汪洋，劉洋，于雷，*，楊末，趙安琪

（1.吉林農業(yè)大學食品科學與工程學院，吉林長春130118；2.吉林省食品檢驗所，吉林長春130103）

酶制劑改善小米面包品質的研究

汪洋1，劉洋2，于雷1，*，楊末1，趙安琪1

（1.吉林農業(yè)大學食品科學與工程學院，吉林長春130118；2.吉林省食品檢驗所，吉林長春130103）

研究在小米粉和小米漿中添加α-淀粉酶或蛋白酶對小米面包品質的改善作用。通過測定面包的高度和比容，質構特性分析和老化試驗，發(fā)現(xiàn)α-淀粉酶和蛋白酶均會提高小米面包的品質。其中，α-淀粉酶比蛋白酶對小米面包的影響大；α-淀粉酶添加到小米粉中比添加到小米漿中酶解后制得的小米面包品質好。通過單因素試驗，確定小米粉中α-淀粉酶的最佳濃度為0.45%，此條件下制得的小米面包高度和比容值最大，全質構分析（texture proftle analysis，TPA）各項指標優(yōu)良，感官評定值最高。

小米面包；蛋白酶；α-淀粉酶；TPA測定；老化測定

小米富含蛋白質、脂肪、碳水化合物，通常無須精制，因此保存了較多的營養(yǎng)素和礦物質。小米與大米相比，VB1高 1.5 倍、VB2高 1 倍，粗纖維高 2 倍～7 倍[1]。食用小米可防止幼兒貧血，對脾胃氣弱、食不消化、反胃嘔吐等癥狀有很好的緩解作用[2]。當前市場上小米產品主要為小米粥、小米粉沖劑、小米面條、小米鍋巴等。近年來，國內也有學者開展了小米面包方面的研究工作。2015年，趙旭等[3]以小米粉和小麥粉為主要原料，確定了小米營養(yǎng)面包的最佳制作配方及工藝。于明玉等[4]進行了無麩質小米面包復合改良劑優(yōu)化的研究。

面粉中影響面包口感和質量最重要的酶是蛋白酶和α-淀粉酶，它們會改良面制品品質，包括提供酵母食料、保鮮、改善組織、調理面團、增白、強筋、減筋等等。但在焙烤加工過程中，僅靠面粉中所含的酶是遠遠不夠的，需要補充酶，來改善面包外觀色澤與焙烤風味，降低面包的粗糙口感。Sahlstrom S等[5]研究了關于α-淀粉酶對面包的調粉時間、醒發(fā)時間、質量及貨架期的影響，研究表明添加α-淀粉酶會使面包的體積增加。Renzeetti S等[6]研究了蛋白酶對糙米面包質構、流變學特性、生物化學特性和微觀結構的影響，并確定了添加少量的蛋白酶能顯著提高比容，降低面包硬度和改善面包的咀嚼性，提高了面包的品質。但對于小米面包品質的改善性研究目前還處于空白。

小米面包具有豐富的營養(yǎng)價值，開發(fā)潛力大，但其口感粗糙，容易掉渣，不易為廣大消費者接受。本研究通過將蛋白酶和α-淀粉酶直接作用于小米漿和小米粉中，考察相應小米面包的質構特性、老化特性和感官性能，為小米面包的研制提供技術依據，有效開發(fā)利用小米資源。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小米：市售；蛋白酶（活性≥20 U/mg）、а-淀粉酶（活性≥4 000 U/g）：源葉生物科技有限公司；TA-XT.PLUS質構儀：英國SMS公司；MXF醒發(fā)箱：明盛廚具電器廠；EB-F600B-4C熱風循環(huán)電烤箱：威爾寶電器廠。

1.2 面包的基本配方

小麥粉 240 g，小米 60 g，糖 45 g，鹽 3 g，酵母 4.5 g，蛋 15 g，油 15 g，黃油 15 g，水 135 g。

1.3 生產工藝

本文中將利用酶對小米漿進行酶解后制得的小米面包簡稱小米漿面包；酶直接添加到小米粉中制得的小米面包簡稱小米粉面包。

1.3.1 小米漿面包

小米→浸泡→磨漿→加入蛋白酶或α-淀粉酶酶解→滅酶→混合→和面→發(fā)酵→切割、稱重、搓團→醒發(fā)→焙烤→冷卻至室溫

1.3.2 小米粉面包

小米→磨粉→加入蛋白酶或α-淀粉酶→混合→和面→發(fā)酵→切割、稱重、搓團→醒發(fā)→焙烤→冷卻至室溫

1.4 面包的不同處理方式

A表示直接添加小米粉的小米面包；B1表示用蛋白酶在水浴鍋中酶解1 h處理的小米漿面包；B2表示將蛋白酶直接加入在小米粉中制得的小米粉面包；C1表示用α-淀粉酶在水浴鍋中酶解1 h處理的小米漿面包；C2表示將α-淀粉酶直接加入小米粉中制得的小米粉面包。蛋白酶的濃度為0.1%，α-淀粉酶的濃度為0.15%?？疾歃?淀粉酶濃度對面包品質影響的研究中α-淀粉酶濃度分別為0.15%、0.3%、0.45%、0.6%、0.75%，并檢測面包的品質。

1.5 面包的比容測定

將待測面包稱重后，取1 000 mL的燒杯，用小米充滿整個燒杯，倒出部分小米，將待測的面包放入燒杯內，將部分小米邊放邊搖晃的填滿燒杯，用量筒稱取剩余小米的體積，即為實測面包的體積[7]。試驗采取3次測定平均值。

1.6 面包品質的測定

將焙烤出的面包冷卻至室溫后，測定其質量、高度和比容。將其置于保鮮袋中放置24 h，取出面包，中心切成2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm的塊狀切片，應用質構儀測TPA數據指標（硬度、彈性、內聚性、膠黏性、咀嚼性、恢復力），每個測試樣品做3個平行試驗取平均值，并對TPA數據和小米面包組織剖面進行分析。

1.7 面包的感官評分鑒定

面包品質的鑒定需要把面包的品質分為外觀和內質兩個部分來評定，外觀部分評價占30%，包括外表形狀、表皮顏色和表皮質地3個指標，各占10分；內質的評價占總分的70%，包括組織結構、面包瓤色澤、香味和口感4個指標，是對面包的色澤、內部組織、形狀等的綜合評價[3]。

表1 小米面包的評分標準Table 1 The making standard of millet bread

1.8 面包的老化性測定

面包老化評定方法：從面包出爐當日2 h后，將其用保鮮袋裝好，放置在室溫25℃，相對濕度為45%的環(huán)境下，儲藏3 d進行面包老化品質鑒定[8]。

1.9 數據統(tǒng)計與分析

試驗過程中每個試驗數據測定3次取其平均值，數據統(tǒng)計和處理采用Excel軟件。

2 結果與分析

2.1 α-淀粉酶與蛋白酶對面包比容高度的影響

α-淀粉酶與蛋白酶對面包比容及高度的影響如圖1所示。

由圖1可以看出，相比于只添加小米粉的面包，添加蛋白酶和 α-淀粉酶后，B1、C1、C2相比 A 的比容和高度得到了改善，C2的比容和高度增加的程度更大，這可能是由于在面團攪拌和醒發(fā)的過程中，α-淀粉酶也與面團中小麥粉充分作用，使面團中淀粉降解為糊精、麥芽糖等，酵母利用這些產物產生CO2，加快發(fā)酵速度，縮短發(fā)酵時間，提高了入爐急脹性，改善了面包內部的組織結構，使面團體積增大，高度增高，從而比容變大[9-11]。

圖1 α-淀粉酶與蛋白酶對面包比容及高度的影響Fig.1 The effects of α-amylase and protease on the specific volume and height of millet bread

2.2 α-淀粉酶與蛋白酶對小米面包TPA指標的影響

α-淀粉酶與蛋白酶對小米面包TPA指標的影響如表2所示。

在TPA數據中，硬度、膠黏性、咀嚼性與面包品質成負相關關系，而彈性、內聚性和恢復力與面包品質成正相關關系[12]。由表2可以看出，添加蛋白酶和α-淀粉酶對面包的TPA指標都有影響作用。相對于A，B1、C1、C2的硬度、膠黏性和咀嚼性減小，彈性增加，其中C2硬度最小，膠黏性和咀嚼性最好，彈性適中。這是由于加入蛋白酶和α-淀粉酶后，酶可以起到弱化面筋，使面團變軟，改善面團的彈性、硬度、恢復力等性能，它還能縮短面團混合時間，使得TPA各項指標有明顯下降[13-15]。相比A的指標，C2的指標最佳，α-淀粉酶還具有很強的抗熱性，不易失活，直接加入混合粉中，與小米粉和小麥粉共同作用，可以使面團變得更加柔軟，使得C2組的TPA指標達最優(yōu)。

2.3 α-淀粉酶與蛋白酶對小米面包老化性的影響

α-淀粉酶與蛋白酶對小米面包老化性的影響如表3所示。

表2 α-淀粉酶與蛋白酶對小米面包TPA指標的影響Table 2 The effects of α-amylase and protease on TPA of millet bread

表3 а-淀粉酶與蛋白酶對小米面包老化性的影響Table 3 The effects of а-amylase and protease on aging of millet bread

由表3可以看出，α-淀粉酶較蛋白酶對小米面包的抗老化作用更強。α-淀粉酶對面包的改善效果明顯，面包質地最柔軟，老化程度也最慢，C2的硬度、膠黏性、咀嚼性要明顯好于C1，且彈性適中。由此可見α-淀粉酶能防止面包老化，延長貨架壽命。對于面包老化而言，長期貯存后，面包皮從空氣或面包心中吸水而喪失原有的疏松性，變得堅韌并出現(xiàn)皺折，面包心喪失其柔軟和膨脹性能，變得無彈性、干燥、易掉屑、香味喪失。在烘焙的最初階段，α-淀粉酶軟化淀粉膠體加以水解成部分糊精，使面包細胞彈性增強，膨脹向上擴展，面包體積增加，組織柔軟，形態(tài)豐滿[16-17]。C2可改變小米面包淀粉的性質，使淀粉老化退化的過程變緩，延長了面包柔軟時間和相應貨架期。根據上述結果，本文針對小米粉面包中α-淀粉酶的最適濃度進行研究。

2.4 α-淀粉酶濃度對小米粉面包比容及高度的影響

α-淀粉酶濃度對小米粉面包比容及高度的影響如圖2所示。

圖2 α-淀粉酶濃度對小米粉面包的比容及高度影響Fig.2 The effects of different concentration of α-amylase on specific volume and high of millet bread

由圖2可以看出，隨著淀粉酶含量的增加，面包的比容和高度呈現(xiàn)先增大后減小的局勢。加酶量達到0.45%時，面包比容和高度達到最大值。加酶量超過0.45%后，面包的比容和高度都在下降。雖然添加α-淀粉酶可以改善面包比容和高度，且可通過適當阻止面筋形成而使面包體積增加，有助于烘焙面包達到最佳狀態(tài)，但若α-淀粉酶活性過高，使用量過多，就會有大量剩余糖和糊精產生，從而致使面包心質地太軟，無法支撐較大面包面積，最終導致面包的體積變小。所以，適度的α-淀粉酶作用，可以縮短面團的發(fā)酵時間，增大面包體積及高度[20-21]。結果表明，添加α-淀粉酶量0.45%的效果最佳。

2.5 α-淀粉酶濃度對小米粉面包TPA指標的影響

α-淀粉酶濃度對小米粉面包TPA指標的影響如表4。

表4 α-淀粉酶濃度小米粉面包的TPA指標影響Table 4 The effects of different concentration of α-amylase on TPA of millet bread

由表4可以看出，隨著α-淀粉酶的濃度增大，硬度，膠黏性，咀嚼性等指標先減小后又增大再減小，當酶濃度達0.75%最小，后隨酶濃度增加又增大后減小。與此同時，彈性和內聚性是先增大再逐漸減小，當酶濃度達0.45%時，彈性和內聚性達最大值，彈性最佳。α-淀粉酶對于烘焙面包心質地的影響主要體現(xiàn)在黏度、粒度、硬度和彈性等幾個方面，適中的α-淀粉酶活性能使酵母均勻地進行發(fā)酵，產氣能力和持氣能力相配合，均勻擴張，相應產生均勻的面包心粒度。當α-淀粉酶的濃度大于0.45%時，面包出現(xiàn)黏心，內部坍塌，面包彈性，內聚性和恢復力低于正常面包水平，導致小米面包品質降低[18-19]。當α-淀粉酶的濃度在0.45%時，其TPA指標各項達到最優(yōu)值，組織性狀最佳。

2.6 α-淀粉酶濃度對小米粉面包的感官評分的影響

α-淀粉酶濃度對小米粉面包的感官評分的影響如圖3。

由圖3可知，面包的感官得分隨酶的濃度增加而先升后降。α-淀粉酶的加入量為0.45%時，風味口感達最優(yōu)，感官評分達85分。α-淀粉酶再增加，面包表面質地越來越柔軟，外形高徑比明顯下降，并出現(xiàn)大量不均勻氣孔，面包黏心，咀嚼感差。面包烘焙香味和表皮顏色主要來源于美拉德反應，由于а-淀粉酶在提供發(fā)酵底物的情況下，剩余還原糖參與了美拉德反應，賦予面包表皮棕黃色的色澤，同時通過脫水糖、糠醛、還原酮、芳香羰基化合物等反應產物配合發(fā)酵形成的芳香物質而賦予面包良好的口感和香味[21]。α-淀粉酶濃度大時，面包心會發(fā)黏，而且面團發(fā)酵速度過快，特別是在烘焙初期，氣室擴張就常常失衡，出現(xiàn)過度擴張，一旦超過臨界點，氣室壁破裂，結構塌陷，粒度破壞，甚至在面包表面上出現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象[7，22]。合適的α-淀粉酶濃度既可使面包的硬度較小，又可使彈性較大，增加其咀嚼性，使面包口感細膩有彈性。

圖3 不同濃度的α-淀粉酶小米粉面包的感官評分Fig.3 The effects of different contration of α-amylase on the sensory score of millet bread

3 結論

在小米粉和小米漿中添加蛋白酶或α-淀粉酶都會改善小米面包品質，提高面包的高度和比容，改善面包的質構特性，延緩老化時間。其中，α-淀粉酶比蛋白酶對小米面包的改善性大；小米粉面包比小米漿面包品質好。通過試驗確定，α-淀粉酶的最佳濃度為0.45%時，直接添加到小米粉中制作小米面包，其面包高度和比容值最大，TPA各項指標結果較好，感官評定值最高。

[1] 史宏,史關燕,楊成元,等.小米的營養(yǎng)保健及食療價值的探討[J].雜糧作物,2007,27(5):376-378

[2] 薛月圓,李鵬,林勤保.小米的化學成分及物理性質的研究進展[J].中國糧油學報,2008,23(3):200-201

[3] 趙旭,馬蘭,張家成,等.小米營養(yǎng)面包的研制[J].食品研究與開發(fā),2015,36(21):90-94

[4] 于明玉,胡朝輝,尹志欣,等.無麩質小米面包復合改良劑優(yōu)化研究[J].食品工業(yè),2015(4):168-171

[5] Sahlstr?m S,Br?then E.Effects of enzyme preparations for baking,mixing time and resting time on bread quality and bread staling[J].Food Chemistry,1997,58(1/2):75-80

[6] Renzetti S,Arendt E K.Effect of protease treatment on the baking quality of brown rice bread:From textural and rheological properties to biochemistry and microstructure[J].Journal of Cereal Science,2009,50(1):22-28

[7] 姚曉玲,宋衛(wèi)江,張艷春,等.酶制劑在豆渣面包中的應用研究[J].糧食與飼料工業(yè),2006(11):22-23

[8] 葉志能,王斌.面包老化機理及延緩老化方法的研究進展[J].食品研究與開發(fā),2008,29(9):160-163

[9] 陳海峰,楊其林,何唯平,等.面粉改良中酶制劑的作用[J].糧食加工,2007,32(2):25-26

[10]陳國斌.酶制劑在谷物食品加工中的應用[J].食品科技,2003(1):47-51

[11]于海杰,姚文秋.酶制劑在焙烤食品中的作用[J].科技信息,2011(8):621-622

[12]楚炎沛.物性測試儀在食品品質評價中的應用研究[J].糧食與飼料工業(yè),2003(7):40-42

[13]彭艷,趙強宗,徐建祥,等.а-淀粉酶對面包品質的影響[J].食品工業(yè)科技,2003,24(3):17-18

[14]Bhol S,Bosco S J D.Influence of malted finger millet and red kidney bean flour on quality characteristics of developed bread[J].Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie,2014,55(1):294-300

[15]郭玲玲,張巍,史鐵嘉.酶制劑在面包品質改良方面的研究進展[J].農業(yè)科技與裝備,2010(7):37-39

[16]劉傳富,董海洲,侯漢學.淀粉酶和蛋白酶及其在焙烤食品中的作用[J].糧食與油脂,2002(6):38-39

[17]Renzetti S,Arendt E K.Effect of protease treatment on the baking quality of brown rice bread:From textural and rheological properties to biochemistry and microstructure[J].Journal of Cereal Science,2009,50(1):22-28

[18]周海軍,劉淑敏.酶制劑在焙烤食品中的應用[J].食品工程,2014(1):4-9

[19]Patil S,Rudra S G,Varghese E,et al.Effect of extruded finger millet(Eleusine coracan L)on textural properties and sensory acceptability of composite bread[J].Food Bioscience,2016,14:62-69

[20]Rai S,Kaur A,Singh B,et al.Quality characteristics of bread produced from wheat,rice and maize flours[J].Journal of Food Science&Technology,2012,49(6):786-789

[21]張劍,王大春,陳威威,等.3種酶制劑對生產面包的體積影響[J].食品研究與開發(fā),2012,33(3):70-73

[22]Dhingra S,Jood S.Organoleptic and nutritional evaluation of wheat breads supplemented with soybean and barley flour[J].Food Chemistry,2002,77(4):479-488

The Research of α-amylase and Protease on Quality Improvemnet of Millet Bread

WANG Yang1，LIU Yang2，YU Lei1，*，YANG Mo1，ZHAO An-qi1
（1.College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，Jilin，China；2.Jilin Province Food Testing Institute，Changchun 130103，Jilin，China）

The research of а-amylase and protease on the quality improvement of the millet bread by adding in millet flour and millet pulp was conducted.By measuring the height and the specific volume，texture properties and starch retrogradation of the bread，it was found that bothα-amylase and protease can improve the quality of millet bread.Andα-amylase had a greater impact on millet bread than protease.The millet bread had a better quality by adding α-amylase into millet flour than the millet pulp.Through single factor experiment，the optimum additive volume ofα-amylase was 0.45%.Under this condition，the height and the specific volume of millet bread was maximum，every index of TPA was the best and the sensory score was the highest.

millet bread；protease；α-amylase；TPA test；tarch retrogradation

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.020

吉林省重大科技攻關專項（20130204046NY）

汪洋（1992—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品科學與糧油加工。

*通信作者：于雷（1973—），男，教授，研究方向：食品科學與糧油加工。

2016-11-08