王显伦 1,2，任顺成 2，潘思轶 1，*，曹丽萍 3
（1.华中农业大学食品科学技术学院，湖北武汉430070；2.河南工业大学粮油食品学院，河南郑州450001；3.河南省浚县粮食局，河南浚县456250）
摘要：通过对不同冻藏时间下馒头品质和淀粉回生进行研究，探讨 了木聚糖酶对冷冻馒头品质及抗老化作用的影响。结果表明，添加了木聚糖酶的馒头样品在冻藏期间的感官得分、弹性、水浸提物含量均高于对照组。冻藏48h内，随着木聚糖酶添加量的增加，馒头的感官得分、冷冻面团水分含量呈现出先上升后下降的趋势；馒头老化速率相对较快，但随着时间的延长，老化现象减弱，基本趋于稳定。木聚糖酶可作为延缓冷冻馒头老化的有效添加剂。
关键词：木聚糖酶；冷冻馒头；抗老化
馒头是我国的传统主食，我国北方用于制作馒头的面粉中小麦粉占70% ［1］。冷冻技术的应用促进了馒头的工业化发展，解决了馒头在仓储、流通、销售等环节的变质问题。冷冻馒头的出现标志着我国传统主食的生产经营由作坊式手工加工走向工业化加工。但是，储存过程中馒头容易老化，主要表现为硬度增加、风味损失、组织松散、易掉渣、消化吸收率降低。馒头老化的机理很复杂，目前普遍认为淀粉的重结晶、水的再分配、面筋蛋白性质的变化以及无定形区域的状态等是影响馒头老化的关键因素 ［2-5］。冷冻对馒头老化有一定的缓解作用，但是在-18℃的贮藏过程中，仍有部分游离水，淀粉分子依然可以移动，所以在冷冻馒头中仍存在因淀粉回生引起的产品品质下降的问题 ［6-7］。
小麦粉中的阿拉伯木聚糖含量很低（约为2%～3%干质量），但却对面团的流变学特性、持气力、面制品品质及面制品老化有着重要影响。普遍认为，水溶性阿拉伯木聚糖能改善面制品品质，而水不溶性阿拉伯木聚糖会对面制品品质造成不良影响 ［8-11］。适量的阿拉伯木聚糖酶能改善馒头品质，而过量的阿拉伯木聚糖酶导致阿拉伯木聚糖过度降解，反而会使面团发黏 ［12］。目前，国外已有大量关于木聚糖酶在面包和冷冻面团中的应用研究 ［13-15］，然而关于木聚糖酶对冷冻馒头抗老化的作用却鲜有报道。本实验通过研究馒头的感官特性、水分含量、质构特性和淀粉糊化度（α度），探讨木聚糖酶对冷冻馒头老化作用的影响。
1.1 材料与试剂
特一粉，郑州金苑面业有限公司。
木聚糖酶德国AB酶制剂公司；高活性干酵母安琪酵母股份有限公司。
1.2 仪器与设备
B5A食品搅拌机广东南海德丰电热设备厂；MDF-U460BR速冻箱日本三洋公司；PFX-30醒发箱上海花元食品机械有限公司；TA-XT Plus质构分析仪英国Stable Micro System公司；电磁炉广东美的集团有限公司；BCD-211CKAZ冰箱郑州新飞冰箱生产厂。
1.3 方法
1.3.1 冷冻馒头的制作
木聚糖酶添加量分别为10、30、50、70、90、110mg/kg，以不添加木聚糖酶的馒头作为对照。
工艺流程：原料→加水混合（m（面粉）∶m（酵母）∶m（水）=100∶1∶48）→和面→静置（15min）→分割成型（100g/个）→醒发（温度（38±1）℃，相对湿度85%）→蒸制（15min）→冷却（室温下1h）→速冻（-36℃，1h）→袋封→冻藏（-18℃）→解冻（室温1h）→复蒸。
1.3.2 馒头感官评价
将蒸制好的馒头分别冻藏0、24、48、72h，室温冷却1h后进行感官评定，按照表1进行打分，共100分。评价小组选取有经验且经过专项训练人员10人，结果取平均值。
表1 冷冻馒头感官评分标准
Table1Criteria for sensory evaluation of frozen steamed bread
项目满分评分标准色泽10乳白、白色≥8分；黄、浅黄6～8分；灰暗，黑斑等缺陷≤5分表皮结构15光滑，表面无皱缩、塌陷≥10分；有少量气泡、空洞6～10分；表面粗糙，皱缩≤5分柔软度10按压容易，感觉松软≥8分；5～8分；中等按压困难，较硬≤5分弹性10回弹快，能完全回弹≥8分；回弹较慢，能完全回弹6～8分；难以回弹≤5分内部结构15气孔细小均匀≥10分；气孔大或过于细密6～10分；气孔过大，结构粗糙≤5分咀嚼性10咀嚼适口，较柔软，易下咽≥8分；软硬适中6～8分；干硬，难以下咽≤5分黏牙性15无生感，不黏牙，不牙碜≥10分；稍微黏牙6～10分；黏牙≤5分滋味和气味15具有小麦粉经发酵、蒸制后特有的滋味和气味，无异味≥10分；中等6～10分；有异味≤5分
1.3.3 馒头水分含量的测定
参照GB5009.3—2010《食品中水分的测定》。将蒸制好的馒头分别冻藏0、24、48、72h，室温冷却1h后，取中心部位样品2～10g，放入恒质量的称量瓶中，置于101～105℃干燥箱中，直至恒质量，根据前后质量差计算其水分含量。结果取3次重复测定的平均值。
1.3.4 馒头芯质构特性的测定
将蒸制好的馒头分别冻藏0、24、48、72h，室温冷却1h后，用切片刀纵向切成约15mm厚的薄片，取中间两片进行质构测试。结果取4次测试的平均值，每次进行重复测试操作时，要用擦镜纸将探头擦拭干净。选取硬度、弹性、回复性3个参数进行分析，研究木聚糖酶对冷冻馒头的老化作用。TPA测试参数：探头：P/32；测前速率：2.00mm/s；测试速率：1.00mm/s；测后速率：1.00mm/s；压缩程度：60.00%；停留时间：10.00s。1.3.5 馒头淀粉α化度的测定
根据何承云 ［16］和赵仁勇 ［5］等的方法，略作修改。上清液的制备：馒头在-18℃条件下分别冻藏0、24、48、72h，取馒头芯20g左右，用万能粉碎机粉碎，过100目筛，取筛下物5g置于50mL离心管中，加入25mL蒸馏水室温静置1h，置于磁力 搅拌器上搅拌60s成均匀的糊状，4000r/min离心15min，用中性定性滤纸过滤得到上清液，备用。移取2mL上清液与1mL碘试剂显色15min后，在620nm波长处用分光光度计测定吸光度。以吸光度反映馒头淀粉α化度。
1.3.6 馒头水浸提物含量的测定
参照李亮亮等 ［6］的方法，分别取冻藏0、24、48、72h的馒头，取中心部位粉碎，称取5g放入含50mL蒸馏水的三角瓶中，60℃条件下恒温振荡0.5h，然后4000r/min离心15min。移取15mL上清液于培养皿中，置于105℃条件下烘干4h，冷却后测定水浸提物含量，每个样品重复测定3次，取其平均值。
2.1 木聚糖酶对冷冻馒头感官评分的影响
图1 冷冻馒头感官得分变化曲线
Fig.1Sensory scores of frozen steamed bread as a function of xylanase concentration
由图1可知，与对照组相比，添加了木聚糖酶的馒头样品在冻藏0、24、48、72h后，感官得分均高于对照组。冻藏0h和24h的馒头样品，随着木聚糖酶添加量的增加，感官得分呈现出先上升后下降的趋势，分别在木聚糖酶含量为50mg/kg和70mg/kg时出现最大值，且差异不大，说明在24h内，馒头老化不明显，但适量的木聚糖酶能改善馒头的老化现象；超过24h后，馒头的感官得分明显下降，且随着木聚糖酶添加量的增加，馒头感官得分呈现出逐渐上升的趋势，冻藏72h，这种趋势更加明显，说明冻藏时间越长，馒头老化现象越严重，但木聚糖酶的加入能改善这种老化导致的品质劣变。这可能是木聚糖酶将面粉中戊聚糖水解成水溶性戊聚糖，降低了面团的黏度，提高了面团的持气性，改善了馒头的质量 ［17-18］。
2.2 木聚糖酶对冷冻馒头水分含量的影响
图2冷冻面团水分含量的变化
Fig.2Moisture content of frozen dough as a function of xylanase concentration
由图2可知，冻藏0、24、48h的冷冻面团，其水分含量随着木聚糖酶添加量的增加呈现出先上升后下降的趋势，说明一定量的木聚糖酶能提高冷冻馒头的持水力，降低水分损失。这是因为面筋蛋白吸收了戊聚糖水解过程中的水分，改善了水合作用，增加了面团的延展性、弹韧性，使馒头在蒸制过程中水分不易流失 ［19-20］。冻藏72h的冷冻面团，其水分含量随着木聚糖酶含量的增加持续上升，说明其持水力增加。
2.3 木聚糖酶对冷冻馒头硬度的影响
图3冷冻馒头硬度的变化曲线
Fig.3Hardness of frozen steamed bread as a function of xylanase concentration
由图3可知，冻藏24h内，木聚糖酶均能在一定程度上降低冷冻馒头的硬度，但影响不大；冻藏48h以后，在木聚糖酶添加量低于70mg/kg时，与冻藏24h相比硬度明显增大，但随着木聚糖酶含量的增加，硬度逐渐下降，最终能达到和冻藏24h接近的水平；冻藏72h后，硬度增加幅度更加明显，虽然硬度在木聚糖酶含量大于70mg/kg后有所降低，但硬度总体上较大。
2.4 木聚糖酶对冷冻馒头弹性的影响
图4冷冻馒头弹性的变化曲线
Fig.4 Elastic curve of frozen steamed bread
由图4可知，与对照组相比，添加了木聚糖酶的馒头样品在冻藏0、24、48、72h后，馒头弹性均高于对照组。冻藏0h和24h，其弹性分别在木聚糖酶添加量为50mg/kg和70mg/kg时出现最大值分别比对照组增加了8.75%和10.92%，这是由于木聚糖酶的加入提高了水溶性戊聚糖的含量，从而增加了面团的持气性，在蒸制过程中使馒头中气体和水分分布更加均匀，提升了馒头的弹性 ［21］。冻藏48h以后，弹性明显下降，但和对照组相比，添加木聚糖酶的实验组的弹性均有所改善。
2.5 木聚糖酶对冷冻馒头回复性的影响
图5冷冻面团回复性的变化曲线
Fig.5Resilience curve of frozen dough
由图5可知，冻藏0h和24h的样品，回复性均呈现出先增加后降低的趋势，且最小值低于对照组样品，这说明适量的木聚糖酶改善了冷冻馒头的回复性，而过量的木聚糖酶反而降低其回复性；冻藏48h和72h的样品，回复性随着木聚糖酶含量的增加而增加。
2.6 木聚糖酶对冷冻馒头淀粉α化度的影响
小麦淀粉主要集中在麦粒的胚乳部分，占麦粒的70%以上（干物质）小麦淀粉是由α-D-葡萄糖聚合而成的大分子物质，按结构分为直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉易溶于温水，且黏性较小，而支链淀粉则较易形成黏糊 ［22］。小麦淀粉中支链淀粉含量较多，约为74%～81%，直链淀粉含量较低，约为19%～26%。生淀粉被称为β-淀粉，β-淀粉悬浮液被加热到50℃左右时，即开始吸水膨胀，当加热到80℃时，淀粉颗粒的直径会增大到原来的5倍，糊化成为半透明的糊状，变成有黏性的状态。加热后的β-淀粉晶体结构被破坏，与水分子通过氢键形成胶体溶液，即由β-淀粉转变成α-淀粉。馒头中的淀粉就是糊化后α-淀粉，α-淀粉比β-淀粉易消化，糊化后的直链淀粉比支链淀粉易发生老化。温度降低到常温后，糊化的α-淀粉又自动排序，形成致密的高度晶化的不溶性淀粉分子，重现淀粉的β化，这也就是淀粉的回生，又叫做淀粉老化或凝沉现象 ［23］。直链淀粉比支链淀粉易发生老化。
图6木聚糖酶对冷冻馒头淀粉糊化度的影响
Fig.6Effect of xylanase on starch gelatinization degree of frozen steamed bread
由图6可知，0h未经冻藏的新鲜馒头（对照）的吸光度为0.4195，添加木聚糖酶后最大吸光度为0.9160，提高了118.4%，这说明适量的木聚糖酶能显著提高馒头的抗老化性。观察冻藏后的馒头吸光度随木聚糖酶添加量的变化可知，与新鲜馒头相比，冻藏后馒头老化现象明显加重，但由于木聚糖酶的引入，吸光度明显增大，吸光度的上升说明上清液中直链淀粉含量的增加，意味着木聚糖酶能阻止馒头在贮存过程中可溶性直链淀粉向不可溶性的转变，延缓了淀粉的重结晶。
2.7 木聚糖酶对冷冻馒头水浸提物含量的影响
图7木聚糖酶对冷冻馒头水浸提物的影响
Fig.7Effect of xylanase on water extract content of frozen steamed bread
由图7可知，冻藏48h内，随着冻藏时间的延长，水溶性直链淀粉含量显著降低，说明在48h内馒头老化速率快，冻藏72h以后，馒头的老化速率下降，水浸提物含量与冻藏48h的馒头水浸提物含量接近，变化不大。冻藏0、24、48、72h的馒头，与对照组相比，水浸提物含量均有所提高，分别在木聚糖酶含量为50、50、70、 110mg/kg时，水浸提物含量最高，比对照组分别提高了4.24%、3.73%、2.65%、2.79%，木聚糖酶的加入均显著提高了水溶性直链淀粉的含量。
木聚糖酶能显著改善冷冻馒头的品质，提高馒头芯的水分含量、弹性和回复性，降低硬度，延缓淀粉的重结晶现象，具有较好的抗老化效果。
木聚糖酶的抗老化效果在面包和馒头之间既有其相似性，又有其独特性，因此，研究木聚糖酶对冷冻馒头的品质影响还需进一步探索；另外，虽然已有大量的文献从面筋蛋白的角度研究木聚糖酶对面团品质的改善作用，然而关于木聚糖酶是如何影响另一大分子物质—— 淀粉研究较少，淀粉老化是馒头老化变质的主要原因，因此，针对添加木聚糖酶后淀粉特性的微观变化还有待于深入研究。
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Effect of Xylanase on Aging Characteristics of Frozen Steamed Bread
WANG Xianlun
1，2，REN Shuncheng
2，PAN Siyi
1，*， CAO Liping
3
（1.College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan430070，China；2.College of Grain Oil and Food Science，Henan University of Technology，Zhengzhou450001，China；3.Henan Province Xunxian Grain Bureau，Xunxian456250，China）
Abstract：This study aimed at evaluating the quality of steamed bread under different freezing storage times，and the effect of xylanase on anti-aging of frozen steamed bread was also investigated.Results showed that the sensory analysis，elasticity and water extract content of bread containing xylanase was higher than those of control.The sensory scores and water extract content of frozen dough increased than decreased with increasing addition of xylanase.Aging rate of steamed bread was relatively higher within48h，but then gradually decreased and tended to be stable.Xylanase could be used as an additive for delaying the aging process of frozen steamed bread.
Key words：xylanase；frozen steamed bread；anti-aging
中图分类号：TS213.2
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2015）05-0029-04
doi：10.7506/spkx1002-6630-201505006
收稿日期：2014-10-20
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2007BAD74B02）
作者简介：王显伦（1963—），男，教授，博士，主要从事面食品品质研究。E-mail：wangxianlun1001@163.com
*通信作者：潘思轶（1965—），男，教授，博士，主要从事食品生物技术研究。E-mail：pansiyi@mail.hzau.edu.cn