楊端

（鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南鄭州451150）

不同菊粉對面團(tuán)水分遷移及饅頭食用品質(zhì)的影響

楊端

（鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南鄭州451150）

利用低場核磁共振技術(shù)分析了短鏈菊粉、天然菊粉和長鏈菊粉對面團(tuán)水分遷移的影響，同時通過測定饅頭的比容、延展比、質(zhì)構(gòu)、感官評定等指標(biāo)探討了3種不同聚合度的菊粉對饅頭食用品質(zhì)以及對饅頭在貯存過程中硬度變化的影響。結(jié)果表明：添加菊粉導(dǎo)致弱結(jié)合水向緊密結(jié)合水和自由水方向遷移，長鏈淀粉對面團(tuán)中緊密結(jié)合水的影響明顯，而短鏈菊粉和天然菊粉主要影響面團(tuán)中的自由水。添加適量菊粉能夠有效改善饅頭的比容和延展比，降低饅頭的硬度和咀嚼性，并且在貯存過程中，菊粉能夠減慢饅頭的硬化速度?？偠灾?，添加6%的長鏈菊粉能夠最大程度改善饅頭的食用品質(zhì)。

菊粉；饅頭；硬度；食用品質(zhì)

菊粉（Inulin）又稱菊糖，主要來源于植物中，尤其在菊芋和菊苣中菊粉含量高達(dá)14%～20%，同時在芽孢桿菌、鏈球菌、乳酸桿菌和放線菌等菌體中也可提取出少量的菊粉[1]。菊粉是一種天然果聚糖聚合物，由D-呋喃果糖分子以β－（2，1）糖苷鍵連接而成的果聚糖，每個菊粉分子末端以α－（1－2）糖苷鍵連接一個葡萄糖殘基[2-3]。作為一種新興的可溶性膳食纖維，具有多種對人體有益的保健功能，在腸道內(nèi)被雙歧桿菌發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，降低腸道內(nèi)的pH值，抑制有害菌的生長，從而改善腸道內(nèi)的微環(huán)境。同時還可以調(diào)節(jié)血糖水平，改善血脂狀況，預(yù)防心腦血管疾病，預(yù)防肥胖，以及促進(jìn)礦物質(zhì)吸收和維生素合成等功能特性[4-5]。鑒于以上生理功能，菊粉作為一種功能性食品配料廣泛的應(yīng)用在各類食品中。菊粉因提取來源、加工方式等因素的不同導(dǎo)致其果糖聚合度不同。平均聚合度（degree of polymerization，DP）一般為 2～60，其中 DP 小于10時，稱為短鏈菊粉，DP大于23時，稱為長鏈菊粉，而未經(jīng)加工處理且同時含有短鏈和長鏈的菊粉，一般稱為天然菊粉[6]。不同聚合度的菊粉具有不同的理化性質(zhì)[7]，通常短鏈菊粉比長鏈菊粉更易溶于水，且菊粉的溶解度隨著溫度的升高而明顯加大。短鏈菊粉的甜度為蔗糖的30%～50%，天然菊粉次之，而長鏈菊粉幾乎無甜味。除此之外，不同聚合度的菊粉其吸濕性也存在顯著差異。因此，探討不同聚合度的菊粉在食品中的作用效果，可更好的促進(jìn)菊粉在食品領(lǐng)域中的工業(yè)化生產(chǎn)。

饅頭是我國北方日常食用的一種發(fā)酵類面制品，長期以來，饅頭的品質(zhì)改良都是研究的熱點方向。而菊粉具有的吸濕性等功能性質(zhì)，在改良饅頭品質(zhì)方面具有良好的應(yīng)用前景。本研究將3種不同的菊粉（短鏈、長鏈和天然菊粉）和不同添加量的菊粉（3%、6%和9%）添加到制作饅頭的面粉中，深入了解菊粉對饅頭品質(zhì)的影響規(guī)律，以期為面制品的加工生產(chǎn)提供科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與儀器

1.1 材料

原味小麥粉：中裕面粉有限公司；短鏈菊粉：昆山拓豐有限公司；天然菊粉和長鏈菊粉：比利時Cosucra公司。

1.2 儀器

MesoMR23060H-I型低場核磁共振成像與分析系統(tǒng)：上海紐邁電子科技有限公司；TA-XT Plus物性測定儀：英國Stable；游標(biāo)卡尺：哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限公司；電子天平：天津市順諾儀器科技有限公司。

2 方法

2.1 面團(tuán)的制備

稱取500 g的小麥面粉與不同聚合度的菊粉（短鏈、長鏈和天然菊粉）以不同添加量（3%、6%和9%）混合后，放入和面機中，并加入與菊粉等量的干酵母水溶液及適量的清水，先用低速攪拌60 s，接著用中速攪拌3 min至面團(tuán)成型。

2.2 低場核磁共振技術(shù)分析面團(tuán)中水分的變化情況

并稍作修改[8]。選取添加3%、6%和9%不同種類菊粉的面團(tuán)，稱20 g放入核磁共振試管中，并置于永久核磁磁場的射頻線圈中心，采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）脈沖序列測定樣品的自旋-自旋弛豫時間T2，通過T2反演程序得到不同面團(tuán)的弛豫時間反演譜圖。測定樣品的參數(shù)設(shè)置為：采樣點數(shù)TD=60 018，采樣間隔時間TW=1 000 ms，回波個數(shù)EchoCount=1000，采樣頻率SW=100.00kHz，回波個數(shù)=1 000，回波時間=300 μs。每個面團(tuán)樣品重復(fù)測定3次。

2.3 饅頭的制備

根據(jù)GB/T 21118-2007《小麥粉饅頭》[9]將上述制作好的面團(tuán)置于35℃恒溫箱（相對濕度85%）中醒發(fā)1 h，醒發(fā)后，手工揉面1 min，成型。在室溫下醒發(fā)10 min并入鍋蒸煮20 min，熟制后，置于室溫下冷卻至適宜溫度。對每組饅頭進(jìn)行感官評定并測定饅頭的比容、高徑比。

2.4 饅頭比容的測定

采用油菜籽置換法測定饅頭的體積，采用電子天平測定饅頭的質(zhì)量。每組樣品測定3次，取其平均值。

饅頭比容（cm3/g）=饅頭體積（cm3）/饅頭質(zhì)量（g）

2.5 饅頭延展比的測定

測出饅頭的寬度和高度，兩者的比值即為饅頭的延展比。

2.6 質(zhì)構(gòu)的測定

參考文獻(xiàn)[10]。將饅頭切成20 mm×20 mm×20 mm的饅頭塊，采用P50探頭進(jìn)行TA-XT Plus物性測定。參數(shù)設(shè)置為測前探頭下降速度：2.0 m/s，測后探頭下降速度：1.0 m/s，測試距離：12 mm，兩次壓縮的間隔時間：5 s，觸發(fā)力：5 g，數(shù)據(jù)采集速率：200P/S。記錄饅頭的彈性、硬度和咀嚼性等相關(guān)指標(biāo)。每組樣品重復(fù)測定6次，取其平均值。

2.7 菊粉對饅頭品質(zhì)的影響

將各組饅頭切成小塊，選取10名有經(jīng)驗的感官評定員對其進(jìn)行感官評分，結(jié)果取平均值。饅頭的感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 饅頭的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Ssensory evaluation of steamed bread

2.8 菊粉對饅頭貯存過程中硬度的影響

選取添加6%不同菊粉的饅頭用蒸煮袋包裝，置于室溫條件下，分別在第0～3天內(nèi)每天測定饅頭的硬度變化。具體參考2.6中的參數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 低場核磁共振技術(shù)分析面團(tuán)中水分的變化

弛豫時間T2表示面團(tuán)中不同狀態(tài)水分的流動性，T2越小表明面團(tuán)的持水性越好，內(nèi)部水分結(jié)合的越緊密，水分流動性較差。T21（0.01 ms～1 ms）表示能夠與氨基、羰基以氫鍵結(jié)合的單層水，其流動性較差，為緊密結(jié)合水。T22在1 ms～40 ms范圍內(nèi)波動，主要表示與淀粉、糖類等結(jié)合的弱結(jié)合水。而T23表征的是可以自由流動的水，其弛豫時間為40 ms～200 ms[11-12]。表2為菊粉對面團(tuán)水分遷移的影響。

從表中可看出加入不同聚合度、添加量的菊粉對面團(tuán)的T21緊密結(jié)合水沒有明顯的影響，而不同聚合度的菊粉對面團(tuán)的弱結(jié)合水和自由流動水均有不同程度的影響。其中加入長鏈菊粉的T22和T23均低于對照組的相應(yīng)的弛豫時間，而加入短鏈菊粉和長鏈菊粉T22的弛豫時間與對照組沒有顯著變化，T23值略低于對照組。由此可以得出加入長鏈菊粉的面團(tuán)中水分流動性較弱，具有較好的持水性，主要由于長鏈菊粉與蛋白質(zhì)、糖類等大分子的相互作用強于短鏈菊粉和天然菊粉[13]。從不同弛豫時間相對應(yīng)的峰面積的可以看出，加入不同聚合度的菊粉均導(dǎo)致面團(tuán)中緊密結(jié)合水峰面積A21增大和弱結(jié)合水峰面積A22減小，自由水峰面積整體呈增大趨勢，但不同處理條件略有波動?？偟膩硭?，添加不同聚合度的菊粉后，面團(tuán)中淀粉和水相互作用形成的弱結(jié)合水均向緊密結(jié)合水和自由水遷移，這是因為在面團(tuán)形成過程中，較淀粉分子量小的菊粉在淀粉顆粒周圍形成包裹層，阻斷淀粉與水分子間的相互作用，從而導(dǎo)致弱結(jié)合水呈下降趨勢[14]。同時添加長鏈菊粉對面團(tuán)中緊密結(jié)合水的影響明顯，而短鏈菊粉和天然菊粉主要影響面團(tuán)中的自由水。這與羅登林等報道菊粉對面團(tuán)中水分遷移行為的研究結(jié)果相似。

表2 菊粉對面團(tuán)水分遷移的影響Table 2 Effects of inulin on water distribution of wheat doughs

3.2 菊粉對饅頭比容的影響

饅頭的比容不僅受酵母發(fā)酵活力的影響，同時面團(tuán)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對饅頭的比容也具有重要的作用[15-16]。圖1表示不同聚合度及不同添加量的菊粉對饅頭比容的影響。

圖1 菊粉對饅頭比容的影響Fig.1 Effect of inulin on specific volume of steamed bread

從圖1可以看出，隨著菊粉添加量的增加，饅頭的比容呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。這主要是由于菊粉會增加饅頭本身的持水量，從而導(dǎo)致饅頭比容的增加。而菊粉添加量達(dá)到9%時，過量的菊粉與面筋結(jié)合形成大分子物質(zhì)，產(chǎn)生稀釋作用，使得面團(tuán)的的強度和持氣性略有下降，饅頭比容表現(xiàn)出的下降趨勢。同時也可以看出，長鏈菊粉在提高饅頭比容方面上優(yōu)于短鏈菊粉和天然菊粉。

3.3 菊粉對饅頭延展比的影響

圖2為添加不同菊粉在不同添加量下對饅頭延展比的影響。

圖2 菊粉對饅頭延展比的影響Fig.2 Effect of inulin on extension ratio of steamed bread

從2圖曲線可以看出，菊粉添加量在3%～6%時，饅頭的高徑比呈逐漸升高的趨勢，這是由于適量的菊粉有利于面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的保持。當(dāng)菊粉添加量達(dá)到9%時，菊粉會導(dǎo)致饅頭高徑比降低，這是由于菊粉本身具有吸濕性，過量添加會弱化面團(tuán)中面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而抑制面團(tuán)在醒發(fā)過程中的膨脹體積。同時也可以看出，長鏈菊粉較短鏈菊粉和天然菊粉更適制作的饅頭，其添加量在6%時饅頭高徑比達(dá)到最大值。這是由于長鏈菊粉可以更好的保持面團(tuán)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對饅頭的品質(zhì)具有良好的促進(jìn)作用。

3.4 菊粉對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響

通常對于發(fā)酵面制品來說，硬度、咀嚼性等指標(biāo)是判斷面制品品質(zhì)的重要指標(biāo)[17]，在一定范圍內(nèi)，硬度和咀嚼性越小，說明面制品品質(zhì)越柔軟，具有良好的口感。不同菊粉對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響見表3。

與空白對照組相比，隨著菊粉添加量的增加，饅頭的硬度呈先下降后上升的趨勢，而彈性與咀嚼性呈先增大后降低的趨勢。這是由于加入適量的菊粉可以提高饅頭的彈性，改善饅頭的咀嚼性，且弱化饅頭的硬度。總體而言，6%的長鏈菊粉是改善饅頭品質(zhì)的最優(yōu)選擇。

表3 菊粉對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effects of composite preservative on water distribution of wheat doughs

3.5 饅頭的感官評分

不同聚合度菊粉及不同添加量對饅頭品質(zhì)影響的感官評定結(jié)果見表4。

表4 菊粉對饅頭品質(zhì)影響的感官評定結(jié)果Table 4 Changes in sensory evaluation of steamed bread treated with inulin

從表4中可以看出，隨著菊粉添加量的增加，菊粉的總體感官評分呈先上升后下降的趨勢，這表明適量添加菊粉能改善饅頭的品質(zhì)，而菊粉的添加量過多時，會導(dǎo)致饅頭的組織結(jié)構(gòu)、彈性等指標(biāo)變差，導(dǎo)致饅頭總體感官評分降低。這主要由于過量的菊粉能夠進(jìn)入面筋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成黏稠的大分子物質(zhì)，而影響?zhàn)z頭的組織結(jié)構(gòu)和彈性等指標(biāo)。不同聚合的菊粉在添加6%時，所制作的饅頭具有良好的口感、彈性，具有良好的感官品質(zhì)。其中，加入6%長鏈菊粉的饅頭感官評分達(dá)到最大值98.2，優(yōu)于其他組。

3.6 菊粉對饅頭在貯藏過程中硬度的影響

熟制后的饅頭在貯藏過程中會發(fā)生老化現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為口感劣化，硬度增加[18]。圖3為貯存3 d內(nèi)饅頭的變化情況。

圖3 不同貯藏時間對饅頭硬度的變化情況Fig.3 Effect of hardness of steamed bread in differernt storage time

從圖3中可以看出，添加不同菊粉的饅頭在第0～2天內(nèi)各組硬度快速上升，而貯存后期上升緩慢，且添加菊粉的饅頭，其硬度均低于空白對照組，尤其添加長鏈菊粉的饅頭，硬度上升平緩，能夠較好的維持饅頭的食用品質(zhì)。這與He等[19]報道面包在貯存15 d內(nèi)，硬度增加迅速，而在貯存后期，硬度變化不明顯，具有相似的規(guī)律，且從中可以看出，饅頭的硬化速率明顯高于面包。

4 結(jié)論

隨著菊粉添加量的增加，面團(tuán)中弱結(jié)合水向緊密結(jié)合水和自由流動水方向遷移，且長鏈菊粉主要影響緊密結(jié)合水的變化。添加一定量的菊粉能夠增大饅頭的比容、延展比，降低饅頭硬度和咀嚼性，對饅頭的食用品質(zhì)具有良好的改善效果。添加菊粉也能夠改善饅頭在存過程中硬度的變化，特別是長鏈菊粉對改善饅頭食用品質(zhì)具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾小宇,羅登林,劉勝男,等.菊糖的研究現(xiàn)狀與開發(fā)前景[J].中國食品添加劑,2010,10(4)：222-227

[2]陳曉明,朱太海.菊糖的功能及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].食品科技,2000,25(5)：34-35

[3]Chi Z M,Zhang T,Cao T S,et al.Biotechnological potential of inulin for bioprocesses[J].Bioresource Technology,2011,102(6)：4295-303

[4]Bosscher D,Jvan L,Franck A.Inulin and oligofructose as functional ingredients to improve bone mineralization[J].International Dairy Journal,2006,16(9)：1092-1097

[5]Meyer D,Bayarri S,Tárrega A,et al.Inulin as texture modifier in dairy products[J].Food Hydrocolloids,2012,25(8)：1881-1890

[6]胡雅婕,高海燕,孫俊良,等.菊粉特性及其對饅頭品質(zhì)的影響研究[J].食品工業(yè)科技,2016,37(15)：57-73

[7]鄭曉麗,蘆明春,韓璐.膜分級菊粉及其部分理化性質(zhì)[J].大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,30(5)：337-339

[8]Annasophie H,Liamam R,Clarissa S,et al.Influence of the soluble fibres inulin and oat β-glucan on quality of dough and bread[J].European Food Research and Technology,2011,232(3)：405-413

[9]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T21118-2007小麥粉饅頭[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007

[10]付蕾,田紀(jì)春,孫振.抗性淀粉對北方饅頭加工品質(zhì)的影響[J].中國糧油學(xué)報,2010,25(7)：53-56

[11]Engelsen S B,Jensen M K,Pedersen H T,et al.NMR-baking and multivariate prediction of instrumental texture parameters in bread.[J].Journal of Cereal Science,2001,33(1)：59-69

[12]Lai H M,Hwang S C.Water status of cooked white salted noodles evaluated by MRI[J].Food Research International,2004,37(10)：957-966

[13]Liu J,Luo D,Li X,et al.Effects of inulin on the structure and emulsifying properties of protein components in dough[J].Food Chemistry,2016,210(3)：235

[14]Brennan C S,Kuri V,Tudorica C M.Inulin-enriched pasta：effects on textural properties and starch degradation[J].Food Chemistry,2004,86(2)：189-193

[15]Rosell C M,Rojas J A,Barber C B D.Influence of hydrocolloids on dough rheology and bread quality[J].Food Hydrocolloids,2001,15(1)：75-81

[16]Cauvain S P,Cauvain S P.Bread making：improving quality[M].UK：Woodhead Publishing,2003

[17]馮世德,孫太凡.玉米粉對小麥面團(tuán)和饅頭質(zhì)構(gòu)特性的影響[J].食品科學(xué),2013,34(1)：101-104

[18]趙仁勇,王金水,崔劍鋒.饅頭老化指標(biāo)的初步研究[J].中國糧油學(xué)報,2002,17(5)：14-17

[19]He H,Hoseney R C.Changes in bread firmness and moisture during long-term storage[J].Cereal Chemistry,1990,67(6)：603-605

The Effect of Differernt Inulin on Moisture Migration of Wheat Dough and Eating Quality of Steamed Bread

YANG Duan
（Zhengzhou University of Industry Technology，Zhengzhou 451150，Henan，China）

The influence of the different addition proportions of short-chain，natural and long-chain inulin on water migration in wheat dough was measured by nuclear magnetic resonance（NMR）techniques.And the effect of inulin on the quality of steamed bread was measured by specific volume，extension ratio and TPA，respectively.The results showed that with the increase of three kinds of inulin added，the contents of tightly bound water and free water were all increased in the dough，while the loosely bound water content was reduced.The short-chain inulin and natural inulin had more obvious impact on the content of free water of the dough，and the long-chain inulin had more significant influence on the content of tightly bound water.Adding inulin could improve the volume，extension ratio and bring down the hardness and chewiness of steamed bread.Especially，adding 6%of the long chain inulin could improve the edible quality of steamed bread.

inulin；steamed bread；hardness；eating quality

2017-04-19

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.14.023

楊端（1979—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品加工與安全。