木聚糖酶對冷凍饅頭老化特性的影響

王顯倫，任順成，潘思軼*，曹麗萍

（1.華中農業大學食品科學技術學院，湖北武漢430070；2.河南工業大學糧油食品學院，河南鄭州450001；3.河南省浚縣糧食局，河南浚縣456250）

木聚糖酶對冷凍饅頭老化特性的影響

王顯倫1,2，任順成2，潘思軼1，*，曹麗萍3

（1.華中農業大學食品科學技術學院，湖北武漢430070；2.河南工業大學糧油食品學院，河南鄭州450001；3.河南省浚縣糧食局，河南浚縣456250）

通過對不同凍藏時間下饅頭品質和淀粉回生進行研究，探討了木聚糖酶對冷凍饅頭品質及抗老化作用的影響。結果表明，添加了木聚糖酶的饅頭樣品在凍藏期間的感官得分、彈性、水浸提物含量均高于對照組。凍藏48h內，隨著木聚糖酶添加量的增加，饅頭的感官得分、冷凍面團水分含量呈現出先上升后下降的趨勢；饅頭老化速率相對較快，但隨著時間的延長，老化現象減弱，基本趨于穩定。木聚糖酶可作為延緩冷凍饅頭老化的有效添加劑。

木聚糖酶；冷凍饅頭；抗老化

饅頭是我國的傳統主食，我國北方用于制作饅頭的面粉中小麥粉占70%［1］。冷凍技術的應用促進了饅頭的工業化發展，解決了饅頭在倉儲、流通、銷售等環節的變質問題。冷凍饅頭的出現標志著我國傳統主食的生產經營由作坊式手工加工走向工業化加工。但是，儲存過程中饅頭容易老化，主要表現為硬度增加、風味損失、組織松散、易掉渣、消化吸收率降低。饅頭老化的機理很復雜，目前普遍認為淀粉的重結晶、水的再分配、面筋蛋白性質的變化以及無定形區域的狀態等是影響饅頭老化的關鍵因素［2-5］。冷凍對饅頭老化有一定的緩解作用，但是在-18℃的貯藏過程中，仍有部分游離水，淀粉分子依然可以移動，所以在冷凍饅頭中仍存在因淀粉回生引起的產品品質下降的問題［6-7］。

小麥粉中的阿拉伯木聚糖含量很低（約為2%～3%干質量），但卻對面團的流變學特性、持氣力、面制品品質及面制品老化有著重要影響。普遍認為，水溶性阿拉伯木聚糖能改善面制品品質，而水不溶性阿拉伯木聚糖會對面制品品質造成不良影響［8-11］。適量的阿拉伯木聚糖酶能改善饅頭品質，而過量的阿拉伯木聚糖酶導致阿拉伯木聚糖過度降解，反而會使面團發黏［12］。目前，國外已有大量關于木聚糖酶在面包和冷凍面團中的應用研究［13-15］，然而關于木聚糖酶對冷凍饅頭抗老化的作用卻鮮有報道。本實驗通過研究饅頭的感官特性、水分含量、質構特性和淀粉糊化度（α度），探討木聚糖酶對冷凍饅頭老化作用的影響。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

特一粉，鄭州金苑面業有限公司。

木聚糖酶德國AB酶制劑公司；高活性干酵母安琪酵母股份有限公司。

1.2儀器與設備

B5A食品攪拌機廣東南海德豐電熱設備廠；MDF-U460BR速凍箱日本三洋公司；PFX-30醒發箱上海花元食品機械有限公司；TA-XT Plus質構分析儀英國Stable Micro System公司；電磁爐廣東美的集團有限公司；BCD-211CKAZ冰箱鄭州新飛冰箱生產廠。

1.3方法

1.3.1冷凍饅頭的制作

木聚糖酶添加量分別為10、30、50、70、90、110mg/kg，以不添加木聚糖酶的饅頭作為對照。

工藝流程：原料→加水混合（m（面粉）∶m（酵母）∶m（水）=100∶1∶48）→和面→靜置（15min）→分割成型（100g/個）→醒發（溫度（38±1）℃，相對濕度85%）→蒸制（15min）→冷卻（室溫下1h）→速凍（-36℃，1h）→袋封→凍藏（-18℃）→解凍（室溫1h）→復蒸。

1.3.2饅頭感官評價

將蒸制好的饅頭分別凍藏0、24、48、72h，室溫冷卻1h后進行感官評定，按照表1進行打分，共100分。評價小組選取有經驗且經過專項訓練人員10人，結果取平均值。

表1　冷凍饅頭感官評分標準Table1Criteria for sensory evaluation of frozen steamed bread

1.3.3饅頭水分含量的測定

參照GB5009.3—2010《食品中水分的測定》。將蒸制好的饅頭分別凍藏0、24、48、72h，室溫冷卻1h后，取中心部位樣品2～10g，放入恒質量的稱量瓶中，置于101～105℃干燥箱中，直至恒質量，根據前后質量差計算其水分含量。結果取3次重復測定的平均值。

1.3.4饅頭芯質構特性的測定

將蒸制好的饅頭分別凍藏0、24、48、72h，室溫冷卻1h后，用切片刀縱向切成約15mm厚的薄片，取中間兩片進行質構測試。結果取4次測試的平均值，每次進行重復測試操作時，要用擦鏡紙將探頭擦拭干凈。選取硬度、彈性、回復性3個參數進行分析，研究木聚糖酶對冷凍饅頭的老化作用。TPA測試參數：探頭：P/32；測前速率：2.00mm/s；測試速率：1.00mm/s；測后速率：1.00mm/s；壓縮程度：60.00%；停留時間：10.00s。1.3.5 饅頭淀粉α化度的測定

根據何承云［16］和趙仁勇［5］等的方法，略作修改。上清液的制備：饅頭在-18℃條件下分別凍藏0、24、48、72h，取饅頭芯20g左右，用萬能粉碎機粉碎，過100目篩，取篩下物5g置于50mL離心管中，加入25mL蒸餾水室溫靜置1h，置于磁力攪拌器上攪拌60s成均勻的糊狀，4000r/min離心15min，用中性定性濾紙過濾得到上清液，備用。移取2mL上清液與1mL碘試劑顯色15min后，在620nm波長處用分光光度計測定吸光度。以吸光度反映饅頭淀粉α化度。

1.3.6饅頭水浸提物含量的測定

參照李亮亮等［6］的方法，分別取凍藏0、24、48、72h的饅頭，取中心部位粉碎，稱取5g放入含50mL蒸餾水的三角瓶中，60℃條件下恒溫振蕩0.5h，然后4000r/min離心15min。移取15mL上清液于培養皿中，置于105℃條件下烘干4h，冷卻后測定水浸提物含量，每個樣品重復測定3次，取其平均值。

2　結果與分析

2.1木聚糖酶對冷凍饅頭感官評分的影響

圖1　冷凍饅頭感官得分變化曲線Fig.1Sensory scores of frozen steamed bread as a function of xylanase concentration

由圖1可知，與對照組相比，添加了木聚糖酶的饅頭樣品在凍藏0、24、48、72h后，感官得分均高于對照組。凍藏0h和24h的饅頭樣品，隨著木聚糖酶添加量的增加，感官得分呈現出先上升后下降的趨勢，分別在木聚糖酶含量為50mg/kg和70mg/kg時出現最大值，且差異不大，說明在24h內，饅頭老化不明顯，但適量的木聚糖酶能改善饅頭的老化現象；超過24h后，饅頭的感官得分明顯下降，且隨著木聚糖酶添加量的增加，饅頭感官得分呈現出逐漸上升的趨勢，凍藏72h，這種趨勢更加明顯，說明凍藏時間越長，饅頭老化現象越嚴重，但木聚糖酶的加入能改善這種老化導致的品質劣變。這可能是木聚糖酶將面粉中戊聚糖水解成水溶性戊聚糖，降低了面團的黏度，提高了面團的持氣性，改善了饅頭的質量［17-18］。

2.2木聚糖酶對冷凍饅頭水分含量的影響

圖2冷凍面團水分含量的變化Fig.2Moisture content of frozen dough as a function of xylanase concentration

由圖2可知，凍藏0、24、48h的冷凍面團，其水分含量隨著木聚糖酶添加量的增加呈現出先上升后下降的趨勢，說明一定量的木聚糖酶能提高冷凍饅頭的持水力，降低水分損失。這是因為面筋蛋白吸收了戊聚糖水解過程中的水分，改善了水合作用，增加了面團的延展性、彈韌性，使饅頭在蒸制過程中水分不易流失［19-20］。凍藏72h的冷凍面團，其水分含量隨著木聚糖酶含量的增加持續上升，說明其持水力增加。

2.3木聚糖酶對冷凍饅頭硬度的影響

圖3冷凍饅頭硬度的變化曲線Fig.3Hardness of frozen steamed bread as a function of xylanase concentration

由圖3可知，凍藏24h內，木聚糖酶均能在一定程度上降低冷凍饅頭的硬度，但影響不大；凍藏48h以后，在木聚糖酶添加量低于70mg/kg時，與凍藏24h相比硬度明顯增大，但隨著木聚糖酶含量的增加，硬度逐漸下降，最終能達到和凍藏24h接近的水平；凍藏72h后，硬度增加幅度更加明顯，雖然硬度在木聚糖酶含量大于70mg/kg后有所降低，但硬度總體上較大。

2.4木聚糖酶對冷凍饅頭彈性的影響

圖4冷凍饅頭彈性的變化曲線Fig.4 Elastic curve of frozen steamed bread

由圖4可知，與對照組相比，添加了木聚糖酶的饅頭樣品在凍藏0、24、48、72h后，饅頭彈性均高于對照組。凍藏0h和24h，其彈性分別在木聚糖酶添加量為50mg/kg和70mg/kg時出現最大值分別比對照組增加了8.75%和10.92%，這是由于木聚糖酶的加入提高了水溶性戊聚糖的含量，從而增加了面團的持氣性，在蒸制過程中使饅頭中氣體和水分分布更加均勻，提升了饅頭的彈性［21］。凍藏48h以后，彈性明顯下降，但和對照組相比，添加木聚糖酶的實驗組的彈性均有所改善。

2.5木聚糖酶對冷凍饅頭回復性的影響

圖5冷凍面團回復性的變化曲線Fig.5Resilience curve of frozen dough

由圖5可知，凍藏0h和24h的樣品，回復性均呈現出先增加后降低的趨勢，且最小值低于對照組樣品，這說明適量的木聚糖酶改善了冷凍饅頭的回復性，而過量的木聚糖酶反而降低其回復性；凍藏48h和72h的樣品，回復性隨著木聚糖酶含量的增加而增加。

2.6木聚糖酶對冷凍饅頭淀粉α化度的影響

小麥淀粉主要集中在麥粒的胚乳部分，占麥粒的70%以上（干物質）小麥淀粉是由α-D-葡萄糖聚合而成的大分子物質，按結構分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉易溶于溫水，且黏性較小，而支鏈淀粉則較易形成黏糊［22］。小麥淀粉中支鏈淀粉含量較多，約為74%～81%，直鏈淀粉含量較低，約為19%～26%。生淀粉被稱為β-淀粉，β-淀粉懸浮液被加熱到50℃左右時，即開始吸水膨脹，當加熱到80℃時，淀粉顆粒的直徑會增大到原來的5倍，糊化成為半透明的糊狀，變成有黏性的狀態。加熱后的β-淀粉晶體結構被破壞，與水分子通過氫鍵形成膠體溶液，即由β-淀粉轉變成α-淀粉。饅頭中的淀粉就是糊化后α-淀粉，α-淀粉比β-淀粉易消化，糊化后的直鏈淀粉比支鏈淀粉易發生老化。溫度降低到常溫后，糊化的α-淀粉又自動排序，形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子，重現淀粉的β化，這也就是淀粉的回生，又叫做淀粉老化或凝沉現象［23］。直鏈淀粉比支鏈淀粉易發生老化。

圖6木聚糖酶對冷凍饅頭淀粉糊化度的影響Fig.6Effect of xylanase on starch gelatinization degree of frozen steamed bread

由圖6可知，0h未經凍藏的新鮮饅頭（對照）的吸光度為0.4195，添加木聚糖酶后最大吸光度為0.9160，提高了118.4%，這說明適量的木聚糖酶能顯著提高饅頭的抗老化性。觀察凍藏后的饅頭吸光度隨木聚糖酶添加量的變化可知，與新鮮饅頭相比，凍藏后饅頭老化現象明顯加重，但由于木聚糖酶的引入，吸光度明顯增大，吸光度的上升說明上清液中直鏈淀粉含量的增加，意味著木聚糖酶能阻止饅頭在貯存過程中可溶性直鏈淀粉向不可溶性的轉變，延緩了淀粉的重結晶。

2.7木聚糖酶對冷凍饅頭水浸提物含量的影響

圖7木聚糖酶對冷凍饅頭水浸提物的影響Fig.7Effect of xylanase on water extract content of frozen steamed bread

由圖7可知，凍藏48h內，隨著凍藏時間的延長，水溶性直鏈淀粉含量顯著降低，說明在48h內饅頭老化速率快，凍藏72h以后，饅頭的老化速率下降，水浸提物含量與凍藏48h的饅頭水浸提物含量接近，變化不大。凍藏0、24、48、72h的饅頭，與對照組相比，水浸提物含量均有所提高，分別在木聚糖酶含量為50、50、70、 110mg/kg時，水浸提物含量最高，比對照組分別提高了4.24%、3.73%、2.65%、2.79%，木聚糖酶的加入均顯著提高了水溶性直鏈淀粉的含量。

3　結論

木聚糖酶能顯著改善冷凍饅頭的品質，提高饅頭芯的水分含量、彈性和回復性，降低硬度，延緩淀粉的重結晶現象，具有較好的抗老化效果。

木聚糖酶的抗老化效果在面包和饅頭之間既有其相似性，又有其獨特性，因此，研究木聚糖酶對冷凍饅頭的品質影響還需進一步探索；另外，雖然已有大量的文獻從面筋蛋白的角度研究木聚糖酶對面團品質的改善作用，然而關于木聚糖酶是如何影響另一大分子物質——淀粉研究較少，淀粉老化是饅頭老化變質的主要原因，因此，針對添加木聚糖酶后淀粉特性的微觀變化還有待于深入研究。

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Effect of Xylanase on Aging Characteristics of Frozen Steamed Bread

WANG Xianlun1，2，REN Shuncheng2，PAN Siyi1，*， CAO Liping3
（1.College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan430070，China；2.College of Grain Oil and Food Science，Henan University of Technology，Zhengzhou450001，China；3.Henan Province Xunxian Grain Bureau，Xunxian456250，China）

This study aimed at evaluating the quality of steamed bread under different freezing storage times，and the effect of xylanase on anti-aging of frozen steamed bread was also investigated.Results showed that the sensory analysis，elasticity and water extract content of bread containing xylanase was higher than those of control.The sensory scores and water extract content of frozen dough increased than decreased with increasing addition of xylanase.Aging rate of steamed bread was relatively higher within48h，but then gradually decreased and tended to be stable.Xylanase could be used as an additive for delaying the aging process of frozen steamed bread.

xylanase；frozen steamed bread；anti-aging

TS213.2

A

1002-6630（2015）05-0029-04

10.7506/spkx1002-6630-201505006

2014-10-20

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2007BAD74B02）

王顯倫（1963—），男，教授，博士，主要從事面食品品質研究。E-mail：wangxianlun1001@163.com

潘思軼（1965—），男，教授，博士，主要從事食品生物技術研究。E-mail：pansiyi@mail.hzau.edu.cn