菊粉對(duì)面團(tuán)中水分遷移行為的影響規(guī)律研究

羅登林 梁旭蘋 徐寶成 許 威 韓四海 周 路

(1.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院， 洛陽(yáng) 471003； 2.信陽(yáng)師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院， 信陽(yáng) 464000)

菊粉對(duì)面團(tuán)中水分遷移行為的影響規(guī)律研究

羅登林1梁旭蘋1徐寶成1許 威2韓四海1周 路1

(1.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院， 洛陽(yáng) 471003； 2.信陽(yáng)師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院， 信陽(yáng) 464000)

為了研究不同聚合度菊粉對(duì)面團(tuán)中不同流動(dòng)性水分遷移行為的影響規(guī)律，以短鏈、天然和長(zhǎng)鏈菊粉及中筋面粉為原料，采用差示量熱掃描儀(DSC)和核磁共振儀(NMR) 分析了不同聚合度菊粉在不同添加量(0、2.5%、5.0%、7.5%、10.0%)時(shí)對(duì)面團(tuán)中可凍結(jié)水(弱結(jié)合水和自由水)和不可凍結(jié)水(緊密結(jié)合水)的影響。DSC結(jié)果表明：3種不同聚合度菊粉的添加均引起面團(tuán)中可凍結(jié)水含水率的下降和不可凍結(jié)水含水率的上升；NMR結(jié)果表明：隨著菊粉添加量的增加，面團(tuán)中緊密結(jié)合水和自由水含水率增大，弱結(jié)合水含水率減小，說明菊粉的添加促進(jìn)了蛋白質(zhì)與水分的相互作用，而抑制了淀粉與水分的相互作用。短鏈和天然菊粉對(duì)面團(tuán)中自由水的影響較明顯，而長(zhǎng)鏈菊粉則對(duì)緊密結(jié)合水的影響較明顯，3種菊粉都對(duì)弱結(jié)合水的影響較明顯。分析顯示DSC與NMR 測(cè)得面團(tuán)中水分狀態(tài)的結(jié)果具有一致性，面團(tuán)中水分遷移行為與菊粉添加量之間存在顯著的線性相關(guān)性。

菊粉； 面團(tuán)； 水分遷移； 差示量熱掃描； 核磁共振

引言

在食品體系中，水分的存在狀態(tài)對(duì)食品的加工品質(zhì)(包括質(zhì)構(gòu)品質(zhì)、物化性質(zhì)及感官品質(zhì))具有重要的影響。面團(tuán)的形成過程主要是水分子與面團(tuán)中的蛋白質(zhì)和淀粉等大分子物質(zhì)相互結(jié)合的過程，其中用于水化面粉組分并形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水分被稱為結(jié)合水，自由水則在一定程度上代表著面團(tuán)的流動(dòng)性，對(duì)面團(tuán)的穩(wěn)定性起著重要的作用。因此，水分的形態(tài)和分布將直接影響面團(tuán)的流變特性和加工性能，從而改變最終產(chǎn)品的質(zhì)量。目前，用于分析食品體系中水分的狀態(tài)、分布和流動(dòng)性的方法通常是采用差示量熱掃描(DSC)和核磁共振技術(shù)(NMR)，例如，KRECH等[1-2]利用DSC技術(shù)研究了殼聚糖和大麥抗凍蛋白對(duì)面包和面團(tuán)在制作和貯藏過程中水分狀態(tài)變化的影響，林向陽(yáng)等[3-4]利用NMR技術(shù)測(cè)定了面團(tuán)形成過程中水分狀態(tài)的變化,發(fā)現(xiàn)隨著加水量的增加自由水含水率迅速增加，而弱結(jié)合水和緊密結(jié)合水含水率則逐漸趨于穩(wěn)定。

菊粉是一種天然果糖聚合物，平均聚合度通常為2～60，按其聚合度不同分為短鏈菊粉(平均聚合度0～10)、長(zhǎng)鏈菊粉(平均聚合度23以上)和天然菊粉(平均聚合度 2～60)[5-6]。作為一種可溶性膳食纖維，菊粉具有降血糖、維持脂類代謝平衡、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等多種生理功能[7-8]，并被批準(zhǔn)為一種功能性食品配料而廣泛應(yīng)用于各類食品中，以提高產(chǎn)品的加工性能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[9-10]。WANG等[11]的研究表明，菊粉的添加降低了高筋面團(tuán)的吸水性，顯著提高了面團(tuán)的穩(wěn)定性，但研究未說明是哪種菊粉。KAROLINI-SKARADZINSKA等[12]發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)鏈菊粉TEX的加入會(huì)降低由2種不同蛋白質(zhì)含量面粉所制作面團(tuán)的吸水性。PERESSINI等[13]的研究也證實(shí)了不同聚合度菊粉的加入均會(huì)降低面團(tuán)的吸水性，并且隨著菊粉聚合度的增大，對(duì)面團(tuán)膨脹的抑制作用也更加明顯。但是，對(duì)于不同聚合度菊粉影響面團(tuán)中不同流動(dòng)性水分(結(jié)合水與自由水)的變化規(guī)律方面的研究還未見報(bào)道。

本文主要采用DSC和NMR 2種分析技術(shù)研究3種不同聚合度和不同添加量的菊粉對(duì)面團(tuán)中水分性質(zhì)的影響，并進(jìn)一步分析2種方法測(cè)定結(jié)果與菊粉添加量的相關(guān)性，以期能夠深入了解面團(tuán)制作過程中菊粉的添加對(duì)水分狀態(tài)遷移行為的影響規(guī)律，為菊粉面制品相關(guān)產(chǎn)品的加工和貯藏提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料和設(shè)備

短鏈菊粉(純度92.4%)，購(gòu)買于昆山拓豐有限公司；天然菊粉(純度86%)和長(zhǎng)鏈菊粉(純度94.5%)，購(gòu)買于比利時(shí)Cosucra公司，3種菊粉均在60℃條件干燥至質(zhì)量恒定；面粉(蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.62%，含水率10.85%)，洛陽(yáng)市綠源石磨糧食加工有限公司；HM740型和面機(jī)，青島漢尚電器有限公司；101-2型電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；DSC-1型差示量熱掃描儀，瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；MesoMR23060H-I型低場(chǎng)核磁共振成像與分析系統(tǒng)，上海紐邁電子科技有限公司。

1.2 面團(tuán)的制備

準(zhǔn)確稱取200 g小麥面粉，不同聚合度的菊粉分別按小麥面粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0、2.5%、5.0%、7.5%、10%的比例加入，然后將混合粉放入和面機(jī)中并加入96 mL去離子水(空白實(shí)驗(yàn)確定)進(jìn)行15 min攪拌。

1.3 總含水率的測(cè)定

參照GB 5009.3—2010中的直接干燥法，平行測(cè)定3次，取平均值。

1.4 DSC測(cè)定

參照LU等[14]的方法進(jìn)行調(diào)整，從制得面團(tuán)的中心部位精確稱取(20±0.01) mg樣品平鋪于鋁坩堝底部，并用壓樣器進(jìn)行密封；同時(shí)以密封的空坩堝作空白參比。在氮?dú)饬髁繛?00 mL/min的條件下，將樣品放入樣品池，以5℃/min的速率從25℃冷卻至-40℃，并在-40℃保溫10 min，然后再以相同的速率升溫至40℃，得到相應(yīng)的DSC曲線。記錄不同面團(tuán)樣品在結(jié)晶和熔融過程中的焓變。每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，取平均值。同時(shí)，根據(jù)DSC曲線上的熔化焓變?chǔ)，即可計(jì)算出可凍結(jié)水的含水率，計(jì)算式為

F=ΔH/(ΔH0Wt)×100%

式中 ΔH0——純水的熱焓值，取334 J/gWt——面團(tuán)的總含水率

1.5 NMR測(cè)定

將制好的面團(tuán)迅速稱取(25.00±0.05) g放入核磁試管中，再分別置于恒溫(32℃)的核磁永久磁場(chǎng)中心位置的射頻線圈中心，利用CPMG脈沖序列測(cè)量樣品的自旋-自旋弛豫時(shí)間T2，然后根據(jù)T2的反演程序得出相應(yīng)面團(tuán)樣品T2的反演譜圖。每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，取平均值。其中，CPMG實(shí)驗(yàn)的參數(shù)設(shè)置為：采樣點(diǎn)數(shù)TD=60 018，采樣頻率SW=200 kHz，采樣間隔時(shí)間TW=1 000 ms，回波個(gè)數(shù)1 000, 回波時(shí)間300 μs, 累加次數(shù)NS=16。

1.6 數(shù)據(jù)處理

利用Origin 8.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖形制作。采用SPASS 17.0對(duì)2種方法測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析、相關(guān)性分析和線性回歸分析。顯著性分析采用Duncan檢驗(yàn)，顯著性差異P<0.05；相關(guān)性分析采用 Pearson相關(guān)系數(shù)和Two-tailed顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 DSC分析菊粉對(duì)面團(tuán)中水分分配行為的影響及其相關(guān)性

表1列出了不同聚合度和添加量的菊粉對(duì)面團(tuán)融化焓變、可凍結(jié)水和不可凍結(jié)水含水率的影響。從表中可以看出，3種菊粉的加入均顯著降低了面團(tuán)的水分融化焓變和可凍結(jié)水的含水率(P<0.05)，說明不同聚合度的菊粉均能改變面團(tuán)中水分的分布狀態(tài)，使整個(gè)體系的水分子產(chǎn)生了遷移和重新分配，且隨著菊粉添加量的增加，這種遷移行為更明顯。這主要?dú)w因于菊粉分子為線性直鏈多糖，鏈長(zhǎng)較短，溶于水溶液后有大量的羥基暴露在外，因此具有較強(qiáng)的親水性，其能與水分子以氫鍵相結(jié)合，從而導(dǎo)致面團(tuán)中水分子的移動(dòng)性和可凍結(jié)水含水率下降[15]。另一方面，菊粉的加入會(huì)增加水溶液的黏度，從而改變了面團(tuán)的流變學(xué)特性，使得面團(tuán)中可凍結(jié)的水分子運(yùn)動(dòng)受到限制，從而減小可凍結(jié)水的含水率。CARINI等[16]發(fā)現(xiàn)將胡蘿卜多糖加入面團(tuán)中后因其增加了面團(tuán)中親水基的濃度，也會(huì)顯著降低面團(tuán)中可凍結(jié)水的含水率。

表1 菊粉對(duì)面團(tuán)中水分狀態(tài)的影響Tab.1 Effect of inulin on properties of water in wheat dough

注：同列不同字母表示水平間差異顯著(P<0.05)，下同。

當(dāng)3種菊粉的添加量達(dá)到10%時(shí)，短鏈菊粉使面團(tuán)的水分融化焓變和可凍結(jié)水含水率較空白分別降低了11.08%和6.28%，天然菊粉分別降低了11.94%和6.50%，長(zhǎng)鏈菊粉分別降低了20.28%和15.46%。其中，添加長(zhǎng)鏈菊粉的面團(tuán)可凍結(jié)水含水率下降最明顯，其次是天然菊粉，最后是短鏈菊粉，產(chǎn)生這種差異性的原因是菊粉的聚合度不同，長(zhǎng)鏈菊粉的聚合度較高，分子鏈長(zhǎng)，在水溶液中運(yùn)動(dòng)更容易形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而降低了水分子運(yùn)動(dòng)[13]。HAGER等[17]實(shí)驗(yàn)表明添加3%的菊苣菊粉或6.8%的短鏈菊粉會(huì)降低面團(tuán)的含水率。SALINAS等[18]的研究也證實(shí)了短鏈菊粉的添加顯著降低了面團(tuán)的含水率，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)菊粉良好的持水性使得面團(tuán)在最低的含水率下達(dá)到最佳的粘稠度，使面團(tuán)的結(jié)構(gòu)更加光滑柔軟，但卻均未對(duì)菊粉是如何影響面團(tuán)中不同流動(dòng)性水分的變化進(jìn)行研究，也未對(duì)天然和長(zhǎng)鏈菊粉進(jìn)行對(duì)比研究。

同時(shí)，面團(tuán)中不可凍結(jié)水的含水率則隨著菊粉添加量的增加而逐漸升高，且當(dāng)3種菊粉的添加量分別高于2.5%時(shí)，不可凍結(jié)水的含水率開始顯著高于空白面團(tuán)(P<0.05)，說明隨著菊粉添加量的增加，面團(tuán)中不可凍結(jié)水的含水率顯著升高。KERCH等[19]認(rèn)為不可凍結(jié)水即為面團(tuán)中的緊密結(jié)合水，其冰點(diǎn)較低，甚至在-40℃都不結(jié)冰。因此，不可凍結(jié)水含水率的升高表明菊粉的加入會(huì)降低面團(tuán)的冰點(diǎn)溫度，有利于抑制面團(tuán)在冷凍過程中冰晶的形成和凍藏過程中冰晶的長(zhǎng)大，提高了面團(tuán)的冷凍穩(wěn)定性，能夠有效地保護(hù)面團(tuán)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)不受破壞，防止面團(tuán)開裂，從而提高了面團(tuán)的貯藏穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)了其貨架期[20]。

表2為DSC方法測(cè)定的菊粉添加量與面團(tuán)中水分狀態(tài)的相關(guān)性分析。從表中可以看出，3種菊粉的添加量均與面團(tuán)中可凍結(jié)水含水率呈顯著負(fù)相關(guān)，其中，天然菊粉與可凍結(jié)水含水率之間的線性相關(guān)系數(shù)高于短鏈和長(zhǎng)鏈菊粉，且相關(guān)系數(shù)均超過0.95。通過線性回歸方程可知，加入長(zhǎng)鏈菊粉的面團(tuán)中可凍結(jié)水含水率的變化斜率最大，表明長(zhǎng)鏈菊粉的添加對(duì)面團(tuán)中水分分配行為的影響最明顯，其次是天然菊粉，最后是短鏈菊粉。

2.2 NMR分析菊粉對(duì)面團(tuán)水分弛豫時(shí)間和峰面積的影響及其相關(guān)性

圖1為通過CPMG-T2脈沖序列及擬合后得到的空白面團(tuán)和3種菊粉添加量在5%時(shí)面團(tuán)水分的T2反演示意圖。從圖中可以看出，每條曲線上均存在3個(gè)峰，這表明面團(tuán)中至少存在3種狀態(tài)的水分，分別對(duì)應(yīng)于T21(0.01～1 ms)、T22(1～40 ms)和T23(40～200 ms)。T21表示緊密結(jié)合水，主要是水與蛋白質(zhì)大分子表面極性基團(tuán)緊密結(jié)合的弛豫時(shí)間；T22表示弱結(jié)合水，主要是水與淀粉和糖類等大分子連接的弛豫時(shí)間；T23則表示游離在外的自由水[21-22]。T2值越小表示水分結(jié)合的越緊密，面團(tuán)持水性越好。其中，加入長(zhǎng)鏈菊粉面團(tuán)的弛豫時(shí)間T21值沒有明顯變化(0.27 ms)，而T22(9.33 ms)和T23(76.28 ms)均顯著小于空白面團(tuán)對(duì)應(yīng)的時(shí)間(10.72 ms、100 ms)；加入短鏈和天然菊粉面團(tuán)的弛豫時(shí)間T21(0.25～0.28 ms)和T22(10.72 ms)相比空白面團(tuán)的T22沒有發(fā)生變化，但T23值(86.97～93.49 ms)也均小于空白面團(tuán)。表明不同聚合度菊粉的添加均導(dǎo)致面團(tuán)中水分的流動(dòng)性變差，其中長(zhǎng)鏈菊粉的水分流動(dòng)性最弱，水分子與面團(tuán)體系中其他組分之間的相互結(jié)合更為緊密。LIU等[23]的研究表明，菊粉能夠通過氫鍵與蛋白質(zhì)相結(jié)合，且長(zhǎng)鏈菊粉與蛋白質(zhì)的相互作用強(qiáng)于短鏈和天然菊粉，因此加入長(zhǎng)鏈菊粉制得面團(tuán)的水分自由度最低。同時(shí)擬合計(jì)算各峰所覆蓋范圍的信號(hào)幅度，以每個(gè)峰的積分面積占總峰面積的百分比表示面團(tuán)中不同形態(tài)水分的相對(duì)含量，分別記為A21、A22和A23。其中，弱結(jié)合水A22的信號(hào)幅度所占的百分比最大，高達(dá)94%以上，表明在面筋網(wǎng)絡(luò)充分形成的面團(tuán)中最主要的水分形態(tài)是弱結(jié)合水。

表2 DSC方法測(cè)定的菊粉添加量與面團(tuán)中水分狀態(tài)的相關(guān)性Tab.2 Correlation analysis of inulin content with water distribution in wheat dough measured by DSC

注： **表示在P<0.01水平上顯著，x表示菊粉添加量，y表示含水率。

圖1 面團(tuán)的水分橫向弛豫時(shí)間T2反演圖Fig.1 Water inversion results of transverse relaxation times T2 in wheat dough

表3為不同聚合度和添加量的菊粉對(duì)面團(tuán)弛豫時(shí)間T2及對(duì)應(yīng)峰面積百分比A2的影響。由表3可以看出，隨著菊粉添加量的增加，短鏈菊粉和天然菊粉對(duì)面團(tuán)的弛豫時(shí)間T21、T22無(wú)顯著性影響(P>0.05)；對(duì)于長(zhǎng)鏈菊粉，不同添加量對(duì)面團(tuán)的T21也無(wú)顯著性影響，但當(dāng)添加量高于2.5%時(shí)，面團(tuán)的弛豫時(shí)間T22開始顯著小于空白面團(tuán)(P<0.05)，且添加量越多T22值越小。面團(tuán)的弛豫時(shí)間T23也隨著3種菊粉的添加逐漸下降，當(dāng)菊粉添加量達(dá)到最大值10.0%時(shí)，面團(tuán)的T23最小。表明菊粉的添加增強(qiáng)了面團(tuán)體系對(duì)自由水的束縛力，導(dǎo)致這部分水的自由度下降。這可以歸因于菊粉具有較強(qiáng)的親水性及持水性，其分子鏈上的羥基與水分子通過質(zhì)子交換降低水的流動(dòng)性，從而減小弛豫時(shí)間，且菊粉添加量越多，對(duì)水分子流動(dòng)的抑制能力就越強(qiáng)，自由水的弛豫時(shí)間T23下降得就越快。

表3 菊粉對(duì)面團(tuán)水分弛豫時(shí)間T2和峰面積的影響Tab.3 Effect of inulin on relaxation time T2 and peak areas of wheat doughs

此外，從表3中還可以看出，3種菊粉的加入均導(dǎo)致面團(tuán)的緊密結(jié)合水峰面積百分比A21升高和弱結(jié)合水峰面積百分比A22下降，但變化都不顯著(P>0.05，除10.0%的長(zhǎng)鏈菊粉添加量外)；而面團(tuán)的自由結(jié)合水峰面積百分比A23則隨著3種菊粉添加量的增加均呈上升趨勢(shì)，且相對(duì)空白面團(tuán)變化顯著(P<0.05)。總體看來(lái)，3種菊粉的加入均引起面團(tuán)中弱結(jié)合水向自由水和緊密結(jié)合水的方向遷移，導(dǎo)致弱結(jié)合水含水率的下降、緊密結(jié)合水與自由水含水率的升高。弱結(jié)合水主要是由面團(tuán)中淀粉與水分子間相互作用產(chǎn)生的，其含水率下降表示兩者間的相互作用減弱，在面團(tuán)攪拌的過程中，相對(duì)于淀粉分子來(lái)說，菊粉的分子量較小，因此其會(huì)作為一種稀釋物質(zhì)在淀粉顆粒的周圍形成一種障礙，此時(shí)，菊粉由于吸水作用而占據(jù)了一部分水分，使得淀粉顆粒周圍的水分分配量下降，從而延緩了淀粉顆粒的吸水膨脹[24-25]。緊密結(jié)合水主要是由面團(tuán)中蛋白質(zhì)與水分子相互作用產(chǎn)生的，其含水率上升表示兩者間相互作用增強(qiáng)，在面筋網(wǎng)絡(luò)形成的過程中，菊粉會(huì)與面團(tuán)中的面筋蛋白以氫鍵和疏水方式相結(jié)合，從而形成更加致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了對(duì)水分子的截留能力，促進(jìn)了蛋白質(zhì)的水合作用[23]。對(duì)于3種菊粉，在引起自由水含水率上升方面，加入短鏈和天然菊粉的面團(tuán)自由水含水率變化大于長(zhǎng)鏈菊粉；而在引起緊密結(jié)合水上升方面，加入長(zhǎng)鏈菊粉的面團(tuán)緊密結(jié)合水含水率變化大于短鏈和天然菊粉，出現(xiàn)這種差異性的原因可能是因?yàn)槎替満吞烊痪辗鄣木酆隙认嗨疲L(zhǎng)鏈菊粉的聚合度高，分子量相對(duì)較大，疏水性也會(huì)隨之增強(qiáng)，且其分子鏈上含有的羥基數(shù)量高于短鏈和天然菊粉，因此，長(zhǎng)鏈菊粉對(duì)淀粉的包裹作用會(huì)更強(qiáng)，同時(shí)長(zhǎng)鏈菊粉在提高面筋網(wǎng)絡(luò)致密性和面筋蛋白乳化活性能力方面也均強(qiáng)于短鏈和天然菊粉[23,26]。

表4為NMR方法測(cè)定的菊粉添加量與面團(tuán)中水分分布的相關(guān)性。從表中可以看出3種菊粉的添加量均與面團(tuán)的質(zhì)子信號(hào)幅度具有明顯的線性相關(guān)性。長(zhǎng)鏈菊粉添加量與A21和A22之間的線性相關(guān)系數(shù)均高于短鏈和天然菊粉，其中A21與菊粉添加量呈顯著線性正相關(guān)(R=0.889)，A22與菊粉添加量呈顯著線性負(fù)相關(guān)(R=-0.958)；而短鏈和天然菊粉的添加量與A23之間的線性相關(guān)系數(shù)(R=0.980和0.990)高于長(zhǎng)鏈菊粉，且均顯著。通過線性回歸方程可知，就緊密結(jié)合水和弱結(jié)合水的變化而言，加入長(zhǎng)鏈菊粉的面團(tuán)變化速率大于短鏈菊粉和天然菊粉；而對(duì)于自由水的變化，加入短鏈菊粉的面團(tuán)變化速率大于天然和長(zhǎng)鏈菊粉。

表4 NMR方法測(cè)定的菊粉添加量與面團(tuán)中水分狀態(tài)的相關(guān)性Tab.4 Correlation analysis of inulin content with water distribution in wheat dough measured by NMR

注：*表示在P<0.05水平上顯著，**表示在P<0.01水平上顯著，“—”表示不存在線性相關(guān)性，x表示菊粉添加量，Y表示峰面積百分比。

2.3 DSC和NMR測(cè)定水分狀態(tài)結(jié)果的相關(guān)性分析

DSC和NMR 2種測(cè)定方法分析菊粉對(duì)面團(tuán)中水分遷移行為的影響，結(jié)果的相關(guān)性分析如表5所示。DSC測(cè)得的可凍結(jié)水含水率與NMR測(cè)得的深層結(jié)合水的峰面積A21極顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.811,P<0.01)，與弱結(jié)合水峰面積A22極顯著正相關(guān)(R=0.767,P<0.01)。不可凍結(jié)水含水率與橫向弛豫時(shí)間T22和對(duì)應(yīng)的峰面積A22極顯著負(fù)相關(guān)，分別為R=-0.789和R=-0.767(P<0.01)；同時(shí)，與深層結(jié)合水峰面積A21呈極顯著正相關(guān)(R=0.811,P<0.01)。這些表明DSC測(cè)得的可凍結(jié)水峰面積百分比的變化趨勢(shì)與NMR測(cè)得的弱結(jié)合水峰面積百分比A22的變化趨勢(shì)一致，不可凍結(jié)水的百分比與深層結(jié)合水峰面積的百分比A21也具有相同的變化趨勢(shì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

3種不同聚合度菊粉的添加均能改變面團(tuán)中水分的分布狀態(tài)，DSC結(jié)果表明，菊粉的添加引起可凍結(jié)水含水率的下降和不可凍結(jié)水含水率的上升，但菊粉聚合度不同，對(duì)水分遷移行為的影響也不同。

表5 DSC和NMR測(cè)定面團(tuán)中水分形態(tài)結(jié)果的相關(guān)性分析Tab.5 Correlation analysis of results of water state in dough determined by DSC and NMR

注：**表示在P<0.01水平上顯著。

而NMR結(jié)果表明，短鏈和天然菊粉對(duì)面團(tuán)中自由水的影響較明顯，而長(zhǎng)鏈菊粉則對(duì)緊密結(jié)合水的影響較明顯，3種菊粉都對(duì)弱結(jié)合水的影響較明顯。3類菊粉中長(zhǎng)鏈菊粉對(duì)面團(tuán)的弱結(jié)合水影響最顯著，當(dāng)長(zhǎng)鏈菊粉添加量高于5.0%時(shí)，長(zhǎng)鏈菊粉能顯著降低面團(tuán)的弛豫時(shí)間T22。隨著菊粉添加量的增加，面團(tuán)中緊密結(jié)合水和自由水含水率增大，弱結(jié)合水含水率減小，說明菊粉的添加促進(jìn)了蛋白質(zhì)與水分的相互作用，而抑制了淀粉與水分的相互作用。同時(shí)，通過相關(guān)性分析可知，DSC與NMR測(cè)得的面團(tuán)中水分狀態(tài)結(jié)果具有一致性，面團(tuán)的水分遷移行為與菊粉添加量之間存在顯著的線性相關(guān)性。

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Effect of Inulin on Moisture Migration Behavior in Wheat Dough

LUO Denglin1LIANG Xuping1XU Baocheng1XU Wei2HAN Sihai1ZHOU Lu1

(1.CollegeofFoodandBioengineering,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China2.CollegeofLifeScience,XinyangNormalUniversity,Xinyang464000,China)

In order to investigate the influence of inulin on water migration in wheat dough, the freezable water (loosely bound water and free water) and non-freezable water (tightly bound water) of wheat dough with different addition proportions (0, 2.5%, 5.0%, 7.5% and 10.0%) of short-chain, natural and long-chain inulin were determined by using differential scanning calorimetric (DSC) and nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. The results of DSC showed that inulin with different degrees of polymerization (DP) all decreased freezable water content and increased non-freezable water content. And the effect of long-chain inulin on freezable water content was the most obvious. NMR results showed that with the increase of three kinds of inulin added, the contents of tightly bound water and free water were all increased in the dough, while the loosely bound water content was reduced, suggesting that the addition of three types of inulin all promoted the interaction between protein and water and inhibited the interaction between starch and moisture. The short-chain inulin and natural inulin had more obvious impact on the content of free water of the dough. On the other hand, the long-chain inulin had more significant influence on the content of tightly bound water; three kinds of inulin all had obvious effect on the loosely bound water content. In addition, the results of water state in the dough measured by DSC and NMR were consistent; there was a significant correlation between water migration and inulin addition. The test could provide data references for studying water distribution during the making process of dough and adjusting the product processing technology.

inulin; dough; moisture migration; differential scanning calorimetric; nuclear magnetic resonance

10.6041/j.issn.1000-1298.2017.02.045

2016-07-11

2016-08-08

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31371832)、河南省高校科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃項(xiàng)目(16HASTIT020)、河南科技大學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目(2015XTD007)和河南科技大學(xué)SRTP計(jì)劃項(xiàng)目(2016070)

羅登林(1976—)，男，教授，主要從事食品營(yíng)養(yǎng)與健康及超聲技術(shù)研究，E-mail: luodenglin@163.com

TS211

A

1000-1298(2017)02-0335-07