白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物對面條品質(zhì)的影響

蔣詩雨，李力，鄭學玲

（河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南鄭州450001）

麥麩作為小麥加工過程中的副產(chǎn)物，不僅含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、低聚糖和麥麩蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)，而且也是膳食纖維的重要來源。許多研究表明，食用充足的膳食纖維有助于改善腸道健康，降低血脂、膽固醇和患冠心病的風險[1-2]。但是現(xiàn)在麥麩多用于釀酒、飼料等傳統(tǒng)加工，較少用于深加工和高附加值產(chǎn)品，這使得麥麩資源利用程度較低[3]。酶解后的麥麩，膳食纖維含量能夠達到90.43%[4]，因此將酶解后的麥麩稱為麥麩纖維。

白腐菌是迄今為止最有效、最主要的木質(zhì)素降解微生物，它產(chǎn)生的木質(zhì)素分解酶系（木質(zhì)素過氧化物酶、錳過氧化物酶和漆酶）能將纖維素、半纖維素、木質(zhì)素有效轉(zhuǎn)化為CO2和H2O[5]。有研究發(fā)現(xiàn)白腐菌的菌絲能夠憑借其降解木質(zhì)素的能力穿透木材[6]；使用蟲擬蠟菌（Ceriporiopsis subvermispora）處理山毛櫸后發(fā)酵乙醇的得率提高了1.6 倍[7]。這些研究都表明白腐菌具有降解木質(zhì)纖維素的能力。本文使用白腐菌發(fā)酵麥麩纖維，并將發(fā)酵產(chǎn)物添加至面粉中，研究發(fā)酵產(chǎn)物的添加對面絮粒度、面片流變、面片色度及面條蒸煮和質(zhì)構(gòu)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

神象特一粉：鄭州海嘉食品有限公司；麥麩：河南中鶴有限公司；白腐菌：中國科學院微生物研究所。

1.1.2 試劑

α-淀粉酶（酶活40 000 U/g）、堿性蛋白酶（酶活≥200 000 U/g）：北京索萊寶科技公司；馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）、酵母膏：北京奧博星生物技術有限責任公司；乙酸乙酯、氫氧化鈉：天津市天力化學試劑有限公司；葡萄糖、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、硫酸亞鐵、硫酸鎂、氯化鈣：天津科密歐化學試劑有限公司；鹽酸、硫酸銨：洛陽昊華化學試劑有限公司；維生素B1：華中藥業(yè)股份有限公司；土霉素：南京極致水族用品有限公司；所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

HAAKE RS6000 哈克流變儀：德國Thermo Fisher Haake 公司；Satake mini color grader MICGIA 便攜式測色儀：日本佐竹公司；TA-XT 質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable MicroSystems 公司；JHMZ 針式和面機、JMTD 面條機：北京東方孚德試驗儀器有限責任公司；JP-1500B 多功能粉碎機：永康市久品工貿(mào)有限公司；101A-2 電熱鼓風干燥箱：上海試驗儀器廠；SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵：鞏義市予華儀器有限責任公司；JMS-50DX 膠體磨：廊坊市盛通機械有限公司；DM0412S 低速離心機：大龍興創(chuàng)實驗儀器北京有限公司；HZQ-X100 振蕩培養(yǎng)搖床：蘇州培英實驗設備有限公司；SW-CJ 超凈工作臺：上海樹立儀器儀表有限公司；HWS 智能恒溫恒濕箱：浙江愛雪制冷電器有限公司。

1.3 培養(yǎng)基

固體培養(yǎng)基（g/100 mL）：馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）3.7，KH2PO40.25，MgSO40.15，VB10.05，土霉素0.02。

液體培養(yǎng)基（g/100 mL）：葡萄糖 2.0，酵母膏 0.2，KH2PO40.25，MgSO40.15，VB10.05，土霉素0.02。

麥麩纖維降解培養(yǎng)基（g/100 mL）：麥麩纖維5.0，K2HPO40.1，KH2PO40.1，MgSO40.02，F(xiàn)eSO40.005，（NH4）2SO40.2，MnSO40.002，CaCl·22H2O 0.01。

1.4 試驗方法

1.4.1 麥麩纖維的制備

使用高速萬能粉碎機將麥麩磨碎，過40 目篩網(wǎng)；將麥麩與蒸餾水按質(zhì)量比為1 ∶10 的比例混合，使用膠體磨粉碎25 min；干燥后調(diào)節(jié)加水量為1 ∶10（質(zhì)量比），95 ℃蒸煮 30 min；降溫到 50 ℃左右，使用鹽酸將pH 值調(diào)至5.6，并加熱到95 ℃；然后添加淀粉酶（1.5%）并攪拌30 min；降溫至50 ℃左右，使用NaOH將pH 值調(diào)至9.0，攪拌均勻；然后添加堿性蛋白酶（3 %）并攪拌2 h，加熱到100 ℃滅酶；用蒸餾水清洗數(shù)遍，直至洗滌液不渾濁；放入烘箱中，60 ℃直至烘干。

1.4.2 白腐菌的培養(yǎng)

將購買的菌株接種至固體斜面培養(yǎng)基，置于27 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。長出單菌落后，挑選單菌落接種至液體培養(yǎng)基，置于27 ℃，180 r/min 搖床上培養(yǎng)7 d。取2 mL菌液4 000 r/min 離心10 min，棄去上清，用無菌水洗滌菌體3 次，再用2 mL 無菌水重懸菌體，接種至100 mL麥麩纖維降解培養(yǎng)基，置于27 ℃，180 r/min 搖床上培養(yǎng)。

1.4.3 麥麩纖維發(fā)酵產(chǎn)物的提取

取發(fā)酵3 d 和7 d 后的麥麩纖維培養(yǎng)液，5 000 r/min離心20 min 取上清，加入2 倍體積的乙酸乙酯萃取，萃取3 次后合并萃取液，加入5 mL 蒸餾水，使用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在35 ℃，100 r/min 條件下濃縮萃取液至5 mL。

1.4.4 基本組分的測定

水分含量測定具體參照GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》；灰分含量測定參照GB 5009.4-2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》；白度的測定：使用WGB-2008A 智能白度測定儀。

1.4.5 生面條的制作

面條的制作方法參照LS/T 3202-1993《面條用小麥粉》并略有改動。

稱取100 g 面粉→和面（用蒸餾水將面粉含水量調(diào)至35%，針式和面機和面7 min）→面絮醒發(fā)20 min→壓片（壓輥間距2 mm 處合片再壓片5 次，將面片對折，從3 mm 開始繼續(xù)壓片，將面片逐漸壓薄至1 mm，共壓片6 道）→將面片切成2.0 mm 寬的面條備用。

1.4.6 面條的品質(zhì)測定

1.4.6.1 面絮的制備與分級

面絮的制備與分級具體參照文獻[8]，面絮制備：稱取100 g 面粉，將面粉含水量調(diào)至35%[9-11]，和面3 min后，將和面針和器壁上的粉刮下，再和面4 min，不經(jīng)醒發(fā)立即篩分。面絮篩分：選擇篩網(wǎng)的孔徑分別為0.336、0.75、1.5、2、3、4 mm[12]，篩分速度為 50 r/min，篩分時間為60 s。試驗可得到7 種不同粒徑的面絮，分別是d＜0.336 mm、0.336 mm ＜d＜0.75 mm、0.75 mm ＜d＜1.5 mm、1.5 mm ＜d＜2 mm、2 mm ＜d＜3 mm、3 mm ＜d＜4 mm，稱取各個粒徑范圍的面絮質(zhì)量，計算質(zhì)量百分比作為試驗結(jié)果。

1.4.6.2 面片色度測定

用鋁盒按壓5 個面片，疊放在一起，使用便攜式色度計測定面片的色度（CGV*），亮度（L*），紅綠值（a*），黃藍值（b*）。

1.4.6.3 面片流變測定

在線性黏彈區(qū)域內(nèi)，使用哈克流變儀進行頻率掃描試驗，測定面片的彈性模量、黏性模量及損耗因子隨頻率的變化規(guī)律。使用P35TiL 轉(zhuǎn)子，兩板夾距1 mm；平板直徑35 mm；溫度25 ℃；固定應變0.5%；頻率變化范圍 0.1 Hz～10 Hz。

1.4.6.4 面條蒸煮特性測定

面條最佳煮制時間的測定：取20 根長度約22 cm左右的面條置于500 mL 沸水中煮制，從60 s 開始，每隔5 s 撈出一根面條，用載玻片切開面條，觀察面條斷口是否出現(xiàn)白芯，當面條斷口不再出現(xiàn)白芯時即為最佳煮制時間。

面條干物質(zhì)吸水率和蒸煮損失率的測定：取20 根面條，稱重記為m1，置于500 mL 沸水中，煮至最佳煮制時間，迅速撈出，置于200 mL 冷水中冷卻30 s 后，將面條撈出置于濾紙上靜置，充分吸收面條表面的水分，稱重，記為m2。將200 mL 冷水和煮面的水轉(zhuǎn)移到燒杯中，電爐加熱至剩余少許水后，置于105 ℃烘箱中烘干至恒重，記為m3。

式中：W 為面條煮前的水分含量，%；m0為燒杯的重量，g；m1為面條煮前的質(zhì)量，g；m2為面條煮后的質(zhì)量，g；m3為面湯烘干后的質(zhì)量，g。

1.4.6.5 面條的感官特性測定

選取40 根面條，1 000 mL 沸水煮3 min，將面條撈出置于涼水中30 s，撈出分盤。立即進行感官評價。感官評價小組由6 名經(jīng)過訓練的人員組成，評分細則具體參照LS/T 3202-1993《面條用小麥粉》。

1.4.6.6 面條質(zhì)構(gòu)特性的測定

取20 根面條，置于500 mL 沸水中保持沸騰狀態(tài)煮3 min，將面條撈出置于冷水中30 s 后撈出，進行面條質(zhì)構(gòu)特性測定。

面條質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）試驗：質(zhì)構(gòu)儀選用Code HDP/PFS 探頭，測試參數(shù)設定為測試模式：Measure Force in Compression；測前速度：2.0 mm/s；測中速度：0.8 mm/s；測后速度：0.8 mm/s；壓縮程度：75%；負載類型：Auto-5 g；兩次壓縮之間的時間間隔：5 s。以硬度、黏附性、內(nèi)聚性、彈性、黏結(jié)性、回復性和咀嚼性作為TPA 的試驗分析參數(shù)。

面條拉伸試驗：選用Code A/SPR 探頭，測試參數(shù)設定為測試模式：Measure Force in Compression；測前速度：2.0 mm/s；測中速度：2.0 mm/s；測后速度：10 mm/s；負載類型：Auto-5 g。

1.4.7 數(shù)據(jù)處理

每次試驗至少重復2 次，結(jié)果表示為：平均值±標準偏差。采用SPSS 20.0 和Excel 2010 進行數(shù)據(jù)處理和相關性分析，用Origin 8.5 進行圖像分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 神象特一粉基本指標

神象特一粉基本指標：水分13.76%，灰分0.73%，白度75.8。

2.2 麥麩纖維發(fā)酵產(chǎn)物的添加對面條品質(zhì)的影響

2.2.1 對面絮粒度的影響

面絮以一種顆粒匯聚的形式存在，顆粒大小不一。形成面絮時，水分不足以滲透到小麥粉顆粒內(nèi)部，使小麥粉顆粒通過表面部分水化相互聚集成絮狀顆粒，而面粉內(nèi)部并未充分水化，類似面團的黏彈性網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)未形成。未做任何處理的面粉，蛋白質(zhì)和淀粉粒包裹在一起，加水和面后，蛋白質(zhì)形成一個連續(xù)的、不定向的基質(zhì)群，主要是面筋擴展適宜的松散絮狀物[13-15]，所以面絮能夠反應面條的品質(zhì)。將白腐菌發(fā)酵5 g 麥麩纖維的產(chǎn)物添加到神象特一粉中，與未添加產(chǎn)物的樣品做對比，不同粒徑的面絮所占的質(zhì)量百分比如表1 所示。

由表1 可知，添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物后，粒徑d＜0.336 mm 的面絮質(zhì)量百分比降低，粒徑0.336 mm≤d＜0.75mm 和 0.75 mm≤d＜1.5 mm 的面絮質(zhì)量百分比增加，且都有顯著差異。有研究表明，吸水率與小粒徑面絮含量呈正相關，吸水率又與蛋白質(zhì)質(zhì)量呈正相關，而面筋指數(shù)由蛋白質(zhì)質(zhì)量決定，所以小粒徑面絮質(zhì)量百分比的增加有利于提高面條的品質(zhì)[16]?？傮w來說，使用原粉、100 g 原粉+發(fā)酵 3 d 產(chǎn)物、100 g 原粉+發(fā)酵7 d 產(chǎn)物制作的面絮，在粒徑d＜1.5 mm 范圍內(nèi)的質(zhì)量百分比分別為17.5%、68.78%和68.71%，添加發(fā)酵產(chǎn)物后，小粒徑面絮的質(zhì)量百分比明顯升高，且添加3 d 發(fā)酵產(chǎn)物的小粒徑面絮質(zhì)量百分比最高，說明添加發(fā)酵產(chǎn)物可能會改善面條的品質(zhì)。但是添加發(fā)酵3 d產(chǎn)物與添加發(fā)酵7 d 產(chǎn)物制作的面絮，在不同粒徑范圍內(nèi)的質(zhì)量百分比沒有顯著差異。

表1 白腐菌發(fā)酵麥麩纖維產(chǎn)物的添加對面絮粒度的影響Table 1 Effect of the addition of wheat bran fiber product fermented by white rot fungi on dough pieces particle size

2.2.2 對面片色澤的影響

面片是面條加工的物質(zhì)基礎，面片的性質(zhì)直接影響著面條的品質(zhì)。面片色澤是評價面條品質(zhì)的一項重要指標，面粉的灰分、蛋白含量、顆粒大小及多酚氧化酶的活性都會對面片色澤產(chǎn)生一定的影響[11，17-19]。有研究表示，面粉蛋白質(zhì)含量與面片亮度值呈負相關[19]。將白腐菌發(fā)酵5 g 麥麩纖維的產(chǎn)物添加到神象特一粉中，與未添加產(chǎn)物的樣品做對比，面片色澤結(jié)果如表2所示。

表2 白腐菌發(fā)酵麥麩纖維產(chǎn)物的添加對面片色澤的影響Table 2 Effect of the addition of wheat bran fiber product fermented by white rot fungi on the color of dough sheet

由表2 可知，添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物后，隨著發(fā)酵時間的延長，面片的色度值先升高后降低，亮度值先降低后升高，紅綠值和黃藍值逐漸降低。添加發(fā)酵7 d 的產(chǎn)物制作的面片，色度值降低，亮度值升高，改善了面片的色澤。

2.2.3 對面片流變學特性的影響

動態(tài)流變學是用來測定面團黏彈性的重要工具之一[20]，是指在交變力的作用下，樣品所表現(xiàn)的力學相應規(guī)律[21]，即通過測定面團模量的變化來反映面團的黏彈性。儲能模量G'代表物體彈性本質(zhì)，損耗模量G''反應物體受力時阻礙其流動的特性，損耗因子為G''/G'（tanδ）。有研究表明面團的黏彈性在機械加工性能、工藝條件和成品品質(zhì)方面作用顯著[22]。面片的頻率掃描結(jié)果見圖1。

由圖1 可知，面片的儲能模量G'和損耗模量G''均隨頻率的增加逐漸增加，損耗因子tanδ呈先減小后增大的趨勢。添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物后，面片的儲能模量和損耗模量變化不明顯，但由圖1C 可以看出，添加發(fā)酵3 d 的產(chǎn)物后，面片的損耗因子降低，由于損耗因子為G''/G'（tanδ），所以彈性模量增加的速度比黏性模量快，面片的彈性相對升高。添加發(fā)酵7 d 的產(chǎn)物后，面片的損耗因子升高，并且高于原面片的損耗因子，說明黏性模量增加的速度比彈性模量快，面片的彈性相對降低。

圖1 面片的頻率掃描Fig.1 Frequency sweep of dough sheet

2.2.4 對面條蒸煮品質(zhì)及感官評價的影響

面條的吸水率及干物質(zhì)損失率能夠客觀的反應面條的品質(zhì)。具有較好蒸煮品質(zhì)的面條一般具有較高的干物質(zhì)吸水率、較低的干物質(zhì)損失率和最佳煮制時間[23]。將白腐菌發(fā)酵5 g 麥麩纖維的產(chǎn)物添加到神象特一粉中，與未添加產(chǎn)物的樣品做對比，面條的蒸煮特性及感官評價的結(jié)果見表3。

表3 白腐菌發(fā)酵麥麩纖維產(chǎn)物的添加對面條的蒸煮特性及感官評價的影響Table 3 Effect of the addition of wheat bran fiber product fermented by white rot fungi on cooking characteristics and sensory evaluation of noodles

由表3 可知，添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物后，面條的最佳煮制時間沒有顯著差異。隨著發(fā)酵時間的增加，干物質(zhì)吸水率逐漸降低；蒸煮損失率先降低后升高，但都低于使用原粉制作的面條。面條蒸煮過程中，支鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，直鏈淀粉從顆粒中浸出，一個穩(wěn)固的蛋白質(zhì)凝膠淀粉基質(zhì)的形成可以降低蒸煮損失率。說明添加發(fā)酵產(chǎn)物后，可能形成了更加穩(wěn)固的蛋白質(zhì)凝膠淀粉機制。添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物后，感官評價差別不大，其中，100 g 原粉+發(fā)酵3 d 產(chǎn)物與100 g 原粉+發(fā)酵7 d 產(chǎn)物制作的面條，感官評價沒有顯著差異。

2.2.5 對面條質(zhì)構(gòu)拉伸特性的影響

面條的質(zhì)構(gòu)特性可以反映熟面條的品質(zhì)。有研究表明：熟面條的質(zhì)構(gòu)參數(shù)可以代替感官來評價面條的硬度、彈性和筋道感等指標[24]。筋道感與硬度、黏合性、咀嚼性和回復性呈高度正相關；滑口感與硬度、咀嚼性、黏附性和彈性呈負相關[25]。將白腐菌發(fā)酵5 g 麥麩纖維的產(chǎn)物添加到神象特一粉中，與未添加產(chǎn)物的樣品做對比，面條的質(zhì)構(gòu)和拉伸結(jié)果分別見表4 和表5。

由表4 可知，添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物后，隨著發(fā)酵時間的增加，面條的硬度和黏附性先降低后增加，但都沒有顯著差異；彈性和黏結(jié)性先增加后降低，其中彈性變化的結(jié)果與面片流變學的結(jié)果相一致；黏合性、咀嚼性和回復性逐漸降低。

表4 白腐菌發(fā)酵麥麩纖維產(chǎn)物的添加對面條的質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effects of the addition of wheat bran fiber product fermented by white rot fungi on texture characteristics of noodles

表5 白腐菌發(fā)酵麥麩纖維產(chǎn)物的添加對面條拉伸特性的影響Table 5 Effect of the addition of wheat bran fiber product fermented by white rot fungi on the tensile properties of noodles

由表5 可知，添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物后，隨著發(fā)酵時間的增加，面條的拉斷力先增加后降低，且都高于原面條的拉斷力，但沒有顯著差異；拉伸距離先降低后增加，且都低于原面條的拉伸距離，具有顯著差異。

3 結(jié)論

添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物對面絮粒度、面片流變、面片色度及面條蒸煮和質(zhì)構(gòu)都產(chǎn)生一定程度的影響。添加白腐菌發(fā)酵麥麩纖維的產(chǎn)物后，小粒徑面絮（d＜1.5 mm）的質(zhì)量百分比升高；面條的煮制時間沒有顯著差異；蒸煮損失率降低；拉伸距離降低；黏合性、咀嚼性和回復性降低。添加發(fā)酵3 d 的產(chǎn)物與添加發(fā)酵7 d 的產(chǎn)物相比，面絮粒徑?jīng)]有顯著差異；添加發(fā)酵3 d 的產(chǎn)物，面片的彈性相對升高；添加發(fā)酵7 d 的產(chǎn)物，面片的亮度值升高，改善了面片的色澤，彈性相對降低。