復配膠對面團流變性的影響及其在面包中的應用

李崇高 何鑫磊 黃建初 龐 杰 何桂麗 鄭玉璽

（1.廣州城市職業學院，廣東 廣州 510405；2.福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002）

復配膠對面團流變性的影響及其在面包中的應用

李崇高1何鑫磊2黃建初1龐 杰2何桂麗2鄭玉璽1

（1.廣州城市職業學院，廣東 廣州 510405；2.福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002）

將魔芋葡甘聚糖和卡拉膠、大豆分離蛋白復配，研究其對面團粉質、拉伸特性和面包理化、感官指標的影響。結果表明：增加魔芋葡甘聚糖，減少卡拉膠添加量，能引起面團的吸水率、形成時間、拉伸比數增加；拉伸能量、延伸性減小，面團的評價值先增加后降低。大豆分離蛋白在一定添加量時，會增加吸水率，延長形成時間。魔芋葡甘聚糖和卡拉膠、大豆分離蛋白添加到面粉的最佳比例為2∶1∶25，當面粉中復配膠添加量達3%時，面團調制時網絡結構增強，面包含水量、比容和彈性增加，面包儲存過程中，持水、保水和抗老化效果明顯改善。

魔芋葡甘聚糖；卡拉膠；復配膠；面團流變性

面粉是生產面條、面包、餅干、糕點的主要原料，面粉添加劑對改良面粉品質具有重要意義，曾在面包和面條制作中發揮重要作用的溴酸鉀，已被發現是一種毒害基因的致癌物［1］，對中樞神經和腎臟具有損害作用［2］，世界衛生組織（WHO）和中國衛生部先后取消了溴酸鉀作為面粉處理劑在小麥粉中使用。而一些常用的酶制劑如α－淀粉酶、木聚糖酶等作為高效生物制劑，在實際操作中如果添加量不足則達不到效果，添加過量又會使面團發粘、變硬，甚至崩潰，嚴重影響產品質量。因此研發天然、安全、高效，具有生理功能的面粉改良劑成為研究的主要方向。

魔芋葡甘聚糖（konjac glucoman，KGM），是優良的可溶性膳食纖維，具有不易被消化、熱量極低、吸水性強、黏度大、膨脹率高等特點，因而具有減肥、解毒、預防和減少腸道疾病發生的效果［3，4］，將其添加至食品中，能增強食品的穩定性，改善食品的感官品質等［5］。κ－卡拉膠（carrageenan，KC）是從海藻中提取的海藻多糖的統稱，具有穩定乳液、控制脫液收縮、賦形、膠結合分散等功能，可用作膠凝劑、增稠劑或懸浮劑，加入面粉后能增加其保水能力，延緩面包老化［6］。大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）是以低變性脫脂豆粕為原料，采用現代化加工技術制取的一種蛋白質含量較高（90%以上）的功能性食品添加劑或食品原料；它在食品工業生產中常被用作乳化劑、營養強化劑，在面制品生產中的應用更廣泛。

將兩種或兩種以上的食品添加劑按一定比例復合更能發揮功能互補、協同增效的優勢［7］。本試驗旨在將魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠、大豆分離蛋白復配后，通過研究其對面團的粉質和拉伸特性以及對面團的理化、感官和質構特性的影響，篩選出復配膠的最佳配比，探索復配膠對面團和面包的作用機理，以期解決面包改良劑的安全問題和面包的工藝操作問題。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

魔芋葡甘聚糖：云南昭通市三艾有機魔芋發展有限公司；

κ－卡拉膠：福建泉州綠寶生化有限公司；

大豆分離蛋白：福州素天下食品有限公司；

精制面粉：廣州南方面粉股份有限公司；

奶粉、雞蛋、食鹽、奶油、活性干酵母和白糖等：均為市售。

1.2 儀器與設備

粉質儀：JFZD型，北京東方孚德技術發展中心；

面團拉伸儀：JMLD 150，北京東方孚德技術發展中心；

電子分析天平：MA110型，上海天平儀器廠；

和面機：KM020，英國Kenwood公司；

面包發酵箱：YMF－32，廣州市成功焙烤設備制造有限公司；

紅外線烤爐：PED－LOZENGE，廣州電熱設備廠；

質構儀：TA－XTplus，英國Stable Micro System公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程 采用中種發酵法制作面包。

原輔料預處理→第一次面團調制（15min）→第一次發酵（28～30℃、RH 75%發酵2.5～3.0h）→第二次面團調制（5min）→第二次發酵→靜置（15min）→面團分割、搓圓（100g）→再靜置（12～15min）→醒發（35 ℃、RH 85%、90min）→成型→分段烘烤（第一階段：上火110℃，下火200℃，烘烤約5min；第二階段：上火160～180℃，下火130℃，烘烤約5min；第三階段：上火170℃，下火130℃，烘烤約15min）→冷卻→包裝

1.3.2 復配膠各組分比例的設計 為了研究魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠、大豆分離蛋白對面團粉質特性和拉伸特性的影響，采用三因素三水平正交試驗，確定最佳添加量。根據預試驗結果，確定正交試驗因素水平見表1，復配膠添加方案見表2。

表1 正交試驗因素水平表 （100g面粉為基準）Table 1 Factors and levels of the orthogonal experiments

1.3.3 面包基本配方 高筋面粉1 000g，砂糖200g，鮮蛋120g，奶油100g，奶粉30g，干酵母12g，食鹽15g，水650g，復配膠（采用1.3.2試驗確定的比例）。

表2 復配膠L9（34）添加方案Table 2 The orthogonal experiments L9（34）of added compound gum

1.4 測定方法

1.4.1 面粉基本理化指標測定

（1）濕面筋含量測定：參考GB／T 5506.1——2008［8］；

（2）干面筋含量測定：參考GB／T 5506.4——2008［9］；

（3）水分測定：參考 GB／T 5009.3——2003［10］；

（4）灰分測定：參考 GB／T 22427.1——2008［11］。

1.4.2 粉質特性測定 稱取小麥面粉300g，分別添加不同比例的復配膠，參考 GB／T 14614——2006［12］進行操作，啟動揉面缽1min，25s內加水完成，繼續和面12min。在室溫24℃，揉面缽溫度30℃下，用粉質儀自動繪制的粉質曲線，可以獲得小麥面粉的吸水率（面團達到規定的標準稠度所需的加水量）、面團形成時間（開始加水直至粉質曲線達到和保持最大稠度所需的時間）、面團穩定時間（粉質曲線到達峰值前首次與標線相交后曲線下降第二次與標線相交離開此線，兩個交點的時間差）、弱化度（曲線達到峰值后12min，譜帶中心線自標線下降的距離）和評價值（通過測定小麥及面粉粉質曲線而得出的評分指標，評價值越高，小麥面粉質量越好）。

1.4.3 拉伸特性測定 稱取面粉300g，分別添加不同比例的復配膠，參考 GB／T 14615——2006［13］進行操作，揉和1min后加入6.0g氯化鈉溶液，揉和1min后靜置5min，再揉和2min。取出分塊每個150g，揉成球形，再搓條，用夾具夾好后放入醒面箱醒發45min后，用拉伸儀測定拉伸能量（面團從拉伸到拉斷為止所需的能量）、抗拉伸阻力（面團在被拉伸中表現出的抵抗力）、延伸性（面團拉伸曲線的橫坐標的長度，表示面團的可塑性）、拉伸比數（面團的拉伸阻力與延伸度的比值）等。

1.4.4 面包比容測定 采用油菜籽排出法測定面包體積，取面包樣品，稱重后放入容器，將油菜籽加入容器中充實，用直尺將填充刮平，取出面包，將油菜籽倒入量筒量出體積，容器體積減去填充體積即為面包體積。

1.4.5 面包質構的測定 將制作的面包每側切去1cm厚的邊，然后取10mm×23mm大小的樣品用質構儀測定面包的硬度和彈性等，采用TPA模式，P50探頭。

1.4.6 面包感官評價方法 參考李崇高等的方法［14］。

2 結果與討論

2.1 復配膠對面團粉質特性的影響

將不同添加量的復配膠添加到面粉中，進行粉質特性測定，分析結果見表3和表4。

表3 添加復配膠對面團粉質參數的影響Table 3 The effects of farinograph parameters dough adding with compound gum

結果表明：隨魔芋葡甘聚糖添加量的增加，面團的吸水率、形成時間和穩定時間隨之增加；面團的評價值先增加，后降低。隨κ－卡拉膠添加量遞減，面團的吸水率、形成時間和穩定時間呈遞增，與魔芋葡甘聚糖相似，一定量的κ－卡拉膠也能引起面粉弱化度降低，評價值升高。當大豆分離蛋白與魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠共同存在時，對面團的吸水率影響不明顯，在一定添加量下，大豆分離蛋白會增強吸水率，延長面團形成時間和穩定時間，降低面團弱化度。但大豆分離蛋白添加過多，會造成面團吸水率過高和弱化度增加，引起和面時加水不易掌握，降低面筋強度，引起面團流變和塌陷變形，影響烘焙產品質量。

從粉質特性指標來看，綜合考慮面團吸水率、形成時間、穩定時間、弱化度及評價值，面粉中添加的魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠、大豆分離蛋白3種組分的最優組合為A2B3C1（0.4∶0.2∶5），即三者的添加比為2∶1∶25，本試驗將據此添加比例考察復配膠對面包品質的影響。

2.2 復配膠對面團拉伸特性的影響

根據表1及表2的試驗因素、水平及篩選方案進行面團拉伸特性的測定，結果見表5和表6。

表4 添加復配膠的面團粉質參數的極差分析Table 4 Range analysis of farinograph parameters dough adding with compound gum

表5 添加復配膠對面團拉伸特性參數的影響 Table 5 The effects of extensograms parameters dough adding compound gum

由表5及表6可知，面團的拉伸比數及抗拉伸阻力隨魔芋葡甘聚糖添加量增加而增加，而拉伸能量和延伸性隨添加量增加而減少。隨κ－卡拉膠添加量下降，面團拉伸能量、延伸性趨于降低，但抗拉伸阻力及拉伸比數則隨添加量遞減而增加。隨大豆分離蛋白添加量增加，面團的延伸性呈上升趨勢，而抗拉伸阻力是先降后升，拉伸比數則隨添加量增加而降低。魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠及大豆分離蛋白都能對面團拉伸特性產生影響，但在魔芋葡甘聚糖和κ－卡拉膠存在的條件下，大豆分離蛋白對面團的拉伸特性影響較小，采用直觀分析法，確定影響面團拉伸性能的主次順序是魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠、大豆分離蛋白。

表6 添加復配膠的面團拉伸特性參數的極差分析Table 6 Range analysis of the extensograpters dough adding with compound gum

魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠和大豆分離蛋白均對面團拉伸性能產生影響，其中魔芋葡甘聚糖和κ－卡拉膠起主要作用，這主要是由于二者同為親水性膠體，在功能和結構上具有相似性。

2.3 復配膠對面包含水量的影響

面包制作時，分別在面粉中添加0，1%，2%，3%，4%，5%的復配膠，12h后測定面包水分含量（見圖1）。

圖1 復配膠對面包含水量的影響Figure 1 The effect of compound gum on the water content of bread

由圖1可知，隨復配膠添加量增加，面包含水量明顯上升。這主要是復配膠中的魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠和大豆分離蛋白均具有較好的吸水、持水能力，添加后能有效減緩面粉中水分的遷移速率，從而延緩面包老化。

2.4 復配膠對面包比容的影響

分別在面粉中添加0，1%，2%，3%，4%，5%的復配膠制作面包，測定12h后面包的比容（見圖2）。由圖2可知，當復配膠添加量小于1%時，隨添加量的增加，面包比容呈下降趨勢但不明顯。當添加量達到3%時，面包比容小幅升高，繼續增加添加量，面包比容呈下降趨勢。這是由于隨添加量的增加，添加的魔芋葡甘聚糖和κ－卡拉膠，它們通過主鏈之間的分子間氫鍵等非共價鍵，形成具有一定黏彈性、連續的類似于面筋網絡結構［15］，從而減緩大豆分離蛋白對面筋的稀釋作用，降低其對面包制作時不利的一面。

圖2 復配膠對面包比容的影響Figure 2 The effect of compound gum on the volume of bread

2.5 復配膠對面包硬度的影響

在面包制作過程中，添加不同比例的復配膠，分別測定存放1，12，24，36，48h后面包的硬度變化（見圖3）。由圖3可知，隨著面包存放時間的延長，添加3%的復配膠的面包，硬度變化最??；而添加5%的面包硬度變化最大。原因可能是隨復配膠的添加，盡管多糖類物質能強化面筋結構，但大豆分離蛋白對面筋結構的破壞能力也在增加，導致面包硬度逐漸增大，口感變硬。

圖3 復配膠對面包硬度的影響Figure 3 The effect of compound gum on the hardness of bread

2.6 復配膠對面包彈性的影響

圖4表示添加不同比例復配膠的面包分別存放1，12，24，36，48h后面包彈性的變化。

圖4 復配膠對面包彈性的影響Figure 4 The effect of compound gum on the Flexibility of bread

由圖4可知，添加3%的復配膠的面包，彈性變化最小，在存放過程中一直保持著較高的彈性。這是因為復配膠中的多糖和大豆分離蛋白之間形成穩定的、具有三維網絡狀凝膠結構，包圍部分淀粉和水，減少可回生的淀粉數量，從而延緩淀粉凝膠的老化速率［16］；如果添加過量，大豆分離蛋白會破壞面筋形成，從而影響面包彈性。

2.7 復配膠對面包感官品質的影響

在面包制作過程中添加不同量的復配膠，對面包的體積、色澤、質地、形狀、口感等指標進行評定，結果見表7。添加復配膠后，面包感官品質明顯改進，特別是當復配膠添加量達到3%時，面包的感官得分最高。進一步說明魔芋葡甘聚糖和κ－卡拉膠、大豆分離蛋白具有很好的協同作用，這可能是三者復配后，與面粉中的淀粉、面筋蛋白產生了很好交聯作用，增強面筋的網絡結構，從而提升了面團的持氣、持水能力，使面包中心形成多孔海綿狀疏松體，表面有光澤。

表7 添加不同水平的復配膠對面包感官評分的影響Table 7 Effect of different levels compound gum on the bread evaluation

3 結論

（1）通過復配膠對面團粉質特性的分析，增加魔芋葡甘聚糖添加量，面團的吸水率、形成時間和穩定時間隨之增加；面團的評價值先增加后降低。降低κ－卡拉膠添加量，面團吸水率、形成時間呈遞增；面團的評價值遞增。大豆分離蛋白在一定添加量時，會增加吸水率，延長面團形成時間。綜合考慮面團的吸水率、形成時間、穩定時間、弱化度和評價值，魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠和大豆分離蛋白添加到面粉的最佳協同比例為2∶1∶25。

（2）通過復配膠對面團拉伸特性的分析，增加魔芋葡甘聚糖添加量，面團的拉伸比數及抗拉伸阻力增大，而拉伸能量和延伸性遞降。降低κ－卡拉膠添加量，面團的拉伸能量、延伸性降低，而抗拉伸阻力和拉伸比數增加。在魔芋葡甘聚糖和κ－卡拉膠存在的條件下，大豆分離蛋白對面團的拉伸特性影響較小。

（3）通過復配膠對面包理化、感官和質構特性影響的研究，面包中復配膠添加量以3%最好。隨復配膠添加量的增加，面包的含水量不斷增加，面包的比容和彈性增加，面包在儲藏過程中硬度變化最小，使面包的持水、保水、抗老化效果明顯改善，從而延緩面包的老化和變味。

（4）魔芋葡甘聚糖、κ－卡拉膠、大豆分離蛋白等是食品工業非常重要的功能性食品添加劑，如何利用這些親水性膠體和植物蛋白開發更多的復配食品添加劑，并探討它們在食品中的作用機理，仍需進一步研究。

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9 孫輝，姜薇莉，王立坤，等.GBT 5506.4——2008小麥和小麥粉面筋含量 第4部分：快速干燥法測定干面筋［S］.北京：中國標準出版社，2008.

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11 顧正彪，洪雁，程力，等.GB／T 22427.1——2008淀粉灰分測定方法［S］.北京：中國標準出版社，2008.

12 李歆，郝希成.GB／T 14614——2006小麥粉 面團的物理特性吸水量和流變學特性的測定 粉質儀法［S］.北京：中國標準出版，2006.

13 李歆，郝希成.GB／T 14615——2006小麥粉 面團的物理特性流變學特性的測定 拉伸儀法［S］.北京：中國標準出版，2006.

14 李崇高，黃建初.魔芋膳食纖維面包工藝的研究［J］.西南師范大學學報（自然科學版）2008，33（5）：141～145.

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Effects of the compound gum on the rheological properties of paste and its application in bread

LI Chong－gao1HE Xin－lei2HUA Jian－chu1PANG Jie2HE Gui－li2ZHENG Yu－xi1

（1.Guangzhou City Ploytechnic College，Guangzhou，Guangdong510405，China；2.College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian350002，China）

Glucomannan，carrageenan and soy protein isolate were compound to study the dough silty，tensile properties and bread physicochemical and sensory index.The results showed：increase of konjac glucomannan，carrageenan reduced dosage，can increase the dough water absorption，development time，increase the number of draw ratio，while tensile energy，extensibility decreases；dough evaluation of the value of the first increased and then decreased.Add soy protein isolate certain amount of time，will increase the water absorption，longer development time.Glucomannan，carrageenan and soy protein isolate added to the optimal ratio of 2∶1∶25flour，wheat flour mixed gum when added amounted to 3%，enhance network structure modulation dough，bread，water，specific volume and flexibility increase，during storage of bread，water retention，water and anti－aging effect of significantly improved.

konjac glucomannan；k－carrageenan；compound gum；dough rheology

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.04.004

廣州市屬高校科技計劃項目（編號：08C009）

李崇高（1962－），男，廣州城市職業學院副教授。E－mail：cglee2004＠tom.com

2011－04－10