酶制剂改善小米面包品质的研究

汪洋，刘洋，于雷，*，杨末，赵安琪

（1.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118；2.吉林省食品检验所，吉林长春130103）

酶制剂改善小米面包品质的研究

汪洋1，刘洋2，于雷1，*，杨末1，赵安琪1

（1.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118；2.吉林省食品检验所，吉林长春130103）

研究在小米粉和小米浆中添加α-淀粉酶或蛋白酶对小米面包品质的改善作用。通过测定面包的高度和比容，质构特性分析和老化试验，发现α-淀粉酶和蛋白酶均会提高小米面包的品质。其中，α-淀粉酶比蛋白酶对小米面包的影响大；α-淀粉酶添加到小米粉中比添加到小米浆中酶解后制得的小米面包品质好。通过单因素试验，确定小米粉中α-淀粉酶的最佳浓度为0.45%，此条件下制得的小米面包高度和比容值最大，全质构分析（texture proftle analysis，TPA）各项指标优良，感官评定值最高。

小米面包；蛋白酶；α-淀粉酶；TPA测定；老化测定

小米富含蛋白质、脂肪、碳水化合物，通常无须精制，因此保存了较多的营养素和矿物质。小米与大米相比，VB1高 1.5 倍、VB2高 1 倍，粗纤维高 2 倍～7 倍[1]。食用小米可防止幼儿贫血，对脾胃气弱、食不消化、反胃呕吐等症状有很好的缓解作用[2]。当前市场上小米产品主要为小米粥、小米粉冲剂、小米面条、小米锅巴等。近年来，国内也有学者开展了小米面包方面的研究工作。2015年，赵旭等[3]以小米粉和小麦粉为主要原料，确定了小米营养面包的最佳制作配方及工艺。于明玉等[4]进行了无麸质小米面包复合改良剂优化的研究。

面粉中影响面包口感和质量最重要的酶是蛋白酶和α-淀粉酶，它们会改良面制品品质，包括提供酵母食料、保鲜、改善组织、调理面团、增白、强筋、减筋等等。但在焙烤加工过程中，仅靠面粉中所含的酶是远远不够的，需要补充酶，来改善面包外观色泽与焙烤风味，降低面包的粗糙口感。Sahlstrom S等[5]研究了关于α-淀粉酶对面包的调粉时间、醒发时间、质量及货架期的影响，研究表明添加α-淀粉酶会使面包的体积增加。Renzeetti S等[6]研究了蛋白酶对糙米面包质构、流变学特性、生物化学特性和微观结构的影响，并确定了添加少量的蛋白酶能显著提高比容，降低面包硬度和改善面包的咀嚼性，提高了面包的品质。但对于小米面包品质的改善性研究目前还处于空白。

小米面包具有丰富的营养价值，开发潜力大，但其口感粗糙，容易掉渣，不易为广大消费者接受。本研究通过将蛋白酶和α-淀粉酶直接作用于小米浆和小米粉中，考察相应小米面包的质构特性、老化特性和感官性能，为小米面包的研制提供技术依据，有效开发利用小米资源。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小米：市售；蛋白酶（活性≥20 U/mg）、а-淀粉酶（活性≥4 000 U/g）：源叶生物科技有限公司；TA-XT.PLUS质构仪：英国SMS公司；MXF醒发箱：明盛厨具电器厂；EB-F600B-4C热风循环电烤箱：威尔宝电器厂。

1.2 面包的基本配方

小麦粉 240 g，小米 60 g，糖 45 g，盐 3 g，酵母 4.5 g，蛋 15 g，油 15 g，黄油 15 g，水 135 g。

1.3 生产工艺

本文中将利用酶对小米浆进行酶解后制得的小米面包简称小米浆面包；酶直接添加到小米粉中制得的小米面包简称小米粉面包。

1.3.1 小米浆面包

小米→浸泡→磨浆→加入蛋白酶或α-淀粉酶酶解→灭酶→混合→和面→发酵→切割、称重、搓团→醒发→焙烤→冷却至室温

1.3.2 小米粉面包

小米→磨粉→加入蛋白酶或α-淀粉酶→混合→和面→发酵→切割、称重、搓团→醒发→焙烤→冷却至室温

1.4 面包的不同处理方式

A表示直接添加小米粉的小米面包；B1表示用蛋白酶在水浴锅中酶解1 h处理的小米浆面包；B2表示将蛋白酶直接加入在小米粉中制得的小米粉面包；C1表示用α-淀粉酶在水浴锅中酶解1 h处理的小米浆面包；C2表示将α-淀粉酶直接加入小米粉中制得的小米粉面包。蛋白酶的浓度为0.1%，α-淀粉酶的浓度为0.15%。考察α-淀粉酶浓度对面包品质影响的研究中α-淀粉酶浓度分别为0.15%、0.3%、0.45%、0.6%、0.75%，并检测面包的品质。

1.5 面包的比容测定

将待测面包称重后，取1 000 mL的烧杯，用小米充满整个烧杯，倒出部分小米，将待测的面包放入烧杯内，将部分小米边放边摇晃的填满烧杯，用量筒称取剩余小米的体积，即为实测面包的体积[7]。试验采取3次测定平均值。

1.6 面包品质的测定

将焙烤出的面包冷却至室温后，测定其质量、高度和比容。将其置于保鲜袋中放置24 h，取出面包，中心切成2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm的块状切片，应用质构仪测TPA数据指标（硬度、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性、恢复力），每个测试样品做3个平行试验取平均值，并对TPA数据和小米面包组织剖面进行分析。

1.7 面包的感官评分鉴定

面包品质的鉴定需要把面包的品质分为外观和内质两个部分来评定，外观部分评价占30%，包括外表形状、表皮颜色和表皮质地3个指标，各占10分；内质的评价占总分的70%，包括组织结构、面包瓤色泽、香味和口感4个指标，是对面包的色泽、内部组织、形状等的综合评价[3]。

表1 小米面包的评分标准Table 1 The making standard of millet bread

1.8 面包的老化性测定

面包老化评定方法：从面包出炉当日2 h后，将其用保鲜袋装好，放置在室温25℃，相对湿度为45%的环境下，储藏3 d进行面包老化品质鉴定[8]。

1.9 数据统计与分析

试验过程中每个试验数据测定3次取其平均值，数据统计和处理采用Excel软件。

2 结果与分析

2.1 α-淀粉酶与蛋白酶对面包比容高度的影响

α-淀粉酶与蛋白酶对面包比容及高度的影响如图1所示。

由图1可以看出，相比于只添加小米粉的面包，添加蛋白酶和 α-淀粉酶后，B1、C1、C2相比 A 的比容和高度得到了改善，C2的比容和高度增加的程度更大，这可能是由于在面团搅拌和醒发的过程中，α-淀粉酶也与面团中小麦粉充分作用，使面团中淀粉降解为糊精、麦芽糖等，酵母利用这些产物产生CO2，加快发酵速度，缩短发酵时间，提高了入炉急胀性，改善了面包内部的组织结构，使面团体积增大，高度增高，从而比容变大[9-11]。

图1 α-淀粉酶与蛋白酶对面包比容及高度的影响Fig.1 The effects of α-amylase and protease on the specific volume and height of millet bread

2.2 α-淀粉酶与蛋白酶对小米面包TPA指标的影响

α-淀粉酶与蛋白酶对小米面包TPA指标的影响如表2所示。

在TPA数据中，硬度、胶黏性、咀嚼性与面包品质成负相关关系，而弹性、内聚性和恢复力与面包品质成正相关关系[12]。由表2可以看出，添加蛋白酶和α-淀粉酶对面包的TPA指标都有影响作用。相对于A，B1、C1、C2的硬度、胶黏性和咀嚼性减小，弹性增加，其中C2硬度最小，胶黏性和咀嚼性最好，弹性适中。这是由于加入蛋白酶和α-淀粉酶后，酶可以起到弱化面筋，使面团变软，改善面团的弹性、硬度、恢复力等性能，它还能缩短面团混合时间，使得TPA各项指标有明显下降[13-15]。相比A的指标，C2的指标最佳，α-淀粉酶还具有很强的抗热性，不易失活，直接加入混合粉中，与小米粉和小麦粉共同作用，可以使面团变得更加柔软，使得C2组的TPA指标达最优。

2.3 α-淀粉酶与蛋白酶对小米面包老化性的影响

α-淀粉酶与蛋白酶对小米面包老化性的影响如表3所示。

表2 α-淀粉酶与蛋白酶对小米面包TPA指标的影响Table 2 The effects of α-amylase and protease on TPA of millet bread

表3 а-淀粉酶与蛋白酶对小米面包老化性的影响Table 3 The effects of а-amylase and protease on aging of millet bread

由表3可以看出，α-淀粉酶较蛋白酶对小米面包的抗老化作用更强。α-淀粉酶对面包的改善效果明显，面包质地最柔软，老化程度也最慢，C2的硬度、胶黏性、咀嚼性要明显好于C1，且弹性适中。由此可见α-淀粉酶能防止面包老化，延长货架寿命。对于面包老化而言，长期贮存后，面包皮从空气或面包心中吸水而丧失原有的疏松性，变得坚韧并出现皱折，面包心丧失其柔软和膨胀性能，变得无弹性、干燥、易掉屑、香味丧失。在烘焙的最初阶段，α-淀粉酶软化淀粉胶体加以水解成部分糊精，使面包细胞弹性增强，膨胀向上扩展，面包体积增加，组织柔软，形态丰满[16-17]。C2可改变小米面包淀粉的性质，使淀粉老化退化的过程变缓，延长了面包柔软时间和相应货架期。根据上述结果，本文针对小米粉面包中α-淀粉酶的最适浓度进行研究。

2.4 α-淀粉酶浓度对小米粉面包比容及高度的影响

α-淀粉酶浓度对小米粉面包比容及高度的影响如图2所示。

图2 α-淀粉酶浓度对小米粉面包的比容及高度影响Fig.2 The effects of different concentration of α-amylase on specific volume and high of millet bread

由图2可以看出，随着淀粉酶含量的增加，面包的比容和高度呈现先增大后减小的局势。加酶量达到0.45%时，面包比容和高度达到最大值。加酶量超过0.45%后，面包的比容和高度都在下降。虽然添加α-淀粉酶可以改善面包比容和高度，且可通过适当阻止面筋形成而使面包体积增加，有助于烘焙面包达到最佳状态，但若α-淀粉酶活性过高，使用量过多，就会有大量剩余糖和糊精产生，从而致使面包心质地太软，无法支撑较大面包面积，最终导致面包的体积变小。所以，适度的α-淀粉酶作用，可以缩短面团的发酵时间，增大面包体积及高度[20-21]。结果表明，添加α-淀粉酶量0.45%的效果最佳。

2.5 α-淀粉酶浓度对小米粉面包TPA指标的影响

α-淀粉酶浓度对小米粉面包TPA指标的影响如表4。

表4 α-淀粉酶浓度小米粉面包的TPA指标影响Table 4 The effects of different concentration of α-amylase on TPA of millet bread

由表4可以看出，随着α-淀粉酶的浓度增大，硬度，胶黏性，咀嚼性等指标先减小后又增大再减小，当酶浓度达0.75%最小，后随酶浓度增加又增大后减小。与此同时，弹性和内聚性是先增大再逐渐减小，当酶浓度达0.45%时，弹性和内聚性达最大值，弹性最佳。α-淀粉酶对于烘焙面包心质地的影响主要体现在黏度、粒度、硬度和弹性等几个方面，适中的α-淀粉酶活性能使酵母均匀地进行发酵，产气能力和持气能力相配合，均匀扩张，相应产生均匀的面包心粒度。当α-淀粉酶的浓度大于0.45%时，面包出现黏心，内部坍塌，面包弹性，内聚性和恢复力低于正常面包水平，导致小米面包品质降低[18-19]。当α-淀粉酶的浓度在0.45%时，其TPA指标各项达到最优值，组织性状最佳。

2.6 α-淀粉酶浓度对小米粉面包的感官评分的影响

α-淀粉酶浓度对小米粉面包的感官评分的影响如图3。

由图3可知，面包的感官得分随酶的浓度增加而先升后降。α-淀粉酶的加入量为0.45%时，风味口感达最优，感官评分达85分。α-淀粉酶再增加，面包表面质地越来越柔软，外形高径比明显下降，并出现大量不均匀气孔，面包黏心，咀嚼感差。面包烘焙香味和表皮颜色主要来源于美拉德反应，由于а-淀粉酶在提供发酵底物的情况下，剩余还原糖参与了美拉德反应，赋予面包表皮棕黄色的色泽，同时通过脱水糖、糠醛、还原酮、芳香羰基化合物等反应产物配合发酵形成的芳香物质而赋予面包良好的口感和香味[21]。α-淀粉酶浓度大时，面包心会发黏，而且面团发酵速度过快，特别是在烘焙初期，气室扩张就常常失衡，出现过度扩张，一旦超过临界点，气室壁破裂，结构塌陷，粒度破坏，甚至在面包表面上出现凸凹不平的现象[7，22]。合适的α-淀粉酶浓度既可使面包的硬度较小，又可使弹性较大，增加其咀嚼性，使面包口感细腻有弹性。

图3 不同浓度的α-淀粉酶小米粉面包的感官评分Fig.3 The effects of different contration of α-amylase on the sensory score of millet bread

3 结论

在小米粉和小米浆中添加蛋白酶或α-淀粉酶都会改善小米面包品质，提高面包的高度和比容，改善面包的质构特性，延缓老化时间。其中，α-淀粉酶比蛋白酶对小米面包的改善性大；小米粉面包比小米浆面包品质好。通过试验确定，α-淀粉酶的最佳浓度为0.45%时，直接添加到小米粉中制作小米面包，其面包高度和比容值最大，TPA各项指标结果较好，感官评定值最高。

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The Research of α-amylase and Protease on Quality Improvemnet of Millet Bread

WANG Yang1，LIU Yang2，YU Lei1，*，YANG Mo1，ZHAO An-qi1
（1.College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，Jilin，China；2.Jilin Province Food Testing Institute，Changchun 130103，Jilin，China）

The research of а-amylase and protease on the quality improvement of the millet bread by adding in millet flour and millet pulp was conducted.By measuring the height and the specific volume，texture properties and starch retrogradation of the bread，it was found that bothα-amylase and protease can improve the quality of millet bread.Andα-amylase had a greater impact on millet bread than protease.The millet bread had a better quality by adding α-amylase into millet flour than the millet pulp.Through single factor experiment，the optimum additive volume ofα-amylase was 0.45%.Under this condition，the height and the specific volume of millet bread was maximum，every index of TPA was the best and the sensory score was the highest.

millet bread；protease；α-amylase；TPA test；tarch retrogradation

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.020

吉林省重大科技攻关专项（20130204046NY）

汪洋（1992—），女（汉），硕士研究生，研究方向：食品科学与粮油加工。

*通信作者：于雷（1973—），男，教授，研究方向：食品科学与粮油加工。

2016-11-08