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天然菊粉对面团发酵流变学和面包品质的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-29
核心提示:菊粉又称菊糖,是D-呋喃果糖经β-(2,1)糖苷键聚合而成的一种果聚糖,在菊芋和菊苣中含量丰富。菊粉作为一种膳食纤维,不仅具有益生元的生理功能,而且其一定的水溶性、良好的色泽、特异的凝胶性能以及与面粉相似的粉体特性,使其与其他膳食纤维相比,在改善食品质构性状、提高其加工性能和营养价值等方面更具优越性。
   菊粉又称菊糖,是D-呋喃果糖经β-(2,1)糖苷键聚合而成的一种果聚糖,在菊芋和菊苣中含量丰富。菊粉作为一种膳食纤维,不仅具有益生元的生理功能,而且其一定的水溶性、良好的色泽、特异的凝胶性能以及与面粉相似的粉体特性,使其与其他膳食纤维相比,在改善食品质构性状、提高其加工性能和营养价值等方面更具优越性。
 
  目前,我国关于菊粉的应用研究相对滞后,国内对菊粉的研究主要集中在产菊粉酶菌株的选育、菊粉的提取与分离等方面,较少涉及菊粉在面制品方面的应用,尤其在焙烤食品中的应用研究极少。来自河南科技大学食品与生物工程学院的罗登林、赵影和徐宝成等人将天然菊粉添加到高筋面粉中制作面包,考察菊粉对面团流变学特性的影响,并采用加权评分法对面包的质构特性和感官评价做进一步分析,为菊粉在烘焙制品中的实际应用提供理论依据。
 
  1.天然菊粉对高筋面团发酵流变学特性的影响
 
  面团的总产气量随菊粉添加量的增大而增加,这主要归因于天然菊粉中含有一定量单糖和低聚糖,它们可以作为糖源被酵母发酵所利用。面团的最大膨胀高度随菊粉添加量的增大而减少,尤其当添加量为10%时,面团最大膨胀高度较空白降低了69.5%。当添加菊粉后,气体释放曲线的最大高度均有增加,但菊粉添加量的大小对其影响不明显;菊粉的添加引起面团出现空洞的时间明显缩短,即使当菊粉添加量为2.5%时,出现空洞的时间由空白组的126.0 min下降至57.0 min,相比降低了54.8%。气体保留系数在菊粉添加量为2.5%~7.5%范围内有所下降,随菊粉添加量的增大而略有增加,但当菊粉添加量达10%时,保留系数升高,且高于未添加菊粉的空白组(升高了18.0%),这与菊粉增加了面团的抗延伸阻力和总产气量有关。
 
  当菊粉添加量较低(≤7.5%)时,由于其菊粉的添加引起总产气量的升高率明显大于引起保留系数的下降率,例如当菊粉添加量为2.5%时,相对空白组面团的总产气量升高了17.1%,而保留系数只下降了11.1%,因此,实际面团的持气能力是增强的;但当菊粉添加量较高(>7.5%)时,相对空白组添加量为10%的菊粉面团的总产气量升高了32.3%,但保留系数只升高了18.0%,实际上为面团的持气能力下降了。
 
  2.单因素试验结果
 
  菊粉添加量对面包品质的影响
 
  添加5%天然菊粉面包加权综合评分最高。当菊粉添加量在0%~5.0%时,随菊粉添加量的增加面包硬度呈显着下降趋势,在添加量为5.0%时,面包的硬度相比空白下降了38.0%;随着菊粉添加量的进一步增加,面包的硬度呈现明显的增大趋势;当菊粉添加量不超过7.5%时,所制得的面包硬度仍然比空白小;但当菊粉添加量增加至10%时,面包的硬度显着大于空白组,相比增加了22.4%。
 
  菊粉添加量对面包弹性影响不显着,面包的比容随菊粉添加量的增加而略有增大。当菊粉的添加量在5.0%~7.5%时,面包的比容相比空白有显着性增加。
 
  感官评价和加权综合评分均表明,菊粉添加量在5.0%时得分最高,此时所获得的面包质构柔软,内部气孔较小且均匀、体积大、口感好。添加5%菊粉、10%菊粉和未添加菊粉面包可以明显看出添加5%菊粉比未添加菊粉的面包气孔更加细密均匀,外形更加美观;添加10%菊粉的面包顶部出现明显不均匀孔洞和塌陷,且表皮颜色过深。
 
  发酵时间对面包品质的影响
 
  随发酵时间的延长,面包的硬度呈先下降后上升的趋势,其比容、感官评价和加权综合评分均呈先增加后下降的趋势,其弹性变化不显着,在发酵90 min时面包品质最好。实验发现,发酵时间小于90 min时,面包比容较小,且呈现出不同程度大小的紧实部分。
 
  酵母添加量对面包品质的影响
 
  随着酵母添加量的增加,面包的加权综合评分呈现先上升后下降的趋势。酵母添加量为1.0%时,菊粉面包的综合评分最高。实验发现,酵母添加量过少,会导致面团发酵不充分,表现为面包发酵效果差,内部质地密实,体积减小;酵母添加量过多,面包内部的组织纹理会出现较多不均匀大孔洞,表面塌陷,且有较浓的面包酵母味。
 
  3.响应面优化试验结果
 
  对试验结果进行多元回归分析,拟合得到因素与响应值之间的回归方程如式。
 
  Y=-3061.385+110.818A+3542.389C-39.010AC-11.972BC-7.654A2-0.060B2-1087.574C2
 
  回归模型的P值小于0.000 1,即该模型是有效的。模型的复相关系数为0.9568,表明仅有不到5%的测量数据用该模型无法解释。同时预测复相关系数与调整复相关系数值非常接近(绝对值相差小于0.20),说明了实际测得值与模型预测值高度相关,即回归模型很好地解释了各因素与加权综合评分之间的关系。
 
  4.各因素对面包品质的影响
 
  当发酵时间较短时,加权综合评分随着酵母添加量增加而增加;当发酵时间较长时,加权综合评分随着酵母添加量增加先增加后减小,且发酵时间越长,加权综合评分随着酵母添加量变化越明显。当菊粉添加量较小时,加权综合评分随酵母添加量增加而增加;当菊粉添加量较大时,加权综合评分变化趋势不明显。
 
  5.模型的实验验证
 
  根据拟合的结果进行验证实验,优化参数为:菊粉添加量4.43%、发酵时间86.07min、酵母添加量1.08%,此时菊粉面包综合评分为92.51。考虑到实际可操作性,将优化参数修正为菊粉添加量4.43%,发酵时间86 min,酵母添加量1.08%,按此优化配方制作的菊粉面包综合评分为94.17,误差为2.5%,在合理范围内,进一步验证了回归模型的可靠性,可用于指导生产实践。
 
  结 论
 
  随菊粉添加量的增加,面团的总产气量增加,最大膨胀高度减少,面团出现空洞的时间显着缩短,在菊粉添加量为10%时,气体保留系数相对空白组升高了18.0%,这可能与菊粉中含有一定量的低聚糖和能增加面团的抗延伸阻力有关。单因素及响应面试验表明,菊粉的添加降低了面包硬度,面包弹性影响不显着,面包比容略有增大,当菊粉添加量4.43%、发酵时间86 min和酵母添加量1.08%时,面包综合评分最高(94.17),且回归方程的预测值与实测值吻合良好。
 
 
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