麩皮生物改性對(duì)面團(tuán)和面筋蛋白性質(zhì)的影響

張慧娟，張小爽，黃蓮燕，張君慧，王靜，*

（1.北京工商大學(xué)北京食品營(yíng)養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心，北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京100048；2.中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司，北京102209）

小麥麩皮是面粉生產(chǎn)中主要的副產(chǎn)物，約占小麥籽粒的22%～25%。我國(guó)是個(gè)糧食大國(guó)，小麥麩皮價(jià)格低廉，來源廣泛，具有廣闊的開發(fā)前景。小麥麩皮中膳食纖維的含量高達(dá)35%以上[1]，具有加速腸道蠕動(dòng)，增加糞便體積，緩解腸內(nèi)壓的功效，有效改善大便秘結(jié)的[2-3]。目前全谷物潛在的食用價(jià)值已經(jīng)得到證實(shí)，例如全谷物的食用能夠使心血管疾病、肥胖以及某些癌癥等慢性疾病的出現(xiàn)率降低[4-6]?？扇苄陨攀忱w維是存在于自然界中的非纖維性物質(zhì)，具有預(yù)防高血壓和心臟病，掃除體內(nèi)有害的金屬離子，防治糖尿病和膽結(jié)石，降低血清和膽固醇等作用[7-8]。同時(shí)它對(duì)于面制品的品質(zhì)具有良好的改善作用。Collar[9]研究證明，適宜添加可溶性膳食纖維能有效提高面包的體積、感官特性，降低面包硬度。

目前改變麥麩特性的方法主要集中在理化方法、酶解法和發(fā)酵法，其中物理化學(xué)方面包括超高壓、擠壓膨化、超微粉碎等[10]，雖然這些方法在小麥麩皮的物理性質(zhì)方面有一定的改性作用，但是成本高，并且對(duì)于小麥麩皮的營(yíng)養(yǎng)特性影響較小。木聚糖酶能降解麩皮的細(xì)胞壁，水解戊聚糖，使非水溶性戊聚糖降解為水溶性戊聚糖，木聚糖酶水解的阿拉伯木聚糖對(duì)改善面團(tuán)及面包品質(zhì)起到很重要的作用[11]。液體發(fā)酵雖然對(duì)小麥麩皮的物理性質(zhì)有改性作用，還能夠改善其營(yíng)養(yǎng)成分，如酚酸和水溶性戊聚糖（Water-soluble pentosans，WEAX）含量的增加[12]，但水分含量較高，容易滋生其他雜菌，并且后期干燥費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

本研究采用半固態(tài)發(fā)酵和酶解的方式對(duì)麩皮進(jìn)行改性，通過面粉混合實(shí)驗(yàn)儀、二硫鍵、熱重分析儀、掃描電鏡等研究了不同改性麩皮添加量對(duì)面團(tuán)流變學(xué)和熱機(jī)械學(xué)性質(zhì)以及面筋蛋白的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響，以期為全谷物的改性和改性麩皮在面包、面條、饅頭等傳統(tǒng)面制品生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和試劑

小麥麩皮：河北熱河有限公司；活性干酵母、兩菌型酸奶發(fā)酵劑：安琪酵母股份有限公司；木聚糖酶（100 000 U/g，2.5 kg/袋）：上海陸安生物科技有限公司；MRS肉湯（250 g/瓶）、堿性蛋白酶（200 000 U/g，250 g/瓶）：北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；葡萄糖苷酶（100 000 U/mL，100 mL/瓶）：上海麥克林生化科技有限公司；耐熱 α-淀粉酶（40 000 U/g，250 g/瓶）：北京迪朗生化科技有限公司；鹽酸、氫氧化鈉、硫酸、丙酮、冰醋酸、二硫糖醇、二硝基苯甲酸、異丙醇、無水乙醇均為分析純。

1.2 儀器設(shè)備

高速萬能粉碎機(jī)（FW-100）：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；全自動(dòng)高壓滅菌鍋（SX-700）：北京昭天偉業(yè)科技有限公司；普通生化培養(yǎng)箱（SPX-250B-Z）：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)廠；真空冷凍干燥機(jī)（Free Zone?）：美國(guó) LABCONCO 公司；電子天平（JA5003）：上海精密科學(xué)儀器有限公司；和面機(jī)（HM730）：青島漢商電氣有限公司；高速離心機(jī)（CR22N）：HITACH；恒溫振蕩器（SHZ-82A）：常州國(guó)華電器有限公司；馬弗爐（B150）：納博熱（上海）工業(yè)爐有限公司；循環(huán)水式多用真空泵（SHBⅢ）：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；凱氏定氮儀（Kjeltec 8200）：福斯分析儀器公司；Mixolab谷物綜合特性測(cè)定儀（3.01）：法國(guó)Chopin公司；紫外分光光度計(jì)（Cary100）：安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；掃描電子顯微鏡（Nova Nano SEM 450）：美國(guó)FEI公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 小麥麩皮的改性處理

1.3.1.1 試劑制備

發(fā)酵酶解之前將麩皮置于121℃滅菌20 min?？紤]到半固態(tài)發(fā)酵的特點(diǎn)，因此在發(fā)酵過程中保證所有發(fā)酵樣品的水分含量為麩皮∶水=1∶1.5（g/mL）。且所有樣品都是在普通生化培養(yǎng)箱中靜置發(fā)酵。

1）木聚糖酶按照木聚糖酶∶麩皮=0.1∶10（質(zhì)量比）的添加量（依據(jù)木聚糖酶活性添加），用適量水溶解，放置備用。

2）乳酸菌活化將0.1 g乳酸菌粉末接種到50 mL液體MRS培養(yǎng)基上，在37℃培養(yǎng)16 h。而后配重平穩(wěn)，以4 000 r/min離心10 min。去除上清液，沉淀用生理鹽水洗滌兩次，最后將其溶解于50 mL（25 mL，特別指EF組處理）無菌水中，放置備用。

3）活性干酵母直接使用，以酵母菌∶麩皮=1.25∶100（質(zhì)量比）為標(biāo)準(zhǔn)添加。

1.3.1.2 麩皮改性處理

1）E：10 g小麥麩皮與15 mL木聚糖酶溶液混合均勻，并在60℃水解12 h。

2）F：10 g小麥麩皮與10 mL乳酸菌懸浮液、5 mL無菌水以及0.125 g活性干酵母混合均勻，并在25℃發(fā)酵16 h。

3）F+E：2）后加入少量水溶解的木聚糖酶溶液混合均勻，并在60℃普通生化培養(yǎng)箱中水解12 h。

4）E+F：10 g小麥麩皮與10 mL木聚糖酶溶液均勻混合，在60℃普通生化培養(yǎng)箱中水解12 h，然后加入5 mL乳酸菌懸浮液以及0.125 g活性干酵母并混合均勻，在25℃發(fā)酵16 h。

將改性后的小麥麩皮置于-80℃冰箱中冷凍12 h，待樣品完全凍結(jié)后，置于真空冷凍干燥機(jī)中干燥24 h～48 h，然后用高速萬能粉碎機(jī)粉碎5 min，并過80目篩，放置備用。

1.3.2 改性麩皮膳食纖維的測(cè)定

改性麩皮中膳食纖維的含量根據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.88-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測(cè)定》來測(cè)定。

1.3.3 不同添加量改性麩皮的預(yù)混粉的制備

分別稱取對(duì)應(yīng)質(zhì)量的改性麩皮，加入標(biāo)準(zhǔn)面粉配制成改性麩皮含量分別為5%、10%、15%的混合粉于自封袋中充氣并混合均勻，放置備用。純面粉組作為對(duì)照組。

1.3.4 改性麩皮預(yù)混合粉面團(tuán)流變學(xué)和熱機(jī)械學(xué)特性的研究

采用Mixolab谷物綜合特性測(cè)定儀對(duì)改性麩皮預(yù)混合粉面團(tuán)的熱機(jī)械學(xué)特性進(jìn)行研究，分析預(yù)混合粉加水形成面團(tuán)，面團(tuán)受熱糊化以及面團(tuán)冷卻的過程中蛋白質(zhì)的性質(zhì)。儀器的攪拌速率設(shè)置為80 r/min，改性麩皮預(yù)混合粉總質(zhì)量為75 g。按照儀器設(shè)置好的Chopin+協(xié)定，當(dāng)達(dá)到最佳粘稠度時(shí)，最大扭矩為1.1Nm。依據(jù)最大扭矩和預(yù)混合粉中的水分含量加入一定量的水。試驗(yàn)初始溫度為30℃，維持8 min，以4℃/min的速率升溫至90℃，7 min后以相同速率降至50℃，保持5 min。每個(gè)樣品分別做3次平行[13-14]。

試驗(yàn)結(jié)束后，可以得到預(yù)混合粉的Mixolab扭矩值C1-C5和形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、吸水率、粘度崩解值和回生值：

C1（Nm）為在面團(tuán)形成過程中扭矩達(dá)到最高點(diǎn)的值，用來確定吸水率，%；C2為面團(tuán)形成過程中受熱和攪拌的作用時(shí)呈現(xiàn)的扭矩的最低值（Nm），用于研究溫度和機(jī)械作用對(duì)蛋白質(zhì)的弱化；C3為面團(tuán)在加熱糊化時(shí)的最大扭矩（Nm），用于反應(yīng)面團(tuán)的糊化特性；C4為恒溫階段扭矩的最小值（Nm），用于判斷面團(tuán)糊化的熱穩(wěn)定性；C5為降溫到50℃時(shí)的最大扭據(jù)值（Nm），用來確定淀粉的回升值。

1.3.5 面筋蛋白的制備

參照Day[15]的方法稍作修改。稱取100 g預(yù)混合粉放入和面機(jī)中，根據(jù)預(yù)混合粉的不同調(diào)整加水量，揉混5 min，面團(tuán)揉好后需靜置30 min，以便能夠更好的形成面筋蛋白。用去離子水洗滌面團(tuán)，直至洗滌面團(tuán)的清水遇碘不變藍(lán)，剩下的部分就是面筋近蛋白。然后立即把得到的面筋蛋白放入-80℃的冰箱中冷凍12 h，之后將冷凍好的面筋蛋白置于真空冷凍干燥機(jī)干燥24 h～48 h，得到干燥的面筋蛋白，用高速萬能粉碎機(jī)粉碎過80目篩，密封儲(chǔ)存于-4℃冰箱中備用。

1.3.6 巰基、二硫鍵的測(cè)定

測(cè)定方法參考Morel等[16]對(duì)于面筋蛋白巰基二硫鍵的試驗(yàn)方法分別測(cè)定游離巰基和總巰基含量。

游離巰基：準(zhǔn)確稱取40 mg備用的面筋蛋白粉末于離心管中，加5.5 mL Ellman′s試劑混和均勻，然后稱重配平放入離心機(jī)中，以4 800 r/min的速率離心10 min后，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定412 nm處吸光度。

總巰基：稱量30 mg粉碎后的面筋蛋白于離心管中，在60℃條件下，用二硫糖醇還原2 h后，加入3 mL的10 mol/L的冰醋酸丙酮溶液終止反應(yīng)。將離心機(jī)設(shè)置為4℃、6 000 r/min，稱重配平后離心10 min，去除上清液，將沉淀物懸浮于300 μL 100 mmol/L的冰醋酸丙酮溶液，之后用3 mL 10 mol/L的冰醋酸丙酮溶液洗滌，離心重復(fù)3次。取1 mL用Ellman′s試劑溶解，測(cè)定412 nm處吸光度值。

根據(jù) C（mol/L）=A/ε×b，計(jì)算得出總巰基和游離巰基的濃度 C1，C2。

二硫鍵含量為C3（μmol/L）=（C1V1-C2V2）/2M

式中：ε=13 600M-1cm-1，消光系數(shù)；b為比色皿厚度；A為412 nm處吸光度；V1、V2為測(cè)定總巰基和游離巰基液體樣品總體積，mL；M為樣品質(zhì)量，g。

1.3.7 熱重分析

熱重分析（Thermogravimetric Analysis，TGA）參考Nawrocka[17]等的方法。每次稱取約8 mg備用的面筋蛋白粉末進(jìn)行熱重試驗(yàn)，以10℃/min的速率由30℃加熱到900℃，以高純氮?dú)庾鳛檩d體，穩(wěn)定流速為100 mL/min。得到熱失重曲線，并找出600℃時(shí)的失重率，求一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算蛋白樣品的熱降解溫度。

1.3.8 面筋微觀結(jié)構(gòu)的觀察

參照Gómez等[18]的方法稍作修改，用兩把鑷子將樣品塊掰出合適的大小，盡量保證樣品表面平整。將掰好的樣品塊通過導(dǎo)電銀膠粘到直徑5 cm的掃描電鏡樣品臺(tái)上，最后將粘好樣品的樣品臺(tái)放入到噴金儀中進(jìn)行噴金。參數(shù)設(shè)定：電流15 mA；噴金時(shí)間150 s；靶材鉑。處理好的樣品置于電鏡載物腔內(nèi)抽真空，加壓5 kV，放大調(diào)焦觀察并拍照。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果形式以x±s（平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差）表示，采用SPSS statistic17進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，ORIGIN 85軟件作圖，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果的顯著性水平P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改性處理方法對(duì)改性麩皮中膳食纖維含量的影響

不同改性處理方法的麥麩的膳食纖維含量見表1。

表1 不同改性處理方法的麥麩的膳食纖維含量Table 1 Dietary fiber content of wheat bran treated with different modification methods

木聚糖酶可以水解木糖主鏈骨架，內(nèi)切木聚糖酶對(duì)阿拉伯木聚糖結(jié)構(gòu)和功能有顯著影響。它們以隨機(jī)方式攻擊木聚糖骨架，導(dǎo)致其的聚合度降低，釋放低聚物木二糖和木糖[19]。用木聚糖酶處理小麥麩皮可以增加麩皮中可溶性阿拉伯木聚糖含量，將不溶性阿拉伯木聚糖轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄园⒗揪厶?，從而改善面團(tuán)的形成質(zhì)量。酵母菌和乳酸菌發(fā)酵對(duì)麩皮結(jié)構(gòu)和食用性的改善效果明顯，不僅能增加麩皮的營(yíng)養(yǎng)特性，還可以增加可溶性膳食纖維的比例，從而改善面團(tuán)的流變學(xué)特性，改善面團(tuán)形成體積及面制品風(fēng)味和口感[20-21]。在乳酸菌和酵母菌混合發(fā)酵的過程中，由于兩個(gè)菌種間的協(xié)同促進(jìn)作用，以及經(jīng)過乳酸菌與酵母菌混合發(fā)酵后麩皮的pH值更適合木聚糖酶的活性釋放，從而導(dǎo)致麩皮中不溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）含量發(fā)生變化。Coda[22]的研究表明，無論麩皮粒徑大小，經(jīng)過發(fā)酵和酶解雙重處理能夠有效的增加麩皮中可溶性膳食纖維的含量。

從表1中可以看出，經(jīng)過酶解和發(fā)酵雙重處理的麩皮，即E+F/F+E，無論處理順序如何，均導(dǎo)致了總膳食纖維（total dietary fiber，TDF）含量的增加，可能是因?yàn)殡p重作用使得蔗糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)變成了膳食纖維。而可溶性膳食纖維在F+E組達(dá)到最大，約為其它組的2倍～4倍。因此4種改性處理方法中，該組改性效果最為理想，以下將以此組改性方式探究麩皮添加量對(duì)面團(tuán)和面筋的影響。

2.2 預(yù)混粉中改性麩皮含量與面團(tuán)特性的關(guān)系

小麥麩皮添加量對(duì)面團(tuán)熱機(jī)械學(xué)特性的影響見表2。

表2 小麥麩皮添加量對(duì)面團(tuán)熱機(jī)械學(xué)特性的影響Table 2 Effect of wheat bran addition on thermal mechanical properties of dough

由表2可以看出隨著改性麩皮添加量的增加，C2所代表的溫度和機(jī)械作用下面團(tuán)的弱化呈下降趨勢(shì)。分別代表淀粉糊化特征、面團(tuán)糊化熱穩(wěn)定性和面團(tuán)冷卻回升特征的C3、C4、C5，都呈明顯的先減小后增加的趨勢(shì)，即改性麩皮添加量對(duì)面團(tuán)特性產(chǎn)生了不同程度的影響。小麥麩皮添加量對(duì)面團(tuán)熱機(jī)械學(xué)特性的影響見表3。

表3 小麥麩皮添加量對(duì)面團(tuán)熱機(jī)械學(xué)特性的影響Table 3 Effect of wheat bran addition on thermal mechanical properties of dough

改性麩皮的添加量不同，意味著預(yù)混合粉中膳食纖維含量的不同，膳食纖維的含量對(duì)面團(tuán)的流變學(xué)和熱機(jī)械學(xué)特性有顯著影響。從表3中可知，隨著發(fā)酵麩皮添加量的增多，形成時(shí)間和面團(tuán)吸水率呈現(xiàn)出不斷增加的趨向。面團(tuán)形成時(shí)間的增大，表明麥麩添加量的增大使得面團(tuán)的形成需要更長(zhǎng)的時(shí)間?？赡苁且?yàn)辂熎ぴ谂c面筋競(jìng)爭(zhēng)水分的過程中，導(dǎo)致了面筋吸水過程受到影響，從而延長(zhǎng)了形成時(shí)間[23]。面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間在加入5%和10%改性麩皮后與白面組相比有所減小，這與Messia[24]的結(jié)果一致，而15%添加量時(shí)穩(wěn)定時(shí)間又稍有增大，這可能與麩皮中可溶性膳食纖維的含量有關(guān)，可溶性膳食纖維對(duì)改善面團(tuán)的流變學(xué)特性有積極作用，Li[25]等研究了可溶性膳食纖維對(duì)面團(tuán)特性的影響，得出了相同的結(jié)論，可溶性膳食纖維添加量在0.25%～0.50%范圍內(nèi)，面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間隨著添加量的增大逐漸增大。Gomez等[26]也報(bào)道，麩皮的加入增加了面團(tuán)達(dá)到最大稠度的時(shí)間。這種效應(yīng)可歸因于膳食纖維和蛋白相互作用，膳食纖維阻止了蛋白質(zhì)的水合作用。在各種纖維混合小麥粉面團(tuán)的文獻(xiàn)中也報(bào)道了吸水率的增加的數(shù)據(jù)，吸水率與改性麩皮添加量接近正相關(guān)[27]。這是由于膳食纖維有較強(qiáng)的吸水能力，大量的羥基的存在通過氫鍵與水相互作用，導(dǎo)致吸收更多的水[28]。麥麩的加入增大了面團(tuán)的吸水量，促進(jìn)了面團(tuán)中水分的分布。Zhao[21]等對(duì)發(fā)酵改性麩皮的研究中指出可溶性膳食纖維具有更強(qiáng)的吸水能力。但是粘度崩解值和回生值均隨著麥麩含量的增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢(shì)。當(dāng)麩皮添加量在一定比例時(shí)，加入麥麩稀釋面粉中的面筋蛋白的作用大于結(jié)合成網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)的作用時(shí)，會(huì)使面筋結(jié)構(gòu)的連續(xù)性變差，面團(tuán)變得松散，粘度崩解值變小。

2.3 改性麩皮添加量對(duì)巰基和二硫鍵含量的影響

不同麩皮添加量對(duì)游離巰基總巰基及二硫鍵含量的影響見表4。

表4 不同麩皮添加量對(duì)游離巰基總巰基及二硫鍵含量的影響Table 4 Effect of different wheat bran amount on the sulfydryl and disulfide groups of gluten

二硫鍵是維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要的共價(jià)鍵。它是造成蛋白質(zhì)肽鏈的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為緊密的最主要因素。面團(tuán)中的巰基和二硫鍵含量的變化主要是由小麥面筋蛋白中半胱氨酸殘基的巰基化反應(yīng)引起的。Nawrocka等[29]研究發(fā)現(xiàn)，不同種類的膳食纖維的添加對(duì)二硫鍵含量的影響不同。麥麩中的膳食纖維與面筋蛋白形成大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使面筋蛋白結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，巰基和二硫鍵含量增加。但是膳食纖維的強(qiáng)親水性會(huì)影響面團(tuán)的攪拌過程，使小麥面筋蛋白中部分二硫鍵發(fā)生斷裂，從而在一定程度上破壞面筋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致面團(tuán)筋力下降。試驗(yàn)證明，蛋白質(zhì)中的二硫鍵經(jīng)還原反應(yīng)斷裂形成巰基后，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)將變得蓬松分散[30]。從表4中可以看出，隨著發(fā)酵麩皮添加量的增多，面筋蛋白中的二硫鍵含量呈逐漸減小趨向，15%添加量的麩皮組與白面組（0%改性麩皮）相比約減少了6.19%。游離巰基含量先減少后增加的趨勢(shì)?？値€基含量不斷減少且在改性麩皮添加量達(dá)15%時(shí)，明顯減少至103.55 μmol/g，比添加0%發(fā)酵麩皮的面筋蛋白總巰基含量減少11.64%。Zhou等通過將不同含量葡甘露聚糖，即魔芋粉添加到小麥粉中，也導(dǎo)致了二硫鍵含量的減少，與本研究結(jié)果相符[31]。

2.4 熱重分析

不同發(fā)酵麩皮添加量對(duì)面筋蛋白熱力學(xué)性質(zhì)的影響見表5。

表5 不同發(fā)酵麩皮添加量對(duì)面筋蛋白熱力學(xué)性質(zhì)的影響Table 5 Effects of addition different amount of oat bran on the thermodynamic properties of gluten

熱重分析過程大概分為兩個(gè)階段，起始階段（100℃～150℃）主要為水分散失。進(jìn)一步的升溫就涉及到蛋白質(zhì)中S-S，O-N，O-O鍵的斷裂，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的解聚。從表5中可以得出，隨著改性麩皮添加量的不斷增加，600℃的失重率逐漸減小即灰分殘余量逐漸增多，蛋白質(zhì)氨基酸降解率下降，面筋蛋白熱穩(wěn)定性的增大。Nawrocka研究了7種不同的膳食纖維在不同添加量時(shí)對(duì)面筋蛋白的熱穩(wěn)定性的影響[29]，其中涉及到谷物纖維—燕麥，隨著燕麥纖維的添加量的增加，失重率逐漸降低，與本研究結(jié)果相似。根據(jù)Khatkar[32]等人的研究表明熱失重率的降低預(yù)示著面筋網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度的提高。熱降解溫度隨添加量的增加而升高，這可能也與面筋蛋白緊實(shí)和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。該結(jié)果與二硫鍵含量稍有不同，猜測(cè)原因可能是因?yàn)辂滬熤卸嗵腔蛘呱攀忱w維導(dǎo)致面筋失水所致[18]，但目前關(guān)于此二者相關(guān)性的報(bào)道研究較少，具體原因還有待進(jìn)一步研究探討。

2.5 面筋微觀結(jié)構(gòu)的觀察

面筋微觀結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 面筋微觀結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Gluten microstructure diagram

通過掃描電鏡的結(jié)果，可以直觀的觀察面筋的微觀結(jié)構(gòu)。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，與添加5%改性麩皮（圖1B）相比，添加10%改性麩皮的面筋蛋白（圖1C、圖1D）結(jié)構(gòu)愈加粗糙，這與Wang的研究結(jié)果一致[33]。同時(shí)，由于改性能夠使麩皮中可溶性膳食纖維或可溶性阿拉伯木聚糖增多，因此麩皮發(fā)酵改性具有改善面筋持氣性的作用[34]，對(duì)比添加15%改性麩皮組（圖1D）與白面組（圖1A），明顯可以看出麩皮組氣孔直徑有所變大。白面組面筋蛋白結(jié)構(gòu)均勻，孔洞數(shù)量多且深。隨著麩皮的添加量的不斷增加，面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸散落，面筋結(jié)構(gòu)的連續(xù)性變差[35]，單位面積內(nèi)面筋孔洞數(shù)量逐漸減少，孔洞直徑呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，孔洞壁變厚。尤其發(fā)酵麩皮添加量為15%（圖1D）時(shí)，面筋網(wǎng)絡(luò)幾乎無法形成均勻的孔洞，而是粘連在一起的厚的蛋白壁。Wang等研究了冷凍對(duì)面筋結(jié)構(gòu)的影響，得出了一致結(jié)論[36]。分析孔洞壁變厚是因?yàn)槊娼畹鞍自谛纬傻倪^程中與膳食纖維競(jìng)爭(zhēng)水分而失水收縮導(dǎo)致，并且由于面筋蛋白中二硫鍵的斷裂，導(dǎo)致了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的解聚，這與前面表述的二硫鍵變化及熱重分析結(jié)果保持一致。

3 結(jié)論

在4種改性方式中，小麥麩皮先經(jīng)乳酸菌和酵母菌混合發(fā)酵再用木聚糖酶水解處理，得到的改性麩皮中SDF含量最多。隨著改性麩皮添加量的增加，面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和吸水率逐漸增加，崩解值和回生值先增加后減小。面筋蛋白的熱降解溫度逐漸升高，600℃時(shí)的失重率呈減小趨勢(shì)，改性麩皮的添加使面筋蛋白的熱穩(wěn)定性有輕微提高。面筋蛋白中總巰基和二硫鍵含量呈下降趨勢(shì)，游離巰基含量先上升后下降。面筋蛋白的微觀結(jié)構(gòu)變得松散、凌亂，隨添加量的增大，麩皮對(duì)面筋蛋白結(jié)構(gòu)的破壞性增大。綜上所述，改性麩皮的添加量對(duì)面團(tuán)和面筋特性有顯著影響，依據(jù)對(duì)面團(tuán)的不同性質(zhì)的需要應(yīng)選擇適宜添加量，對(duì)于麩皮改性的效果有待進(jìn)一步深入研究，以實(shí)現(xiàn)對(duì)麩皮營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的充分利用。

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