菊糖對面團(tuán)粉質(zhì)拉伸特性和面包品質(zhì)的影響

熊政委,謝躍杰,王 存,張忠明,王 強(qiáng),*

(1.重慶第二師范學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院,重慶 400067;2.重慶第二師范學(xué)院脂質(zhì)資源及兒童日化品協(xié)同創(chuàng)新中心,重慶 400067;3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 737100)

菊糖(Inulin),又名菊粉、土木香粉,是由D-果糖經(jīng)β(1→2)糖苷鍵連接而成的鏈狀多糖,末端常含有一個(gè)葡萄糖殘基[1]。菊糖是水溶性膳食纖維,使用菊糖作為食品配料不但非常方便,而且能夠使食品的感官特性有一定的改善,還能夠幫助人體獲得更平衡的(膳食纖維攝入量)飲食[2]。菊糖的聚合度為2～60,一般平均為10～12,平均分子量在5500左右,其中平均聚合度DP≤9的菊糖又稱為短鏈菊糖[3]。

目前對于菊糖的研究主要集中在對菊糖的提取、純化和作為脂肪替代品以及相關(guān)生理功能上,對在面團(tuán)和面包方面的研究較少。羅登林等[4]研究將3種不同聚合度的菊糖添加到面團(tuán)中,發(fā)現(xiàn)菊糖能夠促進(jìn)面團(tuán)中蛋白質(zhì)與水的相互作用,抑制淀粉與水的相互作用,通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),面團(tuán)的水分遷移行為與菊糖的添加量之間存在顯著的線性相關(guān)。李丹丹等[5]研究菊糖對饅頭品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)菊糖在饅頭中的添加量為6%時(shí),饅頭的品質(zhì)最好。Alexandrina等[6]研究發(fā)現(xiàn)菊糖能夠影響面團(tuán)的流變學(xué)特性和面包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。María V等[7]發(fā)現(xiàn)鈣鹽-菊糖系統(tǒng)對小麥面團(tuán)水化和熱性質(zhì)存在一定影響。Liu等[8]發(fā)現(xiàn)較高聚合度的菊糖對面團(tuán)蛋白質(zhì)組分的結(jié)構(gòu)和乳化性能有較大的影響。面粉加水揉和形成具有黏性、彈性等流變學(xué)特性的面團(tuán)。面團(tuán)的流變學(xué)特性決定著面包、饅頭、面條等加工產(chǎn)品的加工品質(zhì)[9-11]。目前對于菊糖在面團(tuán)與面包方面的研究,大多沒具體區(qū)分指出菊糖的類型,研究比較籠統(tǒng),本實(shí)驗(yàn)采用低聚合度(短鏈)菊糖進(jìn)行研究,為開發(fā)菊糖食品做理論基礎(chǔ)研究。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菊糖 低聚合度(短鏈),食品級,廣州市澤玉生物科技有限公司;面粉 食品級,河南省雪健實(shí)業(yè)有限公司;食鹽 食品級,重慶合川鹽化工業(yè)業(yè)有限公司;活性干酵母 食品級,安琪酵母股份有限公司;白砂糖 食品級,湖北億龍?jiān)词称酚邢薰?奶粉 食品級,內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司;起酥油 食品級,南海油脂工業(yè)(赤灣)有限公司。

JFZD300電子式粉質(zhì)儀 菏澤衡通實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;HZL-350電子式面團(tuán)拉伸儀 菏澤衡通實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;FA2004A電子天平 上海精天電子儀器有限公司;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司;HL-2DW遠(yuǎn)紅外線電熱食品烤箱 廣州市番禺成功烘焙設(shè)備制造有限公司;飛越2008高級發(fā)酵箱 順德市百滘鎮(zhèn)龍涌一達(dá)電器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 混合粉的配制 分別向面粉中添加0(對照組)、2%、4%、6%、8%、10%的菊糖配制成混合粉。

1.2.2 采用粉質(zhì)分析混合粉粉質(zhì)特性 混合粉粉質(zhì)指標(biāo)的測定:面粉水分含量為13.4%,依據(jù)面粉水分含量計(jì)算出需要向粉質(zhì)儀中加入的面粉量為297.9 g。打開恒溫循環(huán)系統(tǒng)給粉質(zhì)儀定溫30 ℃,空轉(zhuǎn)取零后,加入混合粉,啟動(dòng)攪拌轉(zhuǎn)子,邊攪拌邊快速加入適量蒸餾水,加水量以使粉質(zhì)曲線的峰值中線為(500±20) FU為適中,蒸餾水必須在25 s內(nèi)加完。儀器自動(dòng)記錄粉質(zhì)曲線。根據(jù)粉質(zhì)曲線研究不同添加量的菊糖面粉粉質(zhì)特性,包括:吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度。具體方法參照GB/T 14614-2006。

1.2.3 采用拉伸儀分析混合粉拉伸特性 向粉質(zhì)儀揉面體中加入300 g混合粉,啟動(dòng)攪拌轉(zhuǎn)子,快速加入6 g鹽和適量的水(加水量以使粉質(zhì)曲線的峰值中線為(500±20) FU為適中,蒸餾水必須在25 s內(nèi)加完),做一次成功的粉質(zhì)實(shí)驗(yàn)后,準(zhǔn)確地稱取150 g面團(tuán)用拉伸儀的揉圓器揉圓,用成型器搓條使之成為圓柱形樣條。將夾持了圓柱形樣條的面團(tuán)夾具放在底托盤上,而后整體放置在恒溫醒發(fā)室(30±0.2) ℃內(nèi)一定時(shí)間(45、90、135 min)取出。拉伸測試面塊直至斷裂并由程序記錄所需數(shù)據(jù)。研究不同添加量的菊糖面粉拉伸特性,包括:拉伸曲線面積,50 mm抗拉力,最大抗拉力,延展性,最大拉伸比。具體的方法參考GB/T 14615-2006。

1.2.4 面包的制備 主要加工工藝流程:配料→和面→發(fā)酵→整形→醒發(fā)→烘烤→冷卻→成品。具體操作方法參照GB/T 14611-2008 采用直接發(fā)酵法,發(fā)酵溫度為(30±1) ℃,發(fā)酵時(shí)間為90 min,醒發(fā)溫度為(30±1) ℃,醒發(fā)時(shí)間為45 min,烘烤溫度為215 ℃。烘烤時(shí)間為20 min。面包的成分配方為:水55 g,酵母1.8 g,起酥油3 g,糖6 g,食鹽1.5 g,奶粉4 g(參照GB/T 14611-2008)。菊糖的添加量分別為0、2、4、6、8、10 g,對應(yīng)面粉的添加量為100、98、96、94、92、90 g。

1.2.5 面包儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn) 面包在冷卻后包裝貯存,用聚乙烯平口袋(厚度0.01 mm)進(jìn)行熱封口。貯存在室溫條件下,每天測定面包芯的含水量及其硬度,測到第4 d。

1.2.6 面包比容的測定 烤好成型的面包在室溫下冷卻后,用電子天平稱其質(zhì)量M。取一適當(dāng)大小的燒杯,用小米充滿整個(gè)燒杯,倒出小米,將面包放入燒杯中,再用小米填充燒杯。用量筒量取剩余小米體積V,即為面包的體積[12]。

面包比容計(jì)算公式:P=V/M

式中:P-面包比容(cm3/g)；V-面包體積(cm3)；M-面包質(zhì)量(g)。

1.2.7 面包芯硬度的測定 烤好成型的面包在室溫下冷卻后,切取面包兩端后,從其中間部位切取大約20 mm厚的面包片,取面包片中心部位直徑大約50 mm的面包芯,用質(zhì)構(gòu)儀測定面包片被壓縮到15 mm所需要的力,即面包芯的硬度。探頭用P/50,測試前速率2 mm/s,測試后速率1 mm/s,測試速度是1 mm/s[13]。

1.2.8 面包水分的測定 稱取面包芯,采用101～105 ℃恒重法測定面包水分[14]。

1.2.9 面包的感官評定 由10人組成的評價(jià)小組進(jìn)行評分,取平均值。總分100分,具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表2[15]。

表2 面包感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Talble 2 Standards for sensory evaluation of bread

1.3 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 菊糖對面團(tuán)粉粉質(zhì)特性的影響

由表3可以看出,隨著菊糖添加量的增加,面團(tuán)的吸水率在逐漸降低,面團(tuán)的吸水率與淀粉和蛋白質(zhì)的組成有關(guān),也和破損淀粉的含量有關(guān)。面團(tuán)的吸水率降低,可能是由于菊糖在淀粉顆粒周圍形成了一層障礙,阻礙了淀粉顆粒和水分子的接觸,導(dǎo)致面團(tuán)的吸水率下降[16]。

表3 菊糖對面粉的粉質(zhì)特性的影響

面團(tuán)的形成時(shí)間是面粉從加水開始到粉質(zhì)曲線達(dá)到最大稠度所需要的時(shí)間。

面團(tuán)的形成時(shí)間越長,所需揉制的時(shí)間就越長,面團(tuán)形成時(shí)間反映面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的速度[17],面團(tuán)的形成時(shí)間越長,面團(tuán)的筋力越強(qiáng)[18]。面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間越長,面團(tuán)筋力越強(qiáng)。面團(tuán)的弱化度是指面團(tuán)形成時(shí)粉質(zhì)曲線最大稠度中線值與面團(tuán)稠度衰變至12 min時(shí)的粉質(zhì)曲線的中線值的差值。弱化度越小,面筋越強(qiáng)[19]。

由表3可知,隨著菊糖添加量的增加,面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間,都在逐漸增大,面團(tuán)的弱化度逐漸減小。當(dāng)菊糖添加量為2%時(shí),穩(wěn)定時(shí)間極顯著上升(p<0.01),弱化度極顯著下降(p<0.01)。當(dāng)菊糖添加量為6%時(shí),形成時(shí)間顯著增加(p<0.05)。說明菊糖使面團(tuán)的筋力增強(qiáng),可能是因?yàn)榫仗桥c面筋網(wǎng)絡(luò)、菊糖與菊糖之間的相互作用,使面筋筋力增強(qiáng)[20]。

2.2 菊糖對面團(tuán)拉伸特性的影響

拉伸曲線面積越大,表明面筋的筋力越強(qiáng)[21]。由表4可以看出,隨著菊糖添加量的增加,面團(tuán)的拉伸曲線面積逐漸增大,說明面筋的筋力越強(qiáng)。可能有兩個(gè)原因:一是由于菊糖參與了面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成,有利于生成二硫鍵,二是增強(qiáng)了蛋白質(zhì)間所形成的二硫鍵的穩(wěn)定性[22]。

表4 菊糖對面粉的拉伸特性的影響

50 mm抗拉力是指從拉面鉤接觸面團(tuán)開始,到50 mm處拉伸曲線高度所要承受的力。最大抗拉力是指拉伸力是指拉伸曲線達(dá)到最大高度的時(shí)候所需要承受的拉伸阻力[23]。這兩個(gè)指標(biāo)主要反映面團(tuán)韌性的大小。從表4可以看到,隨著菊糖添加量的增加,醒發(fā)時(shí)間的延長,面團(tuán)的50 mm抗拉力和最大抗拉力都在逐漸增大。結(jié)果顯示菊糖提高了面筋的抗拉伸力,增加了小麥面筋的韌性。

延展性是指面團(tuán)開始拉伸至斷裂時(shí)繪制曲線的水平長度。延展性反應(yīng)面團(tuán)的流散性。由表4可以看出,隨著菊糖添加量的增加,面團(tuán)的延展性先增大后減小。當(dāng)添加量為4%時(shí),面團(tuán)的延展性最大,由表4可知,適宜的菊糖添加量有利于增加面團(tuán)的延展性,這可能因?yàn)榫仗潜旧淼酿ば院湍z特性[24],但當(dāng)菊糖添加量過量時(shí),面團(tuán)的延展性逐漸減小。

最大拉伸比是最大抗力與延展性的比值。由表4可以看出,隨著菊糖添加量的增加,醒發(fā)時(shí)間的延長,最大拉伸比在不斷的增加。在醒發(fā)時(shí)間為 45、90、135 min的情況下,都是在菊糖添加量為10% 時(shí)最大拉伸比最大。在醒發(fā)時(shí)間為45、135 min的情況下,菊糖添加量為6%時(shí),最大拉伸比開始極顯著增大。在醒發(fā)時(shí)間為90 min時(shí),菊糖添加量為4%時(shí),最大拉伸比極顯著增大。

2.3 菊糖對面包比容的影響

由圖1可以看出,菊糖面包的比容均比空白組低,并且隨著菊糖添加量的增加,比容值顯著減小(p<0.05),當(dāng)添加量為0～4%時(shí),比容下降幅度較小,當(dāng)添加量超過4%時(shí),比容下降幅度較大。可能的原因是:由2.1的粉質(zhì)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),菊糖降低了面粉的吸水率,而菊糖具有很強(qiáng)的結(jié)合自由水的能力,菊糖加入面粉后與其中的蛋白質(zhì)和淀粉同水分子的結(jié)合存在競爭關(guān)系,從而降低了面團(tuán)的水分活度,水分活度會(huì)影響質(zhì)構(gòu)、溫度變化和微生物穩(wěn)定性,造成面坯難以醒發(fā)[25]。

圖1 菊糖對面包比容的影響

2.4 菊糖對面包芯硬度的影響

硬度是樣品達(dá)到一定變形時(shí)所必需的力,硬度值指第1次壓縮樣品時(shí)的壓力峰值。由圖2可以看出,當(dāng)菊糖添加量為0～4%范圍內(nèi),面包芯的硬度逐漸降低。當(dāng)菊糖添加量高于4%時(shí),面包芯的硬度顯著升高(p<0.05)。這表明當(dāng)菊糖的添加量為4%時(shí),面包芯的硬度最低。由拉伸實(shí)驗(yàn)可以看出,當(dāng)菊糖添加量為4%時(shí),延展性最高,面團(tuán)的延伸度表征面團(tuán)延展特性和可塑性,可能由于在4%的添加量時(shí),面團(tuán)的延展性最高,導(dǎo)致發(fā)酵后的面包彈性最高,面包芯硬度最小。

圖2 菊糖對面包硬度的影響

2.5 菊糖對面包含水量的影響

由圖3可以看出,隨著菊糖的添加量的不斷增加,面包的含水量也在顯著的增加(p<0.05),主要由于菊糖含有很多親水基團(tuán),具有很強(qiáng)的吸水性和持水性[26],這樣便提高面包的含水量。

圖3 菊糖對面包含水量的影響

2.6 菊糖對面包感官品質(zhì)的影響

從表5可以看出,隨著菊糖的添加量的增加,菊糖的感官品質(zhì)逐漸下降,當(dāng)菊糖添加量小于4%時(shí),菊糖對面包感官品質(zhì)的影響較小,當(dāng)菊糖量超過4%時(shí),菊糖對面包感官品質(zhì)的影響較大。隨著菊糖添加量的增加,面包的外觀,內(nèi)部結(jié)構(gòu),比容評分都逐漸減小,并且面包的表皮顏色變淡無光澤,內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得不均勻,內(nèi)部色澤發(fā)暗,容易掉渣。但是從口感和彈柔性的具體指標(biāo)上來看,菊糖添加量為4%時(shí),改善了面包的口感和彈柔性。根據(jù)上文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)菊糖的添加量為4%時(shí),延展性最高,面包芯硬度最低。可能由于此原因,感官評分中彈柔性最高。菊糖具有微甜性,可能在添加量為4%時(shí),甜度最合適。

表5 菊糖對面包感官品質(zhì)的影響

2.7 菊糖對面包貯存過程中面包水分的影響

由圖4可以看出,隨著貯存時(shí)間的延長,面包的含水量逐漸降低。但在同一貯存時(shí)間段,添加菊糖的面包組的含水量明顯高于空白組,并且隨著菊糖添加量的逐漸增高,面包的含水量逐漸升高。這主要是因?yàn)榫仗蔷哂休^強(qiáng)的吸濕性和持水性。

圖4 菊糖對面包貯存過程中水分含量的影響

2.8 菊糖對面包貯存過程中面包芯硬度的影響

由圖5可以看出,隨著貯存時(shí)間的延長,面包的硬度值不斷的增加。菊糖添加量為2%和4%時(shí),其面包的硬度值均小于空白對照組。空白組的硬度值上升最快,在第4 d時(shí),空白組面包的硬度值超過菊糖添加量為6%的面包的硬度值。菊糖添加量為4%時(shí),面包的硬度值最小,而且硬度的增速最慢。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在面包中添加少量的菊糖,可以延緩面包的老化。

圖5 菊糖對面包貯存過程中硬度的影響

3 結(jié)論

菊糖對面團(tuán)流變學(xué)性能的存在一定影響,將菊糖添加到面團(tuán)中,能增大面團(tuán)的彈性。把菊糖添加到面包中可以增加面包的膳食纖維,延緩面包的老化,增加面包的含水量,但是會(huì)導(dǎo)致面包的比容下降,過量的菊糖會(huì)導(dǎo)致面包的硬度增加,感官品質(zhì)下降。

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