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新型酶制剂改良小麦粉烘焙品质的机理及其应用研究

王学东  
【摘要】: 本研究从提高小麦粉烘焙质量、保障小麦粉安全的角度出发,以国产小麦粉作为试验用粉,利用激光拉曼光谱分析、凝胶过滤色谱分析、薄层色谱分析(TLC)、电子扫描电镜(SEM)观察、动态流变学测试及质构测试等多种现代分析手段,研究了葡萄糖氧化酶(GOD)、戊聚糖酶和脂肪酶在小麦粉中发挥改良作用的机理和应用效果,并研制出了在改良效果上可以替代溴酸钾的复合酶面包粉品质改良剂。其主要研究结果如下: 1.GOD改良小麦粉烘焙品质的机理及应用效果 GOD酶促产生的过氧化氢(H_2O_2)可氧化小麦粉面筋蛋白和非面筋蛋白中的巯基(-SH),并抑制其中二硫键(-S-S-)的还原。同时,GOD还会促进面筋蛋白和非面筋蛋白间发生物理或化学交联,引起面筋蛋白中赖氨酸含量的大幅升高。适量GOD可改善面团的显微结构和粉质特性,增大面团抗拉力,降低动态流边学损耗角正切tan(delta)值,显示了其强化面团的作用。质构测试表明,除高剂量(100μg/g,质量分数,酶/14%湿基小麦粉。下同)组外GOD显示出加速面包老化的负面作用。与KBrO_3的比较研究表明,GOD氧化速度快,且易于造成对面筋蛋白的深度氧化,激光拉曼图谱显示,面筋蛋白中的-S-S-会被继续氧化为磺酸类物质,从而恶化小麦粉品质。烘焙试验感官评分结果显示,添加适量的GOD可以增大面包比容,提高面包总体质量,但其效果不及KBrO_3。试验同时发现,氧化剂对小麦粉的改良效果不仅与其氧化化学键的数目有关,更重要的是受到其作用速度和强度的制约。本研究中GOD用量的最适范围为20-30μg/g。 单独使用GOD尚不能完全替代溴酸钾,但该研究为研制复配型溴酸钾替代物提供了理论依据。 2.戊聚糖酶改良小麦粉烘焙品质的机理及应用效果 戊聚糖酶可同时降解小麦粉中不溶性阿拉伯木聚糖(WUAX)和水溶性阿拉伯木聚糖(WEAX)。WUAX可吸收大量水分,这可能对小麦粉品质不利;过低分子量的WEAX对小麦粉品质也不利。不同浓度的戊聚糖酶降解WUAX和WEAX所得水解产物的平均分子量不同。戊聚糖酶虽然对面团有软化作用,降低了面团抗拉力,提高了动态流边学损耗角正切tan(delta)值,但适量戊聚糖酶可改善面团显微结构和粉质特性,增大面团的延伸性和粉力,从而最终体现出对面团品质的改良作用。烘焙试验显示,戊聚糖酶可提高面包品质,质构试验表明戊聚糖酶具有良好的抗老化性能。本试验条件下,戊聚糖酶的最适添加水平为60μg/g。 3.用肪酸改良小麦奶油格品质的机理及应用效果 脂肪酸可促进小麦份中内源三流基甘油酯(TAO)降解,得到单田基甘油田 (MAG)及自由脂肪酸(FFA)。MAG可作为内源乳化剂改善小麦粉品质。脂肪酸 的加入还会增加面团内类胡萝卜的素损失,漂白面团,这可能是由于FFA和MAG 可作为小麦场内源脂肪斗合酶的底物,间接促进了其对面团的氧化作用而引起的。 适量的脂肪酸加大了面团的抗拉力,减小了动态流学损耗角正切 tan(uelta)值,这证 实了脂肪酸对面团有间接氧化强筋的作用。小麦粉中添加适量脂肪酸可改善面团显 微结构,提高面包烘接质量。质构测试显示,小麦粉中添加适量脂肪酶可抑制面包 老化。本试验条件下,脂肪酸的最适用量为 30 v玖g。 4.酶制剂复合应用的效果及安全面包粉改良剂的研制 复合使用酸制剂,可以产生良好的协同增效作用。不同配制剂问的复合可以在 改善面团组织结构、提高面团流变学性质以及延长面包货架期等方面起到相互强化 优势或弥补不足的效果。烘培试验显示,复合酶制剂在改善面包品质上其效果可以 完全替代澳酸钾。本研究推荐以 30 u g/g GOD与 60 u g/g戊聚精酶复合来替代 50 u g/g俱酸钾,作为安全的小麦粉品质改良剂。 5.本研究的发现与创新点 第一,本研究中关于GOD引起面团过度氧化和崩溃的解释为国内外首次提出。 第M,小麦粉中适量添加GOD可较大幅度提高面筋制品中赖氨酸含量。此发 现为国内外首次报道。 第三,在国内首次通过系统试验和比较研究,有针对性地提出了可以通过田制 剂复配替代汉酸钾的观点,并设计出了参考配方。 第四,SEM技术在小麦粉品质改良的研究中具有独特的优势,此方面的研究在 国外报道较少,国内未见正式报道。另外,将质构仪应用于面包粉品质改良的研究 在国内未见正式报邀。


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