茯苓糙米黑豆馒头品质改良研究

胡二坤，张首玉

（河南职业技术学院烹饪食品系，河南郑州450046）

茯苓糙米黑豆馒头品质改良研究

胡二坤，张首玉

（河南职业技术学院烹饪食品系，河南郑州450046）

运用响应面法分析木聚糖酶、谷氨酰胺转氨酶（transglutaminase enzyme，TG酶）及海藻酸钠对茯苓糙米黑豆馒头品质的影响，试验结果表明木聚糖酶添加量0.02%、TG酶添加量为0.04%，海藻酸钠添加量为0.3%时馒头的品质最好，此条件下比对试验表明，经过品质改良的馒头与未经改良馒头相比弹性增加40.1%、黏结性降低38.5%、硬度降低15.5%、咀嚼性降低20.4%。

木聚糖酶；谷氨酰胺转氨酶（TG酶）；海藻酸钠；响应面试验

茯苓，俗称云苓，属于药食同源的食物[1]，现代研究表明，茯苓的主要成分是萜类物质和多糖[2]，从药效上讲，茯苓能利水渗湿，健脾宁心，可以治疗因为脾虚导致的小便不利，现在药理证实，它还是良好的利尿剂，同时能降血糖[3]。糙米是稻米加工的初级产品，占糙米质量10%的糠层和胚芽中富集了生理活性很高的维生素E、γ-氨基丁酸、亚油酸、谷维素、膳食纤维等营养物质[4]。黑豆属于杂粮，在馒头中添加一定量的杂粮可以改善馒头的品质[5]。国家卫生部2002年公布了《关于进一步规范保健食品原料管理的通知》，肯定了此类药食同源食物具有一定的生理功效，能够预防疾病。本文参考中医饮食保健的基本原则，将茯苓、糙米、黑豆三者配伍使用，制作生活中常见的主食馒头，达到养胃健脾、提高馒头附加值的作用，但杂粮馒头在存放期间极易出现老化[6]现象，因此，本文研究杂粮馒头的品质改良，以改善其口感及内、外在品质。

木聚糖酶属于水解酶，已在食品、饲料、造纸等行业广泛应用。食品级的木聚糖酶作为一种绿色面制品改良剂，在欧美国家已广泛应用于焙烤食品的加工[7]。已有文献报道，在毕赤酵母中提取出的链霉菌FA1木聚糖酶最先应用于馒头的制作[8]。在面粉中加入一定量的TG酶，可以提高馒头的比容、内、外部结构及感官品质[9]。本文研究这两种酶制剂和乳化剂海藻酸钠对茯苓糙米黑豆馒头品质的影响，通过合理的试验设计，优化出最佳的试验方案，为杂粮馒头的品质改良提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

金苑特一粉：河南金苑粮油有限公司；活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；茯苓粉：云南丹羽生物科技有限公司；黑豆：市售。木聚糖酶（酶活100 000 U/g）：河南仰韶生化工程有限公司；谷氨酰胺转氨酶：泰兴市东圣食品科技有限公司；海藻酸钠：青岛明月海藻集团有限公司。

1.2 仪器与设备

JF-30型豪华型面包发酵箱：山东汇泉厨业有限公司；TMS-Pro物性仪：美国FTC仪器公司；单门32盘电汽蒸饭柜：青岛超群食品设备有限公司；CZ125-2型高速多功能粉碎机：沧州铁狮磨浆机械有限公司；SW防水型电子天平：河南欧森自动化称重系统有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 茯苓糙米黑豆馒头制作

依次称取小麦粉100 g、茯苓粉添加量12%、糙米粉添加量15%、黑豆粉添加量10%，酵母用量混合粉总重的1%[10]；在此配方基础上分别加入一定量的酶制剂或乳化剂，充分混合均匀，然后加入混合粉总重50%的水，按照馒头的制作工艺进行发酵、醒发、熟制，冷却后进行感官评价。

1.3.2 馒头比容的测定[11]

馒头比容计算公式如下：馒头比容（λ）=馒头体积/馒头质量

1.3.3 茯苓糙米黑豆馒头感官品质评价方法

本研究中馒头品质采用感观评价方法参照周显青、郭波莉等[11-12]的评价方法。选择无特殊味觉偏好的10人组成感官评价小组，按照表1所列馒头评价方法进行感官评分。

表1 茯苓糙米黑豆馒头评分标准Table 1 Sensory evaluation on fuling brown rice black beans steamed bread

1.3.4 茯苓糙米黑豆馒头物性测试法

试验过程中采用FTC质构分析仪，操作基本参数如下：样品未做前处理直接测试，选用TPA试验程序，质构仪选择探头为75 mm圆盘（型号：TMS-75 mm），力量感应元 500 N，触发力（Trigger Force）：0.05 N，试验前测试速度：60 mm/min，试验时测试速度：60 mm/min，试验中形变量（Deformation）：50%。每次循环的目标位移25 mm，样品高度50 mm，尽可能从同一位置开始试验，第一次循环目标位移时间25 s，第二次循环开始前的位移50 mm，第二次循环50 s后开始。

1.3.5 茯苓糙米黑豆馒头制作响应面试验设计

本研究在单因素试验的基础上，选择木聚糖酶、TG酶及海藻酸钠作为馒头品质复配改良的3个因素，每个因素选择3个水平进行试验。采取响应面的试验设计[13]，以馒头TPA试验中的硬度、黏结性、弹性及咀嚼性为响应指标，同时综合考虑感官评价，来最终确定茯苓糙米黑豆馒头品质改良的最佳实验方案。响应面试验设计见表2。

表2 茯苓糙米黑豆馒头品质改良响应面试验设计Table 2 Quality improvement of response surface design on fuling brown rice black beans steamed bread

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 木聚糖酶对茯苓糙米黑豆馒头品质的影响

在试验1.3.1配方的基础上，分别加入混合粉重量0、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的木聚糖酶，充分混合均匀，然后加入混合粉总重50%的水，按照馒头的制作工艺进行发酵、醒发、熟制，冷却后进行感官评价，感官评价见表3。

表3 木聚糖酶对茯苓糙米黑豆馒头品质的影响Table 3 Effects of xylanase on quality of fuling brown rice black beans steamed bread

从表3可以看出，随着木聚糖酶添加量的增加，馒头的比容及表皮状况、黏性均有所改善，而当添加量达到0.04%时，感官评价中各项指标又降低，表中数据还可以看出添加木聚糖酶对馒头的高度影响不大。当木聚糖酶添加量在0.03%时，茯苓糙米黑豆馒头的黏性最大，随着木聚糖酶添加量的增加，馒头的黏度又开始下降，可能是由于木聚糖酶使面粉中的水不溶阿拉伯糖裂解成极易溶胀的碎片，而且不含游离水，从而使得馒头的黏性下降[14]。感官试验结果还表明当木聚糖酶添加量为0.03%时，综合评分最好，但此时馒头出现芯部发黏，其他指标均较好。

2.1.2 TG酶对茯苓糙米黑豆馒头品质的影响

在试验1.3.1配方的基础上，分别加入混合粉重量在此基础上加入混合粉重量0.00%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%的TG酶，充分混合均匀，然后加入混合粉总重50%的水，按照馒头的制作工艺进行发酵、醒发、熟制，冷却后进行感官评价。感官评价见表4。

表4 TG酶对茯苓糙米黑豆馒头品质的影响Table 4 Effects of TG enzyme on quality of fuling brown rice black beans steamed bread

从表4可以看出，在一定范围内即0%～0.04%范围内添加TG酶后馒头的外观、色泽及内部结构、弹性韧性均有所改善，酶的添加量大于0.04%时，随着添加量增大，馒头表皮状况、外观形状及内部结构、弹性韧性等都开始下降，而黏度则开始增加。感官评价表显示TG酶的添加量对馒头的高度影响不大。表4试验结果还可以看出，当TG酶添加量在0.04%时，感官评分最高，此时馒头的各项指标均较好。感官评价过程中还发现，随着TG酶添加量的增加，馒头的后味略微发苦，可能是由于面筋蛋白质在酶的作用下生产含有苦味肽段[15]，最终影响馒头的感官评分。

2.1.3 海藻酸钠对茯苓糙米黑豆馒头品质的影响

在试验1.3.1配方的基础上，分别加入混合粉重量0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的海藻酸钠，充分混合均匀，然后加入混合粉总重50%的水，按照馒头的制作工艺进行发酵、醒发、熟制，冷却后进行感官评价。感官评价见表5。

表5 海藻酸钠对茯苓糙米黑豆馒头品质的影响Table 5 Effects of sodium alginate on quality of fuling brown rice black beans steamed bread

从表5可以看出，海藻酸钠加入配方中可以改善馒头的综合感官评分，特别当添加量为0.2%时，馒头的各项指标较好，感官评分最高。海藻酸钠加入馒头中明显的改善了黏性，使得馒头黏性发生改变，口感不粘牙，特别是在此类馒头配方中既有糙米又有黑豆的情况下，海藻酸钠起到了很好的亲水作用，使配方中几种不同的化学成分能够很好的融合一起，极大了改善了膳食纤维的口感。从表5也可以看出，海藻酸钠最佳使用量为0.2%。这是因为海藻酸钠具有亲水性，一定质量分数的海藻酸钠可以改善面团组织的均一性、持水作用及黏结性，增加面团的筋性和持气性[16]，这有利于馒头体积的增大。当海藻酸钠质量分数超过0.2%，馒头感官评价呈下降趋势。这是因为过量的海藻酸钠会使面团的筋性过强，不利于馒头的胀发[17]。

2.1.4 茯苓糙米黑豆馒头响应面试验结果

根据单因素试验的结果，选择木聚糖酶添加量分别为0.02%、0.03%、0.04%，TG酶添加量分别为0.02%、0.04%、0.06%，海藻酸钠添加量分别为0.1%、0.2%、0.3%进行响应面试验。采用TPA模式对馒头进行质构品质的检测，在质构仪测试指标中，硬度是指样品达到一定变形时所必须的力[18]，即柱形探头第一次穿冲样品时的压力峰值。理论上讲，硬度值、黏附性、咀嚼性与馒头品质成负相关。即这3个指标数值越大，吃起来就越硬，缺乏弹性、绵软、爽口的感觉；弹性值、胶黏值与馒头品质正相关，即数值越大，馒头吃起来柔软又劲道、爽口不黏牙。响应面试验结果见表6，硬度、黏结性、弹性响应面拟合曲线[19]及木聚糖酶、TG酶、海藻酸钠交互作用对茯苓糙米黑豆馒头品质改良的影响见图1、图2、图3。

表6 茯苓糙米黑豆馒头响应面试验结果Table 6 Response results of fuling brown rice black beans steamed bread

图1 硬度拟合曲线及木聚糖酶、TG酶、海藻酸钠交互作用对馒头硬度的影响图Fig.1 Effect of hardness curve and xylanase，TG enzyme and sodium alginate on the hardness of steamed bread

图2 黏结性拟合曲线及木聚糖酶、TG酶、海藻酸钠交互作用对馒头黏结性的影响图Fig.2 Effect of cohesiveness curve and xylanase，TG enzyme and sodium alginate on the hardness of steamed bread

图3 咀嚼性拟合曲线及木聚糖酶、TG酶、海藻酸钠交互作用对馒头咀嚼性的影响图Fig.3 Effect of mastication fit curve and xylanase，TG enzyme and sodium alginate on the chewiness of steamed bread

从图1、图2、图3响应面拟合曲线及交互作用影响3D图可以看出，木聚糖酶、TG酶、海藻酸钠的添加量均对馒头品质有交互影响。试验中选择最小的硬度，最小的黏结性，最大的弹性和适中的咀嚼性为响应指标[20]，通过响应面分析软件进行试验最优方案的优化，见表7。

按照上述响应指标，优化出4种试验方案，选择第一种试验方案，进行验证性试验。验证试验结果见表8。

验证试验结果表明，经过品质改良的馒头与未经改良馒头相比具有更好的弹性、更低的黏结性、更小的硬度、更适宜的咀嚼性，弹性增加40.1%、黏结性降低38.5%、硬度降低15.5%、咀嚼性降低20.4%，说明对茯苓糙米黑豆馒头进行品质改良是有效的，经过改良后，馒头的各项指标均比与未经改良的馒头好。

表7 响应面试验优化推荐试验方案Table 7 Optimize the recommended experimental program of response surface experiments

表8 茯苓糙米黑豆馒头品质改良前后TPA试验对比Table 8 The TPA contrast test before and after modified test of fuling brown rice black beans steamed bread

3 结论

采用木聚糖酶、TG酶和海藻酸钠对茯苓糙米黑豆馒头品质进行改良。通过单因素试验和响应面试验，最终确定茯苓糙米黑豆馒头品质改良最佳试验方案为木聚糖酶添加0.02%、TG酶添加量为0.04%，海藻酸钠添加量为0.3%，此条件下比对试验表明，经过品质改良的馒头与未经改良馒头相比弹性增加40.1%、黏结性降低38.5%、硬度降低15.5%、咀嚼性降低20.4%。

[1] 肖玫,郭韶伟,刘玮,等.海带葛根红枣馒头的生产工艺[J].食品科学,2007,28(8):612-615

[2] 陈晓园,解文雅,王腾宇,等.红曲茯苓馒头的研制[J].中国酿造,2015,34(10):166-170

[3] 蔡缨,沈忠松.茯苓对老年2型糖尿病降糖效果观察[J].解放军预防医学杂志,2006,24(3):198-199

[4] 谢洁,周剑新,蒲海燕.发芽糙米粉馒头制作工艺研究[J].粮食与油脂,2016,29(11):10-12

[5] 彭辉.杂粮馒头的感官品质研究[J].中国粮油学报,2012,27(8):16-19

[6] 司俊娜,段飞.杂粮馒头的生产工艺研究及鉴定评价[J].湖南农机(学术版),2012,39(9):107-108

[7] 曾洁,高海燕,赵瑞香,等.木聚糖酶对馒头品质的影响及抑制回生的机理研究[J].中国粮油学报,2014,29(6):6-10

[8] Xu Y,Wu J,Zheng K,et al.A xylanase from Streptomyces sp.FA1:heterologous expression,characterization,and its application in Chinese steamed bread[J].Journal of Industrial Microbiology&Biotechnology,2016,43(5):663

[9] Lu W,Hou X,GaoPu,et al.Influences of Transglutaminase on the Quality of Steamed Bread[J].Guangdong Chemical Industry,2014,18(3):45-54

[10]张首玉,胡二坤.茯苓糙米黑豆保健馒头研制[J].粮食与油脂,2016(10):42-44

[11]郭波莉,魏益民,张国权,等.馒头品质评价方法探析[J].麦类作物学报,2002,22(3):7-10

[12]周显青,张玉荣.馒头品质评价方法研究进展[J].粮食加工,2008,33(4):64-66

[13]张泽志,韩春亮,李成未.响应面法在试验设计与优化中的应用[J].河南教育学院学报(自然科学版),2011,20(4):34-37

[14]朱运平,李秀婷,宋焕禄,等.娄彻氏链霉菌S.rochei L10904产木聚糖酶对馒头品质的影响[J].食品科学,2012(3):174-178

[15]刘汉灵,韦梅,杨彩菊.高效谷氨酰胺转胺酶(TG酶)产品在食品加工中的应用[J].中国食品添加剂,2008(S1):253-258

[16]赵阳,王雨生,陈海华,等.海藻酸钠对小麦淀粉性质及馒头品质的影响[J].中国粮油学报,2015,30(1):44-50

[17]Sim S Y,Noor Aziah A A,Cheng L H.Characteristics of wheat dough and Chinese steamed bread added with sodium alginates or konjac glucomannan[J].Food Hydrocolloids,2011,25(5):951-957

[18]吴洪华,姜松.食品质地及其TPA测试[J].食品研究与开发,2005,26(5):128-131

[19]赵超,曾峰,黄一帆,等.Box-Behnken响应面设计法优化黑木耳菌质多糖提取工艺[J].生物技术通报,2013(6):188-193

[20]Shi X C,Mao-Lin L U,Rui-Xia G U,et al.Effect of Wheat Gluten on the Dough Technological Properties of Chinese Traditional Steam-bread[J].Food Research&Development,2014,10(2):88-94

Study on Quality Improvement of Fuling Brown Rice Black Beans Steamed Bread

HU Er-kun，ZHANG Shou-yu
（College of Cooking and Food，Henan Polytechnic，Zhengzhou 450046，Henan，China）

Response surface method was used to analysis the effect of xylanase，transglutaminase（TG enzyme）and sodium alginate on fuling brown rice black beans steamed bread，the results showed that the steamed bread had the best quality under the condition of xylanase 0.02%，TG enzyme 0.04%sodium alginate 0.3%.After the improvement of the quality，the elasticity of steamed bread increased 40.1% ，and the cohesiveness decreased 38.5%，the hardness decreased 15.5%，and the chewiness decreased 20.4%.

xylanase；ransglutaminase transglutaminase（TG enzyme）；sodium alginate；response surface test

2017-03-27

河南职业技术学院2016年食品加工技术专业特色专业建设成果（HZ-2016（39）-08）

胡二坤（1981—），女（汉），讲师，研究生，研究方向：粮食、油脂及植物蛋白工程。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.13.024