常見改良劑對無麩質(zhì)米發(fā)糕品質(zhì)特性影響的研究進展

薛笛笛 伊會飛 趙秀紅 路飛 肖志剛 張一凡

基金項目：沈陽師范大學校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃資助項目（X202310166193）；沈陽市糧油深加工重點實驗室課題基金資助（2023003）；遼寧省民生科技項目《酸面團發(fā)酵面制品制備關(guān)鍵技術(shù)研究及示范》（2021JH2/10200020）。

作者簡介：薛笛笛（2003—），女，河南周口人，本科在讀。研究方向：食品發(fā)酵。

通信作者：張一凡（1966—），男，遼寧沈陽人，碩士，副教授。研究方向：微生物發(fā)酵與食品營養(yǎng)分析。E-mail： even.home@163.com。

摘 要：我國傳統(tǒng)米發(fā)糕以大米為主要原料制作而成，屬于無麩質(zhì)食品。由于缺乏面筋蛋白，米發(fā)糕內(nèi)部質(zhì)構(gòu)結(jié)構(gòu)不佳。本文通過對無麩質(zhì)米發(fā)糕及其品質(zhì)特征的論述，梳理常見改良劑的種類，分析改良劑對米發(fā)糕品質(zhì)特性的影響及作用機理，旨在為米發(fā)糕品質(zhì)改善和工業(yè)化生產(chǎn)的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：無麩質(zhì)；大米制品；改良劑；品質(zhì)影響

Research Progress on the Effect of Common Modifiers

on the Quality Characteristics of Gluten-Free Fermentation Rice Pastry

XUE Didi1，2， YI Huifei1，2， ZHAO Xiuhong1， LU Fei1，2， XIAO Zhigang1，2， ZHANG Yifan1，2*

（1.College of Grain Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China; 2.Shenyang Key Laboratory of Grain and Oil Deep Processing， Shenyang 110034， China）

Abstract： Chinese traditional rice cake is made of rice as the main raw material， which belongs to gluten-free food. Due to the lack of gluten protein， the internal texture structure of rice cake is not good. This paper discusses the gluten-free rice cake and its quality characteristics， sorts out the types of common modifiers， and analyzes the influence and mechanism of modifiers on the quality characteristics of rice cake， aiming to provide reference for the research on the quality improvement and industrial production of rice cake.

Keywords： gluten-free; rice products; modifier; quality impact

麩質(zhì)，又被稱為面筋，是一種存在于小麥、大麥、黑麥等谷物中的蛋白質(zhì)復合物。國際食品法典委員會發(fā)布的《麩質(zhì)不耐受人群特殊膳食標準》規(guī)定，不含麩質(zhì)或麩質(zhì)含量低于20 mg·kg-1的食品為無麩質(zhì)食品[1]。常見的無麩質(zhì)食品可分為主食類（饅頭、面條、米粉）、糕點類（面包、米發(fā)糕、餅干）、飲料類（啤酒）。相較于其他無麩質(zhì)食品，米發(fā)糕有營養(yǎng)較豐富、易吸收、消化快等優(yōu)點。無麩質(zhì)米發(fā)糕與含麩質(zhì)食品有以下區(qū)別。①化學成分不同。無麩質(zhì)米發(fā)糕的主要成分有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)等，而含麩質(zhì)食品的主要成分有面粉、蛋白質(zhì)、脂肪和纖維素等。由于原材料不同，兩者的化學成分也存在一定差異，具體差異需根據(jù)具體產(chǎn)品進行分析。②組織結(jié)構(gòu)不同。無麩質(zhì)米發(fā)糕不含麩質(zhì)成分，而含麩質(zhì)食品中的麩質(zhì)能使面團更好地發(fā)酵，面團結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固。由于缺乏麥醇溶蛋白和麥谷蛋白，無麩質(zhì)米發(fā)糕有結(jié)構(gòu)易碎、粘度大、持水性和持氣性差等物理特性。

1 無麩質(zhì)米發(fā)糕的品質(zhì)特征

目前，國內(nèi)學者多從性狀方面研究米發(fā)糕的品質(zhì)特征，如蓬松度、粘度、硬度、咀嚼度以及彈性等。廣東省食品安全企業(yè)標準Q/ACL 0001 S—2023從口感、性狀、營養(yǎng)價值3個方面對發(fā)糕制品進行了規(guī)定。無麩質(zhì)米發(fā)糕口感細膩，有一定濕潤感，不過于粘牙，具有獨特的米香味，口感清爽，外觀呈淡黃色或米白色，外形較為飽滿，表面光滑，質(zhì)地較為松軟，有一定的回彈性。無麩質(zhì)米發(fā)糕的主要營養(yǎng)成分是碳水化合物、蛋白質(zhì)、少量脂肪，還有少量的維生素和礦物質(zhì)，如維生素B、鈣等，對食欲不振，消化不良有一定的改善作用。

2 常見米發(fā)糕改良劑

無麩質(zhì)食品品質(zhì)的影響因素和作用機理是國內(nèi)外的研究熱點。不同原材料、發(fā)酵時間、發(fā)酵劑及加工工藝都會導致米發(fā)糕產(chǎn)生不同的風味，出現(xiàn)不同的質(zhì)構(gòu)特性。由于缺乏麩質(zhì)中的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白，米發(fā)糕的彈性、韌性、延伸性等質(zhì)構(gòu)特性不佳。加入改良劑可改善米發(fā)糕的食用品質(zhì)和流變學特征，使米制品具有獨特風味和色澤，補充無麩質(zhì)食品中營養(yǎng)成分的缺失。

改良劑是指能夠改良產(chǎn)品品質(zhì)及性能的食品級添加劑，添加少量的改良劑可改善米發(fā)糕的食品品質(zhì)及風味。常用的米發(fā)糕改良劑主要有乳化劑、酶制劑、親水膠體等。食品乳化劑是一種表面活性劑，其分子內(nèi)所含的親水基和親油基能夠決定乳化劑的親水性和親油性。食品酶制劑是從生物中提取的具有催化能力的物質(zhì)，主要作用是催化食品加工過程中的各種化學反應(yīng)、改進食品加工方法、提高食品產(chǎn)品質(zhì)量、增添并改良風味、開發(fā)新型食品以及加快提取食品成分的速度與產(chǎn)量等。親水膠體是指能在水中形成分散或凝膠體系狀態(tài)的物質(zhì)，具有親水性，通常由表面具有親水性基團的水溶性高分子化合物或膠體顆粒組成，能與水分子相互作用并形成分散體系或凝膠網(wǎng)絡(luò)。親水膠體在食品領(lǐng)域通常被當作穩(wěn)定劑或增稠劑使用，改善食品的質(zhì)地和口感。此外，茶多酚是一類多羥基化合物，在食品中被廣泛用作抗氧化劑、風味劑等。蛋白質(zhì)常被作為乳化劑、穩(wěn)定劑、膨脹劑等，在米發(fā)糕中加入蛋白質(zhì)既能改善產(chǎn)品品質(zhì)，又能增添產(chǎn)品風味。

3 改良劑對無麩質(zhì)米發(fā)糕品質(zhì)的影響

無麩質(zhì)米發(fā)糕在熟化過程中，高溫和水的作用能使淀粉顆粒發(fā)生溶脹，溶脹的淀粉顆粒相互堆疊，聚集在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中。同時，淀粉顆粒吸收水分，糊化形成淀粉凝膠，留存因發(fā)酵產(chǎn)生的空氣室，最終形成米發(fā)糕內(nèi)部的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]。

3.1 乳化劑對無麩質(zhì)米發(fā)糕品質(zhì)的影響

研究表明，當原料大米中的直鏈淀粉含量為20%～25%時，制作的米發(fā)糕質(zhì)地柔軟、硬度適中、孔洞細密，品質(zhì)較高[3]。原料米中直鏈淀粉含量過高，形成的淀粉凝膠彈性差，硬度高。原料米中直鏈淀粉含量過低，糊化過程中凝膠強度不夠，米發(fā)糕易塌陷。

陳世龍[4]研究發(fā)現(xiàn)，向大米凝膠中添加單甘酯、蔗糖酯、硬脂酰乳酸鈉，與對照組相比，大米凝膠硬度總體呈下降趨勢，彈性和柔韌性顯著提高。乳化劑能進入直鏈淀粉分子螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，并與其結(jié)合形成淀粉復合物。淀粉復合物可提高淀粉的凝膠形成能力，使其在加熱或冷卻過程中形成更穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)，阻止直鏈淀粉溶出淀粉顆粒，減少游離直鏈淀粉的含量，降低直鏈淀粉的重結(jié)晶、溶脹能力和糊化溫度，減少水分子的移出，使更多的水分向蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移[5]。因此，添加乳化劑可使大米漿中的直鏈淀粉含量降低，改善米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)特性（凝膠能力、凝膠強度、硬度），提高其彈性和柔韌性。

3.2 酶制劑對無麩質(zhì)米發(fā)糕品質(zhì)的影響

王翠玲等[6]分別使用淀粉葡萄糖苷酶和α-淀粉酶處理大米淀粉制備多孔淀粉，并進行對比分析，發(fā)現(xiàn)酶處理的大米淀粉顆粒比天然淀粉顆粒的相對結(jié)晶度高。結(jié)晶度高的淀粉具有更高的硬度，淀粉顆粒的熱力學特性更加穩(wěn)定，糊化后可能會使米糕的硬度增大。酶制劑中通過剪切α-1，4-糖苷鍵和α-1，6-糖苷鍵將淀粉分子分解成小分子的糊精和葡萄糖，改變直鏈淀粉和支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)與含量，進而影響米發(fā)糕的咀嚼度與硬度。唐倩等[7]發(fā)現(xiàn)蛋白經(jīng)谷氨酰胺酶催化可與淀粉形成淀粉-蛋白大分子復合體，使淀粉結(jié)構(gòu)更加有序且緊密，促進改性蛋白與淀粉的高效結(jié)合，提高大米凝膠黏彈性和咀嚼性。

3.3 親水膠體對無麩質(zhì)米發(fā)糕品質(zhì)的影響

楊鍇[8]將海藻酸鈉作為品質(zhì)改良劑添加到米發(fā)糕中，可明顯改善米發(fā)糕的食用品質(zhì)和儲藏品質(zhì)。海藻酸鈉可使大米淀粉的分子量和旋轉(zhuǎn)半徑增加，在鈣離子存在的條件下與直鏈淀粉分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，導致直鏈淀粉分子之間形成交聯(lián)點，形成空間位阻較大的淀粉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加米發(fā)糕的穩(wěn)定性和彈性。淀粉糊化時，海藻酸鈉可限制水分子的遷移，抑制淀粉顆粒的溶脹導致的不完全糊化，提高米發(fā)糕的保水性，延緩米發(fā)糕的干燥和腐敗過程。將黃原膠和海藻酸鈉按合適的比例復配添加，可使淀粉形成復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和凝膠結(jié)構(gòu)，增強凝膠的穩(wěn)定性和強度，共同提高米發(fā)糕的保水性和黏彈性。黃原膠能代替面筋蛋白在大米凝膠體系中形成膠體結(jié)構(gòu)，增強凝膠的穩(wěn)定性，使米發(fā)糕不易塌陷，提高米發(fā)糕的粘度和彈性[9]。

3.4 茶多酚對無麩質(zhì)米發(fā)糕品質(zhì)的影響

茶多酚是一種抗氧化劑，可與淀粉結(jié)合形成淀粉-茶多酚復合物，降低淀粉的溶解度和吸水性，從而影響淀粉的膠化及米發(fā)糕的品質(zhì)[10]。茶多酚中的多酚羥基能與淀粉形成氫鍵，從而抑制淀粉分子內(nèi)氫鍵的形成，可能會導致淀粉鏈的結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)生變化，進而影響食品的理化特性。

3.5 蛋白質(zhì)對無麩質(zhì)米發(fā)糕品質(zhì)的影響

MOSCOSO等[11]發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的加入能增加米糊基質(zhì)體系內(nèi)巰基和二硫鍵含量，增加蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)作用。在加熱條件下，大分子蛋白質(zhì)不斷聚集，重組成新的網(wǎng)絡(luò)，保持并包圍淀粉顆粒，限制水分子的進入。氨基酸熱解離后，暴露含疏水基團的單體，限制淀粉顆粒的溶脹，從而降低直鏈淀粉的溶解度，使食品的硬度降低，粘結(jié)性和持氣性增加。表觀性狀體現(xiàn)在米發(fā)糕發(fā)酵能力增強，質(zhì)地蓬松柔軟。

4 結(jié)語

本文介紹了無麩質(zhì)米發(fā)糕在生產(chǎn)加工中常用的幾種改良劑及其作用機制。加入改良劑的主要目的是模擬麩質(zhì)結(jié)構(gòu)，留存發(fā)糕在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體，提高凝膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而改善米發(fā)糕的感官品質(zhì)。乳化劑、親水膠體、蛋白質(zhì)雖然都能增加米發(fā)糕的硬度、彈性、咀嚼度，但也會使米發(fā)糕增加一定的粘度。從生產(chǎn)加工和食品品質(zhì)兩方面考慮，酶制劑更適合被當作米發(fā)糕改良劑。酶制劑是一種綠色環(huán)保的食品添加劑，能改善米發(fā)糕的發(fā)酵性能和食用品質(zhì)。本文只概述了常見的改良劑在單一添加的條件下對無麩質(zhì)米發(fā)糕品質(zhì)的影響，對復配改良劑對無麩質(zhì)食品品質(zhì)的影響并未深入探究，有待改善與補充。由于每種改良劑的作用和側(cè)重點不同，廠家需根據(jù)消費者的不同需求合理運用改良劑。在未來的發(fā)展中，需結(jié)合消費者對傳統(tǒng)口感的偏好，尋求更加安全、天然、健康、有一定功能性的以及有技術(shù)有創(chuàng)新的新型改良劑，推進我國米制品加工技術(shù)的進步和主食品工業(yè)化的進程。

參考文獻

[1]劉曉波.蛋白強化無麩質(zhì)米粉加工性能的優(yōu)化及食品品質(zhì)評價[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學，2021.

[2]FENG W，ZHANG H，WANG R，et al.Modifying the internal structures of steamed rice cakes by emulsifiers for promoted textural and sensory properties[J].Food Chemistry，2021，354：129469.

[3]張云煥，趙文華，馬軍濤，等.速凍面制食品品質(zhì)改良劑的研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2017，43（4）：295-302.

[4]陳世龍.大米凝膠的質(zhì)構(gòu)調(diào)控及抗老化研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2013.

[5]朱國茵，高源遠，彭星云.直鏈淀粉對大米食品品質(zhì)影響的研究進展[J].現(xiàn)代食品科技，2023，39（10）：331-340.

[6]王翠玲，戴常軍，王晶，等.不同酶處理對多孔大米淀粉性能的影響[J].中國食品學報，2023，23（5）：21-30.

[7]唐倩，肖華西，魏宇君，等.谷氨酰胺酶催化交聯(lián)大米蛋白對大米淀粉理化特性的影響[J].中國食品學報，2023，23（8）：94-104.

[8]楊鍇.海藻酸鈉對大米淀粉物性及米發(fā)糕品質(zhì)影響研究[D].無錫：江南大學，2022.

[9]韓薇薇，郭曉娜，朱科學，等.水溶性膠體對無麩質(zhì)面團流變學特性及面包品質(zhì)的影響[J].中國糧油學報，2015，30（2）：15-19.

[10]胡桿，林梅.茶多酚改善中國傳統(tǒng)發(fā)糕感官特性的作用機制[J].食品科技，2023，48（1）：227-232.

[11]MOSCOSO O Y A，LIONELLO M E，GAR?FALO L，et al.Effect of ultrasonic treatment on soybean okara to be used as a gluten‐free bread improver[J].International Journal of Food Science and Technology，2023，58（7）：3827-3837.