水不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條品質(zhì)的影響

王維石 - 張君慧 - 李 玲 樊銘聰 - 王 立 錢海峰 - 李 言 張 暉 齊希光 -

(1. 江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；2. 中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司，北京 102209) (1. School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China; 2. Nutrition & Health Research Institute, COFCO Corporation, Beijing 102209, China)

水不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條品質(zhì)的影響

王維石1WANGWei-shi1張君慧2ZHANGJun-hui2李 玲1LILing1樊銘聰1FANMing-cong1王 立1WANGLi1錢海峰1QIANHai-feng1李 言1LIYan1張 暉1ZHANGHui1齊希光1QIXi-guang1

(1. 江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；2. 中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司，北京 102209) (1.SchoolofFoodScienceandTechnology,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China; 2.Nutrition&HealthResearchInstitute,COFCOCorporation,Beijing102209,China)

研究水不溶性阿拉伯木聚糖(WUAX)對油條面團及其產(chǎn)品品質(zhì)的影響。結果顯示：隨著WUAX添加量的增加，油條混合粉的持水能力提升，糊化溫度無明顯變化，糊化峰值黏度逐漸降低，從2 222.67 mPa·s降到2 053.00 mPa·s。油條面團的粉質(zhì)特性變化較小，僅吸水率從56.77%增加到64.93%。油條面團拉伸特性的各指標因醒發(fā)時間不同而呈現(xiàn)不同的變化趨勢。通過掃描電鏡觀察，4% WUAX添加量的油條面團無法形成均勻的淀粉顆粒結構。4% WUAX添加量的油條產(chǎn)品比容僅為3.68 cm3/g，比空白組低27.45%；油條產(chǎn)品含水率由27.17%上升到31.74%；硬度是空白組的4倍,油條含油率僅為12.29%，比空白組含油率降低了37.31%。WUAX可用于生產(chǎn)低含油量、高營養(yǎng)價值的油條產(chǎn)品。

水不溶性阿拉伯木聚糖；油條；面團；含油量

油條是中國一種傳統(tǒng)油炸食品，由于歷史悠久，低成本和獨特的味道，在中國食品文化中占有重要地位。作為油炸食品，油條的含油量相對較高(約10%～35%)[1]，因此，許多具有強烈健康意識的消費者則更傾向于一些含油量更低的食品。此外，傳統(tǒng)油條制品中以明礬作為膨松劑，其中的鋁殘留也引起了許多消費者的關注[2]。最近，有許多研究集中在改進低油含量油炸產(chǎn)品的方法。Albert等[3]使用大豆蛋白分離物，乳清蛋白分離物和甲基纖維素來提高油炸谷物產(chǎn)品的營養(yǎng)價值、降低含油量。Wang等[4]將酵母和鹽添加到油條面團中，以降低產(chǎn)物中的丙烯酰胺含量。然而，關于如何通過改變其基本配方來生產(chǎn)更營養(yǎng)健康的油條制品的研究則未有報道。

全麥粉保留麩皮和胚芽，它含有小麥的大部分營養(yǎng)素，包括粗纖維、多種礦物質(zhì)、維生素和必需氨基酸。據(jù)報道[5]全谷物食物的攝入顯著降低了低密度脂蛋白膽固醇和總膽固醇水平。長期攝入全谷物可以延緩慢性疾病，如糖尿病、肥胖和癌癥[6-7]。全麥粉麩皮中最主要的多糖成分是阿拉伯木聚糖，近年來關于水溶性阿拉伯木聚糖對面團及產(chǎn)品影響的研究已逐漸增多，而不溶性的阿拉伯木聚糖由于結構較復雜，對面團及面產(chǎn)品的影響機制已有的報道[8-10]也存在爭議。Noort等[11]認為阿拉伯木聚糖(AX)凝膠有較強的吸水能力，從而抑制了小麥面筋蛋白網(wǎng)狀結構的吸水形成，這兩類大分子之間存在競爭性吸水和水分遷移的現(xiàn)象，是導致全麥面包品質(zhì)差的原因；鄭學玲等[12]認為小麥麩皮經(jīng)堿法提取后變?yōu)榭扇苄缘腁X對面粉品質(zhì)有改善效果。Rouau等[13]則報道，AX對面團可起改良和惡化雙重作用。各學者的研究結果不統(tǒng)一的主要原因是水不溶性阿拉伯木聚糖(WUAX)相比于水溶性阿拉伯木聚糖(WEAX)，結構更復雜，分支更多，對面團的作用更復雜。因此，研究不溶性阿拉伯木聚糖對面團理化指標的影響，有助于探究其對油條面團和油條產(chǎn)品品質(zhì)影響的機制。

本試驗擬研究水不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條混合粉持水性、糊化特性和對面團粉質(zhì)特性、拉伸特性的影響，以及對油條產(chǎn)品比容、含水含油量及質(zhì)構的影響，以期開發(fā)一種低含油量、高營養(yǎng)品質(zhì)的油條制品。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

面粉：中糧面業(yè)有限公司；

不溶性阿拉伯木聚糖(WUAX)：上海遠慕生物科技有限公司；

安琪無鋁油條膨松劑：安琪酵母股份有限公司；

棕櫚油：中糧東海糧油工業(yè)；

小蘇打、食鹽、白糖：市售；

鹽酸、無水乙醚、硫酸等：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 試驗儀器與設備

和面機：5K5SS型，美國KitchenAid公司；

粉質(zhì)拉伸儀：Farincgreph-E型，德國Brabender公司；

快速黏度分析儀：4500型，澳大利亞波通公司；

油炸鍋：DK-18型，廣州帝肯餐飲設備有限公司；

質(zhì)構分析儀：TA-XT型，英國SMS公司；

旋轉流變儀：AR-G2型，美國TA儀器公司；

掃描電子顯微鏡：S-4800型，日本Hitachi公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 油條的基本配方和工藝流程

(1) 基本配方：面粉100 g，膨松劑4.00 g，小蘇打1.20 g，食鹽1.20 g，白糖2.00 g，飲用水55 g。在油條基本配方中分別加入不同量的WUAX (1%，2%，3%，4%)，以不添加為對照組，比較油條混合粉、面團以及油條產(chǎn)品的理化及品質(zhì)指標。

(2) 油條制作工藝：面粉和膨松劑由攪拌機混勻，小蘇打、鹽和糖溶解在水中，然后倒入和面機中和面10 min，以形成面筋網(wǎng)絡結構。疊面后，壓面團2 min，在醒發(fā)箱中(溫度37 ℃，濕度80%)餳面30 min，再壓面團1 min，再在醒發(fā)箱中餳面2 h。然后將面團切成面塊(12.00 cm×2.50 cm×1.40 cm)，在190 ℃下炸制50 s，冷卻至室溫。

1.3.2 測定方法

(1) 混合粉持水率的測定：稱取一定量混合粉，用30 g蒸餾水溶解，振蕩混勻后靜置45 min，室溫下于2 300×g離心25 min，記錄離心后上清液的質(zhì)量。每個樣品測定3次。按式(1)計算持水率。

(1)

式中：

M——樣品持水率，%；

m1——混合粉質(zhì)量，g；

m2——離心后上清液的質(zhì)量，g。

(2) 混合粉糊化特性的測定：利用快速黏度分析儀，測定程序參考GB/T 14490—2008。重復測定3次。

(3) 面團粉質(zhì)與拉伸特性的測定：面團的粉質(zhì)特性測定方法參考GB/T 14614—2006，采用粉質(zhì)拉伸儀測定；拉伸特性測定方法參考GB/T 14615—2006，每個樣品測定3次。

(4) 面團微觀結構分析：分別將添加0%和4% WUAX制得的面團冷凍干燥，取少量干燥后的面團于鋁缽上，用雙面膠固定并在樣品表面鍍金，在掃描電子顯微鏡下觀察面團的微觀結構。每個樣品平行測定3次。

(5) 油條比容的測定：參照文獻[14]。

(6) 油條含水量的測定：采用105 ℃烘干法。

(7) 油條含油量的測定：油條從油鍋中取出后在油鍋邊沿停留10 s，然后在無水乙醚中浸20 s，油條表面的油會洗脫下來，這一部分油則為表面含油量。表面含油量的計算為浸出的油與油條油炸前干基重的比值。結構含油量的測定采用索氏抽提法，計算按照抽提出的脂肪含量與油炸前油條干基重的比值?？偤土縿t是結構含油量與表面含油量的總和。每個樣品平行測定3次。

(8) 油條質(zhì)構的測定：質(zhì)構測定包括全質(zhì)構(TPA)和穿刺力測試，利用TA-XT型質(zhì)構分析儀測定，參考文獻[15]的方法。全質(zhì)構測試程序中選用P/35探頭，把油條切成2 cm進行測試，壓縮前探頭運行速度1 mm/s，中間速度0.8 mm/s，返回速度0.8 mm/s，壓縮比75%，兩次壓縮中間停止時間5 s，主要分析硬度、彈性、內(nèi)聚性、回復性和咀嚼性5個指標。此外，用質(zhì)構儀測試油條的穿刺力，選擇穿刺程序，探頭使用P/2 N，壓縮比選擇85%，其它參數(shù)設定同TPA測試[16]。每個樣品重復測定5次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用平均值±標準偏差表示，運用SPSS軟件對指標進行相關性和顯著性分析，顯著水平設定在5%，用Origin 8.6和Excel對數(shù)據(jù)進行繪圖。

2 結果與討論

2.1 對混合粉持水率的影響

由圖1可知，隨著WUAX添加量的增加，混合粉的持水率快速升高，未添加WUAX油條粉的持水率僅為55.14%，而當WUAX添加量為3%時，混合粉的持水率升高到63.60%，說明WUAX的加入明顯提高了混合粉的吸水能力。與Bonnand-Ducasse等[17]研究WUAX持水率的結果相似，由于WUAX是多糖化合物，同時能與纖維中的其它成分(如木質(zhì)素和纖維素)連接，這些物質(zhì)都含有親水性基團，因此表現(xiàn)出較強的吸水性。

2.2 對油條混合粉糊化特性的影響

由表1可知：隨著WUAX添加量的增加，混合粉的黏度、回升值和衰減值均呈降低的趨勢，而糊化溫度沒有顯著變化。當WUAX添加量4%時，混合粉的峰值黏度和最終黏度分別從2 222.67 mPa·s和2 512.67 mPa·s下降到2 053.00 mPa·s 和2 413.00 mPa·s，衰減值和回升值也分別從1 012.33 mPa·s和1 302.33 mPa·s下降到893.67 mPa·s 和1 253.67 mPa·s。已有的研究[18]表明淀粉的糊化特性取決于淀粉可獲得的水分含量，WUAX的存在會干擾淀粉分子間的交聯(lián)，降低淀粉所獲得的水分，因而會降低淀粉的糊化特性。當混合粉中WUAX添加量提高時，其峰值黏度和最終黏度降低的另一個原因是由于WUAX與糊化的淀粉大分子之間非共價作用而發(fā)生相分離，生物大分子的相分離使得混粉的糊化黏度下降[19]。

圖1 不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條混合粉 持水率的影響Figure 1 Effect of WUAX on the water holding capacity of youtiao mixed flour

2.3 對面團粉質(zhì)特性的影響

由表2可知，隨著WUAX添加量的增加，混合粉的吸水率顯著上升。當WUAX添加量為4%時，混合粉的吸水率上升至64.93%，且每增加1%的WUAX，混合粉的吸水率約升高2%。由于WUAX具有較高的持水能力，在面團的形成階段會影響面筋蛋白的吸水成型，改變面筋蛋白的凝聚條件。同時，WUAX的添加對混合粉的形成時間、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)影響不顯著，可能是WUAX結構更復雜、分支更多，對面團的影響更復雜。Rouau等[20]報道麩皮中阿拉伯木聚糖對面團可起改良和惡化雙重作用。

2.4 對面團拉伸特性的影響

由圖2(a)可知，當醒發(fā)時間為90 min時，WUAX的添加減小了面團的拉伸曲線面積，而在其它醒發(fā)時間下WUAX對面團的拉伸曲線面積影響不顯著。由圖2(b)可知，醒發(fā)時間為45，90 min時，WUAX的添加對面團的延伸度影響不明顯，而當醒發(fā)時間為135 min時，延伸度逐漸降低。由圖2(c)可知，醒發(fā)時間45 min時，WUAX的添加對面團拉伸阻力影響不大，當醒發(fā)時間為90，135 min時，WUAX的添加提高了面團的拉伸阻力。由圖2(d)可知，在相同醒發(fā)時間下，面團的拉伸比例隨著WUAX添加量的增大而增大。Courtin等[21]研究發(fā)現(xiàn)WUAX能增加面團的抗延伸性，得到硬度較高的面團。究其原因是WUAX之間或與麥谷蛋白交聯(lián)阻礙混合粉中面筋蛋白網(wǎng)絡結構的進一步形成，同時能吸附大量水分，而使面筋不能充分吸收水分形成面筋結構和面筋膜層，故降低了面團的延伸性，提高了面團的拉伸阻力[22]。

表1 不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條混合粉糊化特性的影響?Table 1 Effect of WUAX on the pasting properties of youtiao mixed flour (n=3)

? 同列中不同字母表示有顯著性差異(P<0.05)。

表2 不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條面團粉質(zhì)特性的影響?Table 2 Effect of WUAX on the farinographic properties of youtiao dough (n=3)

? 同列中不同字母表示有顯著性差異(P<0.05)。

不同字母表示有顯著性差異(P<0.05)圖2 不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條面團拉伸特性的影響Figure 2 Effect of WUAX on the extensographic properties of youtiao dough

2.5 對面團微觀結構的影響

由圖3(a)可知，未添加WUAX的面團在掃描電鏡中可以觀察到粒徑較為均勻的淀粉顆粒，淀粉顆粒被連續(xù)舒展的面筋網(wǎng)絡結構所包裹。由圖3(b)可知，當WUAX添加量為4%時，面團內(nèi)部不能形成較好的面筋網(wǎng)絡結構，一部分淀粉顆粒裸露出來，面團內(nèi)部連續(xù)的面筋網(wǎng)絡結構遭到弱化。與WUAX可提高面團拉伸阻力和拉伸比例(圖2)的原因一致，均是由于高添加量的WUAX與蛋白質(zhì)競爭性吸水的現(xiàn)象更強，改變了面筋形成所需環(huán)境，蛋白質(zhì)吸水率降低導致蛋白網(wǎng)絡結構的形成受阻，分布不規(guī)則，舒展性降低，并且部分凝聚[23]。WUAX存在于分散的細胞壁碎片中，一方面通過形成物理障礙物阻止面筋蛋白之間的結合，另一方面能與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，從而影響面筋網(wǎng)絡結構的形成。Courtin等[24]認為WUAX阻止面團形成蛋白質(zhì)薄膜，破壞其穩(wěn)定性，也會阻礙蛋白質(zhì)吸水形成薄膜。

圖3 對照組面團和添加4%不溶性阿拉伯木聚糖的 面團微觀結構Figure 3 Microstructure of youtiao dough and dough with 4% WUAX

2.6 對油條比容的影響

由圖4可知，隨著WUAX添加量的提高，油條的比容整體呈降低的趨勢。當WUAX添加量為1%時，油條的比容與空白油條相比變化不顯著。當WUAX的添加量超過2%時，油條的比容降低，且添加量為4%時油條的比容僅為3.68 cm3/g。這是由于在一定加水量條件下，面團的稠度隨WUAX的增加而提高，WUAX通過與蛋白質(zhì)競爭性吸水而抑制其形成均勻舒展的網(wǎng)絡結構，同時也通過阿魏酸與面筋蛋白相互共價連接而形成了局部較大的網(wǎng)絡結構，因而對面筋網(wǎng)絡結構起到雙重影響[25]。

2.7 對油條含水量和含油量的影響

由圖5、6可知，隨著WUAX的添加，油條表面含油量和結構含油量均呈降低的趨勢，總含油量逐漸降低，而含水量逐漸升高。當WUAX添加到4%時，油條的表面含油量從5.97%降低到4.27%，可能是油條的表面積較小，導致油條表面吸附的油量降低。未添加WUAX油條的結構含油量最高(13.69%)。當WUAX添加到4%時，結構含油量降低至8.03%，與空白相比降低了41.34%；油條的總含油量由空白的19.60%下降至12.29%，與空白相比降低了37.30%；而含水量卻提高了16.82%。Li等[26]認為WUAX具有較強的持水性，在油炸過程中能有效降低面團內(nèi)部水分的散失，阻止面團內(nèi)部與外界油的傳質(zhì)過程，減少水分向外蒸發(fā)和油向面團內(nèi)部擴散，這也是油條結構含油量大幅度降低的原因。Wang等[27]認為小麥中不溶性物質(zhì)(如WUAX)具有較強的水分吸附能力，且在氧化劑存在下其具有氧化成膠的性質(zhì)，而膠體的存在能有效降低油炸產(chǎn)品的吸油量。

圖4 不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條比容的影響Figure 4 Effect of WUAX on the specific volume of Youtiao product

2.8 對油條質(zhì)構的影響

由表3可知：隨著WUAX添加量的增加，油條的硬度和咀嚼性呈升高的趨勢，而油條的彈性變化不明顯，油條回復性和內(nèi)聚性的變化無規(guī)律性。在2.4中發(fā)現(xiàn)加入WUAX可以提高油條面團的拉伸阻力和拉伸比例，增加面團的抗延伸性，醒發(fā)后得到硬度較大的面團。由于WUAX的存在，面筋蛋白沒有充分吸水形成均勻舒展的網(wǎng)絡結構。在油炸過程中，淀粉和面筋蛋白會在原來不均勻的形態(tài)下糊化定形。因此，隨著WUAX添加量的增加，油條的硬度會逐漸增高，而比容則會逐漸降低(圖4)。

圖5 不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條含油量的影響Figure 5 Effect of WUAX on the oil content of Youtiao

圖6 不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條含水量的影響Figure 6 Effect of WUAX on the moisture content of Youtiao表3 不溶性阿拉伯木聚糖添加量對油條質(zhì)構特性的影響?Table 3 Effect of WUAX on the texture of Youtiao product (n=3)

WUAX添加量/%硬度/g咀嚼性彈性內(nèi)聚性回復性0655.479±51.129a351.43±31.91a0.9306±0.0257a0.5756±0.0108a0.170±0.004a1709.091±14.838a414.63±21.83a0.8828±0.0513a0.5694±0.0111a0.171±0.003a21044.627±84.683a542.33±61.95a0.9234±0.0169a0.5228±0.0233a0.172±0.016a31719.713±97.831a812.88±33.04a0.8410±0.0272a0.4902±0.0080a0.172±0.002a42400.476±120.052a1008.44±46.32a0.9024±0.0468a0.5198±0.0030a0.173±0.010a

? 同列中不同字母表示有顯著性差異(P<0.05)。

3 結論

本試驗探究了全麥粉中不溶性阿拉伯木聚糖(WUAX)添加量對油條混合粉、面團及其產(chǎn)品品質(zhì)的影響。結果發(fā)現(xiàn)，隨著WUAX添加量的增加，油條混合粉的持水能力提升，糊化溫度無明顯變化，糊化峰值黏度逐漸降低。較高添加量的WUAX對面團的粉質(zhì)、拉伸特性的影響較復雜，當WUAX添加量為4%時，面團的吸水率得到提高，穩(wěn)定時間和形成時間變化不顯著。對于油條產(chǎn)品而言，高含量的WUAX降低了油條的比容，提高了油條的硬度，油條總含油量降低了37.30%，含水量提高了16.80%。本試驗中油條的硬度與含水量均隨著WUAX添加量的增加而升高，但硬度與含水量之間的正相關關系尚存在爭議，需要進一步分析與判斷；此外，本研究未對油炸后WUAX的含量與性質(zhì)進行分析與檢測，希望今后能對其油炸前后的性質(zhì)差異進行研究，以期為不溶性阿拉伯木聚糖在油炸制品中的推廣應用提供參考。

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Effectsofwater-unextractablearabinoxylansonthequalitiesoftraditionalChineseYoutiao

The effects of water-unextractable arabinoxylans (WUAX) on the properties of the dough and the final qualities of traditional Chinese Youtiao were investigated. For Youtiao mixed powder, the water holding capacity had been improved, the change of gelatinization temperature was not significant and peak viscosity fell from 2,222.67 to 2,053.00 mPa·s. The farinographic properties of Youtiao dough was slightly affected by extra WUAX, except that the water absorption increased from 56.77% to 64.93%. The extensographic properties varied complexly at different proofing time. The SEM microstructure of dough showed that the uniform starch granule structure could not be formed in youtiao dough with 4% extra WUAX. The specific volume of Youtiao with 4% WUAX was only 3.68 cm3/g, which was 27.45% lower than that of control. The moisture content increased from 27.17% to 31.74%, and the hardness was almost four times as high as that of the control. Most importantly, the total oil content of Youtiao with 4% WUAX was only 12.29%, which was 37.31% less than the control. Our results suggested that WUAX could be used in Youtiao production to provide a low-fat option with improved nutrition.

water-unextractable arabinoxylans; youtiao; dough; oil content

國家自然科學基金項目(編號：31471617)

王維石，男，江南大學在讀本科生。

王立(1978—)，男，江南大學教授，博士。

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2017—05—03

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.09.039