速冻馒头复蒸收缩物化指标的变化分析

黄忠民，王艳娜，潘治利，艾志录（河南农业大学食品科学技术学院，河南郑州　450002）



速冻馒头复蒸收缩物化指标的变化分析

黄忠民，王艳娜，潘治利，*艾志录
（河南农业大学食品科学技术学院，河南郑州450002）

摘要：以速冻馒头复蒸后产生收缩现象的馒头为研究对象，以速冻馒头复蒸后正常馒头为对照，采用质构仪、差式量热扫描仪（DSC）、快速黏度仪（RVA）、SDS-PAGE等对收缩馒头的质构特性、热特性、淀粉、蛋白质等理化指标检测分析，研究速冻馒头复蒸收缩物化指标的变化。结果表明，随着馒头收缩程度的加重，馒头的弹性、内聚性、回复性及黏度特性与收缩程度呈负相关性，均低于正常馒头；硬度、胶着性及咀嚼性与收缩程度呈正相关性，均高于正常馒头。馒头收缩过程中，蛋白质及亚基含量无显著变化，亦没有发生蛋白质的聚集和分解；可溶性直链淀粉含量呈逐步增大的趋势，淀粉的老化现象不明显。

关键词：速冻馒头；复蒸收缩；物化指标变化

0　引言

馒头是我国的传统主食，在我国膳食结构中占有十分重要的地位。随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，速冻馒头以其方便性和耐贮藏性备受国人青睐。蒸汽加热因能最大程度还原馒头的原始品质和口感，方便实用，成为最常用的速冻馒头复蒸方式。然而，速冻馒头在复蒸时收缩现象时有发生，严重影响馒头的食用品质[1-2]，是行业长期存在的技术性难题。许多学者对于馒头收缩现象进行了研究探讨，并得出了一定的研究结果，但对于收缩馒头与正常馒头物化指标变化规律的研究，少见报道。

本文通过对速冻馒头复蒸后发生收缩的馒头为研究对象，对馒头的TPA质构特性、黏度特性、热特性、可溶性直链淀粉含量、持水力、蛋白质含量及亚基变化等进行对比分析，已找出收缩馒头物化指标的变化规律，为速冻馒头收缩机理的探索奠定一定的基础。

1　材料与方法

1.1试验材料与试剂

馒头粉，秦皇岛中粮鹏泰面粉有限公司提供；即发干酵母，梅山-马利酵母有限公司提供；直链淀粉标品，Sigma公司产品。

丙烯酰胺、N,N-甲叉双丙烯酰胺、SDS（十二烷基硫酸钠）、甘氨酸、Tris碱、过硫酸铵（AP）、四甲基乙二胺（TEMED）、β-巯基乙醇、考马斯亮蓝（R250）、溴酚蓝、甘油，以及乙醇、甲醇、乙酸、氯化钠、硼酸、硫酸钾、NaOH等均为分析纯试剂。

1.2仪器和设备

B10-B型食品搅拌机，江苏如东恒宇食品机械有限公司产品；PC-30型压面条机，佛山市伟基业五金机械厂产品；新高飞12型恒温醒发箱，江苏万宝机械有限公司产品；YW-D8型电热、蒸汽两用蒸饭柜，广东东莞市永尚节能科技有限公司产品；双螺旋速冻装置，南通四方冷热机械设备有限公司产品；BD/BC-518A型星星牌变温商用食品冷柜，江苏星星家电科技有限公司产品；TA-XA PLUS型物性测试仪，英国Stable micro systems公司产品；RVASTACHV 3.0型快速黏度分析仪（RVA），澳大利亚Newport Scientific Tyl公司产品；Q20型差式扫描量热仪，美国TA仪器公司产品；TU-1901型双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司产品；DYY-5型稳压稳流电泳仪、DYCZ-24D型双垂直电泳槽，北京六一仪器厂产品；电泳凝胶成像系统，英国Syngene Gbox公司产品；Kjeltec 8400型全自动凯氏定氮仪，丹麦FOSS有限公司产品。

1.3馒头样品的制备

试验采用一次发酵法制作馒头，具体制作方法如下：先将16 g酵母用38℃温水混合并保持3min，再与2 000g面粉一并倒入食品搅拌机中，先低速（60r/min）搅拌3min至面粉呈絮状，再用中速（60r/min）搅拌9min至面团表面光滑。将面团在压面机上顺着一个方向反复压延12次，将压好的面片卷起，搓揉成直径约为3 cm的圆柱形，刀切成长度为3cm的方枕型馒头坯，放入温度为32℃，相对湿度为80％的醒发箱中，醒发约50min。将醒发好的馒头坯放入沸水蒸柜中，蒸汽汽蒸10min，关火后在蒸柜内滞留1min后打开蒸柜门，室温冷却至馒头中心温度15℃以下，通过-35℃双螺旋速冻装置速冻。将速冻好的馒头立即置入-18℃冷柜中冷藏48 h后，蒸汽复蒸10min，挑选出发生收缩现象的馒头和未发生收缩现象的正常馒头，冷却后待测。

1.4不同收缩程度馒头的分类

根据馒头收缩程度的不同，将收缩馒头分为3个等级，即I级收缩、II级收缩、III级收缩，不同收缩级别馒头的比容范围如下：

I级收缩：结构致密无孔，颜色为棕黄色，似胶体，缩死为一团的馒头，比容<1.2mL/g。

II级收缩：表皮有很深的褶皱，颜色比正常馒头稍深，结构紧密，气孔较小，整体内瓤收缩程度严重的馒头，比容范围为1.2～2.0mL/g。

III级收缩：表皮或局部表皮有轻微褶皱，表皮下内瓤收缩，中下部内瓤无收缩迹象的馒头，比容2.0～2.8mL/g[3]。

1.5参数指标测定

1.5.1馒头比容的测定

馒头比容的测定参照GB/T 21118—2007。

1.5.2馒头TPA质构特性的测定

将测过比容的馒头切割成厚度为12 mm的均匀薄片，并用直径为25 mm的圆筒取样器制成均匀一致的待测样品，使用P50型探头进行TPA测试，取3次测试的平均值作为结果。TPA参数设置：探头测试前下降速度为1 mm/s，测试速度1 mm/s，测后速度2 mm/s，压缩程度50％，触发力5 g。

1.5.3馒头糊化特性的测定

将测过比容和电镜取样的馒头置于40℃下烘干，用万能粉碎机处理成馒头粉，然后过80目的筛子，用RVA测定馒头烘干粉的糊化特性[1]。

1.5.4馒头持水力及可溶性直链淀粉含量的测定

参照文献中Sha.K等人[4]的方法测定。

1.5.5馒头热特性的测定

从不同收缩程度的馒头中心区取样，称量10 mg左右的馒头样品放入密封铝坩锅中，使用差示扫描量热仪对样品进行测定，仪器用标准铟进行温度热焓校正，测定参数设定扫描温度为20～200℃，升温速率为5℃/min。测定时以空铝坩埚作为参比，载气为氮气，流速为50 mL/min。

1.5.6馒头中蛋白质分子量的测定

利用SDS-PAGE分析收缩馒头中蛋白质分子量的变化，样品的处理及电泳分析采用文献[4]的方法，分离胶的浓度为7.5％，浓缩胶的浓度为4％[5]。

1.5.7馒头粗蛋白含量的测定

粗蛋白含量测定参考GB/T 5009.5—2003中的凯氏定氮法测定。

1.5.8数据处理

采用Origin 7.5、SPSS软件对结果进行分析。

2　结果与讨论

2.1不同收缩程度馒头TPA质构特性的变化

质构仪能够准确、客观地评价馒头的品质，且重复性好，TPA指标也可以替代一部分感官指标。

不同收缩程度的馒头TPA质构特性变化见表1。

由表1可知，随着收缩程度的加重，馒头的硬度、胶着性和咀嚼性呈现逐渐增加的趋势，弹性、内聚性和回复性逐渐降低。与正常馒头相比，收缩馒头的硬度、胶着性、咀嚼性、内聚性和回复性均有显著性的差异（p<0.05）。这可能是由于随着馒头收缩程度的增大，馒头的比容减小，蛋白质网络结构劣化，孔隙变小，收缩馒头的外观和结构发生了很大的变化。I级收缩馒头的硬度、胶着性和咀嚼性远高于其他收缩程度的馒头和正常馒头，弹性、内聚性和回复性降低，馒头的品质变差。

2.2不同收缩程度馒头热特性的变化

对收缩馒头的热特性进行测定。

不同收缩程度的馒头DSC扫描曲线参数变化见表2。

由表2可知，不同收缩程度馒头及正常馒头的热焓值基本一致，样品的热特性无显著差异性（p< 0.05），说明收缩馒头中没有出现支链淀粉的回生、相态的转变以及分子构象变化的现象，收缩对馒头的热特性无影响。

2.3馒头黏度特性、持水力及可溶性直链淀粉变化

馒头的糊化黏度曲线更多的是评价馒头复蒸时的黏度特性。

不同收缩程度的馒头黏度特性变化见表3。

由表3可知，同等条件下，收缩馒头的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度随着收缩程度的加重，呈逐渐降低的趋势，并且均低于正常馒头。收缩最严重馒头（I级收缩）的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度与正常馒头相比，有显著性的差异。

回生值为最终黏度与谷值黏度之差值，随着馒头收缩程度的加重，回生值逐渐降低，有显著性差异，且同正常馒头的老化度越高回生值越高呈现负相关现象。馒头中糊化淀粉在回生过程中，直链淀粉之间沿链排列的大量羟基与相邻链上的羟基靠得很紧，羟基通过链间的氢键相结合，形成有序的胶凝和结晶束，该过程一般在糊化后较短的时间（几小时或十几小时）内完成[6-7]。馒头的收缩是在一分钟或几秒钟内瞬时发生的，此处测得的回生值不能表达馒头的回生现象，即此时的回生值不能代表β-化淀粉含量的多少。可能是因为馒头在瞬时收缩时，馒头的结构塌陷，气体被瞬时挤压排出，组织变得紧密，淀粉分子瞬时被挤压固定，分子形成叠加紧密的状态，但没有形成结晶束，即β-化现象。在使用RVA检测回生值时，水分不能充分进入淀粉分子之间使分子溶胀。馒头收缩越严重，分子挤压叠加越紧密，水分子越不容易进入直链淀粉分子之间，所以回生值逐渐降低。

表1　不同收缩程度的馒头TPA质构特性变化

表2　不同收缩程度的馒头DSC扫描曲线参数变化

表3　不同收缩程度的馒头黏度特性变化

不同收缩程度馒头的持水力见表4。

表4　不同收缩程度馒头的持水力

由表4可知，正常馒头及不同收缩程度馒头的持水力并未呈现有规律的变化，数值无显著性差异，且基本一致。这说明收缩馒头黏度值的下降与持水力关系不大，可能是由于馒头在发生收缩后，蛋白质网络结构受到挤压变形，比容减小，馒头密度增大，蛋白质与淀粉颗粒、淀粉颗粒之间结合紧密，分子间通过氢键形成络合物的可能性和程度就会变小，分子间的氢键不易遭到破坏，故速冻馒头在二次糊化过程中，未瓦解的淀粉颗粒重新吸水溶胀时，微粒不易从淀粉颗粒上被溶解下来，所以随着收缩程度的加重，黏度值逐渐降低（表3结果）。

不同收缩程度的馒头中可溶性直链淀粉含量变化见图1。

由图1可知，与正常馒头相比，收缩馒头中可溶性直链淀粉的含量均高于正常馒头，随着馒头收缩程度的加重呈现逐渐增加的趋势。可能原因是随着馒头收缩程度的加重，结构也更加紧密，直链淀粉分子叠加更加致密，直链淀粉不易回生结晶，从其中渗滤出的可溶性直链淀粉逐渐升高。

从收缩馒头的RVA结果和可溶性直链淀粉含量看，与Sha K等人[4]和赵仁勇等人[8]关于馒头老化的研究是相反的，这说明收缩现象与馒头老化没有关联，瞬时收缩可能是由于组织结构的瞬时崩塌，气体被挤出，组织及分子被挤压紧密叠加而致。

2.4不同收缩程度馒头蛋白质组分的变化

收缩馒头中蛋白质的SDS-PAGE电泳图谱见图2。

图1　不同收缩程度的馒头中可溶性直链淀粉含量的变化

图2　收缩馒头中蛋白质的SDS-PAGE电泳图谱

图2中各亚基条带对应的分子量分别为112，96，81，69，65，52，41，35，25 ku。馒头中的主要面筋蛋白亚基为HMW-GS和LMW-GS以及醇溶蛋白的各个亚基，其中112，96，81 ku条带归属于HMW-GS，分子量低于81 ku的条带归属于LMWGS及醇溶蛋白。

不同收缩程度的馒头中蛋白质变化见表5。

表5　不同收缩程度的馒头中蛋白质变化

由图2与表5可知，不同收缩程度的馒头及正常馒头中面筋蛋白电泳条带数目、相对迁移率等都没有明显变化；不同收缩程度的馒头及正常馒头中的蛋白质干基含量没有显著差异，数值一致，蛋白总量也没有发生变化。较多研究者认为新的二硫键交联是蛋白质聚集的主要作用力，二硫键断裂生成分子量更小的亚基单位[9-10]。这说明收缩现象对馒头蛋白质中的二硫键没有产生影响，四级结构没有发生交联，未能聚集生成分子量更大的蛋白质，也没有裂解成分子量更小的亚基单位。从而表明，馒头在收缩过程中，蛋白质并没有发生变化；而收缩作用对馒头中蛋白质的二级结构影响，还需进一步的研究和验证。

3　结论

研究结果表明，随着收缩程度的加重，馒头的弹性、内聚性、回复性和黏度特性逐步降低，与馒头收缩程度呈正相关性，均低于正常馒头；硬度、胶着性及咀嚼性均高于正常馒头，呈负相关性；而馒头的热特性、持水力无显著差异；馒头收缩过程中，可溶性直链淀粉含量呈逐步增大的趋势，且高于正常馒头，而没有发生淀粉的老化；蛋白质及亚基含量无显著变化，亦没有发生蛋白质的聚集和分解。

参考文献：

[1]范会平，潘治利，陈军，等.微波复热速冻馒头保水剂及其对质构的影响[J].食品科学，2012，33（24）：315-320.

[2]张国营，梁团结，张磊.影响馒头皱缩的原因及避免措施[J].西部粮油科技，2005，30（3）：36-37.

[3]刘长虹，白建民，苌艳花.馒头萎缩程度的分类及原因分析[J].粮食与食品工业，2010，17（2）：18-20.

[4]Sha K，Qian P，Wang L J，et al.Effect of storage time on the physico-chemical and sensory properties of mantou （Chinese steamed bread）[ J].International Journal of Food Engineering，2007（3）：1-17.

[5]王晶，肖安红.小麦粉中高分子量麦谷蛋白亚基组成及含量与小麦粉品质关系的探讨[J].粮食与饲料工业，2008（2）：6-8.

[6]Kadm A A，Norziah M H，Seow C C.Methods for the study of starch retrogradation[J].Food Chemistry，2000，71：9-36.

[7]谭洪卓.甘薯淀粉流变学、热力学特性和分子结构研究及其在粉丝生产中的应用[D].无锡：江南大学，2007.

[8]赵仁勇，王金水，崔剑锋.馒头老化指标的初步研究[J].中国粮油学报，2002，17（5）：14-17.

[9]Li M，Lee T C.Effect of extrusion temperature on solubility and molecular weight distribution of wheat flour proteins[ J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，1996，44：763-768.

[10]王国扣，王海.我国小麦面粉加工业发展趋势的分析[J].农产品加工，2004（12）：10-12.

The Changes of the Shrinkage Properties of Quick-frozen Steamed Buns after Steaming

HUANG Zhongmin，WANG Yanna，PAN Zhili，*AI Zhilu
（Food Science and Technology College，He'nan Agricaltrual University，Zhengzhou，He'nan 450002，China）

Abstract：In this paper，the shrinkable steamed buns are selected as research objects to study the shrinkable phenomenon of quick-frozen steamed buns after steaming，according to texture analyzer，differential scanning calorimetry（DSC），rapid viscosity analyzer（RVA）and SDS-PAGE to analyze the texture properties，thermal properties，starch and protein changes of the steamed buns.The results show that：with the aggravation of shrinkage level，the steamed bun's elastic，cohesiveness，

resilience and viscosity characteristics are gradually decreased，which are lower than the normal steamed buns，and the shrinkage level with the test index of steamed buns are into a negative correlation.The hardness，gumminess and chewiness are higher than normal steamed buns，and becoming a positive correlation.In the shrinkable process of steamed buns，the protein and subunit content had no significant differences，and also having no protein aggregation and decomposition.The content of soluble amylase show a trend of gradually increasing，and there is no phenomenon of starch aging.

Key words：quick-frozen steamed buns；shrinkage after steaming；changes of properties

*通讯作者：艾志录（1965—），男，博士，教授，研究方向为速冻食品。

基金项目：“十二五”科技支撑计划“馒头专用小麦品种及品质研究”项目（2012BAD37B04-03）。

作者简介：黄忠民（1963—），男，博士，教授，研究方向为速冻食品。

收稿日期：2015-12-02

文章编号：1671-9646（2016）02a-0046-04

中图分类号：TS213.2

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.02.014