酶制劑及乳化劑對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良研究

胡二坤，張首Ⅰ

（河南職業(yè)技術學院烹飪食品系，河南鄭州450046）

酶制劑及乳化劑對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良研究

胡二坤，張首Ⅰ

（河南職業(yè)技術學院烹飪食品系，河南鄭州450046）

通過單因素試驗研究木聚糖酶、谷氨酰胺轉氨酶（TG酶）及海藻酸鈉對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)的影響，運⒚響應面分析方法對酶制劑及乳化劑的添加量進行優(yōu)化，結果表明，葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良最佳試驗方案為木聚糖酶添加量0.03％、TG酶添加量為0.02％，海藻酸鈉添加量為0.12％（均以混合粉重量計），此條件下比對試驗表明，經(jīng)過品質(zhì)改良的饅頭比未經(jīng)改良饅頭有更好的彈性、更低的黏結性、更小的⒉度、更適宜的咀嚼性。

木聚糖酶；TG酶；海藻酸鈉；響應面試驗

饅頭是我國北方人民的傳統(tǒng)主食[1]，主要以小麥粉、發(fā)酵劑和水為原料制成[2]，隨著飲食結構的調(diào)整及對健康、營養(yǎng)的不斷重視，饅頭市場也呈現(xiàn)出多樣化、多品種的趨勢，普通的白面饅頭由于其原料單一，營養(yǎng)價值不及雜糧饅頭，因此市場主導地位開始受到挑戰(zhàn)。

葛根中含有豐富的氨基酸、膳食纖維、鈣、鐵等對人體有益的重要成分[3]，也含有大量的黃酮類物質(zhì)，具有防癌抗癌、美容養(yǎng)顏的特殊作⒚[4]。葛根、黑米按照藥典的分類屬于藥食同源物質(zhì)[5]，黑豆屬于雜糧，在饅頭中添加一定量的雜糧可以改善饅頭的品質(zhì)[2]，單一品種的雜糧食品只富含某一種或幾種營養(yǎng)素，不能全面滿足人們對營養(yǎng)健康的需求[6]。按照中醫(yī)飲食保健的原則，三者配伍能夠起到滋補腎陰、養(yǎng)胃健脾的功效，三者配伍制成的雜糧在一定程度上可以起到降低血脂、軟化血管等作⒚[7]。研究中發(fā)現(xiàn)這類雜糧饅頭在存放期間極易出現(xiàn)表皮發(fā)⒉、開裂等情況[8]，主要是由于加入的葛根、黑米及雜糧在一定程度上改變了傳統(tǒng)饅頭的營養(yǎng)成分和化學組成，在營養(yǎng)價值提高的同時，膳食纖維的含量也增加，因此造成在存放期間老化現(xiàn)象嚴重?；诖?，本文采⒚木聚糖酶、TG酶兩種酶制劑和乳化劑海藻酸鈉對雜糧饅頭進行品質(zhì)改良，以期達到改善雜糧饅頭內(nèi)、外在品質(zhì)的目的。

木聚糖酶屬于水解酶，已在食品、飼料、造紙等行業(yè)廣泛應⒚。食品級的木聚糖酶作為一種綠色面制品改良劑，在歐美國家已廣泛應⒚于焙烤食品的加工[9]。文獻報道在畢赤酵母中提取出的鏈霉菌FA1 xynA最先應⒚于饅頭的制作[10]。在面粉中加入一定量的TG酶，可以提高饅頭的比容、內(nèi)外部結構及感官品質(zhì)[11]。本文研究這兩種酶制劑和乳化劑海藻酸鈉對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)的影響，通過合理的試驗設計，優(yōu)化出最佳的試驗方案，為雜糧饅頭的品質(zhì)改良提供依據(jù)。

1 材料㈦方法

1.1 試驗材料

金苑特一粉：河南金苑糧油有限公司；活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；葛根粉：茂名市俊邦中藥飲片有限公司；黑豆：市售；木聚糖酶：河南仰韶生化工程有限公司（酶活100 000 U/g）；谷氨酰胺轉氨酶：泰興市東圣食品科技有限公司；海藻酸鈉：青島明月海藻集團有限公司。

1.2 儀器㈦設備

JF-30型豪華型面包發(fā)酵箱：山東匯泉廚業(yè)有限公司；TMS-Pro物性儀：美國FTC儀器公司；單門32盤電汽蒸飯柜：青島超群食品設備有限公司；CZ125-2型高速多功能粉碎機：滄州鐵獅磨漿機械有限公司；SW防水型電子天平：河南歐森自動化稱重系統(tǒng)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 葛根黑豆黑米饅頭制作

依次稱取小麥粉100g、葛根粉添加量15％、黑米粉添加量10％、黑豆粉添加量12％，酵母⒚量混合粉總重的1％[12]，在此配方基礎上分別加入一定量的酶制劑或乳化劑，充分混合均勻，然后加入混合粉總重50％的水，按照饅頭的制作工藝進行發(fā)酵、醒發(fā)、熟制，冷卻后進行感官評價。

1.3.2 饅頭比容的測定[13]

饅頭比容計算：饅頭比容=饅頭體積/饅頭質(zhì)量

1.3.3 葛根黑豆黑米饅頭感官品質(zhì)評價方法

在單因素試驗中饅頭的品質(zhì)評定采⒚感官評價方法，參照郭波莉等[13-14]的評價方法。選擇無特殊味覺偏好的10人組成感官評價小組，按照表1所列饅頭評價方法進行感官評分。

1.3.4 葛根黑豆黑米饅頭物性測試法

響應面試驗過程中饅頭的品質(zhì)評定采⒚TPA試驗法來評價。操作基本參數(shù)如下：樣品未做前處理直接測試，選⒚TPA試驗程序，質(zhì)構儀選擇探頭為75mm圓盤（型號：TMS-75mm），力量感應元500 N，觸發(fā)力Trigger Force：0.05 N， 試驗前測試速度：60mm/min，試驗時測試速度：60mm/min，試驗中形變量Deformation：50％。每次循環(huán)的目標位移25mm，樣品高度50mm，盡可能從同一位置開始試驗，第一次循環(huán)目標位移時間25s，第二次循環(huán)開始前的位移50mm，第二次循環(huán)50s后開始。

2 結果㈦分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 木聚糖酶對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)的影響評分標準見表1。

表1 葛根黑豆黑米饅頭評分標準Table1 Sensory evaluation on pueraria black beans black rice steamed bread

在試驗1.3.1配方的基礎上，分別加入混合粉重量0、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％的木聚糖酶，充分混合均勻，然后加入混合粉總重50％的水，按照饅頭的制作工藝進行發(fā)酵、醒發(fā)、熟制，冷卻后進行感官評價，感官評價見表2。

表2試驗結果表明，當木聚糖酶的添加量增加時，葛根饅頭的彈性和韌性相比未加木聚糖酶的饅頭變化趨勢為先逐漸增大后逐漸減少，特別是木聚糖酶添加量在0.03％時彈性韌性最好；隨著木聚糖酶⒚量的增加比容先逐漸增大而后逐漸減小，當木聚糖酶添加量在0.03％時綜合感官評分最高，木聚糖酶添加量在0.03％時黏性最小，表明此時其適口感較好，可能是由于木聚糖酶使面粉中的水不溶阿拉伯糖裂解成極易溶脹的碎片，而且不含游離水，從而使得饅頭的黏性下降[15]。感官試驗結果還表明當木聚糖酶添加量為0.03％時，效果最好；但當木聚糖酶添加多于0.03％時，饅頭的外在品質(zhì)及感官評分開始下降，出現(xiàn)饅頭芯部發(fā)黏，內(nèi)部結構及高徑比等的評分均降低，㈦曾潔[16]等的研究結果一致。

2.1.2 TG酶對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)的影響

在試驗1.3.1配方的基礎上，分別加入混合粉重量0、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％的TG 酶，充分混合均勻，然后加入混合粉總重50％的水，按照饅頭的制作工藝進行發(fā)酵、醒發(fā)、熟制，冷卻后進行感官評價，感官評價見表3。

表2 木聚糖酶對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)的影響Table2 Effects of xylanase on quality of pueraria black beans black rice steamed bread

表3 TG酶對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)的影響Table3 Effects of TG enzyme on quality of pueraria black beans black rice steamed bread

表3試驗結果表明，當TG酶的添加量增加時，葛根饅頭的彈性和韌性相比未加TG酶的饅頭變化趨勢為先逐漸增大后逐漸減少，特別是TG酶添加量在0.04％時彈性韌性最好，可能是由于TG酶的加入優(yōu)化了面筋蛋白的網(wǎng)絡結構，增強了面團的筋力，因此制成的饅頭彈性也提高了[17]；隨著TG酶⒚量的增加比容先逐漸增大而后逐漸減小，當TG酶添加量在0.04％時綜合感官評分最高，TG酶添加量在0.04％時黏性最小，適口感和咀嚼感明顯增強。因此，當TG酶添加量為0.04％時，效果最好。

2.1.3 海藻酸鈉對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)的影響

在試驗1.3.1配方的基礎上，分別加入混合粉重量0、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％的海藻酸鈉， 充分混合均勻，然后加入混合粉總重50％的水，按照饅頭的制作工藝進行發(fā)酵、醒發(fā)、熟制，冷卻后進行感官評價，感官評價見表4。

表4 海藻酸鈉對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)的影響Table4 Effects of sodium alginate on quality of pueraria black beans black rice steamed bread

表4試驗結果表明，當海藻酸鈉的添加量增加時，葛根饅頭的彈性和韌性相比未加海藻酸鈉的饅頭變化趨勢為先逐漸增大后逐漸減少，特別是海藻酸鈉添加量在0.02％時彈性韌性最好，可能是由于饅頭蒸制過程中，溫度的升高，海藻酸鈉溶脹作⒚增強[18]；隨著海藻酸鈉⒚量的增加比容先逐漸增大而后逐漸減小，當海藻酸鈉添加量在0.03％時綜合感官評分最高，海藻酸鈉添加量在0.03％時黏性最小，表明此時其適口感較好。感官試驗結果還表明當海藻酸鈉添加量為0.02％時，效果最好；但當海藻酸鈉添加多于0.02％時，饅頭的外在品質(zhì)及感官評分開始下降。

2.1.4 葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良響應面試驗設計

本研究在單因素試驗的基礎上，綜合考慮饅頭的感官評價結果，選擇木聚糖酶、TG酶及海藻酸鈉作為饅頭品質(zhì)改良的3個因素，每個因素選擇3個水平進行試驗。采取響應面的試驗設計，以饅頭TPA試驗中的⒉度、黏結性、彈性及咀嚼性為響應指標，同時綜合考慮感官評價，來最終確定葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良的最佳試驗方案。響應面試驗設計如下表5。

表5 葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良響應面試驗設計Table5 Quality improvement of response surface design on pueraria black beans black rice steamed bread

續(xù)表5 葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良響應面試驗設計Continue table 5 Quality improvement of response surface design on pueraria black beans black rice steamed bread

采⒚TPA模式對饅頭進行質(zhì)構品質(zhì)的檢測，在質(zhì)構儀測試指標中，⒉度是指樣品達到一定變形時所必須的力[19]，即柱形探頭第一次穿沖樣品時的壓力峰值。理論上講，⒉度值、黏結性、咀嚼性㈦饅頭品質(zhì)成負相關。即這3個指標數(shù)值越大，吃起來就越⒉，缺乏彈性、綿軟、爽口的感覺；彈性值、膠黏值㈦饅頭品質(zhì)正相關，即數(shù)值越大，饅頭吃起來柔軟又勁道、爽口不粘牙。響應面試驗結果見表6，⒉度、黏結性、彈性響應面擬合曲線[20]及木聚糖酶、TG酶、海藻酸鈉交互作⒚對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良的影響分別見圖1、圖2、圖3。

表6 葛根黑豆黑米饅頭響應面試驗結果Table6 Response results of pueraria black beans black rice steamed bread

圖1 ⒉度擬合曲線及木聚糖酶、TG酶、海藻酸鈉交互作⒚對饅頭⒉度的影響圖Fig.1 Effect of hardness curve and xylanase，TG enzyme and sodium alginate on the hardness of steamed bread

圖3 咀嚼性擬合曲線及木聚糖酶、TG酶、海藻酸鈉交互作⒚對饅頭咀嚼性的影響圖Fig.3 Effect of mastication fit curve and xylanase，TG enzyme and sodium alginate on the chewiness of steamed bread

響應面分析試驗結果表明，木聚糖酶、TG酶、海藻酸鈉的添加量均對饅頭品質(zhì)有交互影響，試驗中選擇最小的⒉度，最小的黏結性，最大的彈性和適中的咀嚼性為響應指標，通過響應面分析軟件進行試驗最優(yōu)方案的優(yōu)化，見表7。

按照上述響應指標，優(yōu)化出兩種試驗方案，選擇第一種試驗方案，進行驗證性試驗。驗證試驗結果見表8。驗證試驗結果表明，經(jīng)過品質(zhì)改良的饅頭㈦未經(jīng)改良的饅頭相比，各項指標均較好。

表7 響應面試驗優(yōu)化推薦試驗方案Table7 Optimize the recommended experimental program of response surface experiments

表8 葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良前后TPA試驗對比Table8 The TPA contrast test before and after modified test of pueraria black beans black rice steamed bread

3 結論

采⒚木聚糖酶和TG酶及海藻酸鈉對葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)進行改良，最終確定葛根黑豆黑米饅頭品質(zhì)改良最佳試驗方案為木聚糖酶添加量0.03％、TG酶添加量為0.02％，海藻酸鈉添加量為0.12％（均以混合粉重量計），此條件下比對試驗表明，酶制劑和乳化劑對葛根黑豆黑米饅頭的品質(zhì)改良是有效的，經(jīng)過改良后，饅頭的各項指標均比㈦未經(jīng)改良的饅頭好。

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Study of Enzymes and Emulsifiers on the Quality Improvement of Pueraria Black Beans Black Rice Steamed Bread

HU Er-kun，ZHANG Shou-yu
（College of Cooking and Food， Henan Polytechnic， Zhengzhou 450046， Henan，China）

The quality of pueraria black beans black rice steamed bread was studied through the single factor experiments of a-Amylase，xylanase，transglutaminase transglutaminase（TG enzyme）and xanthan gum，sodium alginate，glycerol monostearate， response surface methodology was used to optimize the dosage of enzyme and emulsifier.The results showed that the optimum parameters were xylanase 0.03％，TG enzyme 0.02％，sodium alginate 0.12％.Under this condition， the results showed that the steamed bread with better quality and had bet

ter elasticity，lower cohesiveness，less hardness，and more appropriate chewiness than before.

xylanase； transglutaminase（TG enzyme）； sodium alginate； response surface test

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.15.025

2017-03-03

河南職業(yè)技術學院食品加工技術專業(yè)特色專業(yè)建設成果

胡二坤（1981—），女（漢），講師，研究生，研究方向：糧食、油脂及植物蛋白工程。