熟化處理對(duì)面粉流變學(xué)特性的影響*

王 娜，鄭學(xué)玲*，馬 森

(河南工業(yè)大學(xué)，鄭州 450001)

新磨制的面粉一般需要經(jīng)過(guò)1～2個(gè)月的自然熟化，才能達(dá)到其品質(zhì)的最佳值。為了縮短面粉自然熟化時(shí)間，提高市場(chǎng)效益，面粉企業(yè)常采用加入熟化劑的方法來(lái)加速面粉的自然熟化。有研究表明，加熱條件下小麥面筋蛋白通過(guò)麥谷蛋白，麥醇溶蛋白之間的基團(tuán)由二硫鍵交聯(lián)形成麥谷蛋白大聚體。因此可以推測(cè)，適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢约铀倜娣鄣氖旎６P(guān)于面粉與其他添加劑的研究較多[1-5]，近年來(lái)有研究表明，大豆粉中的脂肪氧化酶活性很高，將大豆粉添加到小麥面粉中，其中的脂肪氧化酶可以將面筋蛋白中的巰基（-SH）氧化成二硫鍵（-S-S-），從而增加面筋中的二硫鍵含量，強(qiáng)化了面筋蛋白的三維結(jié)構(gòu)，提高面筋筋力，進(jìn)而改善小麥面粉的品質(zhì)。同時(shí)脂肪氧化酶可以通過(guò)偶合反應(yīng)使胡蘿卜素氧化，從而起到增白的作用。葡萄糖氧化酶（GOD）能改善小麥粉的加工性能，增加面筋蛋白的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化面筋，改善小麥面粉的食用品質(zhì)。

本實(shí)驗(yàn)是在安全及保障食品品質(zhì)的前提下，比較不同處理方式對(duì)面粉及其制品品質(zhì)的影響效果，以添加 20 mg/kg木聚糖酶 （Xylanase），20 mg/kg脂肪氧化酶 （LOX）、20 mg/kg 葡萄糖氧化酶（GOD）、37℃熱處理（HEAT）1 h作為處理方式與新磨制的未經(jīng)熟化（0 d）的面粉及經(jīng)自然熟化40 d的面粉進(jìn)行比較研究，從而探討不同處理方式加速面粉熟化的作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 原料

面粉：取鄭州海嘉面粉廠(chǎng)當(dāng)天新磨制的無(wú)任何添加的中筋粉；葡萄糖氧化酶：北京索萊寶生物科技有限公司，酶活力100 U/mg；木聚糖酶：北京凱泰新世紀(jì)生物技術(shù)有限公司，酶活力100 U/mg；脂肪氧化酶：上海士鋒生物科技有限公司，酶活力100 U/mg；將取回的面粉分裝在編織袋中，置于24℃、通風(fēng)干燥環(huán)境中儲(chǔ)存。

1.2 設(shè)備

Satake mini color grader MICGIA便攜式測(cè)色儀，日本佐竹公司；Mixolab混合試驗(yàn)儀，法國(guó)肖邦儀器公司；哈克流變儀，德國(guó)賽默飛世爾科技有限公司；JHMZ 200針式和面機(jī)，北京東方孚德公司；UV762紫外分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器有限公司；Chopin F4流變發(fā)酵儀，法國(guó)肖邦儀器公司；黏度儀，德國(guó)布拉班德儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 原料的制備

添加20 mg/kg葡萄糖氧化酶處理面粉：取新磨制的面粉，添加20 mg/kg的葡萄糖氧化酶，于混粉儀中混合均勻后，置于自封袋中密封備用。

添加20 mg/kg木聚糖酶處理面粉：取新磨制的面粉，添加20 mg/kg的木聚糖酶，于混粉儀中混合均勻后，置于自封袋中密封備用。

添加20 mg/kg脂肪氧化酶處理面粉：取新磨制的面粉，添加20 mg/kg的新磨制的脂肪氧化酶，于混粉儀中混合均勻后，置于自封袋中密封備用。

37℃熱處理1 h面粉：取新磨制的面粉均勻的平攤在鋪有錫箔紙的盤(pán)子中，并用錫箔紙封好，扎一些細(xì)小的針孔，置于37℃的烘箱熱處理，每隔10 min用勺子將面粉混合均勻，充分受熱，總共處理1 h，混合均勻后置于自封袋中密封備用。

1.3.2 色度值的測(cè)定

參照文獻(xiàn)，打開(kāi)測(cè)色儀的開(kāi)關(guān)，用白板校正，選擇測(cè)色模式CGV（Dry）記錄校正值。稱(chēng)取6 g面粉于石英皿中，輕輕地晃動(dòng)使樣品均勻的平鋪于石英皿中。按下測(cè)定按鈕，記錄CGV（Dry）值及CIELAB值。

1.3.3 糊化特性：參照GB/T 24853-2010

1.3.4 動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性

1.3.4.1 面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的測(cè)定

選擇Chopin S模式用Mixolab混合試驗(yàn)儀制作面團(tuán)，當(dāng)面團(tuán)稠度達(dá)到C1時(shí)，停止，取出面團(tuán)并用保鮮膜包好，室溫醒發(fā)15 min。之后用哈克流變儀測(cè)定。哈克流變儀參數(shù)設(shè)置參考文獻(xiàn)[6-8]并加以改進(jìn)，使用P35 TiL轉(zhuǎn)子，平板直徑35 mm，夾縫距離1mm，取大約3 g面團(tuán)放置在平板之間靜置5 min，以使殘余的壓力松弛，多余部分刮掉，用礦物油涂在平板邊緣以防止水分蒸發(fā)，立即用蓋子蓋上保溫并防止蒸發(fā)。在Osc模式下進(jìn)行頻率掃描：應(yīng)變0.5%，溫度 25 ℃，頻率 0.1～10 Hz。

1.3.4.2 面片動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的測(cè)定

稱(chēng)取100 g小麥面粉，加入面粉吸水率44%的水，用針式和面機(jī)先和面3 min，刮掉針上和壁上的面絮繼續(xù)和面4 min，醒發(fā)15 min，用哈克流變儀進(jìn)行測(cè)定。進(jìn)行頻率掃描，儀器參數(shù)設(shè)置和測(cè)試程序同面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的測(cè)定。

1.3.4.3 面糊動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的測(cè)定

取15 g小麥面粉加入25 mL蒸餾水，在燒杯中沿一個(gè)方向攪拌45 s，室溫松弛5 min，形成面糊并進(jìn)行測(cè)定。儀器參數(shù)的設(shè)置同面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的測(cè)定。參考文獻(xiàn)[9-11]并改進(jìn)，在Osc模式下進(jìn)行頻率掃描：應(yīng)變0.5%，溫度 25℃，頻率0.1～10 Hz。流動(dòng)曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)：剪切速率0.1～100 S-1，溫度25℃；屈服應(yīng)力實(shí)驗(yàn)：選擇CS模式，剪切速率：0.001～10 S-1，做應(yīng)力與形變的曲線(xiàn)，拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值即為面糊的屈服應(yīng)力。

1.3.5 面團(tuán)的發(fā)酵特性

稱(chēng)取約300 g面粉，0.8%酵母，按粉質(zhì)的吸水率進(jìn)行加水，并用粉質(zhì)儀進(jìn)行和面5 min，稱(chēng)取315 g和好的面團(tuán)放入發(fā)酵籃，用手按壓整齊。面團(tuán)填充滿(mǎn)整個(gè)發(fā)酵籃底部，并保證面團(tuán)頂部平整。然后在面團(tuán)上放入活塞，活塞上放置2 kg砝碼（4片），放入設(shè)備，最后放入面團(tuán)發(fā)酵位移傳感器并旋緊。開(kāi)始測(cè)試，測(cè)試時(shí)間3 h。

1.3.6 面片色澤

切出五片圓形面片并疊加在一起平穩(wěn)的放在色度儀上，色度儀模式調(diào)成干基狀態(tài)，然后記錄CGV、L、a*、b*值，同一個(gè)面片換不同的位置進(jìn)行測(cè)定，取6次測(cè)定的平均值作為最終的測(cè)定結(jié)果。

2 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS16.0和Origin8.5軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與討論

3.1 面粉色度值

色度值（CGV）是顯示面粉色澤的一個(gè)數(shù)值，色度值在-40～20的范圍內(nèi)變化，CGV值越大說(shuō)明面粉色澤越差。習(xí)慣上用L、a*、b*三色空間法表示面粉色澤，其中L、a*和b*分別為亮度值、紅綠度值和黃藍(lán)度值。L值越大表示樣品亮度越高，a*為紅綠值，正值代表紅色，負(fù)值代表綠色。b*為黃藍(lán)值，正值代表黃色，負(fù)值代表藍(lán)色。

測(cè)定新磨制、自然儲(chǔ)存40 d、不同處理方式的面粉色澤，其結(jié)果見(jiàn)表1，可以看出相對(duì)于新磨制的面粉，儲(chǔ)存40 d的面粉的亮度值顯著升高，熟化過(guò)程中面粉的色澤得到改善。四種不同處理方式的面粉的亮度值均顯著高于新磨制的面粉，說(shuō)明熟化處理可以在色度方面加速面粉色澤變白。但處理后的面粉的亮度值均顯著低于熟化40 d的面粉。四種不同處理方式對(duì)面粉亮度值的影響存在顯著性差異，添加脂肪氧化酶對(duì)面粉色澤的改善效果最佳，面粉的亮度值最大。包曉婷[12]的研究也表明，脂肪氧化酶活性與全麥粉白度呈顯著正相關(guān)。熱處理對(duì)面粉色澤的改善效果最低。同時(shí)，儲(chǔ)存40 d的面粉的黃度值較新磨制的面粉顯著降低，說(shuō)明熟化過(guò)程面粉經(jīng)過(guò)氧氣的作用，黃色素及類(lèi)胡蘿卜素等被氧化，黃度值降低，色澤變好。

表1 熟化處理對(duì)面粉色澤的影響

3.2 糊化特性

由表2可以看出，添加脂肪氧化酶的面粉其峰值粘度最低，添加葡萄糖氧化酶的面粉的峰值黏度最高，熟化40 d的面粉其峰值黏度高于新磨制的面粉，且不同處理方式面粉的峰值黏度均高于新磨制的面粉。除添加脂肪氧化酶外，其它三種處理方式的面粉其衰減值與自然熟化40 d的面粉接近，均高于新磨制面粉的衰減值，說(shuō)明處理后面粉中淀粉的抗剪切能力和耐熱性能變大，推測(cè)可能由面粉中蛋白質(zhì)和淀粉的相互作用更加緊密引起。有研究表明，木聚糖酶的添加可以降低面粉的峰值黏度、最低黏度和最終黏度，對(duì)面粉衰減值、回升值的影響不大[13]。

表2 不同處理方式對(duì)面粉糊化特性的影響

3.3 動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性

面粉熟化過(guò)程中，麥谷蛋白含量增加，谷蛋白大聚體逐漸形成，面筋網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)。所以有必要研究面粉熟化過(guò)程中面團(tuán)的動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性。彈性模量（G′）代表的是物體的彈性本質(zhì)，表示物體受到作用力的變形程度，彈性模量越大，物體受到作用力時(shí)的形變?cè)叫?，彈性越好。粘性模量（G〞）反映物體受力時(shí)阻礙其流動(dòng)的特性，粘性模量越大表示物體受力時(shí)越不容易流動(dòng)。

由圖1可以看出，熱處理的面粉面團(tuán)的損耗因子最大，說(shuō)明熱處理后面粉面團(tuán)的粘性增大，分析可能是熱處理對(duì)小麥面粉中淀粉顆粒造成一定的損傷，面粉的凝膠強(qiáng)度降低。其它3種處理均使面團(tuán)的損耗因子降低，分析可能是添加脂肪氧化酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶促進(jìn)了面筋蛋白的形成，面粉的面筋網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)，面團(tuán)的彈性變大。添加葡萄糖氧化酶對(duì)面團(tuán)損耗因子tanδ的影響最大，損耗因子tanδ最小。即添加葡萄糖氧化酶的處理對(duì)增加面團(tuán)的彈性作用效果最佳，分子中的交聯(lián)程度最大。圖2為面片的頻率掃描結(jié)果，可以看出新磨制面粉面片的損耗因子最大，添加葡萄糖氧化酶的面粉面片的損耗因子最低，綜上可知，添加葡萄糖氧化酶對(duì)面團(tuán)、面片的彈性的影響作用最為顯著。

圖1 面團(tuán)頻率掃描–損耗因子tanδ

圖2 面片頻率掃描–損耗因子tanδ

圖3為面糊的流動(dòng)曲線(xiàn)，其中縱坐標(biāo)為面糊的表觀(guān)黏度，相對(duì)于新磨制的面粉四種處理方式均使面糊的黏度降低，添加脂肪氧化酶的面糊黏度最小，即其彈性較強(qiáng)。由于面糊流體的黏度越大，其稠度系數(shù)κ就越大，表3顯示4種處理方式均可以使面糊的表觀(guān)黏度降低，添加脂肪氧化酶對(duì)面糊表觀(guān)黏度的降低效果最大。由圖4可以看出，添加葡萄糖氧化酶的面糊其屈服應(yīng)力最大，說(shuō)明其面糊面筋蛋白的抗延伸性最強(qiáng)。

圖3 面糊流動(dòng)曲線(xiàn)

圖4 面糊屈服應(yīng)力

3.4 面團(tuán)發(fā)酵特性

不同熟化處理以后的面粉其面團(tuán)的發(fā)酵流變特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示，添加葡萄糖氧化酶的面團(tuán)的最大膨脹高度最大，即面筋蛋白的發(fā)酵能力最強(qiáng)，添加木聚糖酶的面粉其面團(tuán)發(fā)酵過(guò)程釋放的氣體量及保持的氣體量最大，即面筋網(wǎng)絡(luò)的彈性增加，而且其穩(wěn)定性最好。這與前人的研究一致，即酵母與木聚糖酶具有協(xié)同作用，可以促進(jìn)面團(tuán)的發(fā)酵[14]，可以明顯的改善面團(tuán)的發(fā)酵特性和饅頭的品質(zhì)特性[15]。

表4 不同處理方式對(duì)面團(tuán)發(fā)酵特性的影響

3.5 面片色澤

測(cè)定24 h內(nèi)不同處理方式的面粉制作面片的色澤變化，由表5可以看出，面片的放置時(shí)間對(duì)面片色澤影響較大，放置24 h的面片色澤較0 h降低幅度大，其色度值增加，亮度值有較大程度的降低。由于隨放置時(shí)間的延長(zhǎng)，面片本身與氧氣長(zhǎng)期接觸，多酚氧化酶與氧氣作用引起的酶促褐變，會(huì)導(dǎo)致面片色澤變差。試驗(yàn)中添加的酶類(lèi)本身的顏色也可能會(huì)對(duì)面片的色澤產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)，新磨制、熟化40 d、添加脂肪氧化酶、木聚糖酶、葡萄糖氧化酶、熱處理的面片亮度值在24 h內(nèi)下降的幅度分別為18.37%、16.94%、16.61%、16.56%、15.19%、16.55%，可以發(fā)現(xiàn)熟化處理能在一定程度上延緩面片色澤的下降，且葡萄糖氧化酶的作用效果最為明顯。

表5 不同處理方式對(duì)面片色度值的影響

3.6 面條TPA、拉伸特性

面條質(zhì)構(gòu)特性可以反映熟面條的品質(zhì)，由表6可以看出，儲(chǔ)存40 d的面粉及經(jīng)過(guò)4種處理的面粉制作的面條其硬度值較新磨制的面粉增大，添加葡萄糖氧化酶處理的面粉的面條其硬度出現(xiàn)顯著的升高。經(jīng)過(guò)處理后面條的彈性增加，但變化均不顯著。熟化40 d及4種處理方式的面條的拉斷力及拉伸距離均增大，添加葡萄糖氧化酶的面條所需的拉斷力最大。表明此時(shí)面條中蛋白質(zhì)的質(zhì)量較高，蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更大。

表6 不同處理方式對(duì)面條品質(zhì)的影響

4 結(jié)論

添加脂肪氧化酶對(duì)面粉色澤的改善效果最佳，面粉的亮度最大。添加葡萄糖氧化酶對(duì)面筋指數(shù)的提高效果最為顯著；對(duì)面團(tuán)、面片的彈性的影響作用最為顯著；能夠最有效地延緩面片色澤的下降；面糊的屈服應(yīng)力最大，說(shuō)明其面糊面筋蛋白的抗延伸性最強(qiáng)；面團(tuán)的最大膨脹高度最大，面筋蛋白的發(fā)酵能力最強(qiáng)；面條的拉斷力最大。熱處理對(duì)巰基二硫鍵含量的變化影響最顯著；四種處理方式在面粉色澤、動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性等方面的作用效果均優(yōu)于自然熟化40 d的面粉或者與其無(wú)顯著性差異。

綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出結(jié)論，添加葡萄糖氧化酶為安全、高效、綠色地加速面粉熟化的方法，對(duì)面粉及其制品品質(zhì)的提高幅度影響最大，本研究可以為企業(yè)加速面粉熟化、提高面粉品質(zhì)提供理論指導(dǎo)。