑與小麥粉及其制品品質(zhì)關(guān)系做了許多研究[7-16]，開(kāi)發(fā)了多種小麥粉品質(zhì)改良劑，主要有酶制劑、氧化劑、乳化劑、膨松劑，以及各種專(zhuān)用粉復(fù)合改良劑等。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)中筋粉添加GB 2760允許使用的部分小麥粉改良劑，進(jìn)行粉質(zhì)和拉伸實(shí)驗(yàn)，研究這些改良劑對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響，旨在為小麥粉及其制品生產(chǎn)企業(yè)合理使用小麥粉改良劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料

小麥粉：某食品有限公司生產(chǎn)的普通小麥粉；酶制劑：真菌α-淀粉酶、脂肪酶、木聚糖酶；抗氧化劑：偶氮甲酰胺(ADA)、抗壞血酸(Vc)；磷酸鹽：焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉。

Shimadzu電子分析天平：日本島津公司；粉質(zhì)儀：德國(guó)Brabender公司；拉伸儀：德國(guó)Brabender公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品準(zhǔn)備

按不同梯度含量將改良劑分別添加到小麥粉中，充分搖均，備用。

1.2.2 粉質(zhì)特性測(cè)定

按GB/T 14614—2006《小麥粉 面團(tuán)的物理特性 吸水量和流變學(xué)特性的測(cè)定 粉質(zhì)儀法》的規(guī)定，采用粉質(zhì)儀進(jìn)行測(cè)定，典型小麥粉粉質(zhì)曲線如圖1所示。

圖1 典型小麥粉粉質(zhì)曲線

粉質(zhì)儀測(cè)量的指標(biāo)主要有：

吸水率：是指小麥粉在粉質(zhì)儀中揉和最大稠度(粉質(zhì)曲線峰值)為500 FU的面團(tuán)時(shí)所需的加水量，占14%濕基小麥粉重量的百分?jǐn)?shù)(準(zhǔn)確到0.1%)。

形成時(shí)間(Development Time, DT)：是指開(kāi)始加水直到面團(tuán)稠度(阻力)達(dá)到最大時(shí)所需要的揉混時(shí)間，準(zhǔn)確到0.5 min。

穩(wěn)定時(shí)間(Stable Time, ST)：是指粉質(zhì)曲線首次達(dá)到500 FU線與離開(kāi)500 FU線所需的時(shí)間差值，準(zhǔn)確到0.5 min。

弱化度(Weakness, WK)：是指曲線峰值中心與峰值過(guò)后12 min的曲線中心之間的差值，用FU表示。

評(píng)價(jià)值(Valorimeter Value, VV)：是從曲線最高處開(kāi)始下降算起，12 min后的評(píng)價(jià)尺記分。

粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)(Farinogragh Quality Number, FQN)：是指從加水開(kāi)始到面團(tuán)稠度經(jīng)由最大稠度中心點(diǎn)下降到30 FU位置的距離，用 mm表示。

1.2.3 拉伸特性測(cè)定

按GB/T 14615—2006《小麥粉 面團(tuán)的物理特性 流變學(xué)特性的測(cè)定 拉伸儀法》的規(guī)定，采用拉伸儀進(jìn)行測(cè)定，典型小麥粉拉伸曲線如圖2所示。

圖2 典型小麥粉拉伸曲線

拉伸儀測(cè)量的指標(biāo)主要有：

拉伸阻力(Resistance, R)：也成抗延伸性，是指曲線開(kāi)始后在橫坐標(biāo)上到達(dá)5 cm位置處曲線的高度，以EU表示。

最大拉伸阻力(Maximum Resistance, Rm)：是指曲線最高點(diǎn)的高度，以EU表示。

拉伸能量(Area,A)：是指拉伸曲線與基線所包圍的總面積，用cm2表示。

延伸性(Extensibility, E)：也稱(chēng)延展性，是指面團(tuán)拉伸至斷裂時(shí)的拉伸長(zhǎng)度，也即拉伸曲線在橫坐標(biāo)上的總長(zhǎng)度，以mm表示。

拉伸比例(R/E)：是指面團(tuán)拉伸阻力與延伸性之比。

2 結(jié)果與分析

2.1 改良劑對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

粉質(zhì)儀是面團(tuán)和面特性分析所采用的最重要的儀器。主要進(jìn)行面團(tuán)揉和特性分析，通過(guò)粉質(zhì)儀測(cè)定小麥粉的吸水率及評(píng)價(jià)面團(tuán)揉制時(shí)的穩(wěn)定性和其他特性，以評(píng)價(jià)測(cè)試小麥粉的品質(zhì)。粉質(zhì)儀不但用于研究小麥粉面筋的特性，還可以了解添加物如鹽、糖、改良劑對(duì)面團(tuán)形成的影響。

2.1.1 酶制劑

酶制劑主要有α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、脂肪酶、半纖維酶以及谷氨酞胺轉(zhuǎn)氨酶等。在面團(tuán)中，淀粉酶能內(nèi)切直鏈淀粉成糊精，糊精在淀粉內(nèi)切酶作用下降解成麥芽糖，麥芽糖能被酵母利用產(chǎn)生CO2，從而使面包體積增大[17]。脂肪酶又叫甘油酯水解酶，通過(guò)作用于甘油三酯阻止了其與谷蛋白的結(jié)合，從而起到增筋作用，增強(qiáng)面團(tuán)加工性能，改善面包紋理結(jié)構(gòu)。木聚糖酶使阿拉伯木聚糖和面筋相之間水分的重新分布，或者使水溶性木聚糖分子的鏈長(zhǎng)更容易與蛋白質(zhì)等大分子結(jié)合，使得該部分木聚糖酶極有可能參與到面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中去或者增加了面筋—淀粉膜的強(qiáng)度和延伸度[18-19]。

酶制劑對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性影響如圖3所示,從圖3可以看出，添加α-淀粉酶后，面團(tuán)吸水率明顯降低，與對(duì)照相比，最小值減少了2.8%；添加脂肪酶后，吸水率有所降低，但變化幅度不大；添加木聚糖酶后，吸水率基本不變，略有增加。表明α-淀粉酶對(duì)面團(tuán)的吸水率有顯著影響。小麥粉中添加α-淀粉酶后，能夠分解更多的淀粉，使小麥粉吸水率有所降低，面團(tuán)稠度達(dá)到最大的時(shí)間縮短，面團(tuán)的韌性、耐揉程度降低，面筋強(qiáng)度變?nèi)?。因此，添加?淀粉酶后，小麥粉的穩(wěn)定時(shí)間、吸水率和評(píng)價(jià)值均減小，弱化度升高。與溫紀(jì)平等[20]研究結(jié)果相一致，α-淀粉酶在一定程度上降低了小麥小麥粉的品質(zhì)指標(biāo)，隨著α-淀粉酶添加量的增加，面團(tuán)的吸水率、形成和穩(wěn)定時(shí)間、評(píng)價(jià)值都呈顯著降低趨勢(shì)，弱化度呈升高趨勢(shì)。

圖3 酶制劑添加量對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

添加α-淀粉酶和木聚糖酶后，面團(tuán)的弱化度明顯增大，在α-淀粉酶最大添加量時(shí)，弱化度比對(duì)照增加了21.1%，由于木聚糖添加量稍大，弱化度增加幅度更大，最大添加量時(shí)弱化度比對(duì)照增加了47.4%；添加脂肪酶后，弱化度變化幅度較小。表明α-淀粉酶和木聚糖酶對(duì)面團(tuán)弱化度有顯著影響。弱化度是表明面團(tuán)在攪拌過(guò)程中耐機(jī)械攪拌的承受能力。弱化度越大，面筋越弱，面筋越易塌陷變形。添加酶制劑后，在面團(tuán)形成過(guò)程中，其與蛋白質(zhì)、淀粉等高分子物質(zhì)一起形成包含氣泡的穩(wěn)定面團(tuán)結(jié)構(gòu)，面團(tuán)的面筋變?nèi)?，面團(tuán)的耐破壞程度，也就是對(duì)機(jī)械攪拌的承受能力降低，從而弱化度變大[21]。

隨著α-淀粉酶添加量增加，面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間呈先逐漸縮短后穩(wěn)定不變的趨勢(shì)；添加脂肪酶后，穩(wěn)定時(shí)間呈波浪狀小幅度變化，變化不明顯；添加木聚糖酶后，穩(wěn)定時(shí)間先逐漸減少后有所增加，但均低于對(duì)照樣，在添加量5～10 mg/kg時(shí)變化幅度最大。表明3種酶制劑對(duì)面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間都有影響，α-淀粉酶和木聚糖酶的影響相對(duì)大些，二者均使穩(wěn)定時(shí)間有所縮短。

隨著α-淀粉酶梯度增加，評(píng)價(jià)值逐漸減小，最大添加量時(shí)比對(duì)照減少了26.3%；而脂肪酶和木聚糖酶梯度添加后，評(píng)價(jià)值變化幅度相對(duì)較小。

上述結(jié)果表明不同的酶制劑對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性有不同的影響，α-淀粉酶影響作用最明顯，其次是木聚糖酶，脂肪酶影響作用不明顯。

2.1.2 氧化劑

小麥粉加入增筋劑可以改善面團(tuán)面筋的強(qiáng)度，得到質(zhì)量更好的成品。具有增筋作用的物質(zhì)主要是氧化劑，常用的主要有溴酸鉀(KBrO3)、抗壞血酸(Vc)和偶氮甲酰胺(ADA)。溴酸鉀已被證明對(duì)人體有害，我國(guó)已禁止溴酸鉀在小麥粉中的使用?？箟难?Vc)作為一種中速氧化劑，主要在面團(tuán)攪拌后期和醒發(fā)期間起氧化作用，國(guó)外學(xué)者已對(duì)其作用機(jī)理做過(guò)研究[22-23]，并且抗壞血酸本身是營(yíng)養(yǎng)元素。目前小麥粉中使用較多的增筋劑為偶氮甲酰胺(ADA)和抗壞血酸(Vc)。

從圖4可以看出，隨著ADA添加量的增加，面團(tuán)的吸水率和穩(wěn)定時(shí)間呈小幅度波浪狀變化，在添加量15 mg/kg時(shí)，吸水率最高，比對(duì)照增加了1.8%，添加量10 mg/kg時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間最長(zhǎng)，比對(duì)照增加了13.0%；弱化度大幅度升高，最大添加量時(shí)，比對(duì)照增加了36.8%；評(píng)價(jià)值略有降低。添加Vc后，除穩(wěn)定時(shí)間在10 mg/kg時(shí)較對(duì)照增加了24.1%外，其余指標(biāo)變化幅度較小。表明ADA對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性有顯著影響，而Vc對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響較小。

圖4 氧化劑對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

2.1.3 磷酸鹽

磷酸鹽類(lèi)用作小麥粉添加劑，在加工過(guò)程受熱分解，產(chǎn)生氣體，使面坯起發(fā)，形成致密多孔組織，制品膨松、柔軟或酥脆。通常應(yīng)用于糕點(diǎn)、餅干、面包、饅頭等食品中。

從圖5可以看出，焦磷酸鈉添加量為30 mg/kg時(shí)，吸水率比對(duì)照增加了1.2%，隨著焦磷酸鈉添加量的增加，在30～60 mg/kg時(shí)，面團(tuán)吸水率基本不變，添加量為75 mg/kg時(shí)，吸水率有所降低，與對(duì)照樣幾乎相同；添加量≤60 mg/kg時(shí)，弱化度、穩(wěn)定時(shí)間和評(píng)價(jià)值幾乎不變，當(dāng)添加量為75 mg/kg時(shí)，弱化度比對(duì)照減少26.3%，穩(wěn)定時(shí)間增加31.5%，評(píng)價(jià)值略有增加。說(shuō)明焦磷酸鈉添加量為75 mg/kg時(shí)對(duì)面團(tuán)有明顯的改良效果，穩(wěn)定時(shí)間明顯增加，弱化度明顯降低，穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng)形成的面團(tuán)韌性越好，弱化度越小，面筋的強(qiáng)度越大，面團(tuán)的加工性能越好。

圖5 膨松劑對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

三聚磷酸鈉添加量為30 mg/kg時(shí)，弱化度比對(duì)照減小15.8%，穩(wěn)定時(shí)間增加22.2%，添加量大于30 mg/kg時(shí)，弱化度逐漸增加，穩(wěn)定時(shí)間減少。說(shuō)明三聚磷酸鈉添加量為30 mg/kg時(shí)對(duì)面團(tuán)有明顯的改良效果，添加量過(guò)多，反而會(huì)使面團(tuán)品質(zhì)變差。

綜上可知，不同改良劑對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性有不同影響，α-淀粉酶、木聚糖酶和ADA添加對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性有顯著影響，其次是一定添加量時(shí)的焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉，Vc和脂肪酶影響程度不明顯。

2.2 改良劑對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

拉伸儀是記錄面團(tuán)在拉伸至斷裂過(guò)程中所受力和延展長(zhǎng)度變化情況的儀器，主要用來(lái)測(cè)量面團(tuán)的拉伸阻力、拉伸能量以及延伸性等，通過(guò)拉伸曲線可以評(píng)價(jià)面團(tuán)的拉伸阻力和延展性能等流變學(xué)特性。

2.2.1 酶制劑

圖6 酶制劑對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

從圖6可以看出，添加酶制劑后，木聚糖酶對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響較為顯著，尤其是拉伸比值、拉伸面積和最大抗拉伸阻力，均呈明顯減小趨勢(shì)，變化幅度較大，與對(duì)照相比，拉伸比值減小48.3%，拉伸面積減小33.3%，最大抗拉伸阻力降低33.8%，延伸性增加7.9%；添加a-淀粉酶后，面團(tuán)的延伸性略有增加，其余指標(biāo)變化不大；添加脂肪酶后，面團(tuán)的抗拉伸阻力略有降低，其余指標(biāo)變化不大。說(shuō)明木聚糖酶對(duì)面團(tuán)的拉伸特性影響顯著，添加木聚糖后，面團(tuán)的筋力變得柔和，延伸性不斷增強(qiáng)，a-淀粉酶和脂肪酶對(duì)面團(tuán)拉伸特性影響相對(duì)較小。

2.2.2 氧化劑

從圖7可以看出，隨著ADA添加量的增加，面團(tuán)的延伸性呈明顯減小趨勢(shì)，與對(duì)照相比，最大添加量時(shí)，面團(tuán)延伸性減小了49.2%，拉伸比值和最大抗拉伸阻力呈先增大后減小趨勢(shì)，添加量15 mg/kg時(shí)，拉伸比值比對(duì)照增加了4.6倍，最大抗拉伸阻力增加了2.1倍。梯度添加Vc后，面團(tuán)延伸性逐漸減小，其余指標(biāo)逐漸增大，最大添加量時(shí)，延伸性比對(duì)照減小15.9%，拉伸比值增加了1.8倍，最大抗拉伸阻力增加了1.4倍。ADA使面團(tuán)的拉伸面積略有減小，Vc的作用正好相反，但二者變化幅度均不大。表明ADA和Vc均有增強(qiáng)面團(tuán)筋力作用，但添加量過(guò)高時(shí)對(duì)面團(tuán)筋力也會(huì)有破壞性。整體來(lái)看，二者對(duì)面團(tuán)的拉伸特性均有顯著影響，而ADA的影響明顯大于Vc的影響。

圖7 氧化劑對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

2.2.3 磷酸鹽

從圖8可以看出，焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉對(duì)面團(tuán)的延伸性和拉伸比值幾乎沒(méi)有影響，對(duì)拉伸面積和最大抗拉伸阻力略有影響，但影響幅度遠(yuǎn)小于ADA和Vc。表明膨松劑對(duì)面團(tuán)影響程度不顯著。

圖8 膨松劑對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

3 結(jié)論

添加酶制劑和氧化劑對(duì)粉質(zhì)特性有一定影響，尤其是α-淀粉酶、木聚糖酶和ADA，對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性影響較為明顯；膨松劑只有在添加量達(dá)到一定量時(shí)才會(huì)使面團(tuán)粉質(zhì)特性有明顯變化。木聚糖酶、ADA和Vc對(duì)面團(tuán)的拉伸特性有明顯影響，且ADA的影響作用較大。

脂肪酶對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)和拉伸特性影響不明顯，焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉對(duì)面團(tuán)拉伸特性無(wú)明顯作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑋,薛文通,張惠.面團(tuán)流變學(xué)特性與面包烘焙品質(zhì)[J].糧食與油脂,2009,34(7):122-124.

[2] 呂軍倉(cāng).面團(tuán)流變學(xué)及其在面制品中的應(yīng)用[J].糧油加工,2006(2):66-68.

[3]Valentina Stojceska,Francis Butler. Investigation of reported correlation coefficients between rheological properties of the wheat bread doughs and baking performance of the corresponding wheat flours [J]. Trends in Food Science & Technology,2012,24(1):13-18.

[4]Watanabe E, Bell A E, Brockway B E. Rheological studies on wheat flour dough. I. Empirical and fundamental methods [J]. Food Control,1992,3(2):97-101.

[5]Dexter J E, Matsuo, Preston K R, et al. Comparison of gluten strength, mixing properties, baking quality and spaghetti quality of some canadian durum and common wheats[J].Cana Institute of Food Science and Technology Journal,1981, 14(2):108-111.

[6]宋心明.小麥粉品質(zhì)分析與改良劑的應(yīng)用[J].糧食加工,2006(3): 23-25.

[7]王霞, 朱科學(xué), 錢(qián)海峰,等. 葡萄糖氧化酶和戊聚糖酶對(duì)面團(tuán)流變學(xué)性質(zhì)的影響[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2009, 24 (4): 17-21.

[8]周會(huì)喜.改良劑對(duì)小麥粉品質(zhì)及面制食品加工影響研究[D].安徽合肥：合肥工業(yè)大學(xué), 2010.

[9]曹玉華, 楊曉蓉, 王肇慈,等.應(yīng)用不同添加劑對(duì)小麥粉品質(zhì)的影響[J].食品科技,2003,4(24): 61-67.

[10]王維民, 崔波. 偶氮甲酸胺對(duì)特二小麥粉性質(zhì)的影響[J]. 糧食與食品工業(yè), 1999(4): 11-13.

[11]王坤, 王雨生, 聶艷麗,等. 抗壞血酸和單硬脂酸甘油酯對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性和面包品質(zhì)的影響[J].青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,29(1): 55-59.

[12]鮑宇茹. 磷酸鹽在面條中的應(yīng)用研究[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,30(5):69-72.

[13]Patela M J, Ng J H Y, Hawkins W E,et al. Effects of fungal a-amylase on chemically leavened wheat flour doughs[J]. Journal of Cereal Science, 2012, 56(3): 644-651.

[14]Ji Hyun Kim, Tomoko Maeda, Naofumi Morit. Effect of fungal α-amylase on the dough properties and bread quality of wheat flour substituted with polished flours [J]. Food Research International, 2006, 39(1): 117-126.

[15]Lamsal B P, Faubion J M. Effect of an enzyme preparation on wheat flour and dough color, mixing, and test baking [J]. LWT - Food Science and Technology, 2009, 42(9): 1461-1467.

[16] Abdullah S, Colakoglu, Hazim ?zkaya. Potential use of exogenous lipases for DATEM replacement to modify the rheological and thermal properties of wheat flour dough [J]. Journal of Cereal Science, 2012, 55(3): 397-404.

[17] 陳國(guó)斌.酶制劑在谷物食品加工中的應(yīng)用[J].食品科技,2003(4):47-51

[18] Selinheimo E, Kruus K, Buchert J, et al. Effects of laccase, xylanase and their combination on the rheological properties of wheat doughs [J]. Journal of Cereal Science, 2006, 43(2):152-159.

[19] 李秀婷,李里特,江正強(qiáng),等. 耐熱木聚糖酶對(duì)面包老化作用探討[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2006,32(1):23-27.

[20] 溫紀(jì)平, 林江濤, 王曉曦,等. 酶制劑對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性及面食品制作品質(zhì)的影響[J].食品科技,2003,4(17): 44-46.

[21] 方曉波.酶制劑對(duì)面團(tuán)特性及饅頭品質(zhì)影響研究[D].河南鄭州：河南工業(yè)大學(xué), 2011.

[22] Binata Nayak, Madhavan Nair K．In vitro bioavailability of iron from wheat flour fortified with ascorbic acid, EDTA and sodium hexametaphosphate, with or without iron [J]. Food Chemistry, 2003,80(4): 545-550．

[23] Elizabeth Maforimbo, Minh Nguyen, Geoffrey R. Skurray．The effect L-ascorbic acid on the rheological properties of soy-wheat dough: a comparison of raw and physically modified soy flours [J]. Journal of Food Engineering, 2006, 72(4) : 339-345．●