婁徹氏鏈霉菌S. rochei L10904產(chǎn)木聚糖酶對饅頭品質(zhì)的影響

朱運(yùn)平，李秀婷*，宋煥祿，李 娥，李勇如，高 潔

(北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100048)

婁徹氏鏈霉菌S. rochei L10904產(chǎn)木聚糖酶對饅頭品質(zhì)的影響

朱運(yùn)平，李秀婷*，宋煥祿，李 娥，李勇如，高 潔

(北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100048)

將婁徹氏鏈霉菌S. rochei L10904產(chǎn)木聚糖酶添加到饅頭中，探討木聚糖酶對饅頭比容、延展率及硬度的影響以及對饅頭的抗老化作用。結(jié)果表明：木聚糖酶添加量為1.5mg/kg時(shí)，饅頭硬度最小，比容比未添加木聚糖酶的饅頭增加0.21mL/g，延展率達(dá)1.69；在保存的前24h之內(nèi)，饅頭硬度增加迅速，內(nèi)聚性減小較快，24h之后硬度增加趨勢變緩，內(nèi)聚性減小趨勢變緩。饅頭膠著性和咀嚼性在保存的前10h內(nèi)均呈現(xiàn)較快增加的趨勢，10h之后，基本保持恒定；添加木聚糖酶1.5mg/kg的饅頭樣品在整個(gè)保存過程中硬度、內(nèi)聚性、膠著性及咀嚼性的數(shù)值均偏小，表明添加1.5mg/kg的木聚糖酶對饅頭有抗老化作用。

木聚糖酶；饅頭；抗老化

小麥粉作為饅頭加工的主要原料，小麥粉的品質(zhì)對面團(tuán)特性及饅頭品質(zhì)具有重要影響，如面筋含量、面筋中麥谷蛋白與醇溶蛋白的比值、沉淀值等[1]。小麥粉中的阿拉伯木聚糖含量雖然低(僅占面粉干基的1.5%～3%)，但對面粉的品質(zhì)、面團(tuán)流變性以及面制品的品質(zhì)等有顯著影響[2]。一般認(rèn)為，水溶性阿拉伯木聚糖對面制品的品質(zhì)有積極影響，而水不溶性阿拉伯木聚糖對面制品的品質(zhì)往往會(huì)產(chǎn)生負(fù)作用。歐美國家已經(jīng)將木聚糖酶廣泛應(yīng)于焙烤制品中[3]。我國研究者也對木聚糖酶在面包等焙烤制品中的應(yīng)用開展了較多研究[4-5]。而饅頭作為我國主要的主食面制品，其容易老化一直是我國饅頭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，有關(guān)木聚糖酶對饅頭品質(zhì)及饅頭老化速度影響的研究報(bào)道還較少。

本研究室從土壤中分離出木聚糖酶產(chǎn)生菌婁徹氏鏈霉菌S.rochei L10904，本實(shí)驗(yàn)將探討該木聚糖酶對饅頭比容、硬度、延展率等性質(zhì)的影響以及對饅頭的抗老化作用，為提高我國饅頭的加工技術(shù)及饅頭工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

古船面粉(普通粉) 市售。

L10904木聚糖酶(酶活力1866U/mg)由北京工商大學(xué)李秀婷教授實(shí)驗(yàn)室保藏菌株S. rochei L10904發(fā)酵后的上清液經(jīng)純化后獲得。

CT3-4500質(zhì)構(gòu)儀 美國Brookfield Asset Management公司。

1.2 饅頭的制作

稱取4.6g干酵母，加入少量35℃的溫水中，均勻攪拌使之充分溶解活化后，與1150g面粉一同加入和面機(jī)，再加入適量的木聚糖酶，木聚糖酶添加量分別為0、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8、2.4、3.0mg/kg(以面粉質(zhì)量計(jì))，邊加水邊攪拌20min，總計(jì)加水575mL。然后將和好的面團(tuán)蓋一層濕布常溫下放置10min 左右，以便充分形成面團(tuán)面筋。將面團(tuán)切分至若干小塊，每種木聚糖酶添加量做兩個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確稱量120g(誤差小于0.2%)的小面團(tuán)16個(gè)，揉捏成型(饅頭坯高度約為6.8cm)至面團(tuán)光滑為止。將分割揉圓后的饅頭坯立即放入38℃、相對濕度80%的醒發(fā)箱中醒發(fā)40min，待醒發(fā)完成后，再將面團(tuán)放入已煮沸鋁鍋屜上蒸制20min，取出冷卻后測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 饅頭比容的測定

采用小米排體積法測定饅頭體積[6]。

1.4 饅頭延展率的測定

用游標(biāo)卡尺分別量取饅頭的寬度、高度，取3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值。

1.5 饅頭硬度的測定

饅頭冷卻1h后，用CT3-4500質(zhì)構(gòu)儀測量，選用35mm直徑的鋁圓柱形探頭。饅頭被橫向切成片，厚度為20mm，壓縮至該厚度的30%時(shí)讀取數(shù)值。測試條件為：預(yù)測試速度為1mm/s，測試速度為1mm/s，后測試速度為1mm/s，引發(fā)力為10g。壓縮曲線的峰值力為硬度(g)。

1.6 饅頭保存過程中質(zhì)構(gòu)品質(zhì)指標(biāo)的測定

饅頭保存0、3、6、10、22、48、72h時(shí)取樣，按照1.5節(jié)的方法測定饅頭保存過程中硬度、內(nèi)聚性、膠著性及咀嚼性的變化。

1.7 饅頭感官品質(zhì)評(píng)價(jià)

將加入不同木聚糖酶量的饅頭依此置于平整的測量臺(tái)上，拍成一排，帶刻度紙板垂直于測量臺(tái)放置，觀察饅頭的高度和寬度。隨后將饅頭從中間縱切分成兩塊，觀察饅頭剖面的氣孔分布情況。評(píng)嘗饅頭，對饅頭的感官品質(zhì)做初步判定。

2 結(jié)果與分析

2.1 L10904木聚糖酶添加量對饅頭比容的影響

圖1 L10904木聚糖酶添加量對饅頭比容的影響Fig.1 Effect of xylanase on specific volume of steamed bread

由圖1可知，添加木聚糖酶能夠使饅頭的比容增大。0～1.5mg/kg范圍內(nèi)隨著木聚糖酶添加量的增大，饅頭的比容逐漸增大，加酶量1.5mg/kg時(shí)比容達(dá)最大，為2.67mL/g，比未添加木聚糖酶的饅頭比容增加0.21mL/g。木聚糖酶可以使小麥粉中不溶性阿拉伯糖水解產(chǎn)生水溶性低聚糖，低聚糖能夠使面團(tuán)的氣孔均勻增大，以提高醒發(fā)效果，改善面團(tuán)的操作性和穩(wěn)定性，使饅頭具有更好的結(jié)構(gòu)和更大的體積[7]。同時(shí)水解產(chǎn)物能作為酵母的營養(yǎng)元，使酵母能夠充分產(chǎn)氣，增加饅頭體積[8]。饅頭體積的增大還與饅頭中酵母菌生存的狀態(tài)相吻合，初始階段酵母菌多，活力旺盛，產(chǎn)氣量大，故而體積增加很快；CO2受熱膨脹使得體積進(jìn)一步增大，之后大部分酵母菌死亡，只是CO2在饅頭中重新分配，體積只有微量增長[9]。隨著木聚糖酶添加量繼續(xù)增大，饅頭的比容呈下降趨勢。這是由于木聚糖酶添加過量導(dǎo)致面團(tuán)在揉制時(shí)的黏度過高，均勻性下降，影響了饅頭的體積。

2.2L10904木聚糖酶添加量對饅頭延展率的影響

圖2 L10904木聚糖酶添加量對饅頭延展率的影響Fig.2 Effect of xylanase on extension rate of steamed bread

由圖2可知，木聚糖酶能夠比較明顯的影響?zhàn)z頭的延展率。從0mg/kg無添加開始，隨著木聚糖酶添加量的增加，饅頭的延展率呈逐漸增大的趨勢，當(dāng)添加量達(dá)到1.5mg/kg時(shí)，延展率達(dá)到最大值1.69。木聚糖酶能使面粉中的水不溶阿拉伯糖裂解成極易潤脹的碎片，而且不含游離水，從而降低面團(tuán)的黏性。而后繼續(xù)添加木聚糖酶，延展率反而有下降，可能是木聚糖酶添加量過大，過度降解了面粉中存在的戊聚糖，破壞了戊聚糖的水結(jié)合能力，從而使面團(tuán)發(fā)黏[10]。

2.3L10904木聚糖酶添加量對饅頭硬度的影響

圖3 L10904木聚糖酶添加量對饅頭硬度的影響Fig.3 Effect of xylanase on hardness of steamed bread

由圖3可知，木聚糖酶的添加對饅頭的硬度有明顯影響。隨著木聚糖酶添加量的增加，饅頭心質(zhì)地逐漸變?nèi)彳洠划?dāng)木聚糖酶添加量增至1.5mg/kg時(shí)，饅頭心硬度值最小，質(zhì)地最軟；而后當(dāng)加酶量繼續(xù)增加時(shí)饅頭心質(zhì)地又逐漸變硬。因此可知，1.5mg/kg是木聚糖酶降低饅頭硬度的適宜添加量。

隨著木聚糖酶添加量的增加，面團(tuán)中的水不溶性阿拉伯木聚糖和水溶性阿拉伯木聚糖的比例在醒發(fā)及汽蒸初期更加趨于合理[11]。水溶性阿拉伯木聚糖在饅頭汽蒸過程中可以增加氣泡的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善饅頭心的均勻性，提高饅頭的持水性，從而使饅頭心的硬度下降。但后來由于木聚糖酶添加量偏高，可能使面團(tuán)中的阿拉伯木聚糖過度降解，因此使得面團(tuán)過黏，且彈性下降，使醒發(fā)受阻，最后導(dǎo)致其饅頭心的硬度變大[12]。

2.4L10904木聚糖酶不同添加量對饅頭保存過程中質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響

2.4.1 饅頭在保存過程中的硬度變化

圖4 饅頭在保存過程中硬度的變化Fig.4 Change in hardness of steamed bread during storage

在保存實(shí)驗(yàn)中，饅頭的硬度可直接反映出其老化的程度。由圖4可知，隨著保存時(shí)間的延長硬度逐漸增大。在保存的前24h之內(nèi)，饅頭硬度增加迅速，24h之后硬度呈增加趨緩。圖中曲線的斜率不同反映出饅頭老化的快慢。曲線的斜率從木聚糖酶添加量為0mg/kg開始逐漸下降，到達(dá)1.5mg/kg時(shí)斜率最小。之后隨木聚糖酶添加量增加，曲線的斜率又逐漸變大。說明在木聚糖酶添加量為1.5mg/kg時(shí)，饅頭變硬的速率最慢，因此老化的速率也最慢，老化程度最小。

2.4.2 饅頭在保存過程中內(nèi)聚性的變化

圖5 饅頭在保存過程中內(nèi)聚性的變化Fig.5 Change in cohesiveness of steamed bread during storage

由圖5可知，木聚糖酶對饅頭的內(nèi)聚性有一定影響，但不太明顯。在加酶量較低和加酶量較高時(shí)，饅頭的內(nèi)聚性較大；而在木聚糖酶添加量為1.5mg/kg時(shí)饅頭的內(nèi)聚性最小。因此，對于內(nèi)聚性適宜的木聚糖酶添加量為1.5mg/kg。另外，隨著保存時(shí)間的延長，饅頭的內(nèi)聚性呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。在饅頭保存的前24h，內(nèi)聚性減小較快，24h之后內(nèi)聚性呈減小趨緩。

2.4.3 饅頭在保存過程中膠著性的變化

圖6 饅頭在保存過程中膠著性的變化Fig.6 Change in adherence of steamed bread during storage

由圖6可知，木聚糖酶對饅頭的膠著性有很明顯的影響。在0、0.6mg/kg等較低的木聚糖酶添加量時(shí)饅頭的膠著性較大，加酶量1.5mg/kg時(shí)饅頭的膠著性較小。添加不同木聚糖酶量的饅頭，其膠著性在保存的前10h內(nèi)均呈現(xiàn)較快增加的趨勢，10h之后，膠著性基本保持恒定。

2.4.4 饅頭在保存過程中咀嚼性的變化

圖7 饅頭在保存過程中咀嚼性的變化Fig.7 Change in chewiness of steamed bread during storage

由圖7可知，木聚糖酶對饅頭的咀嚼性有比較明顯的影響。隨著加酶量的增加饅頭的咀嚼性呈現(xiàn)減小的趨勢，加酶量1.5mg/kg時(shí)最小。而后隨著加酶量繼續(xù)增加，饅頭的咀嚼性又呈上升趨勢。添加不同木聚糖酶量的饅頭，其咀嚼性在保存的前10h內(nèi)均呈現(xiàn)較快增加的趨勢，10h之后，咀嚼性基本保持恒定。

通過考察添加不同量L10904木聚糖酶的饅頭在保存過程中其硬度、內(nèi)聚性、膠著性及咀嚼性質(zhì)構(gòu)品質(zhì)特征，可以看出該木聚糖酶的添加可以明顯改善饅頭品質(zhì)構(gòu)質(zhì)，延緩饅頭老化，木聚糖酶的適宜添加量為1.5mg/kg。王石峰等[13]發(fā)現(xiàn)添加0.5mg/kg細(xì)菌 Geobacillus sp.PZH1產(chǎn)木聚糖酶能增加饅頭的持水性，增大饅頭體積。何承云等[14]在饅頭制作過程中添加商業(yè)用食品級(jí)木聚糖酶，發(fā)現(xiàn)木聚糖酶添加量3mg/kg時(shí)對饅頭品質(zhì)改善及抗老化效果最佳。饅頭中支鏈淀粉結(jié)晶、小麥蛋白質(zhì)與淀粉分子之間的交互作用是影響?zhàn)z頭硬化的主要因子[15]，而這些生物大分子之間的連接主要是靠水分子的水橋作用實(shí)現(xiàn)的，起“水橋”作用的水分子越多，饅頭越容易老化。木聚糖酶的添加，一方面能促使水溶性阿拉伯木聚糖的凝膠強(qiáng)度增大，在饅頭貯存過程中延緩其中心失水速率和水分遷移速率，使饅頭中心硬度增加相對較?。煌瑫r(shí)，促進(jìn)水溶性阿拉伯木聚糖氧化凝膠加強(qiáng)，減少水的流動(dòng)性，從而減少“水橋”水的量，減少饅頭中大分子鏈之間的相互連接，最終導(dǎo)致饅頭的老化程度下降[14]。另一方面，木聚糖酶將面粉中的水不溶性阿拉伯木聚糖水解得到小部分糊精，可以防止淀粉面筋之間的相互作用而產(chǎn)生的老化[16]，從而保持面團(tuán)和饅頭的彈性，使其松軟、新鮮。

2.5L10904木聚糖酶對饅頭感官品質(zhì)的影響

圖8 L10904木聚糖酶制作饅頭樣品的全側(cè)面及剖面圖Fig.8 Side and sectional profiles of steamed bread with the addition of xylanse L10904

由圖8可知，不同木聚糖酶添加量對饅頭的高度和寬度有明顯影響。從木聚糖酶添加量0mg/kg開始饅頭的高度逐漸降低，寬度逐漸增大；到1.5mg/kg時(shí)饅頭的高度到達(dá)最低點(diǎn)，寬度最寬；而后隨著木聚糖酶添加量增多，饅頭的高度有增高，而寬度卻減小。加入最適酶量1.5mg/kg時(shí)，饅頭心表面的氣孔較大且均勻分布，更加直觀的證明了木聚糖酶對饅頭延展性的影響。對饅頭進(jìn)行感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，添加L10904木聚糖酶的饅頭比未添加的饅頭更加柔軟有彈性，口感也相對更好。

3 結(jié) 論

饅頭制備過程中通過適量添加婁徹氏鏈霉菌S.rochei L10904木聚糖酶能有效改善饅頭品質(zhì)，如減小饅頭硬度，增大饅頭體積，改善饅頭彈性和柔軟度。在饅頭保存過程中，除內(nèi)聚性受加酶量影響較小以外，饅頭硬度、膠著性及咀嚼性均受加酶量影響較大，通過對后三者的變化規(guī)律進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，木聚糖酶添加量為1.5mg/kg時(shí)對饅頭有明顯抗老化作用。

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Effect of Xylanase from S. rochei L10904 on Quality Properties of Steamed Bread

ZHU Yun-ping，LI Xiu-ting*，SONG Huan-lu，LI E，LI Yong-ru，GAO Jie
(School of Food and Chemical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

In the present study, the effect of xylanase from S. rochei L10904 on the specific volume, extension rate, hardness and anti-aging function of steamed bread were investigated. The results showed that the optimal addition level of xylanase was 1.5 mg/kg. In such case, the minimum hardness of steamed bread was achieved; the specific volume of steamed bread increased by 0.21 mL/g compared to the control without the addition of xylanase, and the extension rate reached up to 1.69. During the first 24 h of storage, the hardness of steamed bread increased while the cohesiveness decreased rapidly. After 24 h, the hardness and cohesiveness of steamed bread changed slowly. The adherence and chewiness of steamed bread increased rapidly during the first 10 h of storage and then remained a constant level. The addition of 1.5 mg/kg xylanase could result in a relative low level of hardness, cohesiveness, adherence, and chewiness and therefore had obvious aging-delaying effect on steamed bread.

xylanase；steamed bread；aging-delaying effect

TQ920.1

A

1002-6630(2012)03-0174-05

2011-09-30

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31071511)；北京市優(yōu)秀人才培養(yǎng)資助項(xiàng)目(2010D005003000010)；北京工商大學(xué)青年教師啟動(dòng)基金

朱運(yùn)平(1980—)，女，講師，博士，研究方向?yàn)楣δ苄允称?。E-mail：Zhuyp@th.btbu.edu.cn

*通信作者：李秀婷(1970—)，女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。E-mail：Lixt@th.btbu.edu.cn