酶制劑改善小米面包品質(zhì)的研究

汪洋，劉洋，于雷，*，楊末，趙安琪

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春130118；2.吉林省食品檢驗(yàn)所，吉林長春130103）

酶制劑改善小米面包品質(zhì)的研究

汪洋1，劉洋2，于雷1，*，楊末1，趙安琪1

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春130118；2.吉林省食品檢驗(yàn)所，吉林長春130103）

研究在小米粉和小米漿中添加α-淀粉酶或蛋白酶對(duì)小米面包品質(zhì)的改善作用。通過測定面包的高度和比容，質(zhì)構(gòu)特性分析和老化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)α-淀粉酶和蛋白酶均會(huì)提高小米面包的品質(zhì)。其中，α-淀粉酶比蛋白酶對(duì)小米面包的影響大；α-淀粉酶添加到小米粉中比添加到小米漿中酶解后制得的小米面包品質(zhì)好。通過單因素試驗(yàn)，確定小米粉中α-淀粉酶的最佳濃度為0.45%，此條件下制得的小米面包高度和比容值最大，全質(zhì)構(gòu)分析（texture proftle analysis，TPA）各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良，感官評(píng)定值最高。

小米面包；蛋白酶；α-淀粉酶；TPA測定；老化測定

小米富含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物，通常無須精制，因此保存了較多的營養(yǎng)素和礦物質(zhì)。小米與大米相比，VB1高 1.5 倍、VB2高 1 倍，粗纖維高 2 倍～7 倍[1]。食用小米可防止幼兒貧血，對(duì)脾胃氣弱、食不消化、反胃嘔吐等癥狀有很好的緩解作用[2]。當(dāng)前市場上小米產(chǎn)品主要為小米粥、小米粉沖劑、小米面條、小米鍋巴等。近年來，國內(nèi)也有學(xué)者開展了小米面包方面的研究工作。2015年，趙旭等[3]以小米粉和小麥粉為主要原料，確定了小米營養(yǎng)面包的最佳制作配方及工藝。于明玉等[4]進(jìn)行了無麩質(zhì)小米面包復(fù)合改良劑優(yōu)化的研究。

面粉中影響面包口感和質(zhì)量最重要的酶是蛋白酶和α-淀粉酶，它們會(huì)改良面制品品質(zhì)，包括提供酵母食料、保鮮、改善組織、調(diào)理面團(tuán)、增白、強(qiáng)筋、減筋等等。但在焙烤加工過程中，僅靠面粉中所含的酶是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要補(bǔ)充酶，來改善面包外觀色澤與焙烤風(fēng)味，降低面包的粗糙口感。Sahlstrom S等[5]研究了關(guān)于α-淀粉酶對(duì)面包的調(diào)粉時(shí)間、醒發(fā)時(shí)間、質(zhì)量及貨架期的影響，研究表明添加α-淀粉酶會(huì)使面包的體積增加。Renzeetti S等[6]研究了蛋白酶對(duì)糙米面包質(zhì)構(gòu)、流變學(xué)特性、生物化學(xué)特性和微觀結(jié)構(gòu)的影響，并確定了添加少量的蛋白酶能顯著提高比容，降低面包硬度和改善面包的咀嚼性，提高了面包的品質(zhì)。但對(duì)于小米面包品質(zhì)的改善性研究目前還處于空白。

小米面包具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值，開發(fā)潛力大，但其口感粗糙，容易掉渣，不易為廣大消費(fèi)者接受。本研究通過將蛋白酶和α-淀粉酶直接作用于小米漿和小米粉中，考察相應(yīng)小米面包的質(zhì)構(gòu)特性、老化特性和感官性能，為小米面包的研制提供技術(shù)依據(jù)，有效開發(fā)利用小米資源。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小米：市售；蛋白酶（活性≥20 U/mg）、а-淀粉酶（活性≥4 000 U/g）：源葉生物科技有限公司；TA-XT.PLUS質(zhì)構(gòu)儀：英國SMS公司；MXF醒發(fā)箱：明盛廚具電器廠；EB-F600B-4C熱風(fēng)循環(huán)電烤箱：威爾寶電器廠。

1.2 面包的基本配方

小麥粉 240 g，小米 60 g，糖 45 g，鹽 3 g，酵母 4.5 g，蛋 15 g，油 15 g，黃油 15 g，水 135 g。

1.3 生產(chǎn)工藝

本文中將利用酶對(duì)小米漿進(jìn)行酶解后制得的小米面包簡稱小米漿面包；酶直接添加到小米粉中制得的小米面包簡稱小米粉面包。

1.3.1 小米漿面包

小米→浸泡→磨漿→加入蛋白酶或α-淀粉酶酶解→滅酶→混合→和面→發(fā)酵→切割、稱重、搓團(tuán)→醒發(fā)→焙烤→冷卻至室溫

1.3.2 小米粉面包

小米→磨粉→加入蛋白酶或α-淀粉酶→混合→和面→發(fā)酵→切割、稱重、搓團(tuán)→醒發(fā)→焙烤→冷卻至室溫

1.4 面包的不同處理方式

A表示直接添加小米粉的小米面包；B1表示用蛋白酶在水浴鍋中酶解1 h處理的小米漿面包；B2表示將蛋白酶直接加入在小米粉中制得的小米粉面包；C1表示用α-淀粉酶在水浴鍋中酶解1 h處理的小米漿面包；C2表示將α-淀粉酶直接加入小米粉中制得的小米粉面包。蛋白酶的濃度為0.1%，α-淀粉酶的濃度為0.15%?？疾歃?淀粉酶濃度對(duì)面包品質(zhì)影響的研究中α-淀粉酶濃度分別為0.15%、0.3%、0.45%、0.6%、0.75%，并檢測面包的品質(zhì)。

1.5 面包的比容測定

將待測面包稱重后，取1 000 mL的燒杯，用小米充滿整個(gè)燒杯，倒出部分小米，將待測的面包放入燒杯內(nèi)，將部分小米邊放邊搖晃的填滿燒杯，用量筒稱取剩余小米的體積，即為實(shí)測面包的體積[7]。試驗(yàn)采取3次測定平均值。

1.6 面包品質(zhì)的測定

將焙烤出的面包冷卻至室溫后，測定其質(zhì)量、高度和比容。將其置于保鮮袋中放置24 h，取出面包，中心切成2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm的塊狀切片，應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀測TPA數(shù)據(jù)指標(biāo)（硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠黏性、咀嚼性、恢復(fù)力），每個(gè)測試樣品做3個(gè)平行試驗(yàn)取平均值，并對(duì)TPA數(shù)據(jù)和小米面包組織剖面進(jìn)行分析。

1.7 面包的感官評(píng)分鑒定

面包品質(zhì)的鑒定需要把面包的品質(zhì)分為外觀和內(nèi)質(zhì)兩個(gè)部分來評(píng)定，外觀部分評(píng)價(jià)占30%，包括外表形狀、表皮顏色和表皮質(zhì)地3個(gè)指標(biāo)，各占10分；內(nèi)質(zhì)的評(píng)價(jià)占總分的70%，包括組織結(jié)構(gòu)、面包瓤色澤、香味和口感4個(gè)指標(biāo)，是對(duì)面包的色澤、內(nèi)部組織、形狀等的綜合評(píng)價(jià)[3]。

表1 小米面包的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The making standard of millet bread

1.8 面包的老化性測定

面包老化評(píng)定方法：從面包出爐當(dāng)日2 h后，將其用保鮮袋裝好，放置在室溫25℃，相對(duì)濕度為45%的環(huán)境下，儲(chǔ)藏3 d進(jìn)行面包老化品質(zhì)鑒定[8]。

1.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)過程中每個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)測定3次取其平均值，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理采用Excel軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 α-淀粉酶與蛋白酶對(duì)面包比容高度的影響

α-淀粉酶與蛋白酶對(duì)面包比容及高度的影響如圖1所示。

由圖1可以看出，相比于只添加小米粉的面包，添加蛋白酶和 α-淀粉酶后，B1、C1、C2相比 A 的比容和高度得到了改善，C2的比容和高度增加的程度更大，這可能是由于在面團(tuán)攪拌和醒發(fā)的過程中，α-淀粉酶也與面團(tuán)中小麥粉充分作用，使面團(tuán)中淀粉降解為糊精、麥芽糖等，酵母利用這些產(chǎn)物產(chǎn)生CO2，加快發(fā)酵速度，縮短發(fā)酵時(shí)間，提高了入爐急脹性，改善了面包內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)體積增大，高度增高，從而比容變大[9-11]。

圖1 α-淀粉酶與蛋白酶對(duì)面包比容及高度的影響Fig.1 The effects of α-amylase and protease on the specific volume and height of millet bread

2.2 α-淀粉酶與蛋白酶對(duì)小米面包TPA指標(biāo)的影響

α-淀粉酶與蛋白酶對(duì)小米面包TPA指標(biāo)的影響如表2所示。

在TPA數(shù)據(jù)中，硬度、膠黏性、咀嚼性與面包品質(zhì)成負(fù)相關(guān)關(guān)系，而彈性、內(nèi)聚性和恢復(fù)力與面包品質(zhì)成正相關(guān)關(guān)系[12]。由表2可以看出，添加蛋白酶和α-淀粉酶對(duì)面包的TPA指標(biāo)都有影響作用。相對(duì)于A，B1、C1、C2的硬度、膠黏性和咀嚼性減小，彈性增加，其中C2硬度最小，膠黏性和咀嚼性最好，彈性適中。這是由于加入蛋白酶和α-淀粉酶后，酶可以起到弱化面筋，使面團(tuán)變軟，改善面團(tuán)的彈性、硬度、恢復(fù)力等性能，它還能縮短面團(tuán)混合時(shí)間，使得TPA各項(xiàng)指標(biāo)有明顯下降[13-15]。相比A的指標(biāo)，C2的指標(biāo)最佳，α-淀粉酶還具有很強(qiáng)的抗熱性，不易失活，直接加入混合粉中，與小米粉和小麥粉共同作用，可以使面團(tuán)變得更加柔軟，使得C2組的TPA指標(biāo)達(dá)最優(yōu)。

2.3 α-淀粉酶與蛋白酶對(duì)小米面包老化性的影響

α-淀粉酶與蛋白酶對(duì)小米面包老化性的影響如表3所示。

表2 α-淀粉酶與蛋白酶對(duì)小米面包TPA指標(biāo)的影響Table 2 The effects of α-amylase and protease on TPA of millet bread

表3 а-淀粉酶與蛋白酶對(duì)小米面包老化性的影響Table 3 The effects of а-amylase and protease on aging of millet bread

由表3可以看出，α-淀粉酶較蛋白酶對(duì)小米面包的抗老化作用更強(qiáng)。α-淀粉酶對(duì)面包的改善效果明顯，面包質(zhì)地最柔軟，老化程度也最慢，C2的硬度、膠黏性、咀嚼性要明顯好于C1，且彈性適中。由此可見α-淀粉酶能防止面包老化，延長貨架壽命。對(duì)于面包老化而言，長期貯存后，面包皮從空氣或面包心中吸水而喪失原有的疏松性，變得堅(jiān)韌并出現(xiàn)皺折，面包心喪失其柔軟和膨脹性能，變得無彈性、干燥、易掉屑、香味喪失。在烘焙的最初階段，α-淀粉酶軟化淀粉膠體加以水解成部分糊精，使面包細(xì)胞彈性增強(qiáng)，膨脹向上擴(kuò)展，面包體積增加，組織柔軟，形態(tài)豐滿[16-17]。C2可改變小米面包淀粉的性質(zhì)，使淀粉老化退化的過程變緩，延長了面包柔軟時(shí)間和相應(yīng)貨架期。根據(jù)上述結(jié)果，本文針對(duì)小米粉面包中α-淀粉酶的最適濃度進(jìn)行研究。

2.4 α-淀粉酶濃度對(duì)小米粉面包比容及高度的影響

α-淀粉酶濃度對(duì)小米粉面包比容及高度的影響如圖2所示。

圖2 α-淀粉酶濃度對(duì)小米粉面包的比容及高度影響Fig.2 The effects of different concentration of α-amylase on specific volume and high of millet bread

由圖2可以看出，隨著淀粉酶含量的增加，面包的比容和高度呈現(xiàn)先增大后減小的局勢。加酶量達(dá)到0.45%時(shí)，面包比容和高度達(dá)到最大值。加酶量超過0.45%后，面包的比容和高度都在下降。雖然添加α-淀粉酶可以改善面包比容和高度，且可通過適當(dāng)阻止面筋形成而使面包體積增加，有助于烘焙面包達(dá)到最佳狀態(tài)，但若α-淀粉酶活性過高，使用量過多，就會(huì)有大量剩余糖和糊精產(chǎn)生，從而致使面包心質(zhì)地太軟，無法支撐較大面包面積，最終導(dǎo)致面包的體積變小。所以，適度的α-淀粉酶作用，可以縮短面團(tuán)的發(fā)酵時(shí)間，增大面包體積及高度[20-21]。結(jié)果表明，添加α-淀粉酶量0.45%的效果最佳。

2.5 α-淀粉酶濃度對(duì)小米粉面包TPA指標(biāo)的影響

α-淀粉酶濃度對(duì)小米粉面包TPA指標(biāo)的影響如表4。

表4 α-淀粉酶濃度小米粉面包的TPA指標(biāo)影響Table 4 The effects of different concentration of α-amylase on TPA of millet bread

由表4可以看出，隨著α-淀粉酶的濃度增大，硬度，膠黏性，咀嚼性等指標(biāo)先減小后又增大再減小，當(dāng)酶濃度達(dá)0.75%最小，后隨酶濃度增加又增大后減小。與此同時(shí)，彈性和內(nèi)聚性是先增大再逐漸減小，當(dāng)酶濃度達(dá)0.45%時(shí)，彈性和內(nèi)聚性達(dá)最大值，彈性最佳。α-淀粉酶對(duì)于烘焙面包心質(zhì)地的影響主要體現(xiàn)在黏度、粒度、硬度和彈性等幾個(gè)方面，適中的α-淀粉酶活性能使酵母均勻地進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)氣能力和持氣能力相配合，均勻擴(kuò)張，相應(yīng)產(chǎn)生均勻的面包心粒度。當(dāng)α-淀粉酶的濃度大于0.45%時(shí)，面包出現(xiàn)黏心，內(nèi)部坍塌，面包彈性，內(nèi)聚性和恢復(fù)力低于正常面包水平，導(dǎo)致小米面包品質(zhì)降低[18-19]。當(dāng)α-淀粉酶的濃度在0.45%時(shí)，其TPA指標(biāo)各項(xiàng)達(dá)到最優(yōu)值，組織性狀最佳。

2.6 α-淀粉酶濃度對(duì)小米粉面包的感官評(píng)分的影響

α-淀粉酶濃度對(duì)小米粉面包的感官評(píng)分的影響如圖3。

由圖3可知，面包的感官得分隨酶的濃度增加而先升后降。α-淀粉酶的加入量為0.45%時(shí)，風(fēng)味口感達(dá)最優(yōu)，感官評(píng)分達(dá)85分。α-淀粉酶再增加，面包表面質(zhì)地越來越柔軟，外形高徑比明顯下降，并出現(xiàn)大量不均勻氣孔，面包黏心，咀嚼感差。面包烘焙香味和表皮顏色主要來源于美拉德反應(yīng)，由于а-淀粉酶在提供發(fā)酵底物的情況下，剩余還原糖參與了美拉德反應(yīng)，賦予面包表皮棕黃色的色澤，同時(shí)通過脫水糖、糠醛、還原酮、芳香羰基化合物等反應(yīng)產(chǎn)物配合發(fā)酵形成的芳香物質(zhì)而賦予面包良好的口感和香味[21]。α-淀粉酶濃度大時(shí)，面包心會(huì)發(fā)黏，而且面團(tuán)發(fā)酵速度過快，特別是在烘焙初期，氣室擴(kuò)張就常常失衡，出現(xiàn)過度擴(kuò)張，一旦超過臨界點(diǎn)，氣室壁破裂，結(jié)構(gòu)塌陷，粒度破壞，甚至在面包表面上出現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象[7，22]。合適的α-淀粉酶濃度既可使面包的硬度較小，又可使彈性較大，增加其咀嚼性，使面包口感細(xì)膩有彈性。

圖3 不同濃度的α-淀粉酶小米粉面包的感官評(píng)分Fig.3 The effects of different contration of α-amylase on the sensory score of millet bread

3 結(jié)論

在小米粉和小米漿中添加蛋白酶或α-淀粉酶都會(huì)改善小米面包品質(zhì)，提高面包的高度和比容，改善面包的質(zhì)構(gòu)特性，延緩老化時(shí)間。其中，α-淀粉酶比蛋白酶對(duì)小米面包的改善性大；小米粉面包比小米漿面包品質(zhì)好。通過試驗(yàn)確定，α-淀粉酶的最佳濃度為0.45%時(shí)，直接添加到小米粉中制作小米面包，其面包高度和比容值最大，TPA各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果較好，感官評(píng)定值最高。

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The Research of α-amylase and Protease on Quality Improvemnet of Millet Bread

WANG Yang1，LIU Yang2，YU Lei1，*，YANG Mo1，ZHAO An-qi1
（1.College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，Jilin，China；2.Jilin Province Food Testing Institute，Changchun 130103，Jilin，China）

The research of а-amylase and protease on the quality improvement of the millet bread by adding in millet flour and millet pulp was conducted.By measuring the height and the specific volume，texture properties and starch retrogradation of the bread，it was found that bothα-amylase and protease can improve the quality of millet bread.Andα-amylase had a greater impact on millet bread than protease.The millet bread had a better quality by adding α-amylase into millet flour than the millet pulp.Through single factor experiment，the optimum additive volume ofα-amylase was 0.45%.Under this condition，the height and the specific volume of millet bread was maximum，every index of TPA was the best and the sensory score was the highest.

millet bread；protease；α-amylase；TPA test；tarch retrogradation

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.020

吉林省重大科技攻關(guān)專項(xiàng)（20130204046NY）

汪洋（1992—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品科學(xué)與糧油加工。

*通信作者：于雷（1973—），男，教授，研究方向：食品科學(xué)與糧油加工。

2016-11-08