曹 磊,夏 青,宋 玉,陸超群,陶 澍,劉 超(安徽省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,安徽合肥 230031)

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發(fā)芽糙米和羥丙基甲基纖維素對面包品質(zhì)的影響

曹 磊,夏 青,宋 玉,陸超群,陶 澍,劉 超*
(安徽省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,安徽合肥 230031)

本文研究了在面粉中添加發(fā)芽糙米粉(GBR)和羥丙基甲基纖維素(HPMC)對面包品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,添加80目、100目發(fā)芽糙米粉制作的面包的比容、硬度、彈性要明顯優(yōu)于60目,而添加80目發(fā)芽糙米制作的面包與100目制作的面包之間無顯著性差異(p>0.05)。隨著發(fā)芽糙米粉添加量的增大,發(fā)芽糙米面包比容、彈性、內(nèi)聚性減小,硬度增大；發(fā)芽糙米添加量為40%時,其口感已達到不可接受的程度。通過添加HPMC可以有效提高高含量發(fā)芽糙米面包的品質(zhì),且隨著HPMC添加量增大,面包的感官品質(zhì)逐漸提高。當HPMC濃度為2%時,面包的比容顯著性提高,硬度降低,面包的彈性和內(nèi)聚性增加,提高了面包的整體接受度,改善面包的感官特性。另外,通過考察混合面團的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),添加HPMC可以有效改善面團的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此,在高含量發(fā)芽糙米面包中添加HPMC可以有效改善面包的品質(zhì)。

發(fā)芽糙米,面包,品質(zhì)改良劑,質(zhì)構(gòu),感官品質(zhì)

發(fā)芽糙米是將糙米在一定的溫度濕度下經(jīng)水或緩沖液浸泡后進行培養(yǎng),使其胚乳長出幼芽后得到的制品[1]。糙米發(fā)芽的實質(zhì)是糙米的活性化,糙米發(fā)芽后不僅可以彌補糙米風味差的缺陷,而且其礦質(zhì)元素、維生素、蛋白質(zhì)、活性物質(zhì)等與糙米相比,含量有所高,種類也更多[2-3];尤其是發(fā)芽糙米中的γ-氨基丁酸的含量,是糙米發(fā)芽前含量的數(shù)倍[4-6]。糙米發(fā)芽后產(chǎn)生的γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,簡稱GABA)是一種四碳非蛋白質(zhì)功能性氨基酸,已被國內(nèi)外醫(yī)學界公認為具有特殊的醫(yī)療保健作用的活性物質(zhì),具有降血壓[7-8]、降低血固醇[9]、增強肝腎功能[10]、抑制癌細胞增殖[11-12],促進睡眠和改善記憶力[13]等功能。由于發(fā)芽糙米的營養(yǎng)價值和生理活性明顯優(yōu)于糙米,因此有必要研發(fā)以發(fā)芽糙米為原料的營養(yǎng)健康的食品。將營養(yǎng)豐富的發(fā)芽糙米添加到面粉中,制成發(fā)芽糙米面包,既能滿足營養(yǎng)型面包的需求,又能使發(fā)芽糙米更易于被消費者接受?；诎l(fā)芽糙米面包的營養(yǎng)性能,研發(fā)發(fā)芽糙米面包成為目前功能性食品領(lǐng)域的一個研究熱點,但是目前國內(nèi)對發(fā)芽糙米面包的研究還較少。

本研究將發(fā)芽糙米磨粉后添加到面粉中制成發(fā)芽糙米面包,研究發(fā)芽糙米粉對面包品質(zhì)的影響,確定發(fā)芽糙米粉的最適宜添加量以及改良發(fā)芽糙米面包配方,以期制作出具有較高營養(yǎng)保健功能且感官品質(zhì)良好的面包產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高筋粉 廈門湖頭食品有限公司;糙米 安徽燕之坊有限公司;耐高糖干酵母、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、黃油、牛奶、白砂糖、食鹽等 國產(chǎn)食品級。

BT457電子天平 深圳市博途電子科技有限公司;HS520和面機 Hauswirt/海氏公司;WFF-16A發(fā)酵箱 廣州市泓鋒食品機械有限公司;WFC-101D電烤箱 廣州市泓鋒食品機械有限公司;TA.XTPlus質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro System(SMS)公司;S-4800電子掃描顯微鏡 日本日立(HITACHI)公司;FW135粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 發(fā)芽糙米的制備 糙米預(yù)處理[14-15]:經(jīng)挑選后,取同樣礱谷條件下大小基本一致的糙米,清洗潔凈后,用質(zhì)量分數(shù)為0.5%的次氯酸鈉溶液浸泡消毒30 min,用清水洗凈、晾干,待用。

將經(jīng)過預(yù)處理的糙米在30 ℃的水中浸泡10 h,并同時間歇通氣,通氣速率10 min/h,通氣量60 L/min,取出后采用臭氧滅菌10 min,用清水沖洗數(shù)遍至無臭氧味;置于35 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽22 h,使芽長達1～2 mm;將得到的發(fā)芽糙米在90 ℃下滅酶20 min、50 ℃下干燥5 h后粉碎,得發(fā)芽糙米粉(GBR),待用。

1.2.2 面包的制備 取高筋面粉與發(fā)芽糙米粉的混合粉130 g,加入酵母1.95 g、糖30 g、鹽1 g、黃油15 g。取75 g雞蛋與牛奶(1∶1均勻混合)的乳液加入混合粉中,攪拌、和面。取出和好面團,用壓片機將面團壓兩次,成長片,用手將面團從小端卷起,卷起時盡量壓實以排出氣體,然后將面團滾壓數(shù)次,將接縫向下,放在事先涂有食用油的面包聽中,在溫度35 ℃、相對濕度85% 條件下醒發(fā)130 min。醒發(fā)結(jié)束后,放入烤箱,在下火溫度為180 ℃、上火溫度為 200 ℃條件下烘烤40 min。

1.2.3 影響因素優(yōu)化 分別考察發(fā)芽糙米粉粒徑、添加量和HPMC添加量對發(fā)芽糙米面包品質(zhì)的影響。

1.2.3.1 發(fā)芽糙米粉粒徑 發(fā)芽糙米粉碎后,分別過60、80、100目篩,將高筋面粉和發(fā)芽糙米粉按7∶3混合均勻,按照1.2.2制備成成品(原輔料中未添加HPMC)?？疾觳煌l(fā)芽糙米粉粒徑對面包比容、質(zhì)構(gòu)及感官的影響。

1.2.3.2 發(fā)芽糙米粉添加量 發(fā)芽糙米粉經(jīng)粉碎后過80目篩,將高筋面粉和發(fā)芽糙米粉混合均勻,發(fā)芽糙米粉添加量分別為10%、20%、30%、40%、50%(占混合粉質(zhì)量百分比,下同),按1.2.2制備成成品(原輔料中未添加HPMC)?？疾觳煌l(fā)芽糙米粉添加量對面包比容、質(zhì)構(gòu)及感官的影響。

1.2.3.3 HPMC添加量 將高筋面粉和發(fā)芽糙米粉(80目)按6∶4混合均勻,分別添加0.5%、1%、1.5%、2%的HPMC(以牛奶與雞蛋混合液為基數(shù))?？疾霩PMC添加量對面包品質(zhì)的影響。

1.2.4 面包比容測定 面包冷卻1 h后,用油菜籽置換法測面包體積,并稱得面包質(zhì)量。面包比容的計算公式為:

1.2.5 面包全質(zhì)構(gòu)測定 根據(jù)Rouille[16]的方法進行修改調(diào)整,面包在室溫下冷卻2 h后,取面包中心緊鄰部位進行切片測試,切成厚度約為1.5 mm的方塊。

TPA測試條件:探頭為25 mm的圓柱形平底探頭,測試時探頭的初始測試速度2 mm/s,測后速度為1 mm/s;觸發(fā)力為10 g;收回距離為10 mm;壓縮程度為75%,時間10 s。通過質(zhì)構(gòu)分析計算出面包樣品的硬度、彈性、內(nèi)聚性[17]。

1.2.6 面包感官評定 選取5名食品科學專業(yè)人員進行感官評定,評定標準參照國家標準GB/T14611-2008[18]方法進行修改后對面包進行打分,具體評價標準見表1。

1.2.7 發(fā)芽糙米粉與HPMC對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響 按照1.2.2中方法分別制備含30%、40%發(fā)芽糙米粉的面團,以及40%發(fā)芽糙米粉+2%HPMC的面團,以不含發(fā)芽糙米粉與HPMC的面團為參照。根據(jù)劉穎[19]的方法進行修改調(diào)整,面團醒發(fā)130 min后拉伸搓圓,從面團中取3～5 mm3左右的小面團,立即浸泡于磷酸緩沖液配制的戊二醛中,在4 ℃條件下固定超過48 h。用0.10 mol/L pH7.3的磷酸緩沖液沖洗,再依次用30%(v/v)、50%(v/v)、70%(v/v)、90%(v/v)、100%(v/v)乙醇梯度洗脫,每次20 min。樣品以CO2臨界干燥后(35 ℃,10 min,1250 psi),將其用雙面膠帶黏在樣品臺上,在真空中噴涂鈀金后,置于電子掃描顯微鏡中觀察。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理 所有實驗重復(fù)測定至少3次,取其平均值。采用SPSS分析軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,運用方差分析法進行顯著性分析。

表1 面包品質(zhì)評價標準Table 1 Evaluation standard of bread

圖1 發(fā)芽糙米粉粒徑對面包比容、硬度、彈性及內(nèi)聚性的影響Fig.1 Effect of size of GBR particles on specific volume,hardness,elasticity and cohesion of bread注:含有相同字母表示兩組之間無顯著性差異(p>0.05),不同字母表示兩組之間存在顯著性差異(p<0.05)。圖2、圖3同。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽糙米粉粒徑對面包品質(zhì)的影響

發(fā)芽糙米粉粒徑對面包品質(zhì)和感官特性的影響如圖1與表2所示。

由圖1可以看出,80目和100目組的面包比容相比60目組的面包比容要略大,而80目與100目組之間沒有顯著性差異。80目和100目組的面包硬度之間無差異,且明顯低于60目組面包的硬度,表明添加80目與100目發(fā)芽糙米粉,面包柔軟度較好。面包硬度是指使面包芯達到一定形變所需的力,是評價面包質(zhì)構(gòu)的主要指標,它與面包品質(zhì)呈負相關(guān),硬度越大,面包的柔軟度越低,口感越差[20-21]。80目和100目組的面包彈性略大于60目組,表明80目組和100目組面包彈性較好,彈性是樣品經(jīng)過第一次壓縮以后能夠再恢復(fù)原狀的程度,它與面包品質(zhì)呈正相關(guān),彈性值越大,面包柔軟有勁道[20]。三組面包內(nèi)聚性無顯著性差異,表明發(fā)芽糙米粉粒徑對面包內(nèi)聚性無顯著性影響,內(nèi)聚性表示面包經(jīng)過第一次壓縮變形后所表現(xiàn)出來的對第二次壓縮的相對抵抗能力,它與面包品質(zhì)成正相關(guān),內(nèi)聚性值越大面包口感越好[22-24]。由表2可以看出,隨著添加發(fā)芽糙米粒徑變小,其口感變好,其中80目與100目組總體得分比較接近,口感已達到較優(yōu)水平,相比60目得分要高出很多。

綜上,添加80、100目發(fā)芽糙米粉的面包要優(yōu)于添加60目發(fā)芽糙米粉面包,而80目面包與100目面包之間幾乎無差異性,但在加工生產(chǎn)過程中,80目發(fā)芽糙米粉比100目加工時能耗低。因此,選擇80目發(fā)芽糙米粉制作的面包。

表2 發(fā)芽糙米粉粒徑對面包感官特性的影響Table 2 Effect of different particle size of GBR powder on sensory characteristics of bread

2.2 發(fā)芽糙米粉添加量對面包品質(zhì)的影響

發(fā)芽糙米粉添加量對面包比容品質(zhì)和感官特性的影響如圖2與表3所示。

圖2 發(fā)芽糙米添加量對面包比容、硬度、彈性及內(nèi)聚性的影響Fig.2 Effect of adding amount of GBR on specific volume,hardness,elasticity and cohesion of bread

由圖2可以看出,隨著發(fā)芽糙米粉添加量增大,面包比容呈下降趨勢,比容從4.6 mL/g下降到2.15 mL/g。添加不同量的發(fā)芽糙米粉,每組之間比容均出現(xiàn)顯著性差異,說明發(fā)芽糙米粉添加量對面包的比容影響顯著。這可能是由于發(fā)芽糙米粉中面筋蛋白含量較少,隨著發(fā)芽糙米粉添加量增大,降低了混合粉中面筋蛋白的比例,面包吸水性能下降,較難形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),影響面團對氣體的保持能力,因此添加發(fā)芽糙米粉后的面包比容減小[23-24]。

表3 發(fā)芽糙米粉添加量對面包感官特性的影響Table 3 Effect of adding amount of GBR on sensory characteristics of bread

圖3 HPMC添加量對面包比容、硬度、彈性及內(nèi)聚性的影響Fig.3 Effect of adding amount of HPMC on specific volume,hardness,elasticity and cohesion of bread

隨著發(fā)芽糙米粉添加量的增多,面包的硬度隨之不斷的增大,除了空白組與10%組無顯著性差異,其余每組之間均具有顯著性差異,當發(fā)芽糙米粉添加量為40%時,面包硬度急劇增加。

面包的彈性、內(nèi)聚性隨著發(fā)芽糙米粉添加量的增加逐漸降低,其中空白組與各組之間均具有顯著性差異。當發(fā)芽糙米粉添加量在10%～30%之間時各組彈性未出現(xiàn)顯著性差異;而當發(fā)芽糙米粉添加量達到40%時,面包彈性、內(nèi)聚性明顯降低。這可能是由于發(fā)芽糙米粉添加量的增加,降低面粉中面筋蛋白的比例,影響面包在烘焙過程中的水分吸收,導(dǎo)致硬度增大;面筋含量的降低導(dǎo)致面包彈性變小,內(nèi)聚性降低[24]。

由表3可以看出,隨著發(fā)芽糙米粉添加量增加,其口感逐漸變差,當添加量到40%時,其口感已經(jīng)比較難以接受。

綜上,當發(fā)芽糙米粉的添加量達到40%時,比容、彈性、內(nèi)聚性明顯減小,硬度急劇增加,面包的口感已達到較難接受水平。因此,適宜的發(fā)芽糙米粉添加量為30%。

2.3 HPMC添加量對面包品質(zhì)的影響

HPMC添加量對面包品質(zhì)和感官特性的影響如圖3與表4所示。

表4 HPMC添加量對面包感官特性的影響Table 4 Effect of adding amount of HPMC on sensory characteristics of bread

由圖3可以看出,當混合粉中發(fā)芽糙米粉添加量為高含量40%(質(zhì)量百分比)時，隨著HPMC添加量增大后,發(fā)芽糙米面包比容逐漸增加,其中2%組與各組均有顯著性差異。當加入0.5%HPMC時,面包硬度與空白組相比未出現(xiàn)顯著性差異,表明HPMC添加量少并未起到改良面包的作用,當HPMC添加量達到2.0%時,面包硬度顯著性降低。當加入0.5%HPMC時,面包的彈性與空白組相比具有顯著性差異,隨著HPMC添加量增加其彈性變化不明顯,但2.0%組與0.5%組具有顯著性差異。HPMC添加量為0.5%～1.5%時,面包內(nèi)聚性與空白組對比,未見顯著變化。當HPMC添加量達到2.0%時,面包內(nèi)聚性增加,與空白組比較出現(xiàn)顯著性差異。通過對比可以發(fā)現(xiàn),加入2.0%的HPMC后,對發(fā)芽糙米面包具有較好地改良的效果。這可能是由于HPMC具有與淀粉相似的鏈狀結(jié)構(gòu),且HPMC持水性較好,較高添加量的HPMC能將淀粉顆粒粘結(jié)起來，而減少淀粉顆粒的流動性又能將面包碎屑粘結(jié),提高了面包的結(jié)合力,從而保持面包的水分[20,25]。由表4可以看出,隨著HPMC粉添加量增加,其口感逐漸變好,當添加量到2.0%時,其口感已經(jīng)相對可以接受。

綜上,當混合粉中發(fā)芽糙米粉添加量40%(質(zhì)量百分比)時，HPMC的添加量達到2.0%時,與未添加HPMC的空白組相比,其比容增大25%、彈性增加了9.5%、內(nèi)聚性增加9.8%、硬度減少35%,面包的口感已達相對可以接受水平。因此,適宜的HPMC添加量為2.0%。

2.4 發(fā)芽糙米粉、HPMC添加對面包微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖4 添加發(fā)芽糙米粉、HPMC掃描電鏡圖(2000×)Fig.4 Scanning electron microscopy(SEM)images of adding GBR and HPMC(2000×)注:A.高筋面粉;B.30% GBR; C.40% GBR;D.40% GBR+2% HPMC。

不同含量的發(fā)芽糙米粉、羥丙基甲基纖維素混合面團的掃描電鏡分析結(jié)果如圖4所示。從圖4中可以看出,A圖中有明顯的束狀面筋網(wǎng)絡(luò),并且可以觀察到連續(xù)完整的氣孔,氣孔壁細膩光滑,淀粉顆粒鑲嵌于其中。從B圖中可以看出,添加30%的發(fā)芽糙米粉后,面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與A組相比較弱,面筋網(wǎng)絡(luò)和淀粉顆粒混合在一起,出現(xiàn)孔洞。從C圖中可以看出,當發(fā)芽糙米粉添加量提高為40%時,面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已被破壞,成片的面筋膜減少,形成大而不規(guī)則孔洞,孔洞塌陷,淀粉顆粒大都裸露在外?？梢婋S著發(fā)芽糙米粉含量的增加,面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性變差,導(dǎo)致面團結(jié)構(gòu)致密,面團結(jié)實和缺少彈性。從D圖中可以看出,當混合粉中發(fā)芽糙米粉添加量40%(質(zhì)量百分比)時，添加2% HPMC后,面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)明顯,淀粉顆粒大都鑲嵌在面筋中,孔洞明顯減少。面筋網(wǎng)絡(luò)雖不及純面粉中面筋網(wǎng)絡(luò)致密,但與B、C圖中相比,HPMC與面團形成面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使面團網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密度增加。根據(jù)掃描電鏡結(jié)果進一步證實,高含量發(fā)芽糙米粉破壞了面團的組織結(jié)構(gòu),其原因是發(fā)芽糙米粉本身缺少能形成面筋結(jié)構(gòu)的蛋白,導(dǎo)致混合粉面團的面筋含量降低,面包組織結(jié)構(gòu)緊實而缺乏彈性與柔軟性;添加0.2% HPMC后,可以與面筋蛋白以及淀粉之間發(fā)生氫鍵、離子鍵或物理結(jié)合,使含發(fā)芽糙米粉的面團能形成持氣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增加面包的彈性和柔軟性[19,26-28]。

3 結(jié)論

選取80目粒徑的發(fā)芽糙米粉,制備的面包口感好,硬度、彈性較佳;隨著發(fā)芽糙米粉添加量增大,面包的體積、彈性和內(nèi)聚性降低,硬度變大,當混合粉中發(fā)芽糙米粉比例為40%時(原輔料中未添加HPMC),其制備的面包口感已達到不可接受的程度。

當混合粉中發(fā)芽糙米粉添加量為40%(質(zhì)量百分比)時，未添加HPMC的發(fā)芽糙米粉面包,其比容小,結(jié)構(gòu)緊密,硬度大,彈性較差;添加HPMC后可改善面包的品質(zhì),發(fā)芽糙米面包比容增大,結(jié)構(gòu)松軟,硬度降低,彈性增大,感官綜合品質(zhì)提高。與未添加膠體相比,添加2% HPMC的發(fā)芽糙米面包比容增大25%,硬度降低35%,彈性增加9.5%,內(nèi)聚性增加9.8%,面團的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也得到了改善。當混合粉中發(fā)芽糙米粉比例增大到40%時,添加2% HPMC面包品質(zhì)表現(xiàn)出較佳的水平。

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Effect of germinated brown rice and hydroxypropyl methyl cellulose on the quality of bread

CAO Lei,XIA Qing,SONG Yu,LU Chao-qun,TAO Shu,LIU Chao*

(Institute of Agroprducts Processing,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 230031,China)

The effect of germinated brown rice powder(GBR)and hydroxypropyl methyl cellulose(HPMC)added into flour on the bread qualities was studied in this paper. The results showed that the specific volume,hardness and elasticity of the bread prepared by adding GBR with 80 meshes or 100 meshes were better than those of bread made by adding GBR with 60 meshes. The differences between the bread prepared by adding GBR with 80 meshes and the bread made by GBR with 100 meshes were not significant(p>0.05). As the amount of germinated brown rice increasing,the specific volume,springiness and cohesiveness of bread decreased,but the hardness increased. When the amount of GBR was 40%,the taste of bread was already unacceptable. The qualities of the bread added high concentration GBR could be considerably enhanced by adding HPMC. And as the adding amount increasing,the sensory quality of the bread was gradually improved. When the HPMC concentration reached 2%,the sensory characteristics and the integral acceptability were improved,demonstrated by the significant increase of bread specific volume,elasticity and cohesiveness,and the decrease of hardness. In addition,by examining the microstructure of mixed dough,revealed that adding HPMC can effectively improved the dough gluten network structure. Therefore,adding HPMC to the bread containing high concentration GBR could be a potent way that effectively enhanced the quality of the bread.

germinated brown rice;bread;bread quality modifier;texture;sensory quality

2016-09-26

曹磊(1980-)，男，碩士，助理研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工，E-mail:leicao1008@163.com。

*通訊作者:劉超(1963-)，男，碩士，研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工，E-mail:hfliuchao@tom.com。

安徽省農(nóng)業(yè)科學院學科建設(shè)項目(16A1236)；安徽省農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新團隊項目(14C1206)。

TS210.1

A

1002-0306(2017)14-0055-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.012