酶制劑對面團流變特性的影響

李 華

(鄭州工程技術學院 化工食品學院，鄭州 450044)

近年來，利用酶制劑改良面粉品質(zhì)成為谷物食品研究中的熱點。將酶作為品質(zhì)改良劑應用于面粉工業(yè)，可以在一定程度上代替或彌補傳統(tǒng)品質(zhì)改良劑的不足。酶制劑以其天然、安全以及優(yōu)秀的改良性能很快被人們所接受，其使用已從烘焙行業(yè)拓展應用到面粉改良劑、饅頭改良劑等其他領域。目前，應用在面粉加工產(chǎn)品改良的酶制劑主要包括木糖酶、淀粉酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶以及不同酶的復合酶等。[1-3]

木聚糖是D-吡喃木糖以β-1,4結(jié)合形成的高分子長鏈，在面粉中的含量很少，但對面包品質(zhì)有非常重要的影響。不溶性木聚糖具有強吸水性，水溶性木聚糖具有強持水性和氧化性等。木聚糖酶可以水解面粉中高分子木聚糖長鏈，使不溶性木聚糖的吸水率降低，從而改善面團的操作性和穩(wěn)定性，改善面筋網(wǎng)絡，改進面包瓤的結(jié)構(gòu)，使饅頭具有更好的結(jié)構(gòu)和更大的體積。[4-5]真菌α-淀粉酶(FAA)是由米曲霉微生物發(fā)酵產(chǎn)生的，它能將直鏈淀粉和支鏈淀粉的α-1,4糖苷鍵水解成麥芽糖和葡萄糖，面團發(fā)酵時可供酵母利用，促進酵母產(chǎn)生和產(chǎn)氣，從而改變面團的特性，還能促使淀粉和蛋白質(zhì)之間的結(jié)合，提高面團的特性。[6]葡萄糖氧化酶具有很好的氧化作用, 對不同面粉的粉質(zhì)均有較明顯的改善，使面團的形成時間延長, 面團的面筋數(shù)量增多, 網(wǎng)絡增強, 面團抗機械攪拌的能力也增強。本文進一步研究木聚糖酶、真菌α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶以及復合酶對面團的影響。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

精制面粉：鄭州金苑面業(yè)有限公司；木聚糖酶(XY)：“Petopan Mono BG”，2500FXU/g；真菌α-淀粉酶(FAA)：“Fungamyl F1 2500 SG”，2500FAU/g；葡萄糖氧化酶(GOD)：“Gluzyme Mono 10000B”，10000GODU/g；復合酶(MA)：“Fungamyl Super MA”，2250 FXU/g + 250 FAU/g。以上四種酶均來自丹麥諾維信公司。

1.2 主要儀器

LYFZ-300G型電子粉質(zhì)儀、LYWS-3型恒溫恒濕醒發(fā)箱、LYTJ-1型饅頭體積測定儀：鄭州良源分析儀器有限公司；LIBROR AEL-200分析天平：日本Shimadzn公司。

1.3 面團流變學特性的測定方法

采用電子型粉質(zhì)儀，參照國標GB/T14614-2001測定面團的形成時間、穩(wěn)定時間、彈性及可膨脹性、弱化值、公差指數(shù)、斷裂時間，以及校正至500FU的加水量、吸水率和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)等流變學參數(shù)。吸水率：指面團最大稠度(粉質(zhì)曲線峰值)處于500B.U.時所需的加水量，以占14%濕基面粉重量的百分數(shù)表示，準確到0.1%。形成時間：是指開始加水到面團稠密度達到最大(峰值)時所需揉混的時間，準確到0.5min，此時間也稱為峰值時間。穩(wěn)定性：也稱穩(wěn)定時間，定義為時間差異，是指粉質(zhì)曲線首次穿過500B.U.標線(到達時間)和離開500B.U.標線(離開時間)之間的時間差異，準確到0.5min。弱化度：又稱軟化度，是指曲線峰值中心與峰值過后12min的曲線中心數(shù)值之差，用B.U.表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 木聚糖酶、真菌α-淀粉酶及葡萄糖氧化酶對面團粉質(zhì)特性的影響

在木聚糖酶和真菌α-淀粉酶合適作用條件下(40℃，pH5.0)，添加不同水平的酶量與面團作用，利用粉質(zhì)儀研究木聚糖酶、真菌α-淀粉酶對面團粉質(zhì)特性的影響。木聚糖酶對面團粉質(zhì)特性的影響結(jié)果分析見表1。

表1 木聚糖酶對面團粉質(zhì)特性的影響

由表1可知，添加不同水平木聚糖酶的面團形成時間與對照組相比變化不明顯；吸水率與對照組相比變化也不明顯，但隨酶量的增加略有增加的趨勢；弱化值逐漸增大，但添加水平達到160ppm時有明顯降低現(xiàn)象；穩(wěn)定時間隨酶量的增加不斷縮短，變化較大；彈性在添加水平為90ppm時與其他水平差別明顯；斷裂時間整體上呈逐漸縮短趨勢。說明面團的穩(wěn)定時間和彈性對木聚糖酶的添加量較敏感，木聚糖酶的添加能降低面團中的彈性成分。

與木聚糖酶相比，真菌α-淀粉酶對面團流變特性的影響較大。表2為真菌α-淀粉酶對面團粉質(zhì)特性的影響結(jié)果分析。

表2 真菌α-淀粉酶對面團粉質(zhì)特性的影響

由表2可知，添加真菌α-淀粉酶的面團形成時間與對照組相比明顯延長，但隨酶量的增加變化不明顯；吸水率與對照組相比降低明顯，但隨酶量的增加略有降低的趨勢；弱化值逐漸增大，穩(wěn)定時間隨酶量的增加不斷縮短；斷裂時間逐漸縮短；粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)隨酶量的增加不斷降低，降幅較大。上述現(xiàn)象說明真菌α-淀粉酶在實驗溫度下能夠?qū)Φ矸鄄粩嗟匕l(fā)生水解作用，這種水解作用使得面團的原有結(jié)構(gòu)受到影響，表現(xiàn)出一定的弱化作用。真菌α-淀粉酶的這種水解作用可以改善面團內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，增加面團發(fā)酵能力，其水解得到的糖類還能與蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應，使得面團發(fā)生褐變，改善烘焙面包時的著色。[7-9]

表3 葡萄糖氧化酶對面團粉質(zhì)特性的影響

由表3可知，添加葡萄糖氧化酶面團的形成時間和穩(wěn)定時間延長，跌落值降低，添加葡萄糖氧化酶可以明顯改善面團的粉質(zhì)穩(wěn)定性。綜上所述，木聚糖酶可提高面團吸水率，對面團的粉質(zhì)穩(wěn)定性影響不大，能弱化面團的粉質(zhì)特性；添加真菌α-淀粉酶對面團的粉質(zhì)穩(wěn)定性改善不明顯；葡萄糖氧化酶具有很好的氧化作用, 對不同面粉的粉質(zhì)均有較明顯的改善，使面團的形成時間延長, 面團的面筋數(shù)量增多, 網(wǎng)絡增強, 面團抗機械攪拌的能力增強。

2.2 復合酶對面團粉質(zhì)特性的影響

鑒于單一酶制劑對面團流變特性的影響存在局限性，考察了復合酶MA以及木聚糖酶XY、真菌α-淀粉酶FAA和葡萄糖氧化酶GOD不同水平復合酶對面團品質(zhì)的影響。測定結(jié)果見表4。

表4 復合酶對面團粉質(zhì)特性的影響

復合酶“Fungamyl Super MA”是真菌α-淀粉酶“Fungamyl 2500 BG”和木聚糖酶(戊聚糖酶)“Pentopan Mono BG”的混合物。通過與面粉中的可溶性及不可溶性木聚糖發(fā)生反應，可提高面筋網(wǎng)絡的彈性，從而改善面團的可操作性及穩(wěn)定性，改善面包瓤的組織結(jié)構(gòu)，增大面包體積。由表4可知，添加復合酶實驗組與對照組相比，形成時間延長較明顯，但隨酶量的增加變化不大；吸水率隨酶量的增加略有降低的趨勢；弱化值逐漸增大；隨著酶量的增加穩(wěn)定時間縮短的趨勢較明顯，斷裂時間也減少。上述現(xiàn)象說明復合酶中真菌α-淀粉酶(FAA)在實驗溫度下對面粉內(nèi)淀粉的影響比單一木聚糖酶的影響大。

葡萄糖氧化酶(GOD)在增強面筋強度方面有重要作用，其在氧氣存在條件下能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸,同時產(chǎn)生過氧化氫，過氧化氫能將蛋白分子中巰基(-SH)氧化為二硫鍵(-S-S-)，從而增強面團彈性。[10-12]選取一定量具有氧化作用的葡萄糖氧化酶(GOD)和不同水平的木聚糖酶(XY)、真菌α-淀粉酶(FAA)考察面團特性變化，其穩(wěn)定時間與原面粉相比有所下降，葡萄糖氧化酶(GOD)在50ppm時面團彈性增加。

3 結(jié)論

木聚糖酶(XY)、真菌α-淀粉酶(FAA)和葡萄糖氧化酶(GOD)對面團流變特性的影響各有不同特點，復合酶更能綜合不同單一酶的影響。木聚糖酶(XY)能增加面團的形成時間，而真菌α-淀粉酶(FAA)則相反；真菌α-淀粉酶(FAA)能降低面團的吸水率，其弱化值有增加趨勢。復合酶(MA)中，木聚糖酶(XY)量是α-淀粉酶(FAA)量的9倍，但是在面團中作用表現(xiàn)出的流變特性的改變，更趨近于真菌α-淀粉酶(FAA)對面團流變特性的影響趨勢。兩者都能不同程度地降低面團的彈性，木聚糖酶(XY)使得面團的彈性與膨脹性降低較明顯。一般認為木聚糖中的不溶性部分對面團品質(zhì)有不良的影響，木聚糖酶(XY)降解不溶性的木聚糖會改善面筋的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，能使面團中不同組分更均勻的分散到面筋網(wǎng)絡中。[13-16]木聚糖酶(XY)也是通過這種作用達到改善面包品質(zhì)的效果。另一方面，葡萄糖氧化酶(GOD)在一定程度上能增加面團彈性成分，這使得復合酶能綜合不同酶的特點，從而改善面團品質(zhì)，也說明復合酶制劑能夠協(xié)同單一酶制劑的作用，優(yōu)化不同酶制劑對面團品質(zhì)的影響。因此，木聚糖酶、真菌淀粉酶、葡萄糖氧化酶和復合酶作為焙烤添加劑具有良好的前景，在面粉加工中也有非常大的應用潛力。

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