熟化处理对面粉流变学特性的影响*

王 娜，郑学玲*，马 森

(河南工业大学，郑州 450001)

新磨制的面粉一般需要经过1～2个月的自然熟化，才能达到其品质的最佳值。为了缩短面粉自然熟化时间，提高市场效益，面粉企业常采用加入熟化剂的方法来加速面粉的自然熟化。有研究表明，加热条件下小麦面筋蛋白通过麦谷蛋白，麦醇溶蛋白之间的基团由二硫键交联形成麦谷蛋白大聚体。因此可以推测，适当的热处理可以加速面粉的熟化。而关于面粉与其他添加剂的研究较多[1-5]，近年来有研究表明，大豆粉中的脂肪氧化酶活性很高，将大豆粉添加到小麦面粉中，其中的脂肪氧化酶可以将面筋蛋白中的巯基（-SH）氧化成二硫键（-S-S-），从而增加面筋中的二硫键含量，强化了面筋蛋白的三维结构，提高面筋筋力，进而改善小麦面粉的品质。同时脂肪氧化酶可以通过偶合反应使胡萝卜素氧化，从而起到增白的作用。葡萄糖氧化酶（GOD）能改善小麦粉的加工性能，增加面筋蛋白的三维空间网状结构，强化面筋，改善小麦面粉的食用品质。

本实验是在安全及保障食品品质的前提下，比较不同处理方式对面粉及其制品品质的影响效果，以添加 20 mg/kg木聚糖酶 （Xylanase），20 mg/kg脂肪氧化酶 （LOX）、20 mg/kg 葡萄糖氧化酶（GOD）、37℃热处理（HEAT）1 h作为处理方式与新磨制的未经熟化（0 d）的面粉及经自然熟化40 d的面粉进行比较研究，从而探讨不同处理方式加速面粉熟化的作用机制。

1 材料与方法

1.1 原料

面粉：取郑州海嘉面粉厂当天新磨制的无任何添加的中筋粉；葡萄糖氧化酶：北京索莱宝生物科技有限公司，酶活力100 U/mg；木聚糖酶：北京凯泰新世纪生物技术有限公司，酶活力100 U/mg；脂肪氧化酶：上海士锋生物科技有限公司，酶活力100 U/mg；将取回的面粉分装在编织袋中，置于24℃、通风干燥环境中储存。

1.2 设备

Satake mini color grader MICGIA便携式测色仪，日本佐竹公司；Mixolab混合试验仪，法国肖邦仪器公司；哈克流变仪，德国赛默飞世尔科技有限公司；JHMZ 200针式和面机，北京东方孚德公司；UV762紫外分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；Chopin F4流变发酵仪，法国肖邦仪器公司；黏度仪，德国布拉班德仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 原料的制备

添加20 mg/kg葡萄糖氧化酶处理面粉：取新磨制的面粉，添加20 mg/kg的葡萄糖氧化酶，于混粉仪中混合均匀后，置于自封袋中密封备用。

添加20 mg/kg木聚糖酶处理面粉：取新磨制的面粉，添加20 mg/kg的木聚糖酶，于混粉仪中混合均匀后，置于自封袋中密封备用。

添加20 mg/kg脂肪氧化酶处理面粉：取新磨制的面粉，添加20 mg/kg的新磨制的脂肪氧化酶，于混粉仪中混合均匀后，置于自封袋中密封备用。

37℃热处理1 h面粉：取新磨制的面粉均匀的平摊在铺有锡箔纸的盘子中，并用锡箔纸封好，扎一些细小的针孔，置于37℃的烘箱热处理，每隔10 min用勺子将面粉混合均匀，充分受热，总共处理1 h，混合均匀后置于自封袋中密封备用。

1.3.2 色度值的测定

参照文献，打开测色仪的开关，用白板校正，选择测色模式CGV（Dry）记录校正值。称取6 g面粉于石英皿中，轻轻地晃动使样品均匀的平铺于石英皿中。按下测定按钮，记录CGV（Dry）值及CIELAB值。

1.3.3 糊化特性：参照GB/T 24853-2010

1.3.4 动态流变学特性

1.3.4.1 面团动态流变学特性的测定

选择Chopin S模式用Mixolab混合试验仪制作面团，当面团稠度达到C1时，停止，取出面团并用保鲜膜包好，室温醒发15 min。之后用哈克流变仪测定。哈克流变仪参数设置参考文献[6-8]并加以改进，使用P35 TiL转子，平板直径35 mm，夹缝距离1mm，取大约3 g面团放置在平板之间静置5 min，以使残余的压力松弛，多余部分刮掉，用矿物油涂在平板边缘以防止水分蒸发，立即用盖子盖上保温并防止蒸发。在Osc模式下进行频率扫描：应变0.5%，温度 25 ℃，频率 0.1～10 Hz。

1.3.4.2 面片动态流变学特性的测定

称取100 g小麦面粉，加入面粉吸水率44%的水，用针式和面机先和面3 min，刮掉针上和壁上的面絮继续和面4 min，醒发15 min，用哈克流变仪进行测定。进行频率扫描，仪器参数设置和测试程序同面团动态流变学特性的测定。

1.3.4.3 面糊动态流变学特性的测定

取15 g小麦面粉加入25 mL蒸馏水，在烧杯中沿一个方向搅拌45 s，室温松弛5 min，形成面糊并进行测定。仪器参数的设置同面团动态流变学特性的测定。参考文献[9-11]并改进，在Osc模式下进行频率扫描：应变0.5%，温度 25℃，频率0.1～10 Hz。流动曲线实验：剪切速率0.1～100 S-1，温度25℃；屈服应力实验：选择CS模式，剪切速率：0.001～10 S-1，做应力与形变的曲线，拐点对应的应力值即为面糊的屈服应力。

1.3.5 面团的发酵特性

称取约300 g面粉，0.8%酵母，按粉质的吸水率进行加水，并用粉质仪进行和面5 min，称取315 g和好的面团放入发酵篮，用手按压整齐。面团填充满整个发酵篮底部，并保证面团顶部平整。然后在面团上放入活塞，活塞上放置2 kg砝码（4片），放入设备，最后放入面团发酵位移传感器并旋紧。开始测试，测试时间3 h。

1.3.6 面片色泽

切出五片圆形面片并叠加在一起平稳的放在色度仪上，色度仪模式调成干基状态，然后记录CGV、L、a*、b*值，同一个面片换不同的位置进行测定，取6次测定的平均值作为最终的测定结果。

2 数据处理

采用SPSS16.0和Origin8.5软件对实验数据进行分析。

3 结果与讨论

3.1 面粉色度值

色度值（CGV）是显示面粉色泽的一个数值，色度值在-40～20的范围内变化，CGV值越大说明面粉色泽越差。习惯上用L、a*、b*三色空间法表示面粉色泽，其中L、a*和b*分别为亮度值、红绿度值和黄蓝度值。L值越大表示样品亮度越高，a*为红绿值，正值代表红色，负值代表绿色。b*为黄蓝值，正值代表黄色，负值代表蓝色。

测定新磨制、自然储存40 d、不同处理方式的面粉色泽，其结果见表1，可以看出相对于新磨制的面粉，储存40 d的面粉的亮度值显著升高，熟化过程中面粉的色泽得到改善。四种不同处理方式的面粉的亮度值均显著高于新磨制的面粉，说明熟化处理可以在色度方面加速面粉色泽变白。但处理后的面粉的亮度值均显著低于熟化40 d的面粉。四种不同处理方式对面粉亮度值的影响存在显著性差异，添加脂肪氧化酶对面粉色泽的改善效果最佳，面粉的亮度值最大。包晓婷[12]的研究也表明，脂肪氧化酶活性与全麦粉白度呈显著正相关。热处理对面粉色泽的改善效果最低。同时，储存40 d的面粉的黄度值较新磨制的面粉显著降低，说明熟化过程面粉经过氧气的作用，黄色素及类胡萝卜素等被氧化，黄度值降低，色泽变好。

表1 熟化处理对面粉色泽的影响

3.2 糊化特性

由表2可以看出，添加脂肪氧化酶的面粉其峰值粘度最低，添加葡萄糖氧化酶的面粉的峰值黏度最高，熟化40 d的面粉其峰值黏度高于新磨制的面粉，且不同处理方式面粉的峰值黏度均高于新磨制的面粉。除添加脂肪氧化酶外，其它三种处理方式的面粉其衰减值与自然熟化40 d的面粉接近，均高于新磨制面粉的衰减值，说明处理后面粉中淀粉的抗剪切能力和耐热性能变大，推测可能由面粉中蛋白质和淀粉的相互作用更加紧密引起。有研究表明，木聚糖酶的添加可以降低面粉的峰值黏度、最低黏度和最终黏度，对面粉衰减值、回升值的影响不大[13]。

表2 不同处理方式对面粉糊化特性的影响

3.3 动态流变学特性

面粉熟化过程中，麦谷蛋白含量增加，谷蛋白大聚体逐渐形成，面筋网络增强。所以有必要研究面粉熟化过程中面团的动态流变学特性。弹性模量（G′）代表的是物体的弹性本质，表示物体受到作用力的变形程度，弹性模量越大，物体受到作用力时的形变越小，弹性越好。粘性模量（G〞）反映物体受力时阻碍其流动的特性，粘性模量越大表示物体受力时越不容易流动。

由图1可以看出，热处理的面粉面团的损耗因子最大，说明热处理后面粉面团的粘性增大，分析可能是热处理对小麦面粉中淀粉颗粒造成一定的损伤，面粉的凝胶强度降低。其它3种处理均使面团的损耗因子降低，分析可能是添加脂肪氧化酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶促进了面筋蛋白的形成，面粉的面筋网络增强，面团的弹性变大。添加葡萄糖氧化酶对面团损耗因子tanδ的影响最大，损耗因子tanδ最小。即添加葡萄糖氧化酶的处理对增加面团的弹性作用效果最佳，分子中的交联程度最大。图2为面片的频率扫描结果，可以看出新磨制面粉面片的损耗因子最大，添加葡萄糖氧化酶的面粉面片的损耗因子最低，综上可知，添加葡萄糖氧化酶对面团、面片的弹性的影响作用最为显著。

图1 面团频率扫描–损耗因子tanδ

图2 面片频率扫描–损耗因子tanδ

图3为面糊的流动曲线，其中纵坐标为面糊的表观黏度，相对于新磨制的面粉四种处理方式均使面糊的黏度降低，添加脂肪氧化酶的面糊黏度最小，即其弹性较强。由于面糊流体的黏度越大，其稠度系数κ就越大，表3显示4种处理方式均可以使面糊的表观黏度降低，添加脂肪氧化酶对面糊表观黏度的降低效果最大。由图4可以看出，添加葡萄糖氧化酶的面糊其屈服应力最大，说明其面糊面筋蛋白的抗延伸性最强。

图3 面糊流动曲线

图4 面糊屈服应力

3.4 面团发酵特性

不同熟化处理以后的面粉其面团的发酵流变特性实验结果如表4所示，添加葡萄糖氧化酶的面团的最大膨胀高度最大，即面筋蛋白的发酵能力最强，添加木聚糖酶的面粉其面团发酵过程释放的气体量及保持的气体量最大，即面筋网络的弹性增加，而且其稳定性最好。这与前人的研究一致，即酵母与木聚糖酶具有协同作用，可以促进面团的发酵[14]，可以明显的改善面团的发酵特性和馒头的品质特性[15]。

表4 不同处理方式对面团发酵特性的影响

3.5 面片色泽

测定24 h内不同处理方式的面粉制作面片的色泽变化，由表5可以看出，面片的放置时间对面片色泽影响较大，放置24 h的面片色泽较0 h降低幅度大，其色度值增加，亮度值有较大程度的降低。由于随放置时间的延长，面片本身与氧气长期接触，多酚氧化酶与氧气作用引起的酶促褐变，会导致面片色泽变差。试验中添加的酶类本身的颜色也可能会对面片的色泽产生一定的影响。同时，新磨制、熟化40 d、添加脂肪氧化酶、木聚糖酶、葡萄糖氧化酶、热处理的面片亮度值在24 h内下降的幅度分别为18.37%、16.94%、16.61%、16.56%、15.19%、16.55%，可以发现熟化处理能在一定程度上延缓面片色泽的下降，且葡萄糖氧化酶的作用效果最为明显。

表5 不同处理方式对面片色度值的影响

3.6 面条TPA、拉伸特性

面条质构特性可以反映熟面条的品质，由表6可以看出，储存40 d的面粉及经过4种处理的面粉制作的面条其硬度值较新磨制的面粉增大，添加葡萄糖氧化酶处理的面粉的面条其硬度出现显著的升高。经过处理后面条的弹性增加，但变化均不显著。熟化40 d及4种处理方式的面条的拉断力及拉伸距离均增大，添加葡萄糖氧化酶的面条所需的拉断力最大。表明此时面条中蛋白质的质量较高，蛋白网络结构强度更大。

表6 不同处理方式对面条品质的影响

4 结论

添加脂肪氧化酶对面粉色泽的改善效果最佳，面粉的亮度最大。添加葡萄糖氧化酶对面筋指数的提高效果最为显著；对面团、面片的弹性的影响作用最为显著；能够最有效地延缓面片色泽的下降；面糊的屈服应力最大，说明其面糊面筋蛋白的抗延伸性最强；面团的最大膨胀高度最大，面筋蛋白的发酵能力最强；面条的拉断力最大。热处理对巯基二硫键含量的变化影响最显著；四种处理方式在面粉色泽、动态流变学特性等方面的作用效果均优于自然熟化40 d的面粉或者与其无显著性差异。

综合实验结果可以得出结论，添加葡萄糖氧化酶为安全、高效、绿色地加速面粉熟化的方法，对面粉及其制品品质的提高幅度影响最大，本研究可以为企业加速面粉熟化、提高面粉品质提供理论指导。