大麥粉對(duì)面團(tuán)特性與面包焙烤品質(zhì)的影響及其改良劑研究.pdf

1、大麥營養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，是谷物中的全價(jià)營養(yǎng)食物。我國大麥資源豐富，價(jià)格低廉，品質(zhì)優(yōu)良，極具開發(fā)潛力。但與小麥粉相比，大麥粉很難形成具有粘彈性的面團(tuán)，而只能形成可塑的硬面團(tuán)，尤其當(dāng)大麥粉替代小麥粉的比例≥30％時(shí)，面包等發(fā)酵面制品品質(zhì)急劇下降，限制了大麥在食品尤其是發(fā)酵面制品中的應(yīng)用，從而影響了大麥?zhǔn)称返拈_發(fā)。因此，解決該難題的關(guān)鍵是揭示大麥粉影響發(fā)酵面制品品質(zhì)的根本原因，以便研發(fā)適合的改良劑，并探索改良劑的作用機(jī)制。
　　本論文選

2、擇面筋蛋白和β-葡聚糖為研究對(duì)象，探討大麥粉對(duì)面包造成品質(zhì)劣化的根本原因;同時(shí)，結(jié)合β-葡聚糖和β-葡聚糖酶的作用，研究β-葡聚糖對(duì)大麥-小麥混合粉面團(tuán)及面包焙烤品質(zhì)產(chǎn)生的影響，揭示β-葡聚糖酶的改良機(jī)制。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.以不同比例的大麥粉替代小麥粉，研究添加10％～60％(w/w)大麥粉對(duì)面團(tuán)特性及面包焙烤品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著大麥添加量的增加，大麥-小麥混合粉色澤變暗、持水力增加;面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間及

3、C2值顯著降低，延伸性與最大抗延伸阻力顯著下降;面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生改變，添加大麥粉的面團(tuán)內(nèi)部組織變得粗糙，當(dāng)添加量大于20％時(shí)，面包內(nèi)部氣孔壁出現(xiàn)斷裂，且?guī)缀跤^察不到完整的氣孔結(jié)構(gòu)。添加大麥粉的面包比容降低，硬度增加，彈性減小，感官品質(zhì)下降;面包內(nèi)部氣孔所占面積減少，孔洞所占面積增加，面包片亮度變暗。大麥粉添加量為10％～20％的面包整體感官品質(zhì)仍可被接受，而大麥粉添加量在30％～60％范圍內(nèi)，面包的焙烤品質(zhì)顯著下降，面包蓬松的海綿

4、狀紋理結(jié)構(gòu)消失。
　　2.以面筋蛋白和β-葡聚糖為重點(diǎn)，研究大麥粉影響面包焙烤品質(zhì)的主要因素及其所產(chǎn)生的作用。結(jié)果表明，與小麥粉相比，大麥粉并不缺乏總蛋白以及形成面筋蛋白的兩種結(jié)構(gòu)蛋白（谷蛋白與醇溶蛋白），也不缺乏含硫氨基酸，但是隨著大麥粉添加量的增加，大麥-小麥混合粉的濕面筋含量隨之明顯下降，其主要原因是大麥粉中谷蛋白與醇溶蛋白的比例不利于面筋蛋白的形成，并且大麥粉幾乎不含高分子量谷蛋白亞基。添加谷朊粉可以改善混合粉的粉質(zhì)特性，

5、從而緩解大麥粉中面筋蛋白的不足。研究發(fā)現(xiàn)，大麥粉中富含β-葡聚糖(5.45％)，遠(yuǎn)高于小麥粉(0.18％)。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)β-葡聚糖添加量≥0.5％時(shí)，小麥粉面團(tuán)抗延伸阻力增加，小麥粉面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度（C2值）及延伸性均顯著降低;當(dāng)β-葡聚糖添加量≥1.5％時(shí)，小麥粉面包比容明顯減小、硬度增大、彈性降低，表明β-葡聚糖對(duì)面團(tuán)劣化作用十分明顯。因此，確定大麥粉導(dǎo)致面包焙烤品質(zhì)劣化的主要因素為:面筋蛋白和β-葡聚糖。

6、>　　3.以添加30％大麥粉替代小麥粉為例，分別將0.02％、0.04％、0.06％和0.08％的β-葡聚糖酶添加到大麥-小麥混合粉中，研究β-葡聚糖酶對(duì)混合粉面團(tuán)特性及面包焙烤品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著β-葡聚糖酶添加量的增加，混合粉粘度明顯降低;盡管混合粉面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間明顯縮短，C2值明顯降低，但面團(tuán)的彈性、硬度及微觀結(jié)構(gòu)均得到顯著的改善;β-葡聚糖酶可以顯著提高混合粉面包的比容、彈性及柔軟度等焙烤品質(zhì)，使其具有更佳的口感

7、、柔軟度及整體接受程度等感官品質(zhì)，同時(shí)，β-葡聚糖酶還有助于改善面包的抗老化特性，從而延長產(chǎn)品貨架期;當(dāng)β-葡聚糖酶添加量為0.04％時(shí)，面包焙烤品質(zhì)最佳，比容增加了57.5％，彈性增加了21％，硬度降低了74％。
　　4.基于β-葡聚糖與β-葡聚糖酶對(duì)面包焙烤品質(zhì)的影響，研究并揭示了β-葡聚糖對(duì)大麥-小麥混合粉面團(tuán)及面包焙烤品質(zhì)弱化的影響及β-葡聚糖酶的改善機(jī)制。結(jié)果表明，β-葡聚糖的弱化作用與其分子量大小密切相關(guān)，β-葡聚糖酶

8、使β-葡聚糖分子量顯著降低;紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡及核磁共振成像分析結(jié)果顯示，高分子量的β-葡聚糖遇水產(chǎn)生高粘性凝膠，一方面附著在面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表面，影響面筋蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而降低面筋蛋白的功能特性，另一方面與面筋蛋白爭(zhēng)奪水分;而β-葡聚糖酶的添加可以消除粘性凝膠的負(fù)面影響，間接改善面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加面筋蛋白的彈性。
　　β-葡聚糖酶改善大麥-小麥混合粉面包的品質(zhì)主要作用途徑為:(1)將高分子量的β-葡聚糖降解為低分子量的

9、寡糖片段，使β-葡聚糖的高持水性與高粘性下降，促進(jìn)面筋蛋白分子間的相互交聯(lián)，間接改善面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而緩解β-葡聚糖的不利影響;(2)面團(tuán)中的水分重新分布，水分子從β-葡聚糖轉(zhuǎn)移至面筋蛋白，為面筋蛋白的形成與發(fā)展提供了先決條件;(3)酵母代謝過程中產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶能使低分子量寡糖水解為酵母可以利用的還原糖，從而增加了酵母所需的碳源，提高了酵母的產(chǎn)氣能力。
　　5.以面包綜合評(píng)分為依據(jù)，采用部分因子設(shè)計(jì)(FFD)試驗(yàn)對(duì)β-葡聚糖

10、酶、谷朊粉、α-淀粉酶、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)、蔗糖酯和Vc等6個(gè)因素進(jìn)行篩選，優(yōu)化復(fù)合改良劑，研發(fā)營養(yǎng)與品質(zhì)兼優(yōu)的大麥面包（含大麥粉55％）。結(jié)果表明，β-葡聚糖酶、谷朊粉和α-淀粉酶對(duì)綜合評(píng)分有顯著影響，且重要性排序?yàn)棣?葡聚糖酶＞谷朊粉＞α-淀粉酶;在固定TG、蔗糖酯和Vc添加量的條件下，以最陡爬坡實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用中心組合設(shè)計(jì)(CCD)試驗(yàn)對(duì)篩選出的3個(gè)重要因子進(jìn)行優(yōu)化，確定了復(fù)合改良劑的組成及添加量分別為:β-葡聚糖酶0.064

11、9％、谷朊粉7.5269％、α-淀粉酶0.0089％、TG0.0900％、蔗糖酯0.3000％、Vc0.0125％。
　　采用C-Cell圖像分析儀和物性儀分析了復(fù)合改良劑對(duì)大麥面包焙烤品質(zhì)的改善效果，結(jié)果表明，與優(yōu)化前相比，大麥面包片的周長與內(nèi)部氣孔數(shù)量均增加，孔洞的面積減小，面包比容提高了45％;同時(shí)，新鮮大麥面包及其在貯藏期內(nèi)的質(zhì)構(gòu)特性得到明顯的改善，主要表現(xiàn)為硬度減小、彈性增加，咀嚼性得到改善，面包外觀品質(zhì)也明顯改善。該復(fù)