葡萄糖氧化酶和木聚糖酶對面包特性的影響

錢金圣

（無錫商業(yè)職業(yè)技術學院旅游管理系，江蘇無錫214153）

葡萄糖氧化酶和木聚糖酶對面包特性的影響

錢金圣

（無錫商業(yè)職業(yè)技術學院旅游管理系，江蘇無錫214153）

研究葡萄糖氧化酶(GOD)和木聚糖酶(XY)對面團的發(fā)酵特性[最大發(fā)酵高度（Hm）、持氣率（R）和氣體逸出時間（Tx）]，面包的焙烤品質（面包比容、高徑比）和面包質構（硬度、彈性）的影響。結果表明，添加30 U/100 g GOD的面團Hm、R和Tx分別為空白樣品的1.26、1.05和1.15倍，同時面包比容增加9%，高徑比提高10.6%。添加適量XY亦對面團的各項參數(shù)有改善作用，其中對面包彈性的效果最為明顯。XY和GOD的復合使用具有協(xié)同性，對面包各項參數(shù)的改善效果都優(yōu)于單獨使用。

葡萄糖氧化酶(GOD);木聚糖酶(XY);面包;F3型流變發(fā)酵測定儀;質構

Abstract:The effects of glucose-oxidase （GOD）and xylanase（XY）on the fermentation characteristics[maximum dough height（Hm），gas retention rate（R）and time of gas release（Tx）]of dough，baking qualities（bread specific volume and height－diameter ratio）and texture （hardness and elasticity of bread crumb）of breads were investigated.The results suggested that，when addition of 30 U/100 g GOD to the flour，Hm，R and Tx increased 1.26，1.05 and 1.15 times respectively，the bread specific volume and height－diameter ratio were also improved 9%and 10.6%respectively.Added appropriate amount of XY could improve properties of bread，especially the elasticity of bread crumb.The co－using of the both enzymes resulted in a remarkable increased of bread parameters,higher than used lonely.

Key words：Glucose-oxidase(GOD);xylanase(XY);bread;F3 rheofermentometer;texture analysis

葡萄糖氧化酶(GOD)和木聚糖酶(XY)對面粉的改良作用已得到國內外學者的廣泛認同[1-4]。葡萄糖氧化酶(GOD)屬強筋劑類，它是由黑曲霉發(fā)酵制成，能將葡萄糖氧化生成葡萄糖酸和過氧化氫(H2O2)，后者氧化面筋蛋白中的巰基生成二硫鍵，從而大大改善了面筋的組織結構。戊聚糖酶主要作用于面粉中的不溶性戊聚糖(WUAX)，生成分子鏈較短的可溶性戊聚糖(WEAX)，后者可形成凝膠有助于面團網絡結構的形成。兩種酶復合使用具有協(xié)同增效作用。

F3型流變發(fā)酵測定儀是測定面團發(fā)酵過程流變特性的儀器，測定結果用一根發(fā)酵面團體積曲線和二根二氧化碳氣體曲線來表達，測定指標有面團體積最大值、面團穩(wěn)定時間、二氧化碳產氣量、氣體逸出起始時間、面團二氧化碳逸出量等。利用該儀器可測定添加GOD和XY對面團發(fā)酵速率、產氣速率、面團持氣能力的影響，進而分析研究酶對面團蛋白網絡結構和面包發(fā)酵水平的影響。試驗通過F3型流變發(fā)酵測定儀、面包焙烤試驗和面包的質構分析試驗，系統(tǒng)的研究GOD和XY對面團發(fā)酵特性、焙烤特性和面包芯質構的影響，為兩種酶在面粉中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

葡萄糖氧化酶：“GluzymeMono”，酶活力10000U/g，丹麥諾維信公司；木聚糖酶：“NCBakezymes-77”，酶活力8000 U/g，湖南省尤特爾生化有限公司；精制面包粉：“鵬泰”牌 3450(蛋白質 17.14%，濕面筋 38.22%)，秦皇島鵬泰面粉有限公司；酵母：“梅山”牌，馬利酵母有限公司；食鹽和綿白糖：市售食品級。

1.2 儀器

F3型流變發(fā)酵儀：法國波通公司；粉質儀Farinograph-E：德國Brabender公司；質構儀TAXT 2：英國T A公司；ZZ-20型和面機、YXD-24型發(fā)酵箱、YXD-F90型烤箱：上海-喜食品機械有限公司；面包體積測定儀。

1.3 方法

F3型流變發(fā)酵測定儀所用面團由Brabender粉質儀制成，取200 g面粉，36 g綿白糖，3 g食鹽，4 g酵母在面缸內攪勻，添加一定量的水(表1)，水溫和面缸溫度保持在（28±0.5）℃，加水計時粉質儀揉面5 min。GOD和XY的添加量見表1，所需劑量的酶事先添加到所需水中，充分溶解均勻。取315 g面團用于F3流變發(fā)酵性能測定，砝碼為2000 g，測試溫度（28±0.5）℃，時間180 min，試驗重復3次以上。

表1 酶的添加量和面粉吸水量Table 1 Additive levels of enzymes and water absorptions

面包制作采用快速發(fā)酵法，所用面團配方和酶的添加量與上同，水的添加量恒為62.4%，由和面機制成，攪拌到可以用手拉成膜為止。靜置5 min，分割50.0g/個，醒發(fā)100min，烘烤。醒發(fā)溫度35℃，濕度80%，烘烤溫度上火180℃，下火180℃，烘烤時間7 min。

面包出爐后28℃下冷卻2 h，切割成1 cm的薄片用于質構測定。測定前速度：1.0 mm/s，測定速度：1.0 mm/s，測定后速度：10.0 mm/s，下壓距離：50%，間隔30 s，探頭型號：25 mm，樣品厚度2 cm，試驗重復5次以上。

2 結果與討論

2.1 酶對面團發(fā)酵能力的影響

面團發(fā)酵高度(Hm)是指面團發(fā)酵過程中所能達到的最大高度。Hm反映了CO2的產氣能力和面團的持氣能力，而后者直接反映出面團面筋骨架的強度和面筋網絡的均勻合理性[1]。

按表1試驗方案添加兩種不同量酶，做面團發(fā)酵試驗，結果見圖1。

從圖1可以看出添加15 U/100 g和30 U/100 g GOD都能提高面團的發(fā)酵高度，尤其是發(fā)酵的后期，面團高度仍能保持一定的增長，與空白樣品相比，添加15 U/100 g GOD在發(fā)酵150、180 min時的Hm分別提高7、10 mm，而隨著GOD添加量的提高該效果更加明顯。添加30 U/100 g GOD的Hm在發(fā)酵150、180 min后為空白對照組的1.21、1.26倍。而XY對面團高度的影響效果低于GOD，添加15 U/100 g XY的面團Hm稍有提高，說明適量的添加XY有利于面團網絡的形成，提高了面團的發(fā)酵能力。

合理配比的GOD和XY可以顯著提高面團的強度，面團高度顯著提高，發(fā)酵150 min和180 min時的Hm分別提高17 mm和19 mm，比空白對照組提高了30.4%和32.8%。Hm的大幅度提高體現(xiàn)了GOD和XY的協(xié)同增效性，XY降解WUAX生成的WEAX不僅可以改善面團的彈性，而且在GOD的作用下可生成氧化凝膠，有利于提高面團的筋力。GOD解決了XY所達不到的面筋強度，XY補充了GOD在延伸度方面的不足[2]。

一般來說面團的發(fā)酵分3個階段：如圖2所示，發(fā)酵初期，CO2氣體都保留在面團中，產氣曲線上升迅速達到最高值；發(fā)酵中期，部分CO2從面團中逸出，產氣曲線分離出第二根曲線。L1是產氣曲線，L2是保留在面團內氣體曲線，分離點就是CO2從面團中逸出的開始時間Tx，從此時起面團不再能繼續(xù)保存所產生的全部CO2；發(fā)酵后期，保氣曲線迅速下降，大部分氣體從面團中逸出。

按表1試驗方案添加兩種不同量酶，做面團持氣性試驗。面團的持氣率R指面團持有的氣體體積占持有氣體和逸出氣體的總體積百分比[R=A/（A＋B）×100%]，它直接反映了面團的持氣能力見圖3，圖4。

由圖3可知，GOD的添加顯著改善了面團的持氣性，這與Hm的規(guī)律相同，圖4亦顯示GOD的添加可以延緩CO2的逸出時間，提高面團的持氣性，從而改善面包的體積?？赡艿脑硎?，GOD氧化葡萄糖生成葡萄糖酸內酯和過氧化氫，后者氧化面筋蛋白中的巰基（－SH）形成二硫鍵（－S－S－），從而增強面團的網絡結構[2,4-6]；同時生成的過氧化氫在面粉中過氧化物酶的作用下可產生自由基，催化WEAX中的阿魏酸參與戊聚糖的氧化交聯(lián)反應，促進WEAX氧化凝膠形成較大的網狀結構[3,5,7]，這種凝膠網絡有助于增強面筋的骨架，提高面團的筋力和彈性，進而改善了面團的持氣能力。

圖3表明XY的添加同樣存在過量問題，當XY添加過量后WUAX大量水解，顯著降低了面粉的吸水率，大量的小分子WEAX爭奪面筋蛋白的水，使面團結構惡化，蛋白網絡被部分破壞，持氣能力下降[8]。而適量添加XY有利于面團的持氣性，延長CO2的逸出時間。同時添加適量GOD和XY對面團的持氣率和CO2的逸出時間都有顯著改善，分別比空白組高出7.4%和16.0%，為面包的焙烤提供有利基礎。

2.2 酶對面包品質的影響

按表1試驗方案添加兩種不同量酶，分別做面包品質試驗，結果見圖5、圖6。

如圖5、圖6所示，添加GOD后面包的比容顯著增大，高徑比也得到很大的改善，與空白對照組相比，添加15、30 U/100 g GOD后面包的比容和高徑比分別增大 0.27 cm3/g、0.40 cm3/g、3.9%、10.6%。另外添加GOD有面粉吸水量提高的優(yōu)勢，進一步增加了面包的體積，降低生產成本。XY對面包比容的影響亦小于GOD，添加30 U/100 g XY的面包體積減小，表皮不光滑，面包瓤芯結構變差，這表明WUEX已經過度水解[9]。

圖5和圖6亦顯示出GOD和XY的協(xié)同性，同時添加15 U/100 g XY和30 U/100 g GOD可使面包的比容和高徑比分別提高9.0%和3.2%，這表明面包的網孔結構和外觀形狀都得到較大的改善，結合圖7可知面包的硬度降低，彈性提高，口感和咀嚼性得到改善。由圖6可知GOD對面包的高徑比改善效果明顯，甚至高于兩種酶復合使用的效果，同時試驗發(fā)現(xiàn)添加GOD的面團抗發(fā)酵能力非常強，發(fā)酵4 h后仍能保持較好的形態(tài)，但GOD和XY都不具有溴酸鉀的入爐急漲性[10]，在面包體積和高徑比方面都還有一定的差距。

2.3 酶對面包質構的影響

將按表1試驗方案添加不同量酶所制面包冷卻2h后做面包芯質構試驗。

如圖7所示，添加GOD和適量XY的面包芯硬度下降，其中添加30 U/100 g GOD的面包芯硬度僅為135.7，比空白對照組的硬度低88.8，這主要因為GOD的添加一方面增加了面團的吸水量，另一方面增大了面包的體積，網孔結構更加均勻疏松，使得面包芯的硬度得到改善。XY面包硬度的改善效果相對較小，但面包芯的彈性得到提高，添加15 U/100 g XY的面包芯彈性提高0.024，與GOD復合后改善效果更為顯著，添加15 U/100 g XY和30 U/100 g GOD的面包彈性為0.972，顯著高于空白對照組的0.907，這說明XY的添加改善了面包網孔的均勻度和孔壁厚度，面包瓤芯更為柔軟，口感更為細膩松軟[2]。

3 結論

GOD的添加改善了面包發(fā)酵、焙烤以及質構特性，由F3型流變發(fā)酵測定儀測得，添加15、30 U/100 g GOD可使面團的發(fā)酵高度Hm、持氣率R、CO2逸出時間Tx 3個指標得到改善，XY對面團的發(fā)酵亦有改善作用。15 U/100 g XY和30 U/100 g GOD復配可使面團的Hm、R和Tx增加32.8%、7.4%和16.0%，進一步證明兩者復合使用的優(yōu)越性。

面包的焙烤試驗和質構分析試驗表明，GOD可改善面包的比容、高徑比、面包芯硬度和彈性，總體上改善了面包的外形和口感。添加30 U/100 g GOD的面包比容增加9%，高徑比提高10.6%，同時面包的硬度下降88.8。XY對面包的各項參數(shù)亦有一定的改善作用，最為突出的是XY對面包芯的彈性作用顯著。添加15 U/100 g XY時面包芯彈性提高0.024，其與GOD復合后改善效果更為顯著，添加15 U/100 g XY和30 U/100 g GOD的面包彈性為0.972，顯著高于空白對照組的0.907，面包網孔的均勻度和孔壁厚度，面包瓤芯更為柔軟，口感更為細膩松軟。

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Effect of Glucose Oxidase and Xylanase on Properties of Bread

QIAN Jin-sheng
（Department of Tourism Management，Wuxi Commercial Vocational＆ Technical College，Wuxi 214153，Jiangsu,China）

2009-07-16

錢金圣(1968—)，男（漢），講師,本科，研究方向：中西式面點。