宣木瓜提取物在面包中的應(yīng)用初探

江彤，李凱軒，馬意龍，孫思琪，魏兆軍，商亞芳

1.合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院（合肥 230009）；2.安徽焦甜香生物科技有限公司（宣城 242000）

宣木瓜（Chaenomeles speciosa）屬薔薇科植物貼梗海棠的干燥近成熟果實(shí)，含有豐富的木瓜多糖、有機(jī)酸、果膠、黃酮、蛋白酶等活性成分，具有保肝、緩解胃腸痙攣、祛風(fēng)除濕、延緩衰老、抑菌等功效[1-3]。宣木瓜作為一種藥食同源植物，已被證實(shí)具有抑菌效果，且提取物中含有多糖、三萜、多酚、有機(jī)酸等多種活性成分，藥食兩用價(jià)值高，能夠有效增強(qiáng)機(jī)體免疫力，具有抗氧化、抗炎、抗癌等生理活性[1]。

面包是典型的發(fā)酵型烘焙產(chǎn)品，已成為中國消費(fèi)者的主要消費(fèi)產(chǎn)品之一。面包營養(yǎng)物質(zhì)豐富，水分較高，在貯存及銷售的過程中容易滋生微生物，發(fā)生腐敗變質(zhì)現(xiàn)象[4]。防腐劑可延緩面包的霉變，延長面包的保質(zhì)期，向面包中添加防腐劑是常見的面包保鮮、保質(zhì)手段[5]。山梨酸鉀、脫氫乙酸鈉、丙酸鈣等化學(xué)防腐劑在面包中的應(yīng)用較為廣泛[6]。然而，隨著消費(fèi)者對食品安全的日益關(guān)注，化學(xué)合成防腐劑對健康的影響正在影響消費(fèi)者對烘焙產(chǎn)品的選擇。與此同時，天然抑菌物質(zhì)在面包中的應(yīng)用逐漸受到重視。

試驗(yàn)利用藥食同源植物宣木瓜的提取物，與天然防腐劑那他霉素、聚賴氨酸進(jìn)行復(fù)配，獲得延長面包保質(zhì)期的最佳復(fù)配條件，在最佳復(fù)合天然防腐劑配方條件下，對面包進(jìn)行感官評定及質(zhì)構(gòu)分析，并對面包中的多糖、三萜含量及抗氧化活性進(jìn)行測試，旨在研究復(fù)合天然防腐劑在面包保鮮防腐中的應(yīng)用，為面包產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

高筋小麥粉（濰坊風(fēng)箏面粉有限公司）；酵母、面包改良劑（安琪酵母有限公司）；食鹽、白砂糖、黃油、雞蛋（宣城市大潤發(fā)超市）。

葡萄糖、苯酚、濃硫酸、過硫酸鉀、齊墩果酸、香草醛、冰醋酸（分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

KT-RD-12HA面粉發(fā)酵箱（廣東省龍涌工業(yè)有限公司）；EPOCH2酶標(biāo)儀（美國Bio-Tek Instruments）；TA XT Plus質(zhì)構(gòu)儀（美國Stable Micro System）；電烤箱KWS1530X-H7R（廣東格蘭仕微波制造有限公司）；FA 1004 B電子天平（上海越平科學(xué)儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 面包的制作

使用電子天平準(zhǔn)確稱取100 g高筋面粉、20 g白砂糖、50 g水、1 g食鹽、2.50 g酵母、0.25 g面包改良劑、10 g食用黃油，宣木瓜提取物按照表1進(jìn)行添加。將食用鹽、白砂糖、酵母、宣木瓜提取物加入溫水中，充分?jǐn)嚢杈鶆?。將面包改良劑加入面粉?dāng)中，充分?jǐn)嚢杈鶆?。把混合好的白砂糖等加入面粉中，開始揉制。面團(tuán)揉制，采用“揉”“按”“摔”的手法對面團(tuán)進(jìn)行揉制，待面團(tuán)成團(tuán)后，加入黃油繼續(xù)揉制。揉制時間30 min左右，檢查面團(tuán)是否可以拉扯成手套膜為結(jié)束標(biāo)志[3]。待面團(tuán)揉制好之后，等量分塊，整形搓圓，放入醒發(fā)箱，醒發(fā)箱內(nèi)溫度30 ℃左右，濕度60%～70%，發(fā)酵40 min左右，待體積至原來的2～2.5倍即可發(fā)酵成功。將發(fā)酵好的面團(tuán)放入烤箱中，上火溫度220 ℃，下火溫度150 ℃，時間40 min[7]。在成品面包表面噴灑聚賴氨酸和那他霉素溶液[8]。

表1 復(fù)合天然防腐劑配方正交試驗(yàn)因素水平表

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2.1 宣木瓜添加量對面包發(fā)霉時間及程度的影響

以高筋面粉100 g、白砂糖20 g、水50 g、食鹽1 g、酵母2.50 g、面包改良劑0.25 g、食用黃油10 g為面包的基礎(chǔ)配方。調(diào)整宣木瓜添加量（0，3.5，7.0，10.5和14.0 g/100 g面粉），放入恒溫恒濕箱，室溫17℃、濕度50%，觀察面包長霉情況并記錄[9]。記錄結(jié)果：“-”表示明無霉菌菌落，“+”表示1～3個霉菌菌落，“++”表示4～6個霉菌菌落，“+++”表示7～9個霉菌菌落，“++++”表示10個上的霉菌菌落。

1.3.2.2 聚賴氨酸濃度對面包發(fā)霉時間及程度的影響

以高筋面粉100 g、白砂糖20 g、水50 g、食鹽1 g、酵母2.50 g、面包改良劑0.25 g、食用黃油10 g為面包的基礎(chǔ)配方。國標(biāo)規(guī)定聚賴氨酸溶液適合配制的濃度100～500 mg/L，調(diào)整聚賴氨酸濃度（0，210，310，410和510 mg/L），放入恒溫恒濕箱，室溫17 ℃、濕度50%，觀察面包長霉情況并記錄。記錄結(jié)果方式同1.3.2.1小節(jié)。

1.3.2.3 那他霉素濃度對面包發(fā)霉時間及程度的影響

以高筋面粉100 g、白砂糖20 g、水50 g、食鹽1 g、酵母2.50 g、面包改良劑0.25 g、食用黃油10 g為面包的基礎(chǔ)配方。國標(biāo)推薦納他霉素溶液適合在面包中使用濃度300～500 mg/L，調(diào)整那他霉素濃度（0，310，360，410和460 mg/L），放入恒溫恒濕箱，室溫17 ℃、濕度50%，觀察面包長霉情況并記錄。記錄結(jié)果方式同1.3.2.1小節(jié)。

1.3.3 優(yōu)化天然防腐劑復(fù)合配方正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以宣木瓜提取物添加量、聚賴氨酸濃度、那他霉素濃度為自變量，以面包發(fā)霉率為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)三因素三水平的正交法進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，確定最佳配方組合。正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見表1。

1.3.4 指標(biāo)測定

1.3.4.1 面包發(fā)霉率的測定

將面包放入恒溫恒濕箱內(nèi)，設(shè)置溫度20 ℃、濕度70%，觀察第9天面包長霉情況并記錄。

1.3.4.2 最佳復(fù)配條件下的面包的質(zhì)構(gòu)測定

在面包樣品一端切除1～2片厚度12.5 mm的面包片，依次切出3片厚度25 mm的面包片作為測試樣品，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定[10]。探頭型號P1R。測試參數(shù)：測前速度1 mm/s、測試和測后速度均為2 mm/s，壓縮程度50%，感應(yīng)力5 g，停留時間5 s。測定指標(biāo)包括測定指標(biāo)包括硬度、彈性、咀嚼度、回復(fù)性、內(nèi)聚力、黏性等[11]。

1.3.4.3 最佳復(fù)配條件下面包的感官評定

面包感官評價(jià)指標(biāo)參照GB/T 20981—2007《面包》進(jìn)行評定，評定指標(biāo)包括面包形狀、包心色澤、紋理結(jié)構(gòu)、彈柔性及口感風(fēng)味。

1.3.4.4 最佳復(fù)配條件下面包中多糖含量測定

采用苯酚-濃硫酸方法[12]測定面包提取液中多糖含量。將面包樣品烘干至恒重（55 ℃），粉碎成粉末。采用乙醇和水作為提取溶劑，即樣品粉末（4 g）加入20 mL 80%（體積分?jǐn)?shù)）乙醇溶液，在室溫避光振搖5 h進(jìn)行提取，過濾取上清液即為面包提取液。取宣木瓜面包提取液、普通面包提取液各0.05 mL于試管中，取蒸餾水補(bǔ)至2 mL。每個試管分別加入1 mL 6%苯酚試劑，迅速加入5 mL濃硫酸，將試管搖勻，室溫下靜置5 min，沸水浴中加熱30 min，迅速冷卻至室溫，在波長490 nm處測定吸光度，在酶標(biāo)板上每個樣品平行測定3次，每次加入100 μL。以葡萄糖作為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程y=2.733 3x-0.009 3，其中y為吸光度，x為葡萄糖濃度mg/mL，相關(guān)系數(shù)R2=0.997 1。樣品中多糖含量以葡萄糖當(dāng)量表示，即g葡萄糖/100 g面包表示。

1.3.4.5 最佳復(fù)配條件下面包中三萜含量測定

采用香草醛-冰醋酸方法[13]測定面包提取物中的三萜類化合物含量。取0.05 mL 1.3.4.4小節(jié)中面包提取液至試管中（重復(fù)3次），于100 ℃水浴鍋中揮發(fā)除去溶液。向試管中加入0.5 mL 5%香草醛-冰醋酸溶液，隨即迅速加入5 mL 72%的濃硫酸，搖勻。將試管在65℃恒溫水浴鍋加熱20 min，在冰水中靜置5 min。在波長532 nm處測吸光度。以齊墩果酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程y=279.03x+0.054 9，其中y為吸光度，x為齊墩果酸（mg），相關(guān)系數(shù)R2=0.993。樣品中三萜含量以齊墩果酸當(dāng)量表示，即齊墩果酸mg/100 g面包表示。

1.3.4.6 最佳復(fù)配條件下面包的抗氧化活性

采用ABTS法[14]測定面包提取液的抗氧化活性。取1.3.4.4中面包提取液，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾，待用。取100 mL蒸餾水充分溶解33 mg ABTS和28.4 mg過硫酸鉀，置于暗處充分反應(yīng)16 h后使用。取20 μL的面包過濾液液于96孔板中，補(bǔ)加60 μL蒸餾水，加入100 μL ABTS溶液，暗處反應(yīng)5 min，用酶標(biāo)儀于734 nm處讀數(shù)。計(jì)算面包提取液清除ABTS自由基的IC50，以維生素C為標(biāo)準(zhǔn)品，并測定其IC50，自由基清除率50%時，每100 g面包中含有抗氧化活性物質(zhì)的維生素C當(dāng)量（mg VC/100 g面包）表示抗氧化活性。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2013和Design-Expert 8.0.6軟件分析處理數(shù)據(jù)。使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 宣木瓜提取物添加量對面包保質(zhì)期的影響

宣木瓜提取物添加量對面包發(fā)霉率的影響見表2。隨著宣木瓜提取物添加量增加，面包表面出現(xiàn)霉菌菌落的時間推遲，前5 d的貯藏期內(nèi)，添加宣木瓜提取物的面包表面均未出現(xiàn)霉菌菌落，說明添加宣木瓜提取物有利于抑制貯藏期間面包的腐敗現(xiàn)象。但宣木瓜提取物添加量7%時，面包口味苦、澀，嚴(yán)重影響感官品質(zhì)。宣木瓜中含有豐富的有機(jī)酸及單寧，添加量過多會影響面包的口感，其添加量控制在4%范圍以內(nèi)時，不會對口感產(chǎn)生不良影響[15]。綜合試驗(yàn)結(jié)果和口感因素，選擇宣木瓜提取物添加量0.46，0.92和1.38 g/100 g面粉進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

表2 宣木瓜提取物添加量對面包發(fā)霉率的影響

2.1.2 聚賴氨酸對面包保質(zhì)期的影響

聚賴氨酸濃度對面包發(fā)霉率的影響見表3。隨著聚賴氨酸濃度的增加，面包表面出現(xiàn)霉菌菌落的時間推遲。聚賴氨酸濃度210和310 mg/L時，在前5 d的貯藏期內(nèi)均未長出霉菌，濃度410 mg/L時，能保持6 d不發(fā)生霉變。綜合試驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益，選擇聚賴氨酸濃度400，410和420 mg/L進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

表3 聚賴氨酸濃度對面包發(fā)霉率的影響

2.1.3 那他霉素對面包保質(zhì)期的影響

那他霉素濃度對面包發(fā)霉率的影響見表4。隨著那他霉素濃度的增加，面包表面出現(xiàn)霉菌菌落的時間推遲。那他霉素濃度310 mg/L時，能保持5 d不發(fā)生霉變，濃度為360和410 mg/L時，在前6 d的貯藏期內(nèi)均未長出霉菌。綜合試驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益，選擇那他霉素濃度350，360和370 mg/L進(jìn)行后續(xù)正交試驗(yàn)。

表4 那他霉素濃度對面包發(fā)霉率的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇宣木瓜提取物添加量（A）、聚賴氨酸濃度（B）、那他霉素濃度（C）3個因素，以面包發(fā)霉率為評價(jià)指標(biāo)，采用L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對復(fù)配天然防腐劑添加量進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見表5。

表5 復(fù)合天然防腐劑配方正交分析結(jié)果

比較極差R值大小，可以看出各因素對面包發(fā)霉率的主次順序A＞B＞C，即宣木瓜提取物添加量對結(jié)果影響最大，其次是聚賴氨酸濃度，那他霉素濃度對結(jié)果影響最小。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果分析，得到的最優(yōu)配方為A2B3C2，正交表中有該組合，無需對此驗(yàn)證。綜上所得，試驗(yàn)得出的最優(yōu)配方：宣木瓜提取物1.38 g/100 g面粉、聚賴氨酸420 mg/L、那他霉素360 mg/L。

2.3 面包物性分析及感官評定

食用品質(zhì)主要通過質(zhì)構(gòu)特性反映，如硬度、彈性、咀嚼性、脆性和黏性等[16]。經(jīng)過大量試驗(yàn)確定，彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性與面包品質(zhì)正相關(guān)[17]，即數(shù)值越大，面包吃起來柔軟、筋道、爽口不粘牙；而硬度、膠黏性和咀嚼性與面包品質(zhì)負(fù)相關(guān)，即3項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值越大，面包吃起來就越硬，缺乏彈性、綿軟口感。由表6可以看出，添加宣木瓜植物提取物的面包與對照組面包相比，面包的硬度、彈性、咀嚼度有所降低，內(nèi)聚力、黏性、回復(fù)性有所提高。這可能與其中豐富的多糖含量有關(guān)，多糖能夠增加面包的持水性，持水性強(qiáng)在一定程度上延緩面包的老化，減小面包的硬度，增大面包的回復(fù)性及黏性[18-19]。而彈性的降低可能由于面包結(jié)構(gòu)配置的內(nèi)部框架和基質(zhì)中氣泡的數(shù)量減少，而基質(zhì)是由蛋白質(zhì)聚集體組成的致密基質(zhì)。在面包致密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基質(zhì)中，淀粉顆粒以膠質(zhì)化的形式嵌入糖和脂類[20-21]。添加宣木瓜提取物的面包內(nèi)聚性變大，表明面包保持自身完整性的能力變強(qiáng)[22]。結(jié)果表明，宣木瓜提取物的添加能夠在一定程度上改善面包的品質(zhì)。在復(fù)配條件下制作的面包，經(jīng)感官評定后發(fā)現(xiàn)，藥食同源提取物的添加，并未改變面包的形狀、紋理結(jié)構(gòu)、彈柔性，但增加面包的特有風(fēng)味，如添加宣木瓜提取物的面包具有淡淡的宣木瓜的酸及清新氣味，面包內(nèi)部色澤變化不大。

表6 面包質(zhì)構(gòu)結(jié)果

2.4 面包中活性成分測定

在面包的加工生產(chǎn)過程中，常會加入抗氧化劑來改善面包品質(zhì)。這是因?yàn)樵诩庸み^程中的機(jī)械作用和發(fā)酵過程中出現(xiàn)的氣泡進(jìn)一步膨脹會使面包內(nèi)的二硫鍵斷裂，導(dǎo)致面包緊實(shí)致密的結(jié)構(gòu)被破壞，從而降低面包品質(zhì)[23]。而抗氧化劑則可以使斷裂的巰基鍵重新結(jié)合生成二硫鍵，所以面包的抗氧化活性也是其烘焙品質(zhì)的體現(xiàn)之一[20]。由表7可知，添加宣木瓜提取物使面包抗氧化活性由14.32 mg VC/100 g面包提高至26.97 mg VC/100 g。面包的抗氧化活性有所增加，可能與宣木瓜提取物中的多酚等抗氧化活性化合物有關(guān)。另外，由于宣木瓜提取物中含有豐富的多糖，而木瓜多糖及有機(jī)酸具有抗感染、鎮(zhèn)痛等功效[24]，同時，其中的齊墩果酸和熊果酸含量較其他木瓜含量高，具有抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力等功效[25]。試驗(yàn)結(jié)果表明，宣木瓜提取物的添加，使得面包中多糖含量從9.04 g/100 g面包增加到10.02 g/100 g面包，三萜含量由11.97 mg齊墩果酸/100 g面包增加到14.55 mg齊墩果酸/100 g面包。因此，最佳復(fù)配條件下的面包，在保證口感和延長面包保質(zhì)期的同時，能夠有效提高面包中活性成分含量，提高面包的功能性。

表7 面包中活性成分含量

3 結(jié)論

將藥食同源植物作為面包配料應(yīng)用于面包的生產(chǎn)制作中，可以改善面包品質(zhì)，為消費(fèi)者提供一種方便快捷的健康食品。通過L9(33)正交試驗(yàn)確定最佳復(fù)合天然防腐劑配方，宣木瓜提取物與聚賴氨酸、那他霉素進(jìn)行復(fù)配時，最佳條件為宣木瓜提取物1.38 g/100 g面粉、聚賴氨酸420 mg/L、那他霉素360 mg/L。對添加宣木瓜提取物面包的感官品質(zhì)評定、物性指標(biāo)的測定及活性有效成分進(jìn)行分析，其多糖含量達(dá)到10.02 g/100 g，三萜含量達(dá)到14.55 mg齊墩果酸/100 g，抗氧化活性達(dá)到26.97 mg VC/100 g。宣木瓜提取物的添加在延長面包保質(zhì)期的同時，能夠有效提高面包品質(zhì)，對豐富宣木瓜產(chǎn)品及開發(fā)新型營養(yǎng)面包具有一定意義。