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核磁共振及成像技术在馒头加工与储藏过程中的研究

何承云  
【摘要】:水分对于馒头的品质、口感及流变学特性等均会产生重要的影响,而面团的制作实际是一个水合的过程,其好坏直接关系到最终产品馒头的质量。目前,对于馒头的加工过程和品质变化机理的研究已有很多,但还没有能够从分子水平上加以阐述。本研究是采用新的分析手段,尝试从分子水平上探讨水分在面团制作和馒头储藏等过程中的作用。 核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)和磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术是一种新型的非破坏的分析检测手段,能够直观连续地检测食品中水分的空间分布和迁移变化,可用来研究食品在不同加工过程,如冷冻、干燥、胶凝、浸泡和储藏等过程中的物理、化学性质的变化。本研究利用核磁共振及磁共振成像技术研究馒头的加工、储藏以及冷冻馒头的复热过程的质构变化,为提高馒头的品质及储藏期的延长提供科学依据。文中首先研究了面粉的吸水量以及水分和蔗糖对面团分子流动性的影响,接着研究了面团加工过程的两个关键工序:搅拌和发酵。然后,利用NMR技术研究了馒头在室温下储藏过程中水分的迁移变化。最后,利用MRI技术研究冷冻馒头微波复热过程水分的变化迁移情况。利用NMR和MRI技术重点探讨馒头加工过程、贮藏过程和冷冻复热过程对其品质的影响。 面粉水合形成面团的过程受各种因素的影响,比如面粉的化学组成、添加剂以及搅拌方式等等。利用NMR技术从水分流动性和结合能力的角度研究不同面筋含量面粉的吸水量。实验发现,加水量为40%~55%的这段区域是面筋含量(湿基)为25.4%、30.4%和35.8%的三种面粉的吸水旺期,期间面团的自由水含量迅速增加,而结合水含量趋于稳定。实验表明,面团中添加一定量的蔗糖能够提高面团的横向弛豫时间(Transverse Relaxation Time for Mxy,T_2),且不会改变面团T_2随含水量的增加而呈指数递增的趋势,这说明蔗糖的存在增强了面团体系中水分的流动性,减弱了水分与蛋白质等大分子的结合趋势,提高了面团中水分的利用率,从而改善面团的流变性。 根据面团T_2与搅拌时间曲线,我们将面团的搅拌过程分为三个阶段;混合初始阶段、面筋网络形成与完善阶段、面筋网络破坏阶段。NMR和MRI实验的结果说明利用NMR和MRI技术研究面团的搅拌过程是可行的。采用湿面筋含量为25.4%面粉加工的馒头面团的适宜搅拌时间为15min~25min。当然,在实际生产中,还是需要结合原料、产品需求、工艺条件、所使用搅拌设备等实际情况调整面团的搅拌时间。 面团T_2与发酵时间曲线表明酵母添加量和发酵时间对面团的T_(21)和T_(22)影响不大,对T_(23)的影响则相对大很多,说明酵母的添加量和发酵时间对面团中自由水的影响要大于对结合水


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