發(fā)芽糙米復(fù)合粉制備無麩質(zhì)面包的研究

吳昊桐，杜佳陽，李東紅，周大宇，楊立娜，馬濤

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 錦州 121013）

麩質(zhì)又名麥麩，即面筋蛋白，主要由醇溶蛋白和谷蛋白組成[1]，在面團(tuán)的發(fā)酵過程中相互交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使發(fā)酵食品保持良好的體積形態(tài)。對(duì)大多數(shù)人來說，麩質(zhì)是很普通的蛋白質(zhì)，容易被人體消化吸收，但對(duì)小部分人來說，攝入麩質(zhì)會(huì)引發(fā)一種吸收障礙性疾病即乳糜瀉[2]，因此食用無麩質(zhì)食品對(duì)這類人群來說尤為重要。

面包是人們喜愛的食品之一。發(fā)芽糙米不僅具有糙米的全部營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)發(fā)芽糙米中所含的生理活性物質(zhì)更豐富[3-5]，大豆蛋白具有優(yōu)良的乳化性和發(fā)泡性，玉米淀粉具有良好的糊化特性[6-7]。因此本試驗(yàn)選用發(fā)芽糙米粉、大豆粉和玉米淀粉為原料合理配比，并通過添加適量改良劑制造一款具有小麥口感的無麩質(zhì)面包，以滿足特殊人群的需求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

發(fā)芽糙米粉（蛋白質(zhì)9.6%，脂肪2.9%，碳水化合物72.1%，水分12%）、大米蛋白（蛋白含量80%）：遼寧寨香生態(tài)農(nóng)業(yè)有限股份公司；生黃豆粉（蛋白質(zhì)26.2%，脂肪6.0%，碳水化合物41.2%，水分11.0%）：山東美樂嘉食品有限公司；玉米淀粉（蛋白質(zhì)0%，脂肪0%，碳水化合物28%，水分12.5%）：上海楓未實(shí)業(yè)有限公司；干酵母：安琪酵母股份有限公司；谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（酶活力100 U/g）：廣東科隆生物科技有限公司；L-半胱氨酸：河北華陽生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MFF-13型恒溫恒濕箱：廣東圣恒家用電器有限公司；JY5002電子天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；ZBS-RQKX-2X型烤箱：深圳市凱度電器有限公司；CHOPIN肖邦Mixolab2混合實(shí)驗(yàn)儀：法國肖邦公司；TA-XT2i Texture Analyser：英國 Stable Micro System有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)芽糙米復(fù)合粉的制備

復(fù)合粉制備參照Mohammadi等[8]和Ferreira等[9]方法加以改進(jìn)和優(yōu)化，在大豆粉和玉米淀粉為原料的基礎(chǔ)上加入發(fā)芽糙米粉，以面包專用粉作為對(duì)照[10]，通過混合實(shí)驗(yàn)儀得出適宜制作無麩質(zhì)面包的復(fù)合粉最優(yōu)比組合為：發(fā)芽糙米粉∶大豆粉∶玉米淀粉質(zhì)量比為5∶2∶3。

1.3.2 復(fù)合粉粉質(zhì)特性測定

混合實(shí)驗(yàn)儀是一種可記錄式的揉面缽，可以測量在攪拌和溫度雙重因素下的面團(tuán)流變學(xué)特性。主要是實(shí)時(shí)測量面團(tuán)攪拌時(shí)兩個(gè)雙揉面刀（攪拌臂）的扭矩變化。試驗(yàn)主要是基于在第一階段面團(tuán)水合后形成一個(gè)達(dá)到目標(biāo)稠度且重量固定的面團(tuán)[11-12]。各指標(biāo)所表示的特性見表1。

表1 各指標(biāo)所表示的特性Table 1 Characteristics of the indicators

1.3.3 單因素試驗(yàn)

本試驗(yàn)選用了谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（glutamine transaminase，TG酶）、L-半胱氨酸和大米蛋白。用量分別為TG 酶（質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、L-半胱氨酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、大米蛋白（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0、2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0%）進(jìn)行單因素試驗(yàn)。復(fù)配添加劑添加量參考GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》。

1.3.4 正交試驗(yàn)

通過分析影響無麩質(zhì)面包面團(tuán)品質(zhì)的單因素試驗(yàn)，選取TG酶、L-半胱氨酸和大米蛋白這3個(gè)因素安排L9（34）正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素與水平見表2。

表2 復(fù)配添加劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment for compound additive formula optimization

1.3.5 發(fā)芽糙米復(fù)合粉面包制備

取50 g復(fù)合粉倒入和面缽中。準(zhǔn)確稱取0.5 g酵母和32 g水，倒入面缽中攪拌至成團(tuán)。置于溫度28℃，濕度為75%的醒發(fā)箱中發(fā)酵1.5 h。

研究TG酶對(duì)面團(tuán)品質(zhì)的影響時(shí)需將TG酶（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）用 50℃水溶解，并先置于46℃發(fā)酵箱中發(fā)酵1 h；研究L-半胱氨酸對(duì)面團(tuán)品質(zhì)影響時(shí)需加入L-半胱氨酸（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）；研究大米蛋白對(duì)面團(tuán)品質(zhì)的影響需加入大米蛋白（2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0%）。試驗(yàn)中總質(zhì)量不變，改良劑添加量為占全粉的百分比。

取發(fā)酵后的面團(tuán)置于烤箱中烘烤。上火180℃下火190℃，烘烤時(shí)間12 min。出爐后待面包冷卻一段時(shí)間達(dá)到32℃即可。

1.3.6 全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）

用刀將無麩質(zhì)面包面團(tuán)切成長寬高均為2.5 cm的立方體，采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析[13]測試，測試采用P36探頭，5次試驗(yàn)取平均值。參數(shù)設(shè)定為測試前速率：1.00 mm/s，測試速率：1.00 mm/s；測試后速率：2.00 mm/s，下壓程度：10.00%；距離：35.000 mm，測試力：5.0 g。

1.3.7 產(chǎn)品感官評(píng)定

發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面包感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照GB/T 35869—2018《糧油檢驗(yàn)小麥粉面包烘焙品質(zhì)評(píng)價(jià)快速烘焙法》[14]見表 3。

表3 面包感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Bread sensory scoring criteria

面包體積也可按下式計(jì)算體積得分。

式中：Sv為面包體積得分；V為面包體積測定值，mL；360為得分為0分的面包體積測定值，mL。

挑選10名食品專業(yè)人員組成感官評(píng)鑒小組對(duì)10組產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，其中1號(hào)～9號(hào)試驗(yàn)組為正交試驗(yàn)組面團(tuán)焙烤后的面包，10號(hào)為未添加改良劑的發(fā)芽糙米面包。

1.3.8 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Excel2010、SPSS16.0進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 TG酶對(duì)發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面包面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

TG酶對(duì)發(fā)芽糙米面團(tuán)粉質(zhì)特性影響如表4所示。

表4 TG酶對(duì)發(fā)芽糙米面團(tuán)粉質(zhì)特性影響Table 4 Influence of TGase on the flour properties of germinated brown rice dough

與空白組相比，隨著TG酶添加量的增多，面團(tuán)的形成時(shí)間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，蛋白弱化特性下降。這表明隨著TG酶的增多，蛋白分子之間形成交聯(lián)構(gòu)成蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加了面團(tuán)的黏彈性使其更耐揉，賦予面團(tuán)更加穩(wěn)定的形態(tài)。其中糊化的淀粉顆粒充分填充于蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，使面團(tuán)回生值降低，有利于面包儲(chǔ)藏期品質(zhì)的穩(wěn)定。但過量添加會(huì)導(dǎo)致蛋白交聯(lián)過度，使面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變?nèi)?，不利于面團(tuán)的成型。Basman等[15]研究表明TG酶促進(jìn)蛋白交聯(lián)程度的同時(shí)減少了親水性氨基酸，親水鍵減少降低了面團(tuán)的吸水率，從而降低了面團(tuán)“筋力”。隨著TG酶的添加淀粉的糊化特性淀粉的熱穩(wěn)定性和回升特性變化不大，綜合分析TG酶添加量為0.2%～0.8%時(shí)面團(tuán)粉質(zhì)特性較好，這與路飛等[16]結(jié)果相一致。

2.2 L-半胱氨酸對(duì)發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面包面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

L-半胱氨酸對(duì)發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面團(tuán)粉質(zhì)特性影響如表5所示。

表5 L-半胱氨酸對(duì)發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面團(tuán)粉質(zhì)特性影響Table 5 Effect of cysteine on the silty characteristics of germinated brown rice without gluten

與空白組相比隨著L-半胱氨酸添加量的增多，面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。這是因?yàn)長-半胱氨酸作為一種還原劑，一方面它可以促進(jìn)面筋的形成，減少面團(tuán)混合所需的時(shí)間需要用的能量，使面團(tuán)具有更好的延展性[17]；另一方面兩個(gè)L-半胱氨酸斷裂琉巰基形成雙硫鍵的胱氨酸。Jazaeri等[18]表明在面團(tuán)形成過程中強(qiáng)筋粉和弱筋粉形成蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的區(qū)別為在筋力較強(qiáng)的面團(tuán)中易發(fā)生二硫鍵交聯(lián)，而筋力較弱的面團(tuán)主要是疏水相互作用，因此胱氨酸具有維持蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)型的作用。面團(tuán)的弱化特性稍有降低，這可能L-半胱氨酸添加量的增多面團(tuán)的延展性強(qiáng)于面團(tuán)的黏彈性，使面團(tuán)耐揉性改變。此外面團(tuán)的淀粉糊化特性和糊化熱穩(wěn)定性無明顯變化但面團(tuán)的淀粉回生特性稍有改善，這有利于焙烤后產(chǎn)品的儲(chǔ)藏。綜合分析L-半胱氨酸添加量為1.0%時(shí)面團(tuán)粉質(zhì)特性較好。

2.3 大米蛋白對(duì)發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面包面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

大米蛋白對(duì)發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面團(tuán)粉質(zhì)特性影響如表6所示。

表6 大米蛋白對(duì)發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面團(tuán)粉質(zhì)特性影響Table 6 Effect of rice protein on the flour properties of germinated brown rice without gluten

與空白組相比，隨著大米蛋白添加量的增多，面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和蛋白弱化特性先上升后下降。這可能是因?yàn)橐环矫嫔倭看竺椎鞍椎脑黾樱鎴F(tuán)中蛋白含量增多，從而加強(qiáng)了面團(tuán)中蛋白與蛋白之間的聚集程度[19]，強(qiáng)化了面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)[20]，使面團(tuán)更耐揉，另一方面由于大米蛋白難溶于水且吸附在淀粉表面從而抑制水分子進(jìn)入內(nèi)部，這會(huì)使面團(tuán)內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低[21]。此外Debet等[22]研究表明淀粉顆粒填充在蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，在糊化過程中淀粉顆粒得到了保護(hù)提高了面團(tuán)的熱穩(wěn)定性，而淀粉糊化特性和回生特性均無明顯變化。綜合考慮大米蛋白添加量為2.0%～4.0%時(shí)面團(tuán)粉質(zhì)特性較好。

2.4 添加劑復(fù)合配方優(yōu)化

試驗(yàn)以形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和蛋白弱化特性為指標(biāo)，面團(tuán)形成時(shí)間、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間和蛋白弱化特性的權(quán)重分別為0.4、0.4和0.2[23]。復(fù)配添加劑對(duì)面團(tuán)Mixolab參數(shù)影響的正交試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

表7 復(fù)配添加劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiment for compound additive formula optimization

3種添加劑對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性影響主次為B＞A＞C,即L-半胱氨酸＞TG酶＞大米蛋白，且最優(yōu)方案為B3A2C1，即添加量為TG酶0.8%、L-半胱氨酸1.0%、大米蛋白2.0%。

2.5 面團(tuán)質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果

不同配方面團(tuán)質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果見表8。

表8 不同配方面團(tuán)質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果Table 8 TPA detection results of bread dough with different formula

由表8可知，6號(hào)試驗(yàn)結(jié)果與其他組相比較好。其中面團(tuán)的硬度、膠著性和咀嚼性明顯優(yōu)于其他組，但彈性、黏聚性和回復(fù)性和其他組相比無明顯差別；隨著TG酶的增多，面團(tuán)硬度、膠著性和咀嚼性明顯提高[24]，但在加入L-半胱氨酸后3個(gè)指標(biāo)明顯改善，由此也可以印證L-半胱氨酸對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性的影響大于TG酶。綜合而言，6號(hào)試驗(yàn)面團(tuán)品質(zhì)最好，最優(yōu)添加量為TG酶0.8%、L-半胱氨酸1.0%和大米蛋白2.0%，結(jié)果與Mixolab正交試驗(yàn)結(jié)果相一致。

2.6 產(chǎn)品感官評(píng)定結(jié)果

不同配方發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面包成品感官評(píng)分見表9。

表9 不同配方發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面包成品感官評(píng)分Table 9 sensory scores of different recipes of germinated brown rice gluten-free bread

感官評(píng)分可以得出，6號(hào)試驗(yàn)組評(píng)分最高，且1號(hào)～9號(hào)評(píng)分均明顯高于未添加改良劑的發(fā)芽糙米面包。說明添加復(fù)配改良劑后能顯著提升發(fā)芽糙米無麩質(zhì)面包的品質(zhì)。結(jié)果與Mixolab正交試驗(yàn)結(jié)果一致。

3 結(jié)論

復(fù)配改良劑能顯著提升發(fā)芽糙米復(fù)合粉無麩質(zhì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性。通過試驗(yàn)得出：當(dāng)發(fā)芽糙米粉、大豆粉和玉米淀粉質(zhì)量比為5∶2∶3時(shí)組成的復(fù)合粉最為適宜制作面包。以此復(fù)合粉為基礎(chǔ)添加TG酶0.8%、L-半胱氨酸1.0%、大米蛋白2.0%，制備的面包體積較大、外觀光潔平滑無塌陷且質(zhì)地細(xì)膩平滑富有彈性，其感官品質(zhì)達(dá)到最佳。