◎ 芮金紅，高 楊，曹慧芳，李冠華

（1.內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020；

2.糧油質(zhì)量檢測(cè)中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

在中國(guó)，超過90%的小麥被加工成面粉，再由面粉加工成各色各樣的面制品，作為生活中的主食[1]。隨著國(guó)民生活水平的提高，人們對(duì)面制品的品質(zhì)要求也越高。而漆酶（Laccase，E.C.1.10.3.2苯二酚）則是一種含銅的糖蛋白，屬多銅氧化酶家族。氧氣作為電子受體，通過自由基—催化反應(yīng)催化各種芳香族氨基酸發(fā)生反應(yīng)[2]。

為了提高面粉制品的品質(zhì)，利用添加劑對(duì)面粉進(jìn)行改良是首要研究方向，面粉改性還處于起步階段。傳統(tǒng)的面粉改性方法是加入過氧化苯甲酰、過氧化鈣、溴酸鉀等化學(xué)改良劑，國(guó)內(nèi)外面包加工業(yè)經(jīng)常使用酶制劑、淀粉、氧化劑、乳化劑以及酵母營(yíng)養(yǎng)物等[3-8]。但化學(xué)改良劑的安全性一直備受關(guān)注，研究發(fā)現(xiàn)溴酸鉀一直是面粉添加劑家族的重要成員，對(duì)面粉具有特殊、高效的改良效果，但其致癌性已被證實(shí)，因此我國(guó)已禁止使用溴酸鉀作為面粉添加劑[9]。漆酶是一種良好的面粉改良劑，能催化氧化氨基酸殘基，同時(shí)將分子氧還原成水，漆酶可以作用于芳香族氨基酸，導(dǎo)致半胱氨酸間的二硫鍵（-S-S）重新排列；面筋蛋白中半胱氨酸間的二硫鍵（-S-S）對(duì)面筋特性有著重要影響，是面筋結(jié)構(gòu)和面團(tuán)形成的關(guān)鍵因素，最終使面筋強(qiáng)度得到改善，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，使面團(tuán)加工性能更好，面制品品質(zhì)也更高[10]。研究發(fā)現(xiàn)漆酶處理后的面團(tuán)機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性較好，粘性降低，改善了機(jī)械性能[11]。漆酶在面粉中作用時(shí)，通過水解不溶性阿拉伯木聚糖[12]，釋放水并使其用于面筋水化，一方面使用水量減少，另一方面改善了面包品質(zhì)。Primo等[13]報(bào)道，漆酶主要作用于阿拉伯木聚糖（Arabian xylan，AX）片段的阿魏酸殘基，使其發(fā)生交聯(lián)，形成較牢固的阿拉伯木聚糖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，影響面筋的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度，增強(qiáng)面團(tuán)的拉伸阻力，降低面團(tuán)的延伸性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高筋粉，鄭州金苑面業(yè)有限公司；漆酶（Funalia trogii固態(tài)發(fā)酵所得，酶活20 U·mL-1）；酵母，安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

天平、醒發(fā)箱，上?；ㄔ称窓C(jī)械有限公司；烤箱，上海早苗有限公司；烘箱，廣州市鑫南方電熱設(shè)備有限公司；傅里葉變換紅外光譜分析儀，島津國(guó)際貿(mào)易有限公司；TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)FTC公司。

1.3 方法

1.3.1 面團(tuán)的制作

將水、酵母、面粉混合，做成空白面團(tuán)。樣品處理改性面粉：在相同質(zhì)量的空白面團(tuán)的基礎(chǔ)上，每3 g面粉添加5 U酶，和成面團(tuán)，37 ℃酶促反應(yīng)15 min，保鮮膜包住。面團(tuán)醒30 min，分為空白組和漆酶處理組2組。

1.3.2 紅外光譜的測(cè)定

用溴化鉀（KBr）壓片后，通過傅里葉變換紅外光譜分析儀對(duì)對(duì)照組和漆酶處理組在波長(zhǎng)4 000～100 cm-1范圍內(nèi)掃描。

1.3.3 面團(tuán)保水性的測(cè)定

取經(jīng)不同處理的面團(tuán)，以1∶4的固液比加入蒸餾水，靜置過夜，用濾紙輕輕拭去表面多余的水，稱重記為m1，放入蒸發(fā)皿中，將蒸發(fā)皿放入28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，每1 h取出稱量重量，直至記錄10 h，將樣品放置于105 ℃下烘干后稱重ms，計(jì)算斜率，斜率即為單位面積水分蒸發(fā)速率。蒸發(fā)速率按公式（1）計(jì)算：

式（1）中：VP表示面團(tuán)水分蒸發(fā)速率，%；m1表示面團(tuán)初始濕重，g；ms表示面團(tuán)干重，g；mi表示i時(shí)刻面團(tuán)的質(zhì)量，g；mj表示j時(shí)刻面團(tuán)的質(zhì)量，g；ti，tj表示測(cè)量的時(shí)間，h。

1.3.4 面團(tuán)持水性的測(cè)定

取經(jīng)不同處理的面團(tuán)放入平皿，加入蒸餾水，靜止放置，過濾除去多余水分，放入離心機(jī)中8 000 r·min-1，離心10 min，用濾紙輕輕拭去表面多余水分，稱重W1，將稱重后的樣品放置于105 ℃烘箱，烘干至恒重W2，面包最大含水量公式如式（2）：

式（2）中：VWR表示面團(tuán)最大持水量；w1表示面團(tuán)吸水時(shí)達(dá)到飽和的質(zhì)量，g；w2表示面團(tuán)干重，g。

1.4 面包的制作

將上面一組面團(tuán)放入醒發(fā)箱醒發(fā)1 h，取出。放入烤箱，上火180 ℃，下火180 ℃，烘烤10 min，取出放涼，備用。

1.4.1 面包TPA測(cè)定

測(cè)試前速度：30 mm·min-1；測(cè)試速度：60 mm·min-1；形變量：40%；間隔時(shí)間：30 s；力量值：30 N。取相同大小的空白組面包和漆酶處理組面包，分別放在質(zhì)構(gòu)儀上檢測(cè)。

1.4.2 面包比容的測(cè)定

首先將燒杯用小米裝滿，并用鋼尺將杯口刮平，此杯小米作為標(biāo)準(zhǔn)體積記錄為V1。將冷卻成型的待測(cè)面包稱重記為m2倒出杯中的小米，底部留下少許（燒杯底部剩余小米厚度約5 cm）。把待測(cè)面包放進(jìn)燒杯中，再將倒出的小米裝進(jìn)燒杯中（注意面包與面包之間和面包與燒杯壁之間不要留有空隙，待測(cè)面包要全部埋入小米中），再用鋼尺將燒杯口刮平。取出面包，稱量剩余小米的體積記錄為V2。公式如（3）：

式（3）中：ρ為面包比容/（mL·g-1）；V1為小米的體積/mL；V2為剩余小米體積/mL；m2為面包的重量/g。

2 結(jié)果與討論

2.1 面團(tuán)的表征

通過實(shí)驗(yàn)可以看出漆酶處理組的面團(tuán)明顯體積變大。主要是因?yàn)槠崦甘蛊渲械淖杂蓭€基氧化，生成二硫鍵（-S-S），形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)面團(tuán)的持氣性，使得漆酶處理組面團(tuán)體積有顯著變化。漆酶可以作用于芳香族氨基酸，導(dǎo)致半胱氨酸間的二硫鍵重新排列。一方面阿魏酸[14]存在時(shí)，漆酶與醇溶蛋白[15]作用后，產(chǎn)生了高分子量聚合物，說明加入阿魏酸有利于漆酶催化交聯(lián)醇溶蛋白，增加了蛋白質(zhì)的分子量；另一方面漆酶的電子傳遞作用使蛋白溶液中的粒徑范圍增大，因?yàn)榘⑽核崾ル娮有纬删哂袕?qiáng)氧化性的活性中間體，活性中間體擴(kuò)散到蛋白質(zhì)底物附近，從而氧化發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使大分子聚合物導(dǎo)致溶液的粒徑變大。

2.2 紅外光譜分析

圖1為漆酶處理組和空白組的紅外光譜。對(duì)比可知，漆酶處理組和空白組所對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)吸收峰分別為酰胺Ⅰ區(qū)（C=O）、酰胺Ⅱ區(qū)（C-N伸縮和N-H彎曲振動(dòng)）、酰胺Ⅲ區(qū)（氫鍵作用使蛋白質(zhì)中-NH-伸縮振動(dòng)）。空白組在酰胺Ⅰ區(qū)的峰位于1 653 cm-1處，一般能反映出蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)、酰胺Ⅱ區(qū)的峰位于1 529 cm-1處，酰胺Ⅲ區(qū)的峰位于1 236 cm-1處有較強(qiáng)的吸收寬峰，因?yàn)槊娣壑泻写罅康鞍踪|(zhì)，分子間的氫鍵作用使蛋白質(zhì)中-NH-伸縮振動(dòng)頻率發(fā)生明顯變化，氫鍵越強(qiáng)，-NH-伸縮振動(dòng)譜帶越寬。漆酶處理組相比于空白組的酰胺Ⅰ區(qū)峰向1 644 cm-1處發(fā)生偏移，酰胺Ⅱ區(qū)峰向1 534 cm-1處發(fā)生偏移。從圖1中可以看出，漆酶處理面粉中的蛋白質(zhì)在酰胺Ⅰ區(qū)處峰的強(qiáng)度增加，說明漆酶的催化作用對(duì)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)有改變。

圖1 紅外光譜結(jié)果圖

2.3 面團(tuán)保水性、持水性分析

從表1可知，漆酶處理組的最大持水力比對(duì)照組較低，這是由于加入漆酶的面團(tuán)發(fā)酵后，面筋蛋白中巰基（-SH）氧化形成二硫鍵（-S-S-），面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)擴(kuò)張，部分水能夠與面團(tuán)中的其他大分子物質(zhì)結(jié)合，使得面團(tuán)中的深層結(jié)合水大幅度增加。從表1可知，漆酶處理組的最大保水力比空白組低。Cura[16]研究認(rèn)為面粉中阿魏酸可以被漆酶氧化成小分子酚類化合物，并且漆酶能與面粉中的阿魏酸交聯(lián)形成凝膠，凝膠的形成能很好的地截留住水分，并保持面團(tuán)中的水分。Lopes[17]實(shí)驗(yàn)表明，面團(tuán)中的水分子流動(dòng)性與面筋蛋白強(qiáng)度成正比，面筋結(jié)構(gòu)越牢固持水性越強(qiáng)，面筋結(jié)構(gòu)越松弛持水性越弱。面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的彈性取決于持水能力[18]。Hoseney[19]研究表明：面包老化的速度與水份散失速度呈正相關(guān)。即認(rèn)為持水性大小很大程度上會(huì)延長(zhǎng)面包的保質(zhì)期。比容是單位質(zhì)量物體的體積。

表1 面團(tuán)保水性、持水性結(jié)果表

2.4 面包比容分析

從表1可以看出，漆酶處理組的體積有顯著變化。Labat[20]等報(bào)道了漆酶通過酯化阿魏酸的二聚作用交聯(lián)阿拉伯糖基木聚糖，增加了巰基氧化作用和蛋白質(zhì)解聚作用，可以有效增大面包體積，提高均一性，防止烘焙面包塌陷。Flander[21]研究了漆酶對(duì)面筋蛋白的改性作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)漆酶可以改變面團(tuán)體積。

圖2 面包比容結(jié)果圖

2.5 面包TPA測(cè)試結(jié)果

從表2可知，漆酶處理組的面包更富有彈性，硬度和膠粘性有所下降。硬度值越大，面包吃起來越硬，缺乏彈性。漆酶通過氧化反應(yīng)增強(qiáng)面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面包具有良好的彈性。因?yàn)槠崦柑幚斫M的面包水分比空白組面包水分多，面筋蛋白中含有憎水基團(tuán)，水分的增多會(huì)使憎水基團(tuán)往外翻，使得蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變大，化學(xué)鍵大量形成，導(dǎo)致黏性增強(qiáng)[22]。溫度的升高，導(dǎo)致淀粉糊化和蛋白質(zhì)的熱變性，淀粉糊化吸收的水分是從面筋網(wǎng)絡(luò)中的水分轉(zhuǎn)移出來的，面筋網(wǎng)絡(luò)失水，使面筋網(wǎng)絡(luò)變得有彈性，當(dāng)溫度高于72 ℃時(shí)，面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因?yàn)榈矸酆偷鞍踪|(zhì)變性使面包變得更柔軟[23]。

表2 面包TPA參數(shù)表

2.6 面包的感觀分析

參照GB/T 14612-2008中《面包烘焙品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)實(shí)驗(yàn)面包進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[24-25]。感觀評(píng)價(jià)的方法有很多，但在面包評(píng)價(jià)中，質(zhì)地剖析是最為重要的。它是對(duì)食品質(zhì)地、結(jié)構(gòu)體系從機(jī)械、幾何等方面進(jìn)行感官分析[21，26]。挑選10名對(duì)面包特性熟悉的人員，在感官評(píng)價(jià)、面包制備各項(xiàng)條件完全統(tǒng)一的情況下。測(cè)試樣品的用具需用一次性紙盤。由表3可以看出，加了漆酶的面包比未加漆酶的面包體積、彈性等要好。面包感官評(píng)價(jià)總分與面包體積以及面包紋理結(jié)構(gòu)都有較強(qiáng)的線性正相關(guān)關(guān)系，面包硬度測(cè)定值與面包感官評(píng)價(jià)總分具有很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，用面包質(zhì)構(gòu)特性（硬度測(cè)定值）可以較好地表征面粉和面包烘焙品質(zhì)[16]。

表3 面包的性狀評(píng)分表

3 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)漆酶處理的面團(tuán)和面包可以改善其保水性和持水性，使面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加結(jié)實(shí)，改善面包的保質(zhì)期。另外，加入漆酶可以使面團(tuán)和面包硬度下降，彈性增加，比容增加。且具有漆酶的作用底物非常廣泛，反應(yīng)條件溫和，無毒副產(chǎn)物，作用范圍廣等優(yōu)越性，引起越來越多的研究，漆酶在各領(lǐng)域的研究都有進(jìn)步及成果，但由于諸因素影響，還沒有工業(yè)化產(chǎn)出。