添加金針菇粉、茶樹菇粉對面團流變學特性的影響

楊文建，俞 杰，孫 勇，馬 寧，方 勇，裴 斐，胡秋輝,2,*，項春榮

（1.南京財經大學食品科學與工程學院，江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心，江蘇高校糧油質量安全控制及深加工重點實驗室，江蘇 南京 210023；2.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；3.北京市食品研究所，北京 100162；4.鎮江市丹徒區正東生態農業發展中心，江蘇 鎮江 212114）

添加金針菇粉、茶樹菇粉對面團流變學特性的影響

楊文建1，俞 杰1，孫 勇2,3，馬 寧1，方 勇1，裴 斐1，胡秋輝1,2,*，項春榮4

（1.南京財經大學食品科學與工程學院，江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心，江蘇高校糧油質量安全控制及深加工重點實驗室，江蘇 南京 210023；2.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；3.北京市食品研究所，北京 100162；4.鎮江市丹徒區正東生態農業發展中心，江蘇 鎮江 212114）

研究添加金針菇粉、茶樹菇粉對面團流變學特性的影響，為食用菌作為功能基料開發新型的功能性食品提供理論依據。以金針菇和茶樹菇兩種食用菌粉為原料，利用混合實驗儀（Mixolab）研究添加金針菇粉和茶樹菇粉對面團的吸水率指數、揉混指數、面筋筋力指數、黏度指數、淀粉酶活性指數和回生指數等揉混特性的影響，并利用快速黏度儀和質 構儀分別測定面團的峰值黏度、衰減值、最終黏度和回生值等糊化特性和硬度、彈性、黏附性等質構特性的變化。結果表明：添加2.5%～10%的金針菇粉和茶樹菇粉能夠延長面團的形成時間，破壞面筋蛋白的網絡結構，降低面團的穩定性、面筋筋力、抑制老化回生，使形成的面團硬度增加，糊化黏度、黏附性和彈性下降。綜合分析兩種食用菌粉對面團特性的影響，發現5%的添加量為金針菇粉、茶樹菇粉的最佳預測值，以在滿足產品加工特性的基礎上較大程度地豐富面制品的營養品質。

金針菇；茶樹菇；Mixolab；流變特性；質構特性

金針菇（Flammulina velutipes）和茶樹菇（Agrocybe aegirit）是我國常見的兩大類食用菌，研究顯示，金針菇和茶樹菇不僅具有獨特的美味，還含有多糖、蛋白質、膳食纖維等多種營養功能成分，以及免疫調節、抗腫瘤、抗氧化等多種生理活性[1-2]。兩種食用菌的高營養、多活性特點使其可作為一種功能性食品原料添加到食品中，賦予食品更豐富的營養和多種生理功能特性，具有重要的應用價值和開發前景。

目前，已有將杏仁粉[3]、綠茶粉[4]、菊粉[5]、生姜粉[6]、葡萄籽粉[7]等一些具有功能作用的粉質原料加入到面粉中的研究報道，通過添加這些功能性基料來賦予普通面制品新的營養和功能，而這些功能基料的添加無論對面制品的口感、風味、功能，還是對面團的加工特性都有顯著的影響。目前將食用菌這種大型真菌類物質經過粉碎添加到面粉中的研究非常少，有研究結果顯示，將9%的黑木耳粉添加到面包中能夠賦予其較好的抗氧化功能[8]。本課題組前期研究了香菇粉對面團流變特性及餅干加工產品特性的影響，證明香菇粉的添加量能夠降低面團的流變特性，10%的香菇粉添加量最符合香菇餅干的生產目標[9]。將金針菇粉和茶樹菇粉作為一種功能性基料添加到面粉中，在賦予面制品豐富的營養價值和良好的生物活性的同時，也會改變面團的加工特性，而關于這兩種食用菌粉對面粉加工特性影響的研究至今未見報道。

金針菇和茶樹菇兩種食用菌粉的淀粉類物質含量少，強吸水性的膳食纖維和多糖類物質含量豐富，而小麥面粉中缺乏這類物質，這嚴重阻礙淀粉的吸水糊化和面團中蛋白網絡的形成[10]，導致面團的糊化性質變差。此外，盡管金針菇粉和茶樹菇粉中蛋白質含量豐富，但不存在所謂的面筋蛋白，即麥谷蛋白和麥醇溶蛋白，不能夠像小麥面粉一樣在制作面團的過程中形成面筋蛋白的三維網絡結構[11]。因此，本研究采用Mixolab混合實驗儀、RVA快速黏度分析儀、TA TX Plus質構儀多種檢測手段，綜合分析金針菇和茶樹菇兩種食用菌粉對面團流變特性的影響，為添加食用菌粉類產品的開發提供理論依據，對食用菌類面制產品的開發具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮金針菇、茶樹菇由鎮江市丹徒區正東生態農業發展中心提供；特精中筋小麥粉，購于濰坊風箏面粉有限責任公司。

新鮮金針菇、茶樹菇分別經60 ℃烘干后磨粉，過100 目篩得到金針菇和茶樹菇兩種食用菌粉。

1.2 儀器與設備

Mixolab混合實驗儀 法國肖邦公司；RVAsuper3快速黏度分析儀 澳大利亞Newport公司；TA TX plus質構儀 英國Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 食用菌粉添加比例設計

分別將金針菇粉和茶樹菇粉與面粉按照表1設計比例進行混合，分別命名為CK、FV-2.5、FV-5、FV-7.5、FV-10、AA-2.5、AA-5、AA-7.5、AA-10。

表1 食用菌粉與面粉的配比實驗設計Table1 Experimental design of flour and mushroom powder blending

1.3.2 混合粉的水分含量測定

水分含量測定參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》。

1.3.3 添加食用菌粉對混合粉糊化特性的影響

參考Shewayrga等[12]的方法，稱取3.5 g混合粉放于小鋁盒中，加入25 mL水，用攪拌頭以950 r/min轉速攪拌10 s，然后放入儀器中，啟動儀器，在電腦控制下以120 r/min的速率攪拌50 s，3 min后溫度由40 ℃升至90 ℃，保溫6.5 min，然后在4.5 min以內將溫度由90 ℃降至40 ℃。測定在此過程中面團的峰值黏度、衰減值、最終黏度、回生值。

1.3.4 添加食用菌粉對面團揉混特性的影響

圖1 Mixolab典型曲線Fig.1 Mixolab representative graph

采用Mixolab混合實驗儀測定食用菌粉對面團流變特性的影響，本實驗采用標準實驗模式，參照Rosell等[13]的方法。將混合粉原料加水形成的面團總質量設定為75 g，始終保持80 r/min的揉混速率，通過調整加入的混合粉樣品的量，將面團的目標扭矩C1調整為（1.10±0.05） N·m。實驗分為5 個階段：1）恒溫階段：設定初始溫度為30 ℃，保溫8 min；2）升溫階段：以4 ℃/min的速率升溫至90 ℃；3）恒溫階段：90 ℃保持7 min；4）降溫階段：以－4 ℃/min的速率降溫至50 ℃；5）恒溫階段：50 ℃保持5 min。典型Mixolab分析儀圖譜如圖1所示，根據面團扭矩曲線分析實驗過程中的C1、C2、C3、C4、C5等各個流變特性參數（表2）。

表2 Mixolab曲線各參數的含義Table2 Parameters of Mixolab graph

1.3.5 添加食用菌粉對面團質構特性的影響

利用TA TX Plus質構儀研究金針菇粉和茶樹菇粉添加量對面團質構特性的影響，面團的質構特性分析方法參考劉亞楠[14]的方法，利用Mixolab混合實驗儀制備達到C1時的面團，然后切成厚度15 mm的薄片，經5 min平衡后，放置于質構儀平臺上，在常規模式進行測定面團的硬度、黏附性和彈性指標的差異，質構儀操作參數設定如表3所示。

表3 質構儀操作參數設定Table3 Parameters of texture analyzer

2 結果與分析

2.1 水分含量

表4 樣品中水分含量Table4 Water contents in samples

由表4可知，添加10%金針菇粉后，混合粉的含水量由12%降低到11.3%；添加10%茶樹菇粉后，混合粉的含水量仍然保持在12%左右，無顯著性變化。各組樣品的含水量決定了后期在面團形成過程中水分的添加量，而對面團流變特性、糊化特性和質構特性無影響。

2.2 添加食用菌粉對面團揉混特性的影響

2.2.1 Mixolab標準實驗模式分析

在標準實驗模式下不同金針菇粉和茶樹菇粉添加量的面團流變特性的實驗結果如表5所示，根據C1可判斷出混合粉的吸水率，C1值越大，吸水率越高。添加金針菇和茶樹菇兩種食用菌粉后，各組混合粉的水分含量無顯著差異（表4），但混合粉的吸水率逐漸升高，當金針菇粉和茶樹菇粉的添加量達到10%時，其混合粉的吸水率分別達到67.4%和68.3%，這主要是由于兩種食用菌粉中強吸水性的膳食纖維、多糖類物質和蛋白質含量較高，導致隨著食用菌粉添加量的增加，混合粉的吸水率顯著升高[3]。

表5 添加金針菇粉和茶樹菇粉面團Mixolab標準實驗模式測試結果Table5 Mixolab standard model test of dough added with Flammulina velutipes and Agrocybe aegirit powders

面團的形成時間表示面粉從開始加水到達到目標扭矩C1所需時間；面團的穩定時間表示面筋蛋白網絡結構在機械力和熱的作用下自身能維持的時間，表示面團耐受機械攪拌的能力，面團穩定時間越長，說明面團筋力越強[14]。隨著金針菇粉和茶樹菇粉添加量的增加，面團的形成時間逐漸延長，而穩定時間顯著縮短，主要是由于食用菌粉中含有大量的高持水性膳食纖維和多糖，使得水分在較短時間內被食用菌粉中膳食纖維和多糖大量吸收，從而延緩了面團的吸水和面筋蛋白網狀結構的形成，使面團形成時間延長[15]。同時食用菌粉的添加降低了混合粉中面筋蛋白的含量，面筋蛋白被大量稀釋，從而破壞了面筋蛋白的網狀結構，降低了面筋蛋白網絡結構的強度，造成其在機械力和熱的作用下穩定性變差，穩定時間顯著縮短[16-17]。

根據C1～C5值，計算出α、β、γ 3 個斜率的值。與CK對照組相比，隨著金針菇粉和茶樹菇粉添加量的增加，斜率α的絕對值逐漸升高，β值逐漸降低，說明添加兩種食用菌粉能夠加速面團中蛋白質網絡結構的弱化速率，同時降低在加熱過程中面團中淀粉的糊化速率，這主要是由于食用菌粉中淀粉含量較少，且食用菌含有的強吸水性多糖類物質等抑制了淀粉的吸水糊化，從而導致整個混合粉的淀粉糊化速率下降。

γ為面團扭矩曲線中C3和C4之間斜率，該值表示淀粉酶水解淀粉的速率，斜率γ與淀粉含量呈極顯著負相關，與蛋白質含量呈極顯著正相關[18]。與CK對照組相比，添加金針菇粉和茶樹菇粉后，可顯著提高淀粉酶解速率，主要是由于食用菌粉的添加降低了淀粉類物質的含量，同時茶樹菇和金針菇具有一定量的胞外淀粉酶也加速了淀粉的酶解[19]。

2.2.2 Mixolab剖面圖實驗模式分析

圖2 Mixolab剖面實驗模式分析結果Fig.2 Results of Mixolab profile experimental protocol

Mixolab混合實驗儀內置有適于面包、饅頭、餅干、面條等多種產品加工的面團指標目標范圍，剖面圖實驗模式能夠更直觀地反映在添加金針菇和茶樹菇粉后，面團的吸水率指數、揉混指數、面筋筋力指數、黏度指數、淀粉酶活性指數、回生指數6 項流變特性指標的變化，當面團各個指標在一種產品的目標范圍內，可認為該面團能夠達到生產該產品的目的。

面團揉混指數和面筋筋力指數主要是反映面團中蛋白質形成網絡結構穩定性的兩個指標，面團揉混指數可反映面團的耐機械力和耐揉特性，面筋筋力指數表示面筋蛋白三維網絡結構的穩定性，一般面筋筋力指數越高、揉混指數越大，耐揉性越好，面團中的面筋網絡越穩定，面團的穩定時間也就越長。由圖2可知，隨著金針菇粉和茶樹菇粉兩種食用菌粉添加量的增加，面團的揉混指數和面筋筋力指數降低，主要是由于食用菌粉較低的面筋蛋白含量削弱了面筋蛋白網絡結構的穩定性。

淀粉酶活性指數、黏度指數和回生指數是反映面粉中淀粉特性的3 個指標。黏度指數是指面團在加熱過程中糊化淀粉黏度變化的特性，它同時取決于淀粉酶活性和面粉中淀粉含量。淀粉酶活性指數是指淀粉抗淀粉酶水解能力，淀粉酶活性指數越大，淀粉酶活性越低，淀粉抗淀粉酶水解能力越強，黏度指數也就越大。回生主要是糊化的淀粉分子在降溫過程中通過氫鍵再締合和重新結晶的老化過程，淀粉的回生程度決定了產品的易消化情況，其由淀粉特性以及淀粉的水解特性決定，回生指數越大，表示產品的老化速率越快，貨架期也就越短[20-21]。由圖2可知，隨著兩種食用菌粉添加量的增大，面團的淀粉酶活性指數升高，黏度指數下降，這是由于食用菌粉淀粉類物質含量低，且茶樹菇和金針菇具有胞外淀粉酶[19]，加入金針菇和茶樹菇粉后不僅能夠降低混合粉中淀粉的含量，還增加了淀粉酶的活性，從而加速了淀粉的 降解，導致淀粉加熱糊化引起的黏度值下降。此外，隨著金針菇粉和茶樹菇粉含量的增加，面團的回生指數逐漸降低，說明食用菌粉能阻礙糊化后的淀粉分子重新聚合，抑制了糊化淀粉在降溫過程中的老化。

面團的吸水率指數主要受面粉組成成分的影響，兩種食用菌粉中含有豐富的膳食纖維和多糖類物質，其含有的大量羥基可通過氫鍵與水發生水合作用而吸附大量的水分，導致面團的吸水率隨著金針菇粉和茶樹菇粉添加量的增加而顯著升高[3]，這與在標準實驗模式分析測定的結果一致。

2.3 添加食用菌粉對面團糊化特性的影響

圖3 添加金針菇粉（A）和茶樹菇粉（B）混合粉的RVA參數Fig.3 Effect of Flammulina velutipes (A) and Agrocybe aegirit (B) powders on gelatinization parameters

在食品加工過程中，面團的糊化是影響其加工品質的一個重要特性。面團的糊化特性是面粉中淀粉和蛋白質的共同作用，面團中的淀粉顆粒被包裹在面筋蛋白形成的網絡結構中，因此，淀粉在吸水糊化膨脹的過程中不僅受淀粉自身組成和含量的影響，還受面筋蛋白所形成的網絡結構的阻礙[22]。添加食用菌粉對面團糊化特性的影響結果如圖3所示，其中衰減值主要反映淀粉糊的熱穩定性，衰減值越大，則淀粉糊穩定性越差。隨著金針菇粉和茶樹菇粉添加量的增加，面團的衰減值、峰值黏度和最終黏度均呈明顯的下降趨勢，主要是由以下三方面作用的共同結果：1）食用菌粉的添加降低了面筋蛋白的比例，造成面筋蛋白網絡結構的破壞，從而使面筋蛋白網絡結構包裹淀粉的阻力降低，造成淀粉糊化速率的加快和面團黏度的增加[16]；2）食用菌粉中淀粉類物質含量少，添加后造成混合粉中淀粉的含量降低，從而造成淀粉糊化黏度峰值和最終黏度下降；3）食用菌中的膳食纖維、多糖等一些親水性物質與淀粉、蛋白質的相互作用，降低了淀粉的糊化速率，導致面團糊化黏度升高[22]。黏度峰值和最終黏度均呈現下降趨勢，說明添加食用菌粉造成的淀粉含量降低和淀粉酶活性的增加是引起混合粉面團黏度降低的主要原因。此外，食用菌粉的添加引起面團的回生值逐漸降低，說明食用菌粉能阻礙糊化后的淀粉分子重新聚合，抑制了淀粉的老化，能夠延長生產的面包和餅干產品的保質期，這與前面的Mixolab測定結果一致。

2.4 添加食用菌粉對面團質構特性的影響

圖4 添加金針菇（A）和茶樹菇（B）兩種食用菌粉對面團質構特性的影響Fig.4 Effect of Flammulina velutipes (A) and Agrocybe aegirit (B) powders on textural properties of dough

面團的質構特性直接決定了后期加工產品的感官品質，硬度、彈性、黏附性是面團質構品質的3 個重要指標。由圖4可知，隨著食用菌粉添加量的增加，面團的黏附性和彈性顯著降低，硬度顯著增大，這可能是由于添加食用菌粉阻礙了面筋蛋白網絡的形成，面筋的彈性和延展性較差，導致面團的硬度增加[23-24]。有研究結果顯示，添加纖維素粉能夠阻礙面筋網狀結構形成的支撐，使面團表面黏附性增加和內部硬度降低[17]。本研究中添加金針菇和茶樹菇兩種食用菌粉造成的面團硬度下降也可能是食用菌的高纖維素含量造成的。

3 結 論

本研究發現不同添加量的金針菇粉、茶樹菇粉對面團流變特性存在一定的影響，兩種食用菌粉能夠破壞面筋蛋白網絡結構，降低面筋筋力，延長面團形成時間，降低面團的穩定性和淀粉的糊化黏度，使形成的面團黏附性和彈性下降，硬度增加。此外，添加食用菌粉能夠降低面團的回生值，對抑制餅干、面包、面條等產品的回生老化，延長產品保質期具有重要的意義。綜合分析金針菇、茶樹菇粉對面團蛋白質弱化特性、淀粉糊化特性、面團穩定性、以及面團的硬度、彈性、黏附性的影響，認為添加量5%為金針菇粉、茶樹菇粉的最佳預測值，在滿足產品加工特性的基礎上較大程度地豐富面制品的營養品質。

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Effect of Flammulina velutipes and Agrocybe aegirit Powders on Rheological Properties of Dough

YANG Wen-jian1, YU Jie1, SUN Yong2,3, MA Ning1, FANG Yong1, PEI Fei1, HU Qiu-hui1,2,*, XIANG Chun-rong4
(1. Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing, Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety, College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210023, China; 2. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 3. Beijing Food Research Institute, Beijing 100162, China; 4. Zhengdong Ecological Agriculture Development Center of Zhenjiang City Dantu District, Zhenjiang 212114, China)

The effect of Flammulina velutipes and Agrocybe aegirit powders on rheological properties of dough was investigated in this study, which may lay a foundation for the development of mushroom-based functional foods. Mixolab was employed to measurethe kneading properties of dough such as water absorption, mixing index, gluten index, viscosity, amylase activity, and retrogradation. The gelatinization properties such as peak viscosity, attenuation value, final viscosity and retrogradation were investigated using rapid viscosity analyzer, and texture characteristics such as hardness, adhesion, and elasticity were also studied using texture profile analyzer. Results showed that the addition of 2.5%-10% Flammulina velutipes or Agrocybe aegirit powder significantly prolonged the dough development time, destroyed the gluten network structure, reduced the gluten strength and dough stability time, and alleviate dough regeneration, which in turn resulted in an increase of hardness and a decrease of viscosity, adhesion and elasticity. Five percents of Flammulina velutipes or Agrocybe aegirit powder was recognized as the optimal addition amount for the rheological properties of dough.

Flammulina velutipes; Agrocybe aegirit; Mixolab; rheological properties; texture properties

TS201.1

A

1002-6630（2014）23-0043-05

10.7506/spkx1002-6630-201423009

2014-10-29

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2013BAD16B07）；江蘇高校優勢學科建設工程資助項目

楊文建（1982—），男，講師，博士，研究方向為農產品貯藏加工。E-mail：lingwentt@163.com

*通信作者：胡秋輝（1962—），男，教授，博士，研究方向為食品營養加工與安全。E-mail：qiuhuihu@njue.edu.cn