幾種物化方法在研究面粉改良劑改善面包性質(zhì)中的應(yīng)用

□ 李 琪 張 嫻 德陽市食品檢驗重點實驗室 德陽市食品藥品安全檢驗檢測中心

前言

現(xiàn)代社會，面包作為一種日常食品，需求量和生產(chǎn)量都十分巨大。在面包的生產(chǎn)中需要小麥粉品質(zhì)穩(wěn)定，但是由于目前我國小麥品質(zhì)不高及混收混藏等原因，致使用于面包制作的小麥粉質(zhì)量穩(wěn)定性差，故而使用面粉品質(zhì)改良劑來改善面制食品的品質(zhì)十分必要。面包改良劑是一種由多種成分復(fù)配在一起的復(fù)合型、多功能的添加劑，用量很少，但對面包品質(zhì)的影響卻非常大。面包改良劑具有增加面包的風(fēng)味、延緩面包老化、改善面包機械加工性能，改善口感、降低成本等多方面的作用。可通過一些物化方法來測試面包改良劑對面包多種特性的影響，如全質(zhì)構(gòu)測定（TPA法）、DSC測定、核磁共振測定（NMR）等，從而更精確地管控面包生產(chǎn)條件，提高生產(chǎn)效率。

質(zhì)構(gòu)測試（TPA）

TPA質(zhì)構(gòu)測試又稱為兩次咀嚼測試，通過模擬人口腔的咀嚼運動，對固體、半固體樣品進行兩次壓縮，輸出質(zhì)構(gòu)測試曲線，可測定內(nèi)聚性、彈性、膠粘性、硬度、脆性、粘性、耐咀性及回復(fù)性等多個指標(biāo)。

由于測試結(jié)果與樣品尺寸的關(guān)系較大，測試面包時，需將面包樣品切去側(cè)邊，并切成合適且相同的尺寸。研究表明，加入面粉改良劑谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TG）后，面包的硬度明顯減小，彈性明顯增大，這說明谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的加入對面包質(zhì)構(gòu)起到了明顯的改善作用，這是由于添加TG可促使面筋蛋白交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使面包結(jié)構(gòu)更加致密，富有彈性。通過質(zhì)構(gòu)分析，可以優(yōu)化面包改良劑的添加時機和添加量，提升面包品質(zhì)。

流變性測定

物質(zhì)在外力作用下產(chǎn)生變形或流動的性質(zhì)被稱為流變性，在工業(yè)食品生產(chǎn)過程中主要體現(xiàn)在食品加工過程中其應(yīng)力和形變以及形變速率和粘度之間的關(guān)系。面團是一種具有粘彈性的材料，它既是一種粘性流體具有粘性特征，也是一種彈性固體兼具彈性特征。面團的粘彈性可影響加工過程，從而影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。面團的彈性和粘性可分別用彈性模量和粘性模量代表，較大的彈性模量和粘性模量使面團不易變形，提高面包的烘焙品質(zhì)，添加面粉改良劑可使面團的彈性模量和粘性模量明顯增大。在動態(tài)流變學(xué)測定時，彈性模量和粘性模量的測定都是頻率依賴的，不同掃描頻率的振蕩試驗表明其在低頻率（0.1～10 Hz）時，增加量受頻率的影響較大，增加速率較快，而高頻率（大于10 Hz）時，得出面團彈性模量和粘性模量的變化量較小。可根據(jù)流變特性的改變探究面粉改良劑的最適合的添加量，以增強面團的粘彈性，使面團更耐揉，粉質(zhì)特性更好。

核磁共振技術(shù)（NMR）

在外磁場作用下，磁矩不為零的原子核自旋能級發(fā)生塞曼分裂，與一定頻率的射頻輻射發(fā)生共振吸收，這一物理過程被稱為核磁共振。核磁共振的優(yōu)點在于可以深入樣品內(nèi)部，觀察樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)且不破壞樣品，應(yīng)用范圍廣泛，測定結(jié)果快速、準(zhǔn)確。

面包老化一般是指面包瓤變硬、變粗糙、失去光澤，風(fēng)味變差，更難被消化等現(xiàn)象。面包的老化與水分的遷移密切相關(guān)，NMR可以觀察復(fù)雜食品體系如面團或者面包中運動水向結(jié)合水的轉(zhuǎn)變，老化過程中運動水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水，在NMR檢測過程中表現(xiàn)為復(fù)合信號強度的減弱。研究發(fā)現(xiàn)，老化期間面包中支鏈淀粉的結(jié)晶與復(fù)合信號強度之間的相關(guān)性不強，加入表面活性劑可以阻止支鏈淀粉的結(jié)晶，但復(fù)合信號強度變化不大，所以該現(xiàn)象可能與支鏈淀粉的結(jié)晶無關(guān)，可能與無定形區(qū)發(fā)生的某些變化有關(guān)。此外，研究發(fā)現(xiàn)，NMR弛豫曲線與化學(xué)計量得出的面包結(jié)構(gòu)參數(shù)有高度相關(guān)性，在使用面粉改良劑制作面包和儲藏面包的過程中，NMR可用于研究其老化過程中的變化，預(yù)測其老化程度。

差示掃描量熱儀（DSC）

差示掃描量熱法主要研究在程序升溫下，被測物質(zhì)產(chǎn)生的熱焓變化與溫度的關(guān)系。DSC應(yīng)用廣泛，測定范圍寬，樣品使用量少，分辨率和靈敏度高，能測定樣品的多種熱力學(xué)和動力學(xué)參數(shù)，可進行晶體微細(xì)結(jié)構(gòu)分析等工作，如樣品的焓變、比熱容分析等。

面包老化是一個非常復(fù)雜的現(xiàn)象，給烘焙工業(yè)和消費者帶來了損失巨大。淀粉結(jié)晶是面包老化過程中一個非常明顯的現(xiàn)象，DSC是研究面包中淀粉結(jié)晶過程熱焓變化的良好手段。DSC法測定老化的面包樣品時，結(jié)晶淀粉吸熱融化，在50～80℃范圍內(nèi)支鏈淀粉出現(xiàn)吸熱峰，吸熱程度與儲藏溫度、淀粉濃度及儲藏時間相關(guān)。DSC是一種破壞性檢測方法，只能提供有關(guān)淀粉回生信息，不能同時跟蹤檢測物理化學(xué)變化。淀粉回生及其他物理化學(xué)變化的信號可采用封閉盒的Mettler DSC來測定，經(jīng)典的DSC研究中，加熱面團或面包樣品可引起密閉盒中蒸氣壓升高，得到的測定基線呈輕微地彎曲，可以較容易地確定吸熱峰和放熱峰。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶等面粉改良劑可以加強面筋的持水能力，能有效改善面包的質(zhì)構(gòu)，抑制淀粉的老化，從而延長面包的貨架期。用DSC監(jiān)測面包老化過程，監(jiān)測結(jié)果可作為復(fù)合面粉改良劑研究中的重要的指標(biāo)，確定不同的面粉改良劑對面包老化的改善程度，并優(yōu)化添加劑量。

結(jié)語

面包是一種在現(xiàn)代食品工業(yè)中占比巨大的食品，深受人們的喜愛，對面團的流變性質(zhì)進行研究可以更好地利用面粉改良劑改善面粉的加工性能，面包貯存期間的質(zhì)構(gòu)變化和老化性質(zhì)研究對于延長面包的貨架期和避免資源浪費有著舉足輕重的作用。現(xiàn)代物理化學(xué)方法使得對面包的各種研究更加的方便、快捷、準(zhǔn)確，多種物理化學(xué)方法同時聯(lián)用共同研究面包的性質(zhì)，使人們更加直觀地認(rèn)識到面包中的各種物理化學(xué)變化，對其品質(zhì)的改善起到了十分積極的作用。