不同菊粉对面团水分迁移及馒头食用品质的影响

杨端

（郑州工业应用技术学院，河南郑州451150）

不同菊粉对面团水分迁移及馒头食用品质的影响

杨端

（郑州工业应用技术学院，河南郑州451150）

利用低场核磁共振技术分析了短链菊粉、天然菊粉和长链菊粉对面团水分迁移的影响，同时通过测定馒头的比容、延展比、质构、感官评定等指标探讨了3种不同聚合度的菊粉对馒头食用品质以及对馒头在贮存过程中硬度变化的影响。结果表明：添加菊粉导致弱结合水向紧密结合水和自由水方向迁移，长链淀粉对面团中紧密结合水的影响明显，而短链菊粉和天然菊粉主要影响面团中的自由水。添加适量菊粉能够有效改善馒头的比容和延展比，降低馒头的硬度和咀嚼性，并且在贮存过程中，菊粉能够减慢馒头的硬化速度。总而言之，添加6%的长链菊粉能够最大程度改善馒头的食用品质。

菊粉；馒头；硬度；食用品质

菊粉（Inulin）又称菊糖，主要来源于植物中，尤其在菊芋和菊苣中菊粉含量高达14%～20%，同时在芽孢杆菌、链球菌、乳酸杆菌和放线菌等菌体中也可提取出少量的菊粉[1]。菊粉是一种天然果聚糖聚合物，由D-呋喃果糖分子以β－（2，1）糖苷键连接而成的果聚糖，每个菊粉分子末端以α－（1－2）糖苷键连接一个葡萄糖残基[2-3]。作为一种新兴的可溶性膳食纤维，具有多种对人体有益的保健功能，在肠道内被双歧杆菌发酵产生短链脂肪酸，降低肠道内的pH值，抑制有害菌的生长，从而改善肠道内的微环境。同时还可以调节血糖水平，改善血脂状况，预防心脑血管疾病，预防肥胖，以及促进矿物质吸收和维生素合成等功能特性[4-5]。鉴于以上生理功能，菊粉作为一种功能性食品配料广泛的应用在各类食品中。菊粉因提取来源、加工方式等因素的不同导致其果糖聚合度不同。平均聚合度（degree of polymerization，DP）一般为 2～60，其中 DP 小于10时，称为短链菊粉，DP大于23时，称为长链菊粉，而未经加工处理且同时含有短链和长链的菊粉，一般称为天然菊粉[6]。不同聚合度的菊粉具有不同的理化性质[7]，通常短链菊粉比长链菊粉更易溶于水，且菊粉的溶解度随着温度的升高而明显加大。短链菊粉的甜度为蔗糖的30%～50%，天然菊粉次之，而长链菊粉几乎无甜味。除此之外，不同聚合度的菊粉其吸湿性也存在显著差异。因此，探讨不同聚合度的菊粉在食品中的作用效果，可更好的促进菊粉在食品领域中的工业化生产。

馒头是我国北方日常食用的一种发酵类面制品，长期以来，馒头的品质改良都是研究的热点方向。而菊粉具有的吸湿性等功能性质，在改良馒头品质方面具有良好的应用前景。本研究将3种不同的菊粉（短链、长链和天然菊粉）和不同添加量的菊粉（3%、6%和9%）添加到制作馒头的面粉中，深入了解菊粉对馒头品质的影响规律，以期为面制品的加工生产提供科学的技术指导。

1 材料与仪器

1.1 材料

原味小麦粉：中裕面粉有限公司；短链菊粉：昆山拓丰有限公司；天然菊粉和长链菊粉：比利时Cosucra公司。

1.2 仪器

MesoMR23060H-I型低场核磁共振成像与分析系统：上海纽迈电子科技有限公司；TA-XT Plus物性测定仪：英国Stable；游标卡尺：哈尔滨量具刃具集团有限公司；电子天平：天津市顺诺仪器科技有限公司。

2 方法

2.1 面团的制备

称取500 g的小麦面粉与不同聚合度的菊粉（短链、长链和天然菊粉）以不同添加量（3%、6%和9%）混合后，放入和面机中，并加入与菊粉等量的干酵母水溶液及适量的清水，先用低速搅拌60 s，接着用中速搅拌3 min至面团成型。

2.2 低场核磁共振技术分析面团中水分的变化情况

并稍作修改[8]。选取添加3%、6%和9%不同种类菊粉的面团，称20 g放入核磁共振试管中，并置于永久核磁磁场的射频线圈中心，采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）脉冲序列测定样品的自旋-自旋弛豫时间T2，通过T2反演程序得到不同面团的弛豫时间反演谱图。测定样品的参数设置为：采样点数TD=60 018，采样间隔时间TW=1 000 ms，回波个数EchoCount=1000，采样频率SW=100.00kHz，回波个数=1 000，回波时间=300 μs。每个面团样品重复测定3次。

2.3 馒头的制备

根据GB/T 21118-2007《小麦粉馒头》[9]将上述制作好的面团置于35℃恒温箱（相对湿度85%）中醒发1 h，醒发后，手工揉面1 min，成型。在室温下醒发10 min并入锅蒸煮20 min，熟制后，置于室温下冷却至适宜温度。对每组馒头进行感官评定并测定馒头的比容、高径比。

2.4 馒头比容的测定

采用油菜籽置换法测定馒头的体积，采用电子天平测定馒头的质量。每组样品测定3次，取其平均值。

馒头比容（cm3/g）=馒头体积（cm3）/馒头质量（g）

2.5 馒头延展比的测定

测出馒头的宽度和高度，两者的比值即为馒头的延展比。

2.6 质构的测定

参考文献[10]。将馒头切成20 mm×20 mm×20 mm的馒头块，采用P50探头进行TA-XT Plus物性测定。参数设置为测前探头下降速度：2.0 m/s，测后探头下降速度：1.0 m/s，测试距离：12 mm，两次压缩的间隔时间：5 s，触发力：5 g，数据采集速率：200P/S。记录馒头的弹性、硬度和咀嚼性等相关指标。每组样品重复测定6次，取其平均值。

2.7 菊粉对馒头品质的影响

将各组馒头切成小块，选取10名有经验的感官评定员对其进行感官评分，结果取平均值。馒头的感官评分标准见表1。

表1 馒头的感官评分标准Table 1 Ssensory evaluation of steamed bread

2.8 菊粉对馒头贮存过程中硬度的影响

选取添加6%不同菊粉的馒头用蒸煮袋包装，置于室温条件下，分别在第0～3天内每天测定馒头的硬度变化。具体参考2.6中的参数。

3 结果与分析

3.1 低场核磁共振技术分析面团中水分的变化

弛豫时间T2表示面团中不同状态水分的流动性，T2越小表明面团的持水性越好，内部水分结合的越紧密，水分流动性较差。T21（0.01 ms～1 ms）表示能够与氨基、羰基以氢键结合的单层水，其流动性较差，为紧密结合水。T22在1 ms～40 ms范围内波动，主要表示与淀粉、糖类等结合的弱结合水。而T23表征的是可以自由流动的水，其弛豫时间为40 ms～200 ms[11-12]。表2为菊粉对面团水分迁移的影响。

从表中可看出加入不同聚合度、添加量的菊粉对面团的T21紧密结合水没有明显的影响，而不同聚合度的菊粉对面团的弱结合水和自由流动水均有不同程度的影响。其中加入长链菊粉的T22和T23均低于对照组的相应的弛豫时间，而加入短链菊粉和长链菊粉T22的弛豫时间与对照组没有显著变化，T23值略低于对照组。由此可以得出加入长链菊粉的面团中水分流动性较弱，具有较好的持水性，主要由于长链菊粉与蛋白质、糖类等大分子的相互作用强于短链菊粉和天然菊粉[13]。从不同弛豫时间相对应的峰面积的可以看出，加入不同聚合度的菊粉均导致面团中紧密结合水峰面积A21增大和弱结合水峰面积A22减小，自由水峰面积整体呈增大趋势，但不同处理条件略有波动。总的来水，添加不同聚合度的菊粉后，面团中淀粉和水相互作用形成的弱结合水均向紧密结合水和自由水迁移，这是因为在面团形成过程中，较淀粉分子量小的菊粉在淀粉颗粒周围形成包裹层，阻断淀粉与水分子间的相互作用，从而导致弱结合水呈下降趋势[14]。同时添加长链菊粉对面团中紧密结合水的影响明显，而短链菊粉和天然菊粉主要影响面团中的自由水。这与罗登林等报道菊粉对面团中水分迁移行为的研究结果相似。

表2 菊粉对面团水分迁移的影响Table 2 Effects of inulin on water distribution of wheat doughs

3.2 菊粉对馒头比容的影响

馒头的比容不仅受酵母发酵活力的影响，同时面团中的网络结构对馒头的比容也具有重要的作用[15-16]。图1表示不同聚合度及不同添加量的菊粉对馒头比容的影响。

图1 菊粉对馒头比容的影响Fig.1 Effect of inulin on specific volume of steamed bread

从图1可以看出，随着菊粉添加量的增加，馒头的比容呈现先上升后下降的趋势。这主要是由于菊粉会增加馒头本身的持水量，从而导致馒头比容的增加。而菊粉添加量达到9%时，过量的菊粉与面筋结合形成大分子物质，产生稀释作用，使得面团的的强度和持气性略有下降，馒头比容表现出的下降趋势。同时也可以看出，长链菊粉在提高馒头比容方面上优于短链菊粉和天然菊粉。

3.3 菊粉对馒头延展比的影响

图2为添加不同菊粉在不同添加量下对馒头延展比的影响。

图2 菊粉对馒头延展比的影响Fig.2 Effect of inulin on extension ratio of steamed bread

从2图曲线可以看出，菊粉添加量在3%～6%时，馒头的高径比呈逐渐升高的趋势，这是由于适量的菊粉有利于面筋网络结构的保持。当菊粉添加量达到9%时，菊粉会导致馒头高径比降低，这是由于菊粉本身具有吸湿性，过量添加会弱化面团中面筋蛋白的网络结构，而抑制面团在醒发过程中的膨胀体积。同时也可以看出，长链菊粉较短链菊粉和天然菊粉更适制作的馒头，其添加量在6%时馒头高径比达到最大值。这是由于长链菊粉可以更好的保持面团中的网络结构，对馒头的品质具有良好的促进作用。

3.4 菊粉对馒头质构的影响

通常对于发酵面制品来说，硬度、咀嚼性等指标是判断面制品品质的重要指标[17]，在一定范围内，硬度和咀嚼性越小，说明面制品品质越柔软，具有良好的口感。不同菊粉对馒头质构的影响见表3。

与空白对照组相比，随着菊粉添加量的增加，馒头的硬度呈先下降后上升的趋势，而弹性与咀嚼性呈先增大后降低的趋势。这是由于加入适量的菊粉可以提高馒头的弹性，改善馒头的咀嚼性，且弱化馒头的硬度。总体而言，6%的长链菊粉是改善馒头品质的最优选择。

表3 菊粉对馒头质构的影响Table 3 Effects of composite preservative on water distribution of wheat doughs

3.5 馒头的感官评分

不同聚合度菊粉及不同添加量对馒头品质影响的感官评定结果见表4。

表4 菊粉对馒头品质影响的感官评定结果Table 4 Changes in sensory evaluation of steamed bread treated with inulin

从表4中可以看出，随着菊粉添加量的增加，菊粉的总体感官评分呈先上升后下降的趋势，这表明适量添加菊粉能改善馒头的品质，而菊粉的添加量过多时，会导致馒头的组织结构、弹性等指标变差，导致馒头总体感官评分降低。这主要由于过量的菊粉能够进入面筋的网状结构，形成黏稠的大分子物质，而影响馒头的组织结构和弹性等指标。不同聚合的菊粉在添加6%时，所制作的馒头具有良好的口感、弹性，具有良好的感官品质。其中，加入6%长链菊粉的馒头感官评分达到最大值98.2，优于其他组。

3.6 菊粉对馒头在贮藏过程中硬度的影响

熟制后的馒头在贮藏过程中会发生老化现象，主要表现为口感劣化，硬度增加[18]。图3为贮存3 d内馒头的变化情况。

图3 不同贮藏时间对馒头硬度的变化情况Fig.3 Effect of hardness of steamed bread in differernt storage time

从图3中可以看出，添加不同菊粉的馒头在第0～2天内各组硬度快速上升，而贮存后期上升缓慢，且添加菊粉的馒头，其硬度均低于空白对照组，尤其添加长链菊粉的馒头，硬度上升平缓，能够较好的维持馒头的食用品质。这与He等[19]报道面包在贮存15 d内，硬度增加迅速，而在贮存后期，硬度变化不明显，具有相似的规律，且从中可以看出，馒头的硬化速率明显高于面包。

4 结论

随着菊粉添加量的增加，面团中弱结合水向紧密结合水和自由流动水方向迁移，且长链菊粉主要影响紧密结合水的变化。添加一定量的菊粉能够增大馒头的比容、延展比，降低馒头硬度和咀嚼性，对馒头的食用品质具有良好的改善效果。添加菊粉也能够改善馒头在存过程中硬度的变化，特别是长链菊粉对改善馒头食用品质具有较好的应用前景。

参考文献：

[1]曾小宇,罗登林,刘胜男,等.菊糖的研究现状与开发前景[J].中国食品添加剂,2010,10(4)：222-227

[2]陈晓明,朱太海.菊糖的功能及其在食品工业中的应用[J].食品科技,2000,25(5)：34-35

[3]Chi Z M,Zhang T,Cao T S,et al.Biotechnological potential of inulin for bioprocesses[J].Bioresource Technology,2011,102(6)：4295-303

[4]Bosscher D,Jvan L,Franck A.Inulin and oligofructose as functional ingredients to improve bone mineralization[J].International Dairy Journal,2006,16(9)：1092-1097

[5]Meyer D,Bayarri S,Tárrega A,et al.Inulin as texture modifier in dairy products[J].Food Hydrocolloids,2012,25(8)：1881-1890

[6]胡雅婕,高海燕,孙俊良,等.菊粉特性及其对馒头品质的影响研究[J].食品工业科技,2016,37(15)：57-73

[7]郑晓丽,芦明春,韩璐.膜分级菊粉及其部分理化性质[J].大连工业大学学报,2011,30(5)：337-339

[8]Annasophie H,Liamam R,Clarissa S,et al.Influence of the soluble fibres inulin and oat β-glucan on quality of dough and bread[J].European Food Research and Technology,2011,232(3)：405-413

[9]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T21118-2007小麦粉馒头[S].北京：中国标准出版社,2007

[10]付蕾,田纪春,孙振.抗性淀粉对北方馒头加工品质的影响[J].中国粮油学报,2010,25(7)：53-56

[11]Engelsen S B,Jensen M K,Pedersen H T,et al.NMR-baking and multivariate prediction of instrumental texture parameters in bread.[J].Journal of Cereal Science,2001,33(1)：59-69

[12]Lai H M,Hwang S C.Water status of cooked white salted noodles evaluated by MRI[J].Food Research International,2004,37(10)：957-966

[13]Liu J,Luo D,Li X,et al.Effects of inulin on the structure and emulsifying properties of protein components in dough[J].Food Chemistry,2016,210(3)：235

[14]Brennan C S,Kuri V,Tudorica C M.Inulin-enriched pasta：effects on textural properties and starch degradation[J].Food Chemistry,2004,86(2)：189-193

[15]Rosell C M,Rojas J A,Barber C B D.Influence of hydrocolloids on dough rheology and bread quality[J].Food Hydrocolloids,2001,15(1)：75-81

[16]Cauvain S P,Cauvain S P.Bread making：improving quality[M].UK：Woodhead Publishing,2003

[17]冯世德,孙太凡.玉米粉对小麦面团和馒头质构特性的影响[J].食品科学,2013,34(1)：101-104

[18]赵仁勇,王金水,崔剑锋.馒头老化指标的初步研究[J].中国粮油学报,2002,17(5)：14-17

[19]He H,Hoseney R C.Changes in bread firmness and moisture during long-term storage[J].Cereal Chemistry,1990,67(6)：603-605

The Effect of Differernt Inulin on Moisture Migration of Wheat Dough and Eating Quality of Steamed Bread

YANG Duan
（Zhengzhou University of Industry Technology，Zhengzhou 451150，Henan，China）

The influence of the different addition proportions of short-chain，natural and long-chain inulin on water migration in wheat dough was measured by nuclear magnetic resonance（NMR）techniques.And the effect of inulin on the quality of steamed bread was measured by specific volume，extension ratio and TPA，respectively.The results showed that with the increase of three kinds of inulin added，the contents of tightly bound water and free water were all increased in the dough，while the loosely bound water content was reduced.The short-chain inulin and natural inulin had more obvious impact on the content of free water of the dough，and the long-chain inulin had more significant influence on the content of tightly bound water.Adding inulin could improve the volume，extension ratio and bring down the hardness and chewiness of steamed bread.Especially，adding 6%of the long chain inulin could improve the edible quality of steamed bread.

inulin；steamed bread；hardness；eating quality

2017-04-19

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.14.023

杨端（1979—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：食品加工与安全。