戊聚糖在不同系统粉中的分布及对馒头品质的影响研究

林江涛，郑洋洋，关二旗，任传顺，谷玉娟，卞 科

河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001

小麦粉除了含有淀粉、脂肪、蛋白质外，还含有一种非淀粉多糖——戊聚糖[1]。戊聚糖又称阿拉伯木聚糖(AX)，由阿拉伯糖、木糖以及少量的蛋白质、糖、酸等物质组成[2]，主要位于谷物的细胞壁，具有氧化交联、吸水、高黏度等特性[3-5]。戊聚糖可显著影响面团及其制品的品质[6-9]，同时还具有降血糖、降脂肪、抗氧化、减肥、预防大肠癌等功能特性[10-13]，很可能成为未来保健食品中的功能因子[3]。AX在小麦籽粒中的分布是由内到外逐渐增加，在整个小麦籽粒中的含量为4%～8%，在胚乳中所占的比例为1.5%～2.5%，在麸皮中则高达20%～25%[14]。

在制粉过程中，小麦经不同系统研磨筛理后，会形成具有不同组分和理化性质的粉流，即不同系统粉[15]。系统粉是面制品用粉的重要来源，随着人们生活水平和小麦制粉技术的提高，对面制品的品质提出了更高的要求[10]，除了水分、灰分和蛋白质含量外，小麦的AX含量也可成为一项衡量面粉及其制品品质的重要指标。

作者采用间苯三酚-冰醋酸法测定皮磨系统(B)、心磨系统(M)、渣磨系统(S)、尾磨系统(T)、重筛系统(D)粉和吸风粉(XF)中AX的含量，以探究AX在不同系统粉中的分布规律，再将AX加入由基础粉配比的粉中，探究AX添加量对馒头品质的影响，以期为小麦粉的优质、高效生产及开发提供依据，并提高面制品的品质。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

3种基础粉：F1、F2、F3。48个系统粉样：皮磨粉1B、2B、XB、3B、4B、5B；心磨粉1M1上、1M1下、1M2上、1M2中、1M2下、1M3上、1M3中、1M3下、1M4上、1M4中、1M4下、2M1上、2M1中、2M1下、2M2上、2M2中、2M2下、3M1上、3M1中、3M1下、3M2、4M1、4M2、5M2、6M、7M、8M；渣磨粉1S1、1S2、2S；尾磨粉1T、2T；重筛粉D1、D2上、D2下、D3上、D3下、D4上、D4下、D5；吸风粉XF1、XF2。以上材料均取自河南焦作某面粉厂同一条生产线。

木糖、间苯三酚、冰醋酸、无水乙醇、浓盐酸、葡萄糖等试剂均为分析纯；戊聚糖：实验室自制，小麦粉中提取，纯度85%；酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.2 仪器与设备

ML204/02电子分析天平：梅特勒-托利多仪器有限公司；JXFD 7醒发箱、GMTD-168/140实验面条机：北京东孚久恒仪器技术有限公司；HH-6恒温水浴锅：上海华燕医疗器械有限公司；HM770和面机：海氏(Hauswirt)中国；IP54显数卡尺：上海美耐特实业有限公司；UV-4802S紫外可见分光光度计：尤尼科仪器有限公司；TA-XT plus质构仪：北京微讯超技仪器科技有限公司；101-1ES电热鼓风干燥箱：北京市永光明医疗仪器有限公司；LS实验粉筛：无锡汇邦科技有限公司；SM302 N切片机：新麦机械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 水分含量的测定

参照GB 5009.3—2016中105 ℃烘箱法。

1.3.2 AX含量的测定

采用间苯三酚-冰醋酸法测定AX含量[16-17]。

配制溶液：100 μg/mLD-木糖标准溶液、17.5 g/L葡萄糖溶液、酸性抽提剂(2 g间苯三酚、1 mL葡萄糖溶液、110 mL冰醋酸、10 mL无水乙醇、2 mL浓盐酸，混合)。

绘制标准曲线：吸取D-木糖溶液置于15 mL比色管中，吸取量分别为0、0.5、1.0、1.5、2.0 mL。加入蒸馏水至总体积为2 mL，加入11 mL抽提剂，沸水浴25 min后快速用水冲淋使之迅速冷却至室温，分别在552 nm和510 nm处测定其吸光度，以两处波长所测得的吸光度差值为纵坐标，木糖质量为横坐标作图。

样品AX含量的测定：称取5 mg样品置于15 mL比色管中，加入蒸馏水至总体积为2 mL，重复上述步骤测定吸光度差值，计算样品AX的含量。

式中：C为由标准曲线所得木糖的含量(μg)；0.88为AX与木糖的比例系数；m为样品质量(mg)。

1.3.3 馒头的制作

将3种基础粉F1、F2、F3按取样时实际面粉出率(41%、27%、7%)配比，混合均匀，记为0#。分别添加0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%的AX至0#中，混合均匀，参照GB/T 35991—2018方法，用混合粉制作馒头。

1.3.4 馒头的色度测定

采用色彩色差计测定馒头的L*、a*、b*值，分析馒头色泽的变化。

1.3.5 馒头的比容、宽高比测定

参照GB/T 21118—2007，采用小米置换法测定馒头的体积，计算馒头的比容。用显数卡尺测定馒头的直径、高度，计算馒头的宽高比。

1.3.6 馒头的质构测定

将馒头切成厚度为15 mm的片，用质构仪对其进行TPA测定，测定时采用P36探头，挤压比例为65%，测前、测试和测后速度分别为3、1、3 mm/s[18]。

1.3.7 馒头的感官评价

馒头冷却后，请9名专业人员参照GB/T 35991—2018的方法对其进行感官评价。

1.4 数据统计与处理

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 20.0对数据进行处理、分析和作图。

2 结果与分析

2.1 不同系统粉中AX的含量及分布

2.1.1 标准曲线的绘制

绘制D-木糖标准曲线(图1)，得回归方程y=0.001 3x+0.007 5(R2=0.993 9)。

图1 D-木糖标准曲线

2.1.2 不同系统粉中AX的含量

由图2可以看出，在M、B、D、S、T的面粉及吸风粉中，AX的含量不同。在M粉中，AX的含量为0.37%～3.01%，其分布为1M<2M<3M、4M<5M<6M<7M<8M，且在上粉、中粉、下粉中呈递增的趋势，在8M粉中的含量最高；在B粉中，AX的含量为0.55%～2.06%，其分布为XB<1B<2B<3B<4B<5B，其中1B至4B粉中的AX含量变化不大，为0.65%～1.10%，而5B粉中的AX含量较高，为2.06%；在D粉中，AX的含量为0.38%～2.31%，其分布为D1

图2 AX在不同系统粉中的分布情况

由此可见，AX在小麦加工各系统粉中的含量为0.25%～3.01%，在不同种类的系统如皮磨、心磨、重筛中的分布相似，即前路粉的AX含量小于后路粉，上粉中的AX含量小于下粉，且主要集中于M、D和B的后路粉中。这是由于在小麦籽粒中，AX主要分布在皮层和糊粉层，在制粉的过程中，小麦的皮层和糊粉层部分又较多地流向了M、D和B的后路粉中。

2.2 AX对馒头品质的影响

2.2.1 AX对馒头比容及宽高比的影响

由表1可知，随着AX添加量的增加，馒头的比容先增大后减小，宽高比则呈现相反的变化趋势。AX添加量为0.5%和1.0%时，馒头的比容显著增加，AX添加量为1.0%和1.5%时，馒头的宽高比显著降低，即适量的AX可以显著增大馒头的体积，使其外观更挺立，但过多的AX会起反作用。这可能是因为AX具有较高的黏度和吸水特性，AX的黏度特性可提高馒头的持气能力，有利于馒头的发酵，但过量的AX可能会阻碍蛋白质对于水分的吸收，从而弱化了面筋强度，减小持气性。

表1 AX对馒头比容及宽高比的影响

2.2.2 AX对馒头色度的影响

由表2可知，随着AX添加量的增加，馒头表面的L*值先增加后减小，a*值逐渐增加，b*值有降低趋势，馒头内部的色度值呈现同样的变化，即AX可使馒头的亮度和偏绿的程度增加，偏黄的程度减小。这可能是由于AX增加了馒头的吸水量与持气性，使馒头亮度增加，偏黄的程度减小。但AX的氧化交联特性会对其持水性产生影响，交联程度增加可增加持水性，而交联过度时，AX的持水能力因受到限制反而会下降[19]。随着AX添加量的增加，其交联程度增加，当达到一定程度后，面团的持水性与持气性降低，馒头的亮度随之减小。

表2 AX对馒头内外色度的影响

2.2.3 AX对馒头质构特性的影响

由表3可知，随着AX添加量的增加，馒头的硬度先减小后增加，凝聚性降低，咀嚼性显著增加，弹性、回复性无显著变化。在AX添加量为1.0%、1.5%时，馒头的硬度较小，更有咀嚼性。但继续增加AX的添加量会使馒头的质构特性变差。这是因为AX使馒头具有较高的吸水能力和持气能力，从而导致馒头的硬度减小，但AX过量时，由于弱化了面筋强度，减小了馒头的持气能力，使其内部结构变得致密，所以凝聚性降低、硬度增加。

表3 AX对馒头质构特性的影响

2.2.4 AX对馒头感官品质的影响

由表4可知，随着AX添加量的增加，馒头的比容、弹性、表面色泽、表面结构、内部结构的评分以及总分都呈现先增加后减小的趋势，黏性、食味的评分逐渐降低，韧性增加，宽高比无显著性变化。在AX添加量为1.0%时，馒头的评分最高，为79.8分。此时的馒头虽皮层与边缘有分离，但馒头的体积较大、结构挺立、表面光滑、富有弹性，且由于AX提高了馒头的持气性，延缓了气体在面团中的扩散速率，使内部气孔变得较为均匀，馒头整体品质得到了提高。

表4 AX对馒头感官品质的影响

3 结论与展望

在小麦加工过程中，AX主要集中于后路制粉系统的面粉中，含量为0.25%～3.01%，并从前路粉到后路粉、从上粉到中粉再到下粉依次呈增加趋势。在8M系统粉中AX的含量最高，可达3.01%；AX对馒头品质的影响较为显著。由于AX能够增加馒头面团的吸水量与持气性，所以适量添加AX至馒头中可改善馒头的体积、色泽、硬度和质构特性，生产出体积大且挺立、亮度高、硬度小、表面光滑、内部气孔较均匀、更有咀嚼性的馒头，但过量AX会使馒头的品质变差。AX作为一种既可以改善面制品品质，又对人体有益的天然物质，有着广阔的应用前景。在面粉的生产过程中，可以通过系统粉组合来调整面粉中AX的含量，使之达到最佳的食品制作效果，从而提高面粉的食用价值与商业价值。