親水膠體對發(fā)芽糙米面包品質(zhì)特性的影響

曹 磊 夏 青 宋 玉 陸超群 陶 澍 劉 超

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，安徽 合肥 230031)

親水膠體對發(fā)芽糙米面包品質(zhì)特性的影響

曹 磊 夏 青 宋 玉 陸超群 陶 澍 劉 超

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，安徽 合肥 230031)

研究添加不同濃度的膠體(羥丙基甲基纖維素、海藻酸鈉、黃原膠)對發(fā)芽糙米面包品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，不同膠體對面包的改善作用不同，且不同食品膠適宜添加濃度不同。與未添加膠體的發(fā)芽糙米面包相比，添加2%的羥丙基甲基纖維素，面包比容增大25%，硬度降低35%，彈性增加9.5%，內(nèi)聚性增加9.8%；添加0.1%的海藻酸鈉，面包比容增大19%，硬度降低31%，彈性增加10%；而添加黃原膠，對高含量發(fā)芽糙米面包的品質(zhì)無明顯改善作用。

發(fā)芽糙米；面包；膠體；品質(zhì)特性

隨著現(xiàn)代社會生活節(jié)奏的快速發(fā)展，人們的飲食結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化，面包逐漸成為主食中的一部分。但單純面粉制作的面包已經(jīng)不能滿足消費者對營養(yǎng)健康的需求，因此，研究者致力于調(diào)整面包的制作配方，添加具有生物活性的物質(zhì)，以期改善面包的營養(yǎng)價值。發(fā)芽糙米是將糙米在一定的濕度下進(jìn)行恒溫培養(yǎng)， 經(jīng)水或緩沖液浸泡后，使其胚乳長出幼芽后得到的制品[1]。糙米經(jīng)過發(fā)芽后，其礦質(zhì)元素、維生素、蛋白質(zhì)、活性物質(zhì)含量倍增，抗?fàn)I養(yǎng)元素植酸顯著下降[2-3]。其中的活性物質(zhì)γ-氨基丁酸已被證實具有降血壓[4-5]、降低血固醇[6]、增強(qiáng)肝腎功能[7]、抑制癌細(xì)胞增殖[8-9]，促進(jìn)睡眠和改善記憶力[10]等功能。將發(fā)芽糙米粉添加到面包的制作配方中，雖然可以滿足人們對營養(yǎng)健康的飲食追求，然而發(fā)芽糙米由于不具備面筋蛋白的黏彈特性，因此制作出的高含量發(fā)芽糙米面包品質(zhì)下降，口感不易于消費者接受。國內(nèi)外研究者[11-14]通過添加食品添加劑如親水膠體來改善因缺乏面筋蛋白而導(dǎo)致面包品質(zhì)口感下降的問題。

親水膠體的化學(xué)組成一般為蛋白質(zhì)或天然多糖及其衍生物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)上大多含有親水基團(tuán)，如羥基、羧基等[15]，能夠溶解在水中，并完全水化形成黏稠的溶液。在面制品中添加親水膠體，能加強(qiáng)面筋與淀粉顆粒之間的相互作用，形成更強(qiáng)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以有效提高面團(tuán)的黏度，改變面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性[16-18]。但不同的親水膠體結(jié)構(gòu)組成不同，分子質(zhì)量差異也很大，導(dǎo)致不同親水膠體的親水性、增稠性也各不相同，因此有必要系統(tǒng)地研究不同食品膠對面包品質(zhì)的影響。利用食品膠來改良面制品特性的研究較多[12-13, 16, 18]，但通過食品膠改良以發(fā)芽糙米這類全谷物為原料的食品研究未見報道。本試驗選用的羥丙基甲基纖維素(HPMC)、海藻酸鈉、黃原膠在分類上分別屬于合成類膠、海藻膠、微生物膠。試驗通過研究羥丙基甲基纖維素(HPMC)、海藻酸鈉、黃原膠對改善高含量發(fā)芽糙米面包品質(zhì)的影響，旨在為食用膠應(yīng)用于面筋蛋白含量較低的營養(yǎng)型面包產(chǎn)品中提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

高筋粉：廈門湖頭食品有限公司；

糙米：安徽燕之坊食品有限公司；

羥丙基甲基纖維素(HPMC)：北京鑫達(dá)食品添加劑有限公司；

黃原膠：內(nèi)蒙古阜生物科技有限公司；

海藻酸鈉：青島明月海藻集團(tuán)有限公司；

耐高糖干酵母、黃油、牛奶、白砂糖、食鹽：食品級，市售。

1.1.2 儀器與設(shè)備

電子天平：BT457型，深圳市博途電子科技有限公司；

和面機(jī)：HM740型，青島漢尚電器有限公司；

發(fā)酵箱：WFF-16A型，廣州市泓鋒食品機(jī)械有限公司；

電烤箱：WFC-101D型，廣州市泓鋒食品機(jī)械有限公司；

質(zhì)構(gòu)分析儀：TA.XTPlus型，英國Stable Micro System(SMS)公司；

粉碎機(jī)：FW135型，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 發(fā)芽糙米粉的制備 取同樣礱谷條件下大小基本一致的糙米，清洗潔凈，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的次氯酸鈉溶液浸泡消毒30 min后，用清水洗凈、晾干，待用；將經(jīng)過預(yù)處理的糙米在30℃的水中間歇通氣(通氣速率10 min/h，通氣量60 L/min)下浸泡10 h；臭氧滅菌10 min后，用清水沖洗至無臭氧味，置于恒溫培養(yǎng)箱中，保持35℃水中發(fā)芽22 h，使芽長達(dá)1～2 mm；并在90℃下滅酶20 min，50℃下干燥5 h，得到干燥潔凈的發(fā)芽糙米[19-20]；將發(fā)芽糙米粉碎成粉末，待用。

1.2.2 面包的原料 主要有：高筋面粉、發(fā)芽糙米粉、糖、鹽、雞蛋、牛奶、酵母、黃油、膠體。其中，膠體添加量分別為0.1%～2.0%(以牛奶與雞蛋混合液為基數(shù))。

1.2.3 面包制備的方法

(1) 和面：按1.2.2稱取原輔料，其中高筋面粉與發(fā)芽糙米粉按照6∶4混合(總重量130 g)，加入酵母1.95 g、糖30 g、鹽1 g、黃油15 g，將雞蛋攪拌均勻與牛奶按質(zhì)量比1∶1混合后，取75 g混合液加入混合粉中，混合攪拌和面。

(2) 成型：取出面團(tuán)，用壓片機(jī)將面團(tuán)壓兩次，成長片，用手將面團(tuán)從小端卷起，卷起時盡量壓實以排出氣體，然后將面團(tuán)滾壓數(shù)次，將接縫向下，放在事先涂有食用油的面包聽中。

(3) 醒發(fā)：在溫度35℃，相對濕度85%條件下醒發(fā)130 min。

(4) 烘烤：醒發(fā)結(jié)束后，放入烤箱，在下火溫度為180℃，上火溫度為 200℃條件下烘烤40 min。

1.2.4 面包比容測定 面包冷卻1 h后，用油菜籽置換法測面包體積，并稱得面包質(zhì)量。面包比容按式(1)計算：

(1)

式中：

v——面包比容，mL/g；

V——面包體積，mL；

m——面包質(zhì)量，g。

1.2.5 面包全質(zhì)構(gòu)測定 根據(jù)文獻(xiàn)[21]修改如下：面包在室溫下冷卻2 h后，取面包中心緊鄰部位進(jìn)行切片測試，切成厚度約為1.5 mm的方塊。

TPA測試條件: 探頭為 25 mm的圓柱形平底探頭，測試時探頭的初始測試速度2 mm/s，測后速度為1 mm/s；觸發(fā)力為10 g；收回距離為10 mm；壓縮程度為75%，時間10 s。通過質(zhì)構(gòu)分析計算出面包樣品的硬度、彈性、內(nèi)聚性[22]。

1.2.6 面包感官評定 選取5名食品科學(xué)專業(yè)人員進(jìn)行感官評定。參照GB/T 14611—2008制訂的評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 面包品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation standard of bread

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗重復(fù)測定至少3次，取其平均值，采用SPSS分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，運(yùn)用方差分析法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 膠體對發(fā)芽糙米比容的影響

由圖1可知，純高筋面粉制作的面包比容明顯高于添加40%的發(fā)芽糙米粉的面包比容，表明添加40%的發(fā)芽糙米粉，顯著降低面包比容。為提高面粉中發(fā)芽糙米粉的含量而不降低面包的品質(zhì)，添加0.5%，1.0%，1.5%，2.0%的HPMC、海藻酸鈉以及黃原膠來提高高含量發(fā)芽糙米粉面包的比容。圖1中可見，隨著HPMC添加量的增加，發(fā)芽糙米面包比容逐漸提高；添加海藻酸鈉后，面包的比容先減小，當(dāng)濃度加到2.0%時，面包比容與空白組對比略有增加；添加0.5%的黃原膠后，發(fā)芽糙米面包比容增大，但繼續(xù)增加黃原膠濃度后，發(fā)芽糙米面包與空白組面包比容大小相近，無顯著性差異。

不同字母表示兩組之間存在差異(P<0.05)

2.2 膠體對發(fā)芽糙米面包質(zhì)構(gòu)特性的影響

面包硬度指標(biāo)是指使面包芯達(dá)到一定形變所需的力，是評價面包質(zhì)構(gòu)的主要指標(biāo)，它與面包品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，硬度越大，面包的柔軟度越低，口感越差[23-24]。由圖2可知，對比參照組和空白組，添加發(fā)芽糙米粉后，面包硬度急劇增加。添加HPMC，隨著HPMC濃度的增加，面包硬度逐漸降低，尤其當(dāng)濃度達(dá)到2.0%時，發(fā)芽糙米面包的硬度雖仍高于參照組，但已明顯低于空白組；添加海藻酸鈉后，面包硬度隨著海藻酸鈉濃度的增加而急劇升高；添加黃原膠后，面包的硬度也隨著黃原膠濃度增加而逐漸增大。

彈性是面包經(jīng)過第一次壓縮以后能夠再恢復(fù)原狀的程度，它與面包品質(zhì)呈正相關(guān)，彈性值越大，面包越柔軟有勁道。由圖2可知，添加發(fā)芽糙米粉后，面包彈性顯著性降低。添加HPMC的面包與空白組相比，彈性顯著增加；添加海藻酸鈉后，面包的彈性隨著海藻酸鈉濃度的增加，面包彈性逐漸降低；添加黃原膠后，面包的彈性與空白組未出現(xiàn)顯著性差異。

內(nèi)聚性表示面包經(jīng)過第一次壓縮變形后所表現(xiàn)出來的對第二次壓縮的相對抵抗能力，它與面包品質(zhì)成正相關(guān)，值越大面包口感越好[22-23]。由圖2可知，參照組與空白組的彈性之間存在明顯的差異。當(dāng)添加0.5%～1.5%的HPMC，其內(nèi)聚性與空白組相比未出現(xiàn)差異，但當(dāng)濃度增加到2.0%時，內(nèi)聚性顯著性增大；添加海藻酸鈉后，面包內(nèi)聚性顯然低于空白組；添加黃原膠后，面包內(nèi)聚性與空白組無差異。

綜合上述，可以發(fā)現(xiàn)，加入2.0%的HPMC后，面包的改善效果雖達(dá)不到參照組水平，但對發(fā)芽糙米面包已具有明顯的改良效果，這可能是HPMC具有與淀粉相似的鏈狀結(jié)構(gòu)，且HPMC持水性較好，能將淀粉顆粒粘結(jié)起來而減少淀粉顆粒的流動性，又能將面包碎屑粘結(jié)，提高了面包的結(jié)合力，從而保持面包的水分[25-26]。而加入0.5%～2.0%的海藻酸鈉和黃原膠沒有任何改良效果，反而出現(xiàn)反作用，這可能是由于海藻酸鈉濃度過高，容易發(fā)生自凝現(xiàn)象，使得改良效果變差；高濃度黃原膠含有大量的羰基(COO-)等親水基團(tuán)，吸附面團(tuán)中大量的水分，面團(tuán)因水分不足而變硬，面筋特性變差，導(dǎo)致面團(tuán)在發(fā)酵過程中體積增加不明顯，結(jié)構(gòu)不松軟[23]。

2.3 膠體對發(fā)芽糙米面包感官特性的影響

由圖3可知，添加2.0%的HPMC制作的發(fā)芽糙米面包接受程度最高，其表皮平滑呈現(xiàn)金黃色、氣孔大且較均勻、彈性稍弱、口感較細(xì)膩有面包香味；而添加0.5%～2.0%的海藻酸鈉和黃原膠制作的發(fā)芽糙米面包口感極差，表皮較粗糙呈現(xiàn)紅棕色、氣孔大小不均勻、彈性較差、口感不太細(xì)膩易掉渣。

不同字母表示兩組之間存在差異(P<0.05)

2.4 低濃度海藻酸鈉和黃原膠對發(fā)芽糙米面包比容的影響

由于高濃度(0.5%～2.0%)海藻酸鈉和黃原膠對發(fā)芽糙米面包改良效果較差，因此調(diào)整海藻酸鈉和黃原膠的濃度為0.1%～0.4%，膠體濃度降低，相對吸水率也降低，從而改善加入膠體后面包因失水而導(dǎo)致品質(zhì)下降。低濃度膠體對發(fā)芽糙米面包比容影響見圖4，添加0.1%的海藻酸鈉后，面包比容明顯增大，繼續(xù)增加海藻酸鈉濃度，面包比容與0.1%組未出現(xiàn)差異，而當(dāng)濃度增加到0.4%后，面包比容比0.1%組略有增加；添加0.1%的黃原膠，面包比容與空白組相近，隨著黃原膠濃度的增加，面包比容逐漸增大。

不同字母表示兩組之間存在差異(P<0.05)

2.5 低濃度海藻酸鈉和黃原膠對發(fā)芽糙米面包質(zhì)構(gòu)的影響

由圖5可知，對比空白組，添加海藻酸鈉后明顯降低面包的硬度，改善面包的品質(zhì)，提高了發(fā)芽糙米面包的可接受度；添加0.1%的黃原膠后，面包硬度反而增大，隨著黃原膠濃度的增大面包的硬度降低，但與空白組對比并未有所改善，且明顯高于參照組。添加0.1%的海藻酸鈉，明顯提高了發(fā)芽糙米面包的彈性，但增加海藻酸鈉的濃度，面包彈性并未隨著海藻酸鈉濃度的增加出現(xiàn)顯著性差異；添加0.1%的黃原膠后，面包彈性與空白組相比，彈性值相近，增加黃原膠的濃度，面包彈性與空白組相比，略有增加。添加海藻酸鈉和黃原膠后，面包的內(nèi)聚性與空白組相比，并未有所改變。

通過試驗結(jié)果分析可以發(fā)現(xiàn)，添加0.1%的海藻酸鈉，可以顯著性改善發(fā)芽糙米面包的感官特性，這可能是低濃度海藻酸鈉不會發(fā)生自凝現(xiàn)象，且可以與面筋蛋白相互作用產(chǎn)生更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并能保持發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體，改善面筋的持氣性能，增強(qiáng)面團(tuán)發(fā)酵穩(wěn)定性，使面包比容增大，面團(tuán)柔軟性增強(qiáng)[27-29]。添加黃原膠后，面包比容降低，硬度并未得到改善，可能是添加黃原膠后使面團(tuán)強(qiáng)度過大，結(jié)構(gòu)致密，反而提高了面團(tuán)抗形變能力，不利于發(fā)酵過程中氣泡的延伸，從而使得面包比容減小，硬度升高[25-26]。

2.6 低濃度海藻酸鈉和黃原膠對發(fā)芽糙米面包感官特性的影響

由圖6可知，添加0.1%的海藻酸鈉后對面包感官評價有一定程度改善的作用；相比0.5%～2%的黃原膠，添加0.1%～0.5%的黃原膠對發(fā)芽糙米面包口感雖略有改善，但其改善程度不及低濃度海藻酸鈉和HPMC效果佳。

不同字母表示兩組之間存在差異(P<0.05)

不同字母表示兩組之間存在差異(P<0.05)

3 結(jié)論

本試驗通過添加膠體改善發(fā)芽糙米含量較高時導(dǎo)致其制成的面包口感差的問題。研究結(jié)果表明，未添加膠體的高含量發(fā)芽糙米粉面包與純面粉面包相比，比容小，結(jié)構(gòu)緊密，硬度大，彈性較差；添加2%的HPMC和0.1%的海藻酸鈉后可改善面包的品質(zhì)，發(fā)芽糙米面包比容增大，結(jié)構(gòu)松軟，硬度降低，彈性增大；感官綜合品質(zhì)提高，而黃原膠對面包未起到改良的作用。 其中添加2%的羥丙基甲基纖維素，發(fā)芽糙米面包與未添加膠體的發(fā)芽糙米面包相對比，比容增大25%，硬度降低35%，彈性增加9.5%，內(nèi)聚性增加9.8%；添加0.1%的海藻酸鈉，發(fā)芽糙米面包比容增大19%，硬度降低31%，彈性增加10%。本試驗從面包常用的比容、質(zhì)構(gòu)、感官等指標(biāo)考察了親水性膠體對發(fā)芽糙米面包品質(zhì)的影響，而親水性膠體對面包發(fā)酵過程中酵母以及面包微觀結(jié)構(gòu)影響未做探討，后續(xù)將通過電鏡掃描等手段觀察添加親水膠體后原料微觀結(jié)構(gòu)的變化，為親水性膠體改善發(fā)芽糙米面包品質(zhì)提供更全面數(shù)據(jù)支持。

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The effect of different hydrolloids on the quality of the germinated brown rice bread

CAO LeiXIAQingSONGYuLUChao-qunTAOShuLIUChao

(InstituteofAgro-productsProcessing,AnhuiAcademyofAgriculturalSciences,Hefei,Anhui230031,China)

The effect of different hydrolloids on quality of the germinated brown rice (GBR) bread was investigated in this study, by adding different content of hydroxy propyl methyl cellulose, sodium alginate and xanthan gum. The results showed that different hydrolloids had different effects and suitable adding concentration on the bread. Compared with the GBR bread without any hydrolloids, the specific volume of bread increased by 25%, whereas its hardness decreased by 35%. However, the springiness and the cohesiveness increased by 9.5% and 9.8%, respectively, when added with 2% hydroxy propyl methyl cellulose in the bread. After adding 0.1% sodium alginate, the specific volume and the springiness of bread increased by 19% and 10% respectively, while the hardness decreased by 31%. However, the xanthan gum could not improve the quality of the GBR bread.

germinated brown rice; bread; hydrocolloids; quality characteristic

安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院學(xué)科建設(shè)項目(編號：16A1236)；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(編號：14C1206)

曹磊，男，安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所助理研究員，碩士。

劉超(1963-)，男，安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所研究員。E-mail:hfliuchao@tom.com

2016-10-26

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.01.039