海藻酸鈉對面包烘焙特性的影響研究

劉海燕，張娟娟，王曉梅，董 雪，王春霞，范素琴，解素花

（青島明月海藻集團(tuán)有限公司，山東青島266400）

海藻酸鈉是一種從褐藻中提取的天然高分子多糖，是人體不可缺少的一種營養(yǎng)素——水溶性膳食纖維[1]，具有良好的食用安全性及生物相容性。海藻酸鈉具有很多保健功能，能降血壓、降血糖，調(diào)節(jié)血脂，增強免疫力；增加飽腹感，利于減肥；阻礙放射性元素的吸收，促進(jìn)排鉛功能等。目前已被廣泛應(yīng)用于各食品領(lǐng)域，在歐美、日韓等國家的使用已有近百年的歷史。日本人把富含有海藻酸鈉的食品統(tǒng)稱為“長壽食品”，美國人則稱其為“奇妙的食品添加劑”[2]。

海藻酸鈉可與面筋蛋白相互作用產(chǎn)生較強的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)有較好的持氣性能，能改善面包品質(zhì)，同時賦予產(chǎn)品一定的功能特性，有一定的保健效果。同時由于海藻酸鈉具有良好的保濕性和持水性，因此將其添加到烘焙食品中可以改變面團(tuán)的流變特性，控制最佳水分效果，有較好抗老化性能，延長產(chǎn)品貨架期。近年來，海藻酸鈉在中式食品中的研究與應(yīng)用引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[3-7]，然而目前它在面包體系中的研究仍鮮有報道[8-10]。

本文擬通過引入不同比例的海藻酸鈉來研究其對面包烘焙特性和老化特性的影響，為海藻酸鈉應(yīng)用于烘焙產(chǎn)品提供基礎(chǔ)理論信息。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高筋粉 青島維良食品有限公司；天使高活性干酵母 安琪酵母股份有限公司；海藻酸鈉 青島明月海藻集團(tuán)有限公司；白砂糖、食鹽 均為食用級；起酥油（花旗專用油脂） 嘉里特種油脂有限公司。

攪拌機、醒發(fā)箱、烤爐、切片機 新麥機械有限公司；TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)分析儀 北京盈盛恒泰科技有限公司；DHG-9077A型電熱恒溫干燥箱 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；分析天平，溫度計等。

1.2 實驗方法

1.2.1 面包制備 高筋粉100%，食鹽1%，白砂糖20%，起酥油8%，酵母1.2%，水為最適添加量（均以高筋粉質(zhì)量計），海藻酸鈉的添加量分別為0%、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%和0.9%。將上述原料于攪拌機中攪拌10min后，靜置松馳10min，分割成150g面團(tuán)，滾圓，成型，在38℃、RH 85%的條件下醒發(fā)90min，上/下火（180/210℃）烘焙25min，冷卻后測量比容、質(zhì)構(gòu)等。

1.2.2 面包比容測定 面包冷卻1h后，用油菜籽置換法測面包體積，并稱重。

面包比容（mL/g）=體積（mL）/質(zhì)量（g）。

1.2.3 面包全質(zhì)構(gòu)測定 采用Rouille所用的方法進(jìn)行一定調(diào)整[11]。面包冷卻2h后，用面包切片機將面包芯切成厚度為20mm的厚薄均勻的薄片，取中間固定位置置于P/25探頭下進(jìn)行測定，每個樣品至少重復(fù)三次。參數(shù)設(shè)定：測試前速率1.0mm/s，測試速率3.0mm/s，測試后速率3.0mm/s，壓縮程度50%，感應(yīng)力5g，兩次壓縮間隔時間1s。

1.2.4 面包水分遷移的測定 面包皮和面包心的水分含量參照AACC法44-15A進(jìn)行測定，并計算面包皮水分增加速率和面包心水分減少速率。

第t天面包皮水分增加速率（%）=（第t天面包皮水分-初始面包皮水分）/初始面包皮水分×100

第t天面包心水分減少速率（%）=（初始面包心水分-第t天面包心水分）/初始面包心水分×100

1.2.5 面包感官評價 采用九分嗜好評分法[12]分別對面包的外觀、顏色、風(fēng)味、口感以及整體可接受度進(jìn)行喜好評分，1到9分別代表極度不喜歡、非常不喜歡、適度不喜歡、輕微不喜歡、既不喜歡也不討厭、輕微喜歡、適度喜歡、非常喜歡、極度喜歡。整個評定過程由11個培訓(xùn)過的感官評價員進(jìn)行評定。

1.3 數(shù)據(jù)分析處理

采用SPSS 16.0分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，運用方差分析法（analysis of variance，ANOVA）進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 海藻酸鈉對面包比容的影響

表1 添加不同比例的海藻酸鈉對面包比容的影響Table 1 Effects of different addition levels of sodium alginate on specific volume of bread

由表1可看出，引入海藻酸鈉后，面包比容增大，尤其是添加0.3%和0.5%的海藻酸鈉面包比容顯著增加，與對照相比分別增大了8.2%和6.7%，其他比例也略有增加。這可能是由于海藻酸鈉可以與面筋蛋白相互作用產(chǎn)生更強的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并能將發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳盡可能多的保留在網(wǎng)絡(luò)中，改善面筋的持氣性能，增強面團(tuán)發(fā)酵穩(wěn)定性，使得面包比容增大。然而添加比例過大時，海藻酸鈉容易自凝，面筋特性又會降低，使得改良效果變差。王紹裕[13]研究表明，添加0.15%的褐藻膠后，面包比容增大，然而Guarda等研究表明，添加0.1%或者0.5%的海藻酸鈉對面包比容沒有明顯變化，這可能是由于面包配方不同及所用原料海藻酸鈉不同所致。

2.2 海藻酸鈉對面包全質(zhì)構(gòu)的影響

食用品質(zhì)反映的多為食品的質(zhì)構(gòu)特性，如硬度、彈性、咀嚼性、脆性和粘性等。經(jīng)過大量實驗確定，彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性與面包品質(zhì)正相關(guān)，即數(shù)值越大，面包吃起來柔軟又筋道、爽口不粘牙；而硬度、膠粘性和咀嚼性與面包品質(zhì)負(fù)相關(guān)，即這三個指標(biāo)數(shù)值越大，面包吃起來就越硬，缺乏彈性、綿軟的感覺。由表2可以看出，添加海藻酸鈉后，面包硬度變小，尤其是添加0.3%的海藻酸鈉硬度顯著降低，比空白面包降低了23.5%；面包內(nèi)聚性和彈性顯著增大（個別除外），膠粘性和咀嚼性顯著降低（0.5%海藻酸鈉除外），這與Guarda等[8]研究結(jié)果一致。這表明引入海藻酸鈉后對新鮮面包的品質(zhì)有很好的改良作用。

表2 添加不同比例的海藻酸鈉對新鮮面包質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effects of different addition levels of sodium alginate on texture parameters of bread

2.3 海藻酸鈉對面包感官評分的影響

表3 添加不同比例的海藻酸鈉對面包感官評分的影響Table 3 Effects of different addition levels of sodium alginate on sensory analysis of bread

由表3可以看出，從外觀、顏色、風(fēng)味和總體接受程度看，添加0.3%海藻酸鈉得分最高（7.00分，對照組6.50分），口感得分略微低些，但沒有顯著性差異。總體來看，引入海藻酸鈉后面包品質(zhì)較好，感官評分較高（0.9%除外），其中添加0.3%的海藻酸鈉能顯著改善面包的感官品質(zhì)，使得面包的總體接受程度顯著提高，較易受人們喜愛，有很大的發(fā)展前景。Guarda等[8]也研究表明，添加0.1%或者0.5%的海藻酸鈉能改善新鮮面包的感官特性，有比較高的感官評分。

2.4 海藻酸鈉對貯藏期間面包老化特性的影響研究

2.4.1 海藻酸鈉對貯藏期間面包心硬度的影響 面包老化最顯著的特點是面包心硬度增加以及風(fēng)味與口味的下降。從圖1中可以看出，在長期放置過程中，添加海藻酸鈉后面包的硬度顯著降低（p＜0.05），其中貯藏8d時，添加0.1%、0.3%、0.5%、0.7%和0.9%海藻酸鈉的面包硬度比對照面包分別下降了13.68%、19.07%、18.01%、17.77%和14.43%，這表明添加海藻酸鈉后有很好的抗老化效果，其中可以看出添加0.3%的海藻酸鈉在長期貯藏過程中硬度一直較低，效果最好。推測其原因主要是由于引入海藻酸鈉后能抑制面筋和淀粉的相互作用，從而降低面包的老化速率，延長產(chǎn)品的貨架期。Guarda等[8]與Davidou等[10]也發(fā)現(xiàn)添加海藻酸鈉后，在長期貯藏過程中面包的硬度以及其增加速率顯著降低，面包的老化速率下降。

圖1 添加不同比例海藻酸鈉對面包硬度的影響Fig.1 Effects of different addition levels of sodium alginate on hardness of bread

圖2 添加不同比例海藻酸鈉對貯藏過程中面包皮水分遷移的影響Fig.2 Effects of different addition levels of sodium alginate on the moisture migration of bread crust during storage

圖3 添加不同比例海藻酸鈉對貯藏過程中面包心水分遷移的影響Fig.3 Effects of different addition levels of sodium alginate on the moisture migration of bread crumb during storage

2.4.2 海藻酸鈉對貯藏期間面包水分遷移的影響 多年來，許多學(xué)者證明水分遷移是導(dǎo)致面包老化的重要因素之一[14-15]。Ronda等[16]指出水分遷移與淀粉回生一樣都是引起面包老化的重要因素。面包冷卻期間，表皮及表皮附近的溫度明顯比中心溫度低，導(dǎo)致蒸汽壓由里到外發(fā)生明顯的變化，促使面包內(nèi)的水分由面包心向表皮遷移[17-18]；同時表皮的部分水分也以一定的速率向大氣中擴散。在貯存期間，面包內(nèi)水分的遷移作用仍在繼續(xù)進(jìn)行，表皮及附近區(qū)域水分含量隨時間增加而增加，中心部分水分隨時間增加而減少[19]。如圖2和圖3所示，面包心水分減少速率和面包皮水分增加速率并不一致，說明水分從面包心到面包皮和從面包皮到外界的擴散速率不同。

在7d的貯藏過程中以及在不同的貯藏階段，不同面包樣品中的水分遷移速率表現(xiàn)出明顯差異。總的來說，添加海藻酸鈉后，其面包皮水分遷移的速率明顯低于對照面包，尤其是添加0.5%的海藻酸鈉面包降低最顯著，對比空白面包降低了44.06%（圖2）。對于面包感官品質(zhì)而言，面包心水分減少的速率更為重要，從圖3中可以看出，隨著海藻酸鈉添加量的增加，面包心的水分減少速率逐漸降低，添加0.1%、0.3%、0.5%、0.7%和0.9%海藻酸鈉后相對于對照樣增加速率分別降低了6.57%、11.19%、16.12%、21.34%和25.22%。Gray等[20]研究發(fā)現(xiàn)，水分的遷移包括水分由面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向淀粉晶體結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)移和由面包心向面包皮遷移兩大方面，而面包老化正是這兩部分共同作用導(dǎo)致面包中的水分進(jìn)行重新分布的結(jié)果。據(jù)此可以推斷，可能是海藻酸鈉較高的吸水率與持水力影響了面包中水分的重新分布。

3 結(jié)論

3.1 面包烘焙特性表明，引入海藻酸鈉后能顯著改善面包比容（p＜0.05）和質(zhì)構(gòu)，面包硬度變小（p＜0.05），內(nèi)聚性和彈性增大（p＜0.05），膠粘性和咀嚼性下降（p＜0.05），對面包品質(zhì)有較好的改良效果。從感官評分可以得出，引入海藻酸鈉后面包感官評分較高，添加0.3%和0.5%的海藻酸鈉面包的總體接受程度最高，較易受人們喜愛。

3.2 在長期放置過程中添加海藻酸鈉后面包的硬度顯著降低（p＜0.05），且面包心和面包皮的水分遷移速率較慢，表明引入海藻酸鈉后有較好的抗老化效果，可以延長面包的貨架期，有很好的市場前景。

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