李燕華,李力,田瀟凌,黃芮,馬森

河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院,河南 鄭州 450001

0 引言

近年來(lái),全谷物食品因具有營(yíng)養(yǎng)健康價(jià)值而得到迅猛發(fā)展,研究[1]表明,長(zhǎng)期攝入全谷物食品能降低患肥胖、糖尿病等慢性病的風(fēng)險(xiǎn)。其中,全麥掛面因能增加飽腹感、促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)受到廣大消費(fèi)者的青睞,但麩皮中高含量的不溶性膳食纖維(Insoluble Dietary Fiber,IDF)會(huì)導(dǎo)致全麥掛面易折斷、蒸煮損失率和斷條率增大、彈性降低等現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此,為減弱麩皮對(duì)全麥掛面的劣化作用,研究人員常采用微生物發(fā)酵或酶解的方法對(duì)麩皮進(jìn)行生物改性處理。例如,劉姣等[2]研究發(fā)現(xiàn),利用木聚糖酶對(duì)麩皮進(jìn)行適當(dāng)處理后,可降低全麥掛面的煮熟增重率,提高掛面的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。C.Y.Xu等[3]研究發(fā)現(xiàn),回添經(jīng)白酒曲和酵母菌協(xié)同發(fā)酵的麩皮,可縮短全麥掛面的最佳蒸煮時(shí)間并減少蒸煮損失率,掛面的外觀和斷面組織也均發(fā)生了明顯變化。王賽民等[4]研究發(fā)現(xiàn),利用乳酸菌和酵母菌協(xié)同發(fā)酵麩皮,可顯著提高麩皮的可溶性膳食纖維(Soluble Dietary Fiber,SDF)含量,且在提高面團(tuán)及掛面品質(zhì)方面的效果尤為突出。

目前,針對(duì)麩皮生物改性的研究多采用單一微生物發(fā)酵或酶解的方法,將兩者結(jié)合使用的研究仍較少,且發(fā)酵所用微生物主要是乳酸菌和酵母菌[5],酶解常用的木聚糖酶和纖維素酶也只能破壞纖維素和半纖維素結(jié)構(gòu)中的β-糖苷鍵[6],不能專(zhuān)一且有效地降解麩皮中嵌合在纖維素和半纖維素中的木質(zhì)素,因此降解效率較低。擔(dān)子菌能分泌一系列木質(zhì)素降解酶,可破壞膳食纖維物理屏障,提高其生物轉(zhuǎn)化效率,但單獨(dú)利用擔(dān)子菌發(fā)酵麩皮會(huì)出現(xiàn)菌體解體死亡、產(chǎn)酶不足等問(wèn)題[7],影響麩皮的降解效率?；诖?本文擬采用纖維素酶、木聚糖酶協(xié)同擔(dān)子菌改性技術(shù)對(duì)麩皮進(jìn)行處理,并研究該技術(shù)對(duì)麩皮組分含量,以及改性麩皮對(duì)重組全麥粉及全麥掛面品質(zhì)的影響,以期為全麥掛面品質(zhì)的改良研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

八星雪花小麥粉(總淀粉含量(66.37±0.86)%,蛋白質(zhì)含量(13.69±0.11)%,水分含量(12.22±0.26)%,脂質(zhì)含量(1.6±0.07)%,粗纖維含量(1.01±0.52)%,灰分含量(0.45±0.01)%),五得利面粉集團(tuán)有限公司;麩皮,中鶴現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)集團(tuán)有限公司;木聚糖酶(100 000 U/g)、纖維素酶(10 000 U/g),上海麥克林生化科技有限公司;擔(dān)子菌(CGMCC 7004),中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心。

1.2 主要儀器與設(shè)備

SW-CJ-2D型雙人超凈工作臺(tái),上海樹(shù)立儀器儀表有限公司;RS6000型哈克旋轉(zhuǎn)流變儀,德國(guó)Haake公司;Farinograph-AT自動(dòng)型粉質(zhì)儀,北京布拉德科技有限公司;TH2-D型恒溫振蕩器,太倉(cāng)市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠;Quanta FEG-250型掃描電子顯微鏡,美國(guó)Thermo Fisher Scientific 有限公司;TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)Stable Micro System公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 菌液制備培養(yǎng)基配方:葡萄糖2.0 g,酵母膏0.2 g,KH2PO40.25 g,MgSO40.15 g,維生素B1 0.05 g,土霉素0.02 g,蒸餾水100 mL。

在裝有100 mL培養(yǎng)基的250 mL搖瓶中放入5粒直徑約為5 mm的玻璃珠,滅菌20 min,用接種環(huán)取3環(huán)擔(dān)子菌菌體接種至搖瓶中,于30 ℃、160 r/min的恒溫振蕩器中培養(yǎng)4 d,制得菌液,備用[8]。

1.3.2 菌酶協(xié)同改性麩皮制備取25 g麩皮,粉碎過(guò)40目篩,置于500 mL燒杯中,加入0.25 g木聚糖酶和1.00 g纖維素酶,按照m(麩皮/g)∶V(去離子水/mL)=1∶1的比例加入去離子水(pH值為5.0),混合均勻,于50 ℃條件下酶解12 h后,在121 ℃高壓滅菌鍋中滅菌20 min;加入麩皮質(zhì)量0.6%的葡萄糖、0.2%的MgSO4、0.6%的(NH3)2SO4、0.3%的K2HPO4和15%的菌液,混勻后置于30 ℃、相對(duì)濕度85%的培養(yǎng)箱中分別發(fā)酵3 d、4 d、5 d、6 d和7 d;將各發(fā)酵時(shí)間點(diǎn)的麩皮烘干、磨碎,過(guò)60目篩,即得菌酶協(xié)同改性麩皮[9]。以未改性麩皮(粉碎過(guò)60目篩)為對(duì)照。

1.3.3 重組全麥粉制備分別將改性麩皮和未改性麩皮按質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%回添至小麥粉中,混合均勻,即得重組全麥粉,置于自封袋中密封保存,放于4 ℃冷庫(kù)中,備用。

1.3.4 麩皮組分含量測(cè)定IDF、SDF含量的測(cè)定參照文獻(xiàn)[10]中的方法;粗蛋白含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[11]中的方法;粗淀粉含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[12]中的方法?？扇苄园⒗揪厶?WEAX)含量的測(cè)定參照張維清等[13]的方法,并稍作修改。準(zhǔn)確稱取1 g改性麩皮于50 mL離心管中,加入20 mL去離子水,渦旋振蕩3～5 s充分混勻,在室溫條件下于水浴鍋中振蕩提取30 min后,于4 ℃、5000 r/min條件下離心10 min,取上清液,備用。

1.3.5 麩皮微觀結(jié)構(gòu)表征參照閆曉光等[14]的方法,將麩皮均勻平鋪于導(dǎo)電膠上,把托盤(pán)放入離子濺射儀中噴金90 s后取出,快速轉(zhuǎn)移至掃描電子顯微鏡樣品裝載區(qū)域中,分別放大300倍和3000倍后進(jìn)行觀察。

1.3.6 重組全麥粉粉質(zhì)特性測(cè)定參照徐安民[15]的方法,向面缽中加入質(zhì)量約為50 g的重組全麥粉,混揉1 min后,快速加入一定量的蒸餾水,控制面團(tuán)的最大稠度為480～520 BU,利用粉質(zhì)儀測(cè)定并記錄面團(tuán)形成及擴(kuò)展過(guò)程中稠度隨時(shí)間變化的曲線,得到該曲線的各項(xiàng)特征值,包括吸水率、面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度等。

1.3.7 重組全麥粉動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性測(cè)定按1.3.6的方法制備面團(tuán),將面團(tuán)放入25 ℃、相對(duì)濕度80%的醒發(fā)箱中醒發(fā)30 min,將其置于哈克旋轉(zhuǎn)流變儀平臺(tái)上,下降探頭,將多余面團(tuán)刮去,給暴露在外的面團(tuán)涂抹一層凡士林后蓋上蓋子,防止水分蒸發(fā),并在平臺(tái)上平衡2 min,以消除殘余應(yīng)力。使用的探頭型號(hào)為PP35Ti,測(cè)試溫度為(25±0.1)℃,間隙為2 mm,應(yīng)變?yōu)?%,掃描頻率范圍為0.1～10.0 Hz[16]。

1.3.8 全麥掛面制備參照周玉瑾[17]的方法,并稍作修改。稱取200 g重組全麥粉于和面機(jī)中,按照1.3.6的方法加入適量蒸餾水,攪拌10 min后得到面絮;用保鮮膜包裹面絮后,置于30 ℃、相對(duì)濕度85%的醒發(fā)箱內(nèi)醒發(fā)30 min,依次壓片、切條和干燥。

1.3.9 全麥掛面力學(xué)特性測(cè)定參照屈路衡[18]的方法,隨機(jī)選取完整的全麥掛面,截取15 cm,將其垂直放于質(zhì)構(gòu)儀探頭和夾具之間測(cè)定折斷力和柔韌性。采用壓縮模式,探頭型號(hào)為A/SFR,測(cè)試前、中、后速度分別為0.50 mm/s、2.50 mm/s和10.00 mm/s,觸發(fā)力為2.0 g。每組樣品重復(fù)測(cè)定10次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果需刪除極值。

1.3.10 全麥掛面蒸煮特性測(cè)定參照屈路衡[18]的方法,稱取11 g較完整的全麥掛面放入500 mL沸水中,煮制2 min后,每隔15 s撈出1根面條,用兩塊透明玻璃板擠壓面條,面條間硬白芯消失的時(shí)間即為最佳蒸煮時(shí)間。將煮至最佳蒸煮時(shí)間的面湯轉(zhuǎn)入500 mL容量瓶中并定容,取100 mL面湯于恒重的250 mL燒杯中,置于電爐上蒸干大部分水分,再將燒杯轉(zhuǎn)移至105 ℃烘箱中烘干至恒重,按下式計(jì)算蒸煮損失率:

蒸煮損失率=(m1-m0)/m2×5×100%

式中:m0為恒重空燒杯質(zhì)量/g;m1為含有100 mL面湯干物質(zhì)的恒重?zé)|(zhì)量/g;m2為稱取的全麥掛面質(zhì)量/g。

參照高維等[19]的方法,取30根較完整的全麥掛面置于500 mL沸水中,煮制最佳蒸煮時(shí)間后撈出,長(zhǎng)度<12 cm的面條為斷面條,記錄斷面條根數(shù)后,按下式計(jì)算斷條率:

S=A/30×100%

式中:S為斷條率/%;A為斷面條根數(shù)/根。

1.3.11 全麥掛面質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定參照韓聰?shù)萚20]的方法,將全麥掛面煮至最佳蒸煮時(shí)間時(shí)迅速撈出,過(guò)冷水30 s后立即撈出,用濾紙吸干掛面表面水分并用保鮮膜包裹;取3根煮熟的掛面平鋪于測(cè)試平臺(tái)上,用P36/R探頭進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)測(cè)定。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定7次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果需刪除極值。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

每個(gè)實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)3次,數(shù)據(jù)表示為(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)。在SPSS軟件(Version 22.0)中采用Tukey多重比較檢驗(yàn)進(jìn)行ANOVA分析,顯著性水平為P<0.05。采用Origin 2018軟件繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 菌酶協(xié)同改性對(duì)麩皮組分含量的影響

麩皮內(nèi)部分子組成決定了其功能特性,SDF中的WEAX可改善面團(tuán)的流變學(xué)特性,提高面團(tuán)的黏彈性[21],而IDF含量的高低在一定程度上能反映麩皮的被降解程度。不同菌酶協(xié)同改性麩皮的組分含量見(jiàn)表1。由表1可知,經(jīng)菌酶協(xié)同改性處理后,麩皮中蛋白質(zhì)含量顯著升高(P<0.05),這可能是因?yàn)槲⑸镌诎l(fā)酵過(guò)程中會(huì)消耗部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如碳水化合物)并產(chǎn)生大量消化酶、菌體蛋白等物質(zhì),從而累積蛋白質(zhì),提升麩皮蛋白質(zhì)水平[22];麩皮IDF含量顯著降低,SDF和WEAX含量顯著升高(P<0.05),這可能是因?yàn)辂熎?jiān)硬的細(xì)胞壁組分被纖維素酶、木聚糖酶及擔(dān)子菌代謝產(chǎn)生的各種解聚酶所降解[23-24],且酶解作用使IDF中的糖苷鍵斷裂,由大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)镾DF和小分子的糖類(lèi)[25]。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),SDF和WEAX含量均呈先增大后減小的趨勢(shì),發(fā)酵時(shí)間為5 d時(shí)二者含量均最高,這可能是因?yàn)榘l(fā)酵時(shí)間短于5 d不利于酶的合成;而發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)于5 d時(shí),為了維持微生物的生長(zhǎng)代謝,SDF和WEAX被進(jìn)一步分解成小分子的葡萄糖、阿拉伯糖、木糖等單糖,進(jìn)而被微生物消耗利用[26]。

表1 不同菌酶協(xié)同改性麩皮的組分含量Table 1 The component content of different bacteria-enzyme synergistic modified bran

2.2 菌酶協(xié)同改性對(duì)麩皮微觀結(jié)構(gòu)的影響

麩皮的功能和結(jié)構(gòu)特性主要由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)決定[27],麩皮的持水性與其表面親水基團(tuán)的數(shù)量有關(guān),麩皮細(xì)胞壁破損程度增加、粒度降低均會(huì)導(dǎo)致親水基團(tuán)減少,進(jìn)而導(dǎo)致麩皮持水能力下降[28]。不同菌酶協(xié)同改性麩皮的微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中每組圖左邊是放大3000倍,右邊是放大300倍。由圖1a)可知,未經(jīng)改性處理的麩皮,其結(jié)構(gòu)較為緊密,表面光滑平整,麩皮粒度較大[29]。由圖1b)—1f)可知,經(jīng)菌酶協(xié)同改性處理的麩皮,其表面均較為粗糙,呈現(xiàn)不規(guī)則、疏松的多孔狀,有明顯的斷層現(xiàn)象,并附有部分較小碎片,麩皮粒度明顯減小[30]。菌酶協(xié)同改性過(guò)程中,木聚糖酶作用于麩皮細(xì)胞壁中的不溶性阿拉伯木聚糖(WUAX)并使其轉(zhuǎn)化為WEAX,而纖維素酶作用于纖維素中的糖苷鍵結(jié)合位點(diǎn)并使其斷裂,致使不溶性大分子糖類(lèi)降解為可溶性小分子化合物。木質(zhì)素主要被擔(dān)子菌代謝產(chǎn)生的降解酶所降解,且擔(dān)子菌也能產(chǎn)生降解纖維素和半纖維素的酶[31]。各種酶系的協(xié)同作用使麩皮細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)被降解和嚴(yán)重破壞,WUAX部分轉(zhuǎn)化為WEAX,麩皮的總纖維基質(zhì)被破壞,麩皮粒度減小,在水中易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象[32],耐水滲透性增強(qiáng),這可能導(dǎo)致麩皮的持水能力下降[28,33-34]。

圖1 不同菌酶協(xié)同改性麩皮的微觀結(jié)構(gòu)圖Fig.1 The microstructure diagrams of different bacteria-enzyme synergistic modified bran

2.3 菌酶協(xié)同改性麩皮對(duì)重組全麥粉粉質(zhì)特性的影響

小麥粉的粉質(zhì)特性是評(píng)價(jià)其面團(tuán)品質(zhì)和加工特性的重要指標(biāo)[35]。形成時(shí)間與面筋強(qiáng)度有關(guān),形成時(shí)間越長(zhǎng),面筋強(qiáng)度越強(qiáng);穩(wěn)定時(shí)間可反映面團(tuán)的耐揉性,且與其呈正比例關(guān)系[36];弱化度可反映面筋強(qiáng)弱程度,弱化度越大,面筋強(qiáng)度越弱,面團(tuán)加工性能越差?；靥聿煌竻f(xié)同改性麩皮的重組全麥粉的粉質(zhì)特性見(jiàn)表2。由表2可知,回添未改性麩皮后,重組全麥粉的吸水率和弱化度均升高,質(zhì)量指數(shù)降低,穩(wěn)定時(shí)間和形成時(shí)間均縮短,這可能是因?yàn)辂熎さ募尤胂♂屃诵←湻壑械拿娼畹鞍?且麩皮較大的空間位阻和剪切作用破壞了面團(tuán)的連續(xù)性[37],使面筋蛋白不易形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[38]。菌酶協(xié)同改性麩皮使重組全麥粉的吸水率顯著下降(P<0.05),結(jié)合2.1和2.2的結(jié)果可知,菌酶協(xié)同改性可使IDF部分降解為SDF,細(xì)胞破損比例增加,麩皮粒度降低,導(dǎo)致重組全麥粉的吸水能力降低[28,39],這與K.Hartikainen等[34]的研究結(jié)果較一致?；靥砻附夂蟀l(fā)酵5 d麩皮的重組全麥粉,其穩(wěn)定時(shí)間延長(zhǎng)到5.41 min,與對(duì)照組相比,弱化度降低了22.50 FU。因此,回添菌酶協(xié)同改性麩皮的重組全麥粉的粉質(zhì)有明顯提升,這可能是因?yàn)榫竻f(xié)同改性麩皮的IDF含量降低,WUAX轉(zhuǎn)化為WEAX,其與能產(chǎn)生自由基的化合物(如脂肪氧化酶)共存時(shí)可形成凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),彌補(bǔ)部分面筋蛋白的作用[40],減弱麩皮對(duì)重組全麥粉的粉質(zhì)劣化程度。

表2 回添不同菌酶協(xié)同改性麩皮的重組全麥粉的粉質(zhì)特性Table 2 The farinograph properties of recombinant whole wheat flour with different bacteria-enzyme synergistic modified bran

2.4 菌酶協(xié)同改性麩皮對(duì)重組全麥粉動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的影響

小麥粉動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性與其產(chǎn)品的加工特性及最終產(chǎn)品的品質(zhì)密切相關(guān)[41]。彈性模量(G′)可反映物質(zhì)的類(lèi)固體性質(zhì),表征物料彈性;黏性模量(G″)可反映類(lèi)液體性質(zhì),表征物料黏性[36]。回添不同菌酶協(xié)同改性麩皮的重組全麥粉面團(tuán)的G′和G″如圖2所示。由圖2可知,回添未改性麩皮的重組全麥粉面團(tuán),其G′和G″遠(yuǎn)高于小麥粉面團(tuán),且G′>G″,即添加麩皮會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)的硬度增大,表現(xiàn)出更強(qiáng)的類(lèi)固體特性,這與朱璠[42]的研究結(jié)果較一致。這可能是因?yàn)辂熎づc面筋蛋白爭(zhēng)奪水分,降低了水分在面團(tuán)中的潤(rùn)滑作用,且填充在面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)中的麩皮使面團(tuán)延展性下降,進(jìn)而導(dǎo)致G′和G″增加[43]?；靥砭竻f(xié)同改性麩皮的重組全麥粉面團(tuán),其G′和G″較回添未改性麩皮的重組全麥粉面團(tuán)有所降低,而與小麥粉面團(tuán)相近[44]。這可能是因?yàn)榫竻f(xié)同改性麩皮已發(fā)生降解,其粒度和持水性均降低[33],且麩皮纖維中含有的大量親水基團(tuán)被破壞,導(dǎo)致其與面筋蛋白競(jìng)爭(zhēng)水分的能力降低[45],面筋蛋白能吸收足夠的水分而充分展開(kāi),并相互纏繞形成黏彈性體系,最終使得面團(tuán)延展性增強(qiáng),硬度降低。回添酶解后發(fā)酵5 d麩皮的重組全麥粉面團(tuán),其G′和G″均有所升高,這可能是因?yàn)榫竻f(xié)同改性可使能影響面團(tuán)形成的WEAX充分產(chǎn)生,而WEAX能與面筋蛋白交聯(lián)產(chǎn)生新的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),彌補(bǔ)麩皮對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞,改善面團(tuán)的黏彈性[46]。

圖2 回添不同菌酶協(xié)同改性麩皮的重組全麥粉面團(tuán)的G′和G″Fig.2 The G′ and G″ of recombinant whole wheat flour dough with different bacteria-enzyme synergistic modified bran

2.5 菌酶協(xié)同改性麩皮對(duì)全麥掛面力學(xué)特性的影響

力學(xué)特性是評(píng)價(jià)掛面在包裝、流通過(guò)程中易斷裂程度的重要參數(shù)[47]。其中,折斷力表示掛面在彎曲時(shí)能承受的最大力,折斷力越大,掛面越不易斷裂;柔韌性表示掛面在承受最大折斷力時(shí)彎曲的距離[48]?；靥聿煌竻f(xié)同改性麩皮的全麥掛面的力學(xué)特性如圖3所示,其中同一指標(biāo)不同小寫(xiě)字母表示組間有顯著性差異(P<0.05)。由圖3可知,麩皮的稀釋及剪切刺穿作用破壞了面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致回添未改性麩皮的全麥掛面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較松散,能承受的外部作用力降低。回添菌酶協(xié)同改性麩皮的全麥掛面,其折斷力和柔韌性均有所提高,且隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),整體呈先增大后減小的趨勢(shì),這可能是因?yàn)榫竻f(xié)同改性過(guò)程中釋放了高黏結(jié)性的WEAX,能在一定程度上保護(hù)面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),避免其力學(xué)特性改變[49],且菌酶協(xié)同改性可軟化麩皮,使其對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞作用減弱[50],從而使面條能彎折更大的角度[47]。

圖3 回添不同菌酶協(xié)同改性麩皮的全麥掛面的力學(xué)特性Fig.3 The mechanical properties of whole wheat noodles with different bacteria-enzyme synergistic modified bran

2.6 菌酶協(xié)同改性麩皮對(duì)全麥掛面蒸煮特性的影響

最佳蒸煮時(shí)間、蒸煮損失率和斷條率是評(píng)價(jià)掛面蒸煮特性的關(guān)鍵指標(biāo),其中,蒸煮損失率和斷條率可反映掛面內(nèi)部面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱及淀粉顆粒被包裹的緊密程度,蒸煮損失率和斷條率越高,煮制過(guò)程中溶解在面湯中的可溶性成分的總量越高[51],掛面越易糊湯。回添不同菌酶協(xié)同改性麩皮的全麥掛面的蒸煮特性見(jiàn)表3。由表3可知,菌酶協(xié)同改性處理對(duì)全麥掛面的最佳蒸煮時(shí)間影響較小,而回添菌酶協(xié)同改性麩皮的全麥掛面的蒸煮損失率和斷條率均有所下降,回添酶解后發(fā)酵5 d麩皮的全麥掛面,其蒸煮損失率由回添未改性麩皮的全麥掛面的10.62% 降為9.05%,這可能是因?yàn)榫竻f(xié)同改性麩皮會(huì)釋放具有黏結(jié)性的WEAX,使得麩皮顆粒黏結(jié)在面筋基質(zhì)中,另外,麩皮釋放的活性物質(zhì)(如阿魏酸等)會(huì)增強(qiáng)面筋蛋白的聚集程度,將淀粉包裹得更緊密[47]。結(jié)合圖1可知,菌酶協(xié)同改性可破壞麩皮堅(jiān)硬的纖維結(jié)構(gòu),減弱麩皮對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的弱化作用,增強(qiáng)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)度,強(qiáng)化蛋白質(zhì)-淀粉-纖維的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),淀粉被包裹得更緊密且在蒸煮過(guò)程中的擴(kuò)散程度降低[52]。

表3 回添不同菌酶協(xié)同改性麩皮的全麥掛面的蒸煮特性Table 3 The cooking characteristics of whole wheat noodles with different bacteria-enzyme synergistic modified bran

2.7 菌酶協(xié)同改性麩皮對(duì)全麥掛面質(zhì)構(gòu)特性的影響

質(zhì)構(gòu)特性是評(píng)價(jià)面條品質(zhì)的重要指標(biāo)[53],彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性與面條的勁道感呈正相關(guān)關(guān)系[54],其中內(nèi)聚性體現(xiàn)了咀嚼過(guò)程中面條結(jié)構(gòu)被破壞的程度,內(nèi)聚性越大,面條結(jié)構(gòu)越緊實(shí)且越富有嚼勁[55]?；靥聿煌竻f(xié)同改性麩皮的全麥掛面的質(zhì)構(gòu)特性見(jiàn)表4。由表4可知,相較于小麥粉面條,回添未改性麩皮的全麥掛面的硬度顯著增大(P<0.05),內(nèi)聚性、彈性和回復(fù)性均顯著降低(P<0.05)。研究[56]表明,麩皮中的IDF含量與含麩皮面團(tuán)的硬度呈正相關(guān)關(guān)系。菌酶協(xié)同改性處理能降解麩皮中的IDF,使其含量降低,從而改善全麥掛面的硬度[57]。此外,麩皮蛋白質(zhì)含量越高,含麩皮掛面的彈性和回復(fù)性越好[56]。結(jié)合表1可知,菌酶協(xié)同改性麩皮所含蛋白質(zhì)含量較未改性麩皮有顯著提高,故回添菌酶協(xié)同改性麩皮的全麥掛面,其整體呈現(xiàn)軟彈的特點(diǎn)[47]。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),回添菌酶協(xié)同改性麩皮的全麥掛面的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性均呈先增大后減小的趨勢(shì),其中,回添酶解后發(fā)酵5 d麩皮的全麥掛面,其彈性顯著高于(P<0.05)其他改性麩皮全麥掛面。研究[58]表明,淀粉分子與面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)的多少與面團(tuán)彈性的大小呈正相關(guān)關(guān)系。酶解后發(fā)酵5 d的麩皮會(huì)釋放更多的WEAX及其他活性物質(zhì),增強(qiáng)面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[47],另外,回添菌酶協(xié)同改性麩皮會(huì)降低掛面中水分的流動(dòng)性,減弱對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的損傷,增加面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與淀粉分子的交聯(lián)點(diǎn)[15]。

表4 回添不同菌酶協(xié)同改性麩皮的全麥掛面的質(zhì)構(gòu)特性Table 4 The texture characteristics of whole wheat noodles with different bacteria-enzyme synergistic modified bran

3 結(jié)論

本文以纖維素酶、木聚糖酶協(xié)同擔(dān)子菌改性處理麩皮,探究改性麩皮對(duì)重組全麥粉及其掛面品質(zhì)的影響,得到如下結(jié)論:經(jīng)菌酶協(xié)同改性后,麩皮的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得到提升,IDF含量顯著降低,而SDF、WEAX和蛋白質(zhì)含量均顯著升高;相較于其他改性麩皮,酶解12 h后接菌發(fā)酵5 d的麩皮更能釋放有利于面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的WEAX,在改善重組全麥粉及其掛面品質(zhì)的劣化程度方面表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì),在該改性條件下制備的重組全麥粉,其面團(tuán)的面筋筋力更強(qiáng)、更耐揉搓、硬度更低且彈性更高,所制備的全麥掛面在運(yùn)輸過(guò)程中不易斷裂,煮制后口感勁道且不易糊湯,更符合消費(fèi)者的需求。因此,該菌酶協(xié)同改性方法可有效軟化麩皮結(jié)構(gòu),降解其不溶性纖維組分,改善IDF與SDF比例,弱化麥麩對(duì)全麥粉品質(zhì)的劣化程度,提高麩皮的經(jīng)濟(jì)附加值,也為改善全麥掛面的品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)提供了新的技術(shù)思路。