葡萄糖氧化酶和木聚糖酶对面包特性的影响

钱金圣

（无锡商业职业技术学院旅游管理系，江苏无锡214153）

葡萄糖氧化酶和木聚糖酶对面包特性的影响

钱金圣

（无锡商业职业技术学院旅游管理系，江苏无锡214153）

研究葡萄糖氧化酶(GOD)和木聚糖酶(XY)对面团的发酵特性[最大发酵高度（Hm）、持气率（R）和气体逸出时间（Tx）]，面包的焙烤品质（面包比容、高径比）和面包质构（硬度、弹性）的影响。结果表明，添加30 U/100 g GOD的面团Hm、R和Tx分别为空白样品的1.26、1.05和1.15倍，同时面包比容增加9%，高径比提高10.6%。添加适量XY亦对面团的各项参数有改善作用，其中对面包弹性的效果最为明显。XY和GOD的复合使用具有协同性，对面包各项参数的改善效果都优于单独使用。

葡萄糖氧化酶(GOD);木聚糖酶(XY);面包;F3型流变发酵测定仪;质构

Abstract:The effects of glucose-oxidase （GOD）and xylanase（XY）on the fermentation characteristics[maximum dough height（Hm），gas retention rate（R）and time of gas release（Tx）]of dough，baking qualities（bread specific volume and height－diameter ratio）and texture （hardness and elasticity of bread crumb）of breads were investigated.The results suggested that，when addition of 30 U/100 g GOD to the flour，Hm，R and Tx increased 1.26，1.05 and 1.15 times respectively，the bread specific volume and height－diameter ratio were also improved 9%and 10.6%respectively.Added appropriate amount of XY could improve properties of bread，especially the elasticity of bread crumb.The co－using of the both enzymes resulted in a remarkable increased of bread parameters,higher than used lonely.

Key words：Glucose-oxidase(GOD);xylanase(XY);bread;F3 rheofermentometer;texture analysis

葡萄糖氧化酶(GOD)和木聚糖酶(XY)对面粉的改良作用已得到国内外学者的广泛认同[1-4]。葡萄糖氧化酶(GOD)属强筋剂类，它是由黑曲霉发酵制成，能将葡萄糖氧化生成葡萄糖酸和过氧化氢(H2O2)，后者氧化面筋蛋白中的巯基生成二硫键，从而大大改善了面筋的组织结构。戊聚糖酶主要作用于面粉中的不溶性戊聚糖(WUAX)，生成分子链较短的可溶性戊聚糖(WEAX)，后者可形成凝胶有助于面团网络结构的形成。两种酶复合使用具有协同增效作用。

F3型流变发酵测定仪是测定面团发酵过程流变特性的仪器，测定结果用一根发酵面团体积曲线和二根二氧化碳气体曲线来表达，测定指标有面团体积最大值、面团稳定时间、二氧化碳产气量、气体逸出起始时间、面团二氧化碳逸出量等。利用该仪器可测定添加GOD和XY对面团发酵速率、产气速率、面团持气能力的影响，进而分析研究酶对面团蛋白网络结构和面包发酵水平的影响。试验通过F3型流变发酵测定仪、面包焙烤试验和面包的质构分析试验，系统的研究GOD和XY对面团发酵特性、焙烤特性和面包芯质构的影响，为两种酶在面粉中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

葡萄糖氧化酶：“GluzymeMono”，酶活力10000U/g，丹麦诺维信公司；木聚糖酶：“NCBakezymes-77”，酶活力8000 U/g，湖南省尤特尔生化有限公司；精制面包粉：“鹏泰”牌 3450(蛋白质 17.14%，湿面筋 38.22%)，秦皇岛鹏泰面粉有限公司；酵母：“梅山”牌，马利酵母有限公司；食盐和绵白糖：市售食品级。

1.2 仪器

F3型流变发酵仪：法国波通公司；粉质仪Farinograph-E：德国Brabender公司；质构仪TAXT 2：英国T A公司；ZZ-20型和面机、YXD-24型发酵箱、YXD-F90型烤箱：上海-喜食品机械有限公司；面包体积测定仪。

1.3 方法

F3型流变发酵测定仪所用面团由Brabender粉质仪制成，取200 g面粉，36 g绵白糖，3 g食盐，4 g酵母在面缸内搅匀，添加一定量的水(表1)，水温和面缸温度保持在（28±0.5）℃，加水计时粉质仪揉面5 min。GOD和XY的添加量见表1，所需剂量的酶事先添加到所需水中，充分溶解均匀。取315 g面团用于F3流变发酵性能测定，砝码为2000 g，测试温度（28±0.5）℃，时间180 min，试验重复3次以上。

表1 酶的添加量和面粉吸水量Table 1 Additive levels of enzymes and water absorptions

面包制作采用快速发酵法，所用面团配方和酶的添加量与上同，水的添加量恒为62.4%，由和面机制成，搅拌到可以用手拉成膜为止。静置5 min，分割50.0g/个，醒发100min，烘烤。醒发温度35℃，湿度80%，烘烤温度上火180℃，下火180℃，烘烤时间7 min。

面包出炉后28℃下冷却2 h，切割成1 cm的薄片用于质构测定。测定前速度：1.0 mm/s，测定速度：1.0 mm/s，测定后速度：10.0 mm/s，下压距离：50%，间隔30 s，探头型号：25 mm，样品厚度2 cm，试验重复5次以上。

2 结果与讨论

2.1 酶对面团发酵能力的影响

面团发酵高度(Hm)是指面团发酵过程中所能达到的最大高度。Hm反映了CO2的产气能力和面团的持气能力，而后者直接反映出面团面筋骨架的强度和面筋网络的均匀合理性[1]。

按表1试验方案添加两种不同量酶，做面团发酵试验，结果见图1。

从图1可以看出添加15 U/100 g和30 U/100 g GOD都能提高面团的发酵高度，尤其是发酵的后期，面团高度仍能保持一定的增长，与空白样品相比，添加15 U/100 g GOD在发酵150、180 min时的Hm分别提高7、10 mm，而随着GOD添加量的提高该效果更加明显。添加30 U/100 g GOD的Hm在发酵150、180 min后为空白对照组的1.21、1.26倍。而XY对面团高度的影响效果低于GOD，添加15 U/100 g XY的面团Hm稍有提高，说明适量的添加XY有利于面团网络的形成，提高了面团的发酵能力。

合理配比的GOD和XY可以显著提高面团的强度，面团高度显著提高，发酵150 min和180 min时的Hm分别提高17 mm和19 mm，比空白对照组提高了30.4%和32.8%。Hm的大幅度提高体现了GOD和XY的协同增效性，XY降解WUAX生成的WEAX不仅可以改善面团的弹性，而且在GOD的作用下可生成氧化凝胶，有利于提高面团的筋力。GOD解决了XY所达不到的面筋强度，XY补充了GOD在延伸度方面的不足[2]。

一般来说面团的发酵分3个阶段：如图2所示，发酵初期，CO2气体都保留在面团中，产气曲线上升迅速达到最高值；发酵中期，部分CO2从面团中逸出，产气曲线分离出第二根曲线。L1是产气曲线，L2是保留在面团内气体曲线，分离点就是CO2从面团中逸出的开始时间Tx，从此时起面团不再能继续保存所产生的全部CO2；发酵后期，保气曲线迅速下降，大部分气体从面团中逸出。

按表1试验方案添加两种不同量酶，做面团持气性试验。面团的持气率R指面团持有的气体体积占持有气体和逸出气体的总体积百分比[R=A/（A＋B）×100%]，它直接反映了面团的持气能力见图3，图4。

由图3可知，GOD的添加显著改善了面团的持气性，这与Hm的规律相同，图4亦显示GOD的添加可以延缓CO2的逸出时间，提高面团的持气性，从而改善面包的体积。可能的原理是，GOD氧化葡萄糖生成葡萄糖酸内酯和过氧化氢，后者氧化面筋蛋白中的巯基（－SH）形成二硫键（－S－S－），从而增强面团的网络结构[2,4-6]；同时生成的过氧化氢在面粉中过氧化物酶的作用下可产生自由基，催化WEAX中的阿魏酸参与戊聚糖的氧化交联反应，促进WEAX氧化凝胶形成较大的网状结构[3,5,7]，这种凝胶网络有助于增强面筋的骨架，提高面团的筋力和弹性，进而改善了面团的持气能力。

图3表明XY的添加同样存在过量问题，当XY添加过量后WUAX大量水解，显著降低了面粉的吸水率，大量的小分子WEAX争夺面筋蛋白的水，使面团结构恶化，蛋白网络被部分破坏，持气能力下降[8]。而适量添加XY有利于面团的持气性，延长CO2的逸出时间。同时添加适量GOD和XY对面团的持气率和CO2的逸出时间都有显著改善，分别比空白组高出7.4%和16.0%，为面包的焙烤提供有利基础。

2.2 酶对面包品质的影响

按表1试验方案添加两种不同量酶，分别做面包品质试验，结果见图5、图6。

如图5、图6所示，添加GOD后面包的比容显著增大，高径比也得到很大的改善，与空白对照组相比，添加15、30 U/100 g GOD后面包的比容和高径比分别增大 0.27 cm3/g、0.40 cm3/g、3.9%、10.6%。另外添加GOD有面粉吸水量提高的优势，进一步增加了面包的体积，降低生产成本。XY对面包比容的影响亦小于GOD，添加30 U/100 g XY的面包体积减小，表皮不光滑，面包瓤芯结构变差，这表明WUEX已经过度水解[9]。

图5和图6亦显示出GOD和XY的协同性，同时添加15 U/100 g XY和30 U/100 g GOD可使面包的比容和高径比分别提高9.0%和3.2%，这表明面包的网孔结构和外观形状都得到较大的改善，结合图7可知面包的硬度降低，弹性提高，口感和咀嚼性得到改善。由图6可知GOD对面包的高径比改善效果明显，甚至高于两种酶复合使用的效果，同时试验发现添加GOD的面团抗发酵能力非常强，发酵4 h后仍能保持较好的形态，但GOD和XY都不具有溴酸钾的入炉急涨性[10]，在面包体积和高径比方面都还有一定的差距。

2.3 酶对面包质构的影响

将按表1试验方案添加不同量酶所制面包冷却2h后做面包芯质构试验。

如图7所示，添加GOD和适量XY的面包芯硬度下降，其中添加30 U/100 g GOD的面包芯硬度仅为135.7，比空白对照组的硬度低88.8，这主要因为GOD的添加一方面增加了面团的吸水量，另一方面增大了面包的体积，网孔结构更加均匀疏松，使得面包芯的硬度得到改善。XY面包硬度的改善效果相对较小，但面包芯的弹性得到提高，添加15 U/100 g XY的面包芯弹性提高0.024，与GOD复合后改善效果更为显著，添加15 U/100 g XY和30 U/100 g GOD的面包弹性为0.972，显著高于空白对照组的0.907，这说明XY的添加改善了面包网孔的均匀度和孔壁厚度，面包瓤芯更为柔软，口感更为细腻松软[2]。

3 结论

GOD的添加改善了面包发酵、焙烤以及质构特性，由F3型流变发酵测定仪测得，添加15、30 U/100 g GOD可使面团的发酵高度Hm、持气率R、CO2逸出时间Tx 3个指标得到改善，XY对面团的发酵亦有改善作用。15 U/100 g XY和30 U/100 g GOD复配可使面团的Hm、R和Tx增加32.8%、7.4%和16.0%，进一步证明两者复合使用的优越性。

面包的焙烤试验和质构分析试验表明，GOD可改善面包的比容、高径比、面包芯硬度和弹性，总体上改善了面包的外形和口感。添加30 U/100 g GOD的面包比容增加9%，高径比提高10.6%，同时面包的硬度下降88.8。XY对面包的各项参数亦有一定的改善作用，最为突出的是XY对面包芯的弹性作用显著。添加15 U/100 g XY时面包芯弹性提高0.024，其与GOD复合后改善效果更为显著，添加15 U/100 g XY和30 U/100 g GOD的面包弹性为0.972，显著高于空白对照组的0.907，面包网孔的均匀度和孔壁厚度，面包瓤芯更为柔软，口感更为细腻松软。

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Effect of Glucose Oxidase and Xylanase on Properties of Bread

QIAN Jin-sheng
（Department of Tourism Management，Wuxi Commercial Vocational＆ Technical College，Wuxi 214153，Jiangsu,China）

2009-07-16

钱金圣(1968—)，男（汉），讲师,本科，研究方向：中西式面点。