添加金针菇粉、茶树菇粉对面团流变学特性的影响

杨文建，俞 杰，孙 勇，马 宁，方 勇，裴 斐，胡秋辉,2,*，项春荣

（1.南京财经大学食品科学与工程学院，江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室，江苏 南京 210023；2.南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095；3.北京市食品研究所，北京 100162；4.镇江市丹徒区正东生态农业发展中心，江苏 镇江 212114）

添加金针菇粉、茶树菇粉对面团流变学特性的影响

杨文建1，俞 杰1，孙 勇2,3，马 宁1，方 勇1，裴 斐1，胡秋辉1,2,*，项春荣4

（1.南京财经大学食品科学与工程学院，江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室，江苏 南京 210023；2.南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095；3.北京市食品研究所，北京 100162；4.镇江市丹徒区正东生态农业发展中心，江苏 镇江 212114）

研究添加金针菇粉、茶树菇粉对面团流变学特性的影响，为食用菌作为功能基料开发新型的功能性食品提供理论依据。以金针菇和茶树菇两种食用菌粉为原料，利用混合实验仪（Mixolab）研究添加金针菇粉和茶树菇粉对面团的吸水率指数、揉混指数、面筋筋力指数、黏度指数、淀粉酶活性指数和回生指数等揉混特性的影响，并利用快速黏度仪和质 构仪分别测定面团的峰值黏度、衰减值、最终黏度和回生值等糊化特性和硬度、弹性、黏附性等质构特性的变化。结果表明：添加2.5%～10%的金针菇粉和茶树菇粉能够延长面团的形成时间，破坏面筋蛋白的网络结构，降低面团的稳定性、面筋筋力、抑制老化回生，使形成的面团硬度增加，糊化黏度、黏附性和弹性下降。综合分析两种食用菌粉对面团特性的影响，发现5%的添加量为金针菇粉、茶树菇粉的最佳预测值，以在满足产品加工特性的基础上较大程度地丰富面制品的营养品质。

金针菇；茶树菇；Mixolab；流变特性；质构特性

金针菇（Flammulina velutipes）和茶树菇（Agrocybe aegirit）是我国常见的两大类食用菌，研究显示，金针菇和茶树菇不仅具有独特的美味，还含有多糖、蛋白质、膳食纤维等多种营养功能成分，以及免疫调节、抗肿瘤、抗氧化等多种生理活性[1-2]。两种食用菌的高营养、多活性特点使其可作为一种功能性食品原料添加到食品中，赋予食品更丰富的营养和多种生理功能特性，具有重要的应用价值和开发前景。

目前，已有将杏仁粉[3]、绿茶粉[4]、菊粉[5]、生姜粉[6]、葡萄籽粉[7]等一些具有功能作用的粉质原料加入到面粉中的研究报道，通过添加这些功能性基料来赋予普通面制品新的营养和功能，而这些功能基料的添加无论对面制品的口感、风味、功能，还是对面团的加工特性都有显著的影响。目前将食用菌这种大型真菌类物质经过粉碎添加到面粉中的研究非常少，有研究结果显示，将9%的黑木耳粉添加到面包中能够赋予其较好的抗氧化功能[8]。本课题组前期研究了香菇粉对面团流变特性及饼干加工产品特性的影响，证明香菇粉的添加量能够降低面团的流变特性，10%的香菇粉添加量最符合香菇饼干的生产目标[9]。将金针菇粉和茶树菇粉作为一种功能性基料添加到面粉中，在赋予面制品丰富的营养价值和良好的生物活性的同时，也会改变面团的加工特性，而关于这两种食用菌粉对面粉加工特性影响的研究至今未见报道。

金针菇和茶树菇两种食用菌粉的淀粉类物质含量少，强吸水性的膳食纤维和多糖类物质含量丰富，而小麦面粉中缺乏这类物质，这严重阻碍淀粉的吸水糊化和面团中蛋白网络的形成[10]，导致面团的糊化性质变差。此外，尽管金针菇粉和茶树菇粉中蛋白质含量丰富，但不存在所谓的面筋蛋白，即麦谷蛋白和麦醇溶蛋白，不能够像小麦面粉一样在制作面团的过程中形成面筋蛋白的三维网络结构[11]。因此，本研究采用Mixolab混合实验仪、RVA快速黏度分析仪、TA TX Plus质构仪多种检测手段，综合分析金针菇和茶树菇两种食用菌粉对面团流变特性的影响，为添加食用菌粉类产品的开发提供理论依据，对食用菌类面制产品的开发具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜金针菇、茶树菇由镇江市丹徒区正东生态农业发展中心提供；特精中筋小麦粉，购于潍坊风筝面粉有限责任公司。

新鲜金针菇、茶树菇分别经60 ℃烘干后磨粉，过100 目筛得到金针菇和茶树菇两种食用菌粉。

1.2 仪器与设备

Mixolab混合实验仪 法国肖邦公司；RVAsuper3快速黏度分析仪 澳大利亚Newport公司；TA TX plus质构仪 英国Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 食用菌粉添加比例设计

分别将金针菇粉和茶树菇粉与面粉按照表1设计比例进行混合，分别命名为CK、FV-2.5、FV-5、FV-7.5、FV-10、AA-2.5、AA-5、AA-7.5、AA-10。

表1 食用菌粉与面粉的配比实验设计Table1 Experimental design of flour and mushroom powder blending

1.3.2 混合粉的水分含量测定

水分含量测定参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》。

1.3.3 添加食用菌粉对混合粉糊化特性的影响

参考Shewayrga等[12]的方法，称取3.5 g混合粉放于小铝盒中，加入25 mL水，用搅拌头以950 r/min转速搅拌10 s，然后放入仪器中，启动仪器，在电脑控制下以120 r/min的速率搅拌50 s，3 min后温度由40 ℃升至90 ℃，保温6.5 min，然后在4.5 min以内将温度由90 ℃降至40 ℃。测定在此过程中面团的峰值黏度、衰减值、最终黏度、回生值。

1.3.4 添加食用菌粉对面团揉混特性的影响

图1 Mixolab典型曲线Fig.1 Mixolab representative graph

采用Mixolab混合实验仪测定食用菌粉对面团流变特性的影响，本实验采用标准实验模式，参照Rosell等[13]的方法。将混合粉原料加水形成的面团总质量设定为75 g，始终保持80 r/min的揉混速率，通过调整加入的混合粉样品的量，将面团的目标扭矩C1调整为（1.10±0.05） N·m。实验分为5 个阶段：1）恒温阶段：设定初始温度为30 ℃，保温8 min；2）升温阶段：以4 ℃/min的速率升温至90 ℃；3）恒温阶段：90 ℃保持7 min；4）降温阶段：以－4 ℃/min的速率降温至50 ℃；5）恒温阶段：50 ℃保持5 min。典型Mixolab分析仪图谱如图1所示，根据面团扭矩曲线分析实验过程中的C1、C2、C3、C4、C5等各个流变特性参数（表2）。

表2 Mixolab曲线各参数的含义Table2 Parameters of Mixolab graph

1.3.5 添加食用菌粉对面团质构特性的影响

利用TA TX Plus质构仪研究金针菇粉和茶树菇粉添加量对面团质构特性的影响，面团的质构特性分析方法参考刘亚楠[14]的方法，利用Mixolab混合实验仪制备达到C1时的面团，然后切成厚度15 mm的薄片，经5 min平衡后，放置于质构仪平台上，在常规模式进行测定面团的硬度、黏附性和弹性指标的差异，质构仪操作参数设定如表3所示。

表3 质构仪操作参数设定Table3 Parameters of texture analyzer

2 结果与分析

2.1 水分含量

表4 样品中水分含量Table4 Water contents in samples

由表4可知，添加10%金针菇粉后，混合粉的含水量由12%降低到11.3%；添加10%茶树菇粉后，混合粉的含水量仍然保持在12%左右，无显著性变化。各组样品的含水量决定了后期在面团形成过程中水分的添加量，而对面团流变特性、糊化特性和质构特性无影响。

2.2 添加食用菌粉对面团揉混特性的影响

2.2.1 Mixolab标准实验模式分析

在标准实验模式下不同金针菇粉和茶树菇粉添加量的面团流变特性的实验结果如表5所示，根据C1可判断出混合粉的吸水率，C1值越大，吸水率越高。添加金针菇和茶树菇两种食用菌粉后，各组混合粉的水分含量无显著差异（表4），但混合粉的吸水率逐渐升高，当金针菇粉和茶树菇粉的添加量达到10%时，其混合粉的吸水率分别达到67.4%和68.3%，这主要是由于两种食用菌粉中强吸水性的膳食纤维、多糖类物质和蛋白质含量较高，导致随着食用菌粉添加量的增加，混合粉的吸水率显著升高[3]。

表5 添加金针菇粉和茶树菇粉面团Mixolab标准实验模式测试结果Table5 Mixolab standard model test of dough added with Flammulina velutipes and Agrocybe aegirit powders

面团的形成时间表示面粉从开始加水到达到目标扭矩C1所需时间；面团的稳定时间表示面筋蛋白网络结构在机械力和热的作用下自身能维持的时间，表示面团耐受机械搅拌的能力，面团稳定时间越长，说明面团筋力越强[14]。随着金针菇粉和茶树菇粉添加量的增加，面团的形成时间逐渐延长，而稳定时间显著缩短，主要是由于食用菌粉中含有大量的高持水性膳食纤维和多糖，使得水分在较短时间内被食用菌粉中膳食纤维和多糖大量吸收，从而延缓了面团的吸水和面筋蛋白网状结构的形成，使面团形成时间延长[15]。同时食用菌粉的添加降低了混合粉中面筋蛋白的含量，面筋蛋白被大量稀释，从而破坏了面筋蛋白的网状结构，降低了面筋蛋白网络结构的强度，造成其在机械力和热的作用下稳定性变差，稳定时间显著缩短[16-17]。

根据C1～C5值，计算出α、β、γ 3 个斜率的值。与CK对照组相比，随着金针菇粉和茶树菇粉添加量的增加，斜率α的绝对值逐渐升高，β值逐渐降低，说明添加两种食用菌粉能够加速面团中蛋白质网络结构的弱化速率，同时降低在加热过程中面团中淀粉的糊化速率，这主要是由于食用菌粉中淀粉含量较少，且食用菌含有的强吸水性多糖类物质等抑制了淀粉的吸水糊化，从而导致整个混合粉的淀粉糊化速率下降。

γ为面团扭矩曲线中C3和C4之间斜率，该值表示淀粉酶水解淀粉的速率，斜率γ与淀粉含量呈极显著负相关，与蛋白质含量呈极显著正相关[18]。与CK对照组相比，添加金针菇粉和茶树菇粉后，可显著提高淀粉酶解速率，主要是由于食用菌粉的添加降低了淀粉类物质的含量，同时茶树菇和金针菇具有一定量的胞外淀粉酶也加速了淀粉的酶解[19]。

2.2.2 Mixolab剖面图实验模式分析

图2 Mixolab剖面实验模式分析结果Fig.2 Results of Mixolab profile experimental protocol

Mixolab混合实验仪内置有适于面包、馒头、饼干、面条等多种产品加工的面团指标目标范围，剖面图实验模式能够更直观地反映在添加金针菇和茶树菇粉后，面团的吸水率指数、揉混指数、面筋筋力指数、黏度指数、淀粉酶活性指数、回生指数6 项流变特性指标的变化，当面团各个指标在一种产品的目标范围内，可认为该面团能够达到生产该产品的目的。

面团揉混指数和面筋筋力指数主要是反映面团中蛋白质形成网络结构稳定性的两个指标，面团揉混指数可反映面团的耐机械力和耐揉特性，面筋筋力指数表示面筋蛋白三维网络结构的稳定性，一般面筋筋力指数越高、揉混指数越大，耐揉性越好，面团中的面筋网络越稳定，面团的稳定时间也就越长。由图2可知，随着金针菇粉和茶树菇粉两种食用菌粉添加量的增加，面团的揉混指数和面筋筋力指数降低，主要是由于食用菌粉较低的面筋蛋白含量削弱了面筋蛋白网络结构的稳定性。

淀粉酶活性指数、黏度指数和回生指数是反映面粉中淀粉特性的3 个指标。黏度指数是指面团在加热过程中糊化淀粉黏度变化的特性，它同时取决于淀粉酶活性和面粉中淀粉含量。淀粉酶活性指数是指淀粉抗淀粉酶水解能力，淀粉酶活性指数越大，淀粉酶活性越低，淀粉抗淀粉酶水解能力越强，黏度指数也就越大。回生主要是糊化的淀粉分子在降温过程中通过氢键再缔合和重新结晶的老化过程，淀粉的回生程度决定了产品的易消化情况，其由淀粉特性以及淀粉的水解特性决定，回生指数越大，表示产品的老化速率越快，货架期也就越短[20-21]。由图2可知，随着两种食用菌粉添加量的增大，面团的淀粉酶活性指数升高，黏度指数下降，这是由于食用菌粉淀粉类物质含量低，且茶树菇和金针菇具有胞外淀粉酶[19]，加入金针菇和茶树菇粉后不仅能够降低混合粉中淀粉的含量，还增加了淀粉酶的活性，从而加速了淀粉的 降解，导致淀粉加热糊化引起的黏度值下降。此外，随着金针菇粉和茶树菇粉含量的增加，面团的回生指数逐渐降低，说明食用菌粉能阻碍糊化后的淀粉分子重新聚合，抑制了糊化淀粉在降温过程中的老化。

面团的吸水率指数主要受面粉组成成分的影响，两种食用菌粉中含有丰富的膳食纤维和多糖类物质，其含有的大量羟基可通过氢键与水发生水合作用而吸附大量的水分，导致面团的吸水率随着金针菇粉和茶树菇粉添加量的增加而显著升高[3]，这与在标准实验模式分析测定的结果一致。

2.3 添加食用菌粉对面团糊化特性的影响

图3 添加金针菇粉（A）和茶树菇粉（B）混合粉的RVA参数Fig.3 Effect of Flammulina velutipes (A) and Agrocybe aegirit (B) powders on gelatinization parameters

在食品加工过程中，面团的糊化是影响其加工品质的一个重要特性。面团的糊化特性是面粉中淀粉和蛋白质的共同作用，面团中的淀粉颗粒被包裹在面筋蛋白形成的网络结构中，因此，淀粉在吸水糊化膨胀的过程中不仅受淀粉自身组成和含量的影响，还受面筋蛋白所形成的网络结构的阻碍[22]。添加食用菌粉对面团糊化特性的影响结果如图3所示，其中衰减值主要反映淀粉糊的热稳定性，衰减值越大，则淀粉糊稳定性越差。随着金针菇粉和茶树菇粉添加量的增加，面团的衰减值、峰值黏度和最终黏度均呈明显的下降趋势，主要是由以下三方面作用的共同结果：1）食用菌粉的添加降低了面筋蛋白的比例，造成面筋蛋白网络结构的破坏，从而使面筋蛋白网络结构包裹淀粉的阻力降低，造成淀粉糊化速率的加快和面团黏度的增加[16]；2）食用菌粉中淀粉类物质含量少，添加后造成混合粉中淀粉的含量降低，从而造成淀粉糊化黏度峰值和最终黏度下降；3）食用菌中的膳食纤维、多糖等一些亲水性物质与淀粉、蛋白质的相互作用，降低了淀粉的糊化速率，导致面团糊化黏度升高[22]。黏度峰值和最终黏度均呈现下降趋势，说明添加食用菌粉造成的淀粉含量降低和淀粉酶活性的增加是引起混合粉面团黏度降低的主要原因。此外，食用菌粉的添加引起面团的回生值逐渐降低，说明食用菌粉能阻碍糊化后的淀粉分子重新聚合，抑制了淀粉的老化，能够延长生产的面包和饼干产品的保质期，这与前面的Mixolab测定结果一致。

2.4 添加食用菌粉对面团质构特性的影响

图4 添加金针菇（A）和茶树菇（B）两种食用菌粉对面团质构特性的影响Fig.4 Effect of Flammulina velutipes (A) and Agrocybe aegirit (B) powders on textural properties of dough

面团的质构特性直接决定了后期加工产品的感官品质，硬度、弹性、黏附性是面团质构品质的3 个重要指标。由图4可知，随着食用菌粉添加量的增加，面团的黏附性和弹性显著降低，硬度显著增大，这可能是由于添加食用菌粉阻碍了面筋蛋白网络的形成，面筋的弹性和延展性较差，导致面团的硬度增加[23-24]。有研究结果显示，添加纤维素粉能够阻碍面筋网状结构形成的支撑，使面团表面黏附性增加和内部硬度降低[17]。本研究中添加金针菇和茶树菇两种食用菌粉造成的面团硬度下降也可能是食用菌的高纤维素含量造成的。

3 结 论

本研究发现不同添加量的金针菇粉、茶树菇粉对面团流变特性存在一定的影响，两种食用菌粉能够破坏面筋蛋白网络结构，降低面筋筋力，延长面团形成时间，降低面团的稳定性和淀粉的糊化黏度，使形成的面团黏附性和弹性下降，硬度增加。此外，添加食用菌粉能够降低面团的回生值，对抑制饼干、面包、面条等产品的回生老化，延长产品保质期具有重要的意义。综合分析金针菇、茶树菇粉对面团蛋白质弱化特性、淀粉糊化特性、面团稳定性、以及面团的硬度、弹性、黏附性的影响，认为添加量5%为金针菇粉、茶树菇粉的最佳预测值，在满足产品加工特性的基础上较大程度地丰富面制品的营养品质。

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Effect of Flammulina velutipes and Agrocybe aegirit Powders on Rheological Properties of Dough

YANG Wen-jian1, YU Jie1, SUN Yong2,3, MA Ning1, FANG Yong1, PEI Fei1, HU Qiu-hui1,2,*, XIANG Chun-rong4
(1. Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing, Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety, College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210023, China; 2. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 3. Beijing Food Research Institute, Beijing 100162, China; 4. Zhengdong Ecological Agriculture Development Center of Zhenjiang City Dantu District, Zhenjiang 212114, China)

The effect of Flammulina velutipes and Agrocybe aegirit powders on rheological properties of dough was investigated in this study, which may lay a foundation for the development of mushroom-based functional foods. Mixolab was employed to measurethe kneading properties of dough such as water absorption, mixing index, gluten index, viscosity, amylase activity, and retrogradation. The gelatinization properties such as peak viscosity, attenuation value, final viscosity and retrogradation were investigated using rapid viscosity analyzer, and texture characteristics such as hardness, adhesion, and elasticity were also studied using texture profile analyzer. Results showed that the addition of 2.5%-10% Flammulina velutipes or Agrocybe aegirit powder significantly prolonged the dough development time, destroyed the gluten network structure, reduced the gluten strength and dough stability time, and alleviate dough regeneration, which in turn resulted in an increase of hardness and a decrease of viscosity, adhesion and elasticity. Five percents of Flammulina velutipes or Agrocybe aegirit powder was recognized as the optimal addition amount for the rheological properties of dough.

Flammulina velutipes; Agrocybe aegirit; Mixolab; rheological properties; texture properties

TS201.1

A

1002-6630（2014）23-0043-05

10.7506/spkx1002-6630-201423009

2014-10-29

“十二五”国家科技支撑计划项目（2013BAD16B07）；江苏高校优势学科建设工程资助项目

杨文建（1982—），男，讲师，博士，研究方向为农产品贮藏加工。E-mail：lingwentt@163.com

*通信作者：胡秋辉（1962—），男，教授，博士，研究方向为食品营养加工与安全。E-mail：qiuhuihu@njue.edu.cn