木聚糖酶對面包的保鮮作用

郭嘉林，楊小芝，趙明月

漯河醫(yī)學高等專科學校食品營養(yǎng)系河南省休閑食品工程技術研究中心（漯河 462002）

木聚糖酶（endo-1,4-β-d-xylanxylanohydrolase EC3.2.1.8）是一組將半纖維素木聚糖降解成低聚糖和木糖的復合酶系[1-3]。木聚糖酶主要包括內(nèi)切B-1,4木聚糖酶和B-木聚糖酶，可將大分子質(zhì)量的水不溶性木聚糖降解為水溶性的低聚木糖和木糖。木聚糖酶在延緩面包和饅頭老化、果汁澄清、生產(chǎn)功能性低聚木糖等食品工業(yè)中具有重要的應用價值，近年來吸引國內(nèi)外越來越多的研究者對木聚糖酶的研究[4-7]。Casier等[8]進行大量研究發(fā)現(xiàn)，向相對弱筋的面粉中添加2%水不溶性木聚糖，可以提高面包的體積達30%~45%，同時面包的其他一些指標，如均一性、面包瓤品質(zhì)及彈性均得到改善[9-10]；各項研究表明，木聚糖除了具有低熱、穩(wěn)定、安全、無毒等良好的理化特性外，還有促進腸內(nèi)雙歧桿菌等有益菌增殖，抑制有害菌生長的獨特生理功能，因而也被稱作雙歧因子[11-14]。試驗通過向面包制作過程中添加不同量的木聚糖酶，觀察其對面包吸水率、形成時間及在面包貯藏過程中細菌、霉菌生長情況的影響進行分析，為木聚糖酶在面食中的保鮮應用提供參考[15]。

1 材料與方法

1.1 主要材料

面包粉（菏澤華瑞食品有限責任公司）；高活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）；微生物培養(yǎng)基原料：馬鈴薯、葡萄糖、瓊脂、牛肉膏、蛋白胨、瓊脂粉（市售）。

1.2 主要儀器設備

JH1102型電子天平（上海精密科學儀器有限公司）；HS20型和面機（廣東恒聯(lián)食品機械有限公司）；AFJ-30型發(fā)酵箱（杭州偉龍制造設備有限公司）；ZPJ-150型恒溫保濕箱（金壇市建衛(wèi)環(huán)境試驗設備廠）；SF200型手壓封口機（上海申越包裝機械有限公司）；SZYDW型無菌操作臺（蘇州億達凈化實驗室設備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 面包制作工藝

采用一次發(fā)酵法[3]。基本配方：面粉100 g，水56 mL，酵母1.5 g，蔗糖3 g，氫化油3 g，鹽1.5 g，木聚糖酶添加量為0，0.08，0.8和8 mg/kg這4個水平。

制作工藝：和面（18 s，中速）→發(fā)酵（30 ℃）→整形→醒發(fā)（40 ℃，相對濕度80%）→焙烤（230℃，14 min）→面包。制作好面包成品用無菌聚乙烯保鮮袋包裝并用封口機封口。

1.3.2 面包霉變試驗

將1.3.1小節(jié)中所制作的面包樣品，放置在恒溫保濕發(fā)酵箱中（30 ℃，濕度70%），在貯藏期間，每天上下午各觀察1次面包的霉變情況，發(fā)現(xiàn)面包表面有霉點出現(xiàn)即為霉變，并記錄下霉變所需的天數(shù)。同時，每天提取樣品，測定面包的細菌總數(shù)和霉菌總數(shù)。每個樣品做2個平行樣，取平均值為最終試驗結果。

1.3.3 細菌的測定方法

面包細菌總數(shù)測定按照GB 4789.2—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》中食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定方法進行。每個樣品做2個平行樣，取平均值為最終試驗結果。

1.3.4 霉菌的測定方法

面包霉菌總數(shù)測定按照GB 4789.15—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數(shù)》中食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數(shù)方法進行測定。每個樣品做2個平行樣，取平均值為最終試驗結果。

2 結果與討論

2.1 面包吸水率、形成時間的影響

在面包粉中分別添加0，0.08，0.8和8 mg/kg的木聚糖酶，通過測定計算面包的吸水率、形成時間，試驗結果見表1。

從表1的數(shù)據(jù)分析得出，與對照組相比，隨著面包粉中木聚糖酶添加量增加，面團的吸水率均有所下降。原因可能是添加適量木聚糖酶對面包粉中戊聚糖有一定程度水解，有效降低高吸水性，提高面筋網(wǎng)絡的彈性，從而面團的形成時間也有所下降。

表1 不同木聚糖酶添加量對面包吸水率、形成時間的影響

2.2 不同木聚糖酶添加量對面包在貯藏過程中細菌變化的影響

在面包粉中分別添加0，0.08，0.8和8 mg/kg的木聚糖酶，成品面包用無菌聚乙烯保鮮袋包裝并用封口機封口，在溫度30 ℃、濕度70%的條件下貯藏3 d，在貯藏過程中，樣品中細菌總數(shù)的變化見表2所示。

從表2的數(shù)據(jù)分析得出，不同木聚糖酶添加量均可不同程度地抑制面包中細菌的生長，這可能與木聚糖酶使面包粉中的阿拉伯木聚糖產(chǎn)生水解，使水分從面團中釋放出來有一定關系。特別是木聚糖酶添加量0.8 mg/kg及以上時，可有效抑制面包中細菌生長，并將細菌總數(shù)控制在10×103CFU/g以下，未超過GB 7099—2003《糕點、面包衛(wèi)生標準》中規(guī)定的熱加工面包中菌落總數(shù)不得超過1 500 CFU/g的要求，即添加一定量的木聚糖對面包貯藏過程中細菌生長具有一定抑制作用，可有效延長面包保質(zhì)期。

表2 不同木聚糖酶添加量對面包貯藏過程中細菌的變化影響

2.3 不同木聚糖酶添加量對面包在貯藏過程中霉菌的變化影響

在面包粉中分別添加0，0.08，0.8和8 mg/kg的木聚糖酶，成品面包用無菌聚乙烯保鮮袋包裝并用封口機封口，在溫度30 ℃、濕度70%條件下貯藏3 d，在貯藏過程中，樣品中細菌總數(shù)的變化見表3。

從表3的數(shù)據(jù)分析得出，與對照組相比，添加0.08 mg/kg木聚糖酶對面包貯藏期間霉菌生長具有較小抑制作用，添加0.8 mg/kg及以上時的木聚糖酶時對面包貯藏期間霉菌生長均可有效抑制其生長。這說明添加一定量木聚糖對面包貯藏過程中霉菌的生長具有一定抑制作用。

從表1~表3的數(shù)據(jù)與分析可知，在面包制作過程中添加適量木聚糖酶可對面包粉中的戊聚糖進行一定程度的水解，有效降低其高吸水性，使面團的吸水率有所下降，從而降低面團的形成時間，同時添加適量木聚糖酶還可對面包貯藏過程中細菌的生長及霉菌的生長具有一定的抑制作用，可有效延長面包的保質(zhì)期。但在面包制作過程中，加酶過量（8 mg/kg）的面團變得稀軟、粘手，增加操作難度，且最終產(chǎn)品內(nèi)部有較多不均勻的孔洞。因此，對木聚糖酶在面包制作中保鮮應用，有待進一步深入研究與推廣應用。

表3 不同木聚糖酶添加量對面包貯藏過程中霉菌的變化影響

3 結論

對木聚糖酶抑菌方面的研究主要體現(xiàn)在木聚糖酶具有高度的專一性和高效性，而且木聚糖酶的酶促反應條件溫和，能有效避免食品加工過程中對營養(yǎng)成分的損失。故木聚糖酶作為一種食品添加劑在食品工業(yè)中應用具有顯著的優(yōu)越性[16-17]。綜合大量研究和文獻參考表明，添加適量木聚糖酶可以明顯改變面粉糊化特性，改善面包的硬度、彈性及柔韌性，從而提高其品質(zhì)。眾所周知，化學改良劑的改良效果相對單一，且對人體健康存在潛在的危害，而目前興起的生物酶制劑具有相對安全性高、添加量少等特點，應用前景廣闊[18-21]。20世紀90年代，國外少數(shù)研究開始將木聚糖酶應用于面包制作中，木聚糖酶能改善面團性質(zhì)并提高面包品質(zhì)，增大面包體積，有少數(shù)學者開始將木聚糖酶應用于饅頭制作中，結果表明，添加適量木聚糖酶可使饅頭硬度、彈性、咀嚼性和回復性降低。此次試驗表明在面包制作過程中添加適量木聚糖酶，可改善面粉特性，抑制其在貯藏過程中細菌、霉菌的生長，為面包保鮮、有效延長面包的保質(zhì)期提供依據(jù)。