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双孢菇粉对面团流变特性、面包烘烤品质及其抗氧化特性的影响
发布日期:2019/11/1 16:13:09


张钰萌,阮程程,梁进

(安徽农业大学茶与食品科技学院,安徽省农产品加工工程实验室,安徽合肥,230036)

摘要:现如今为了满足消费者对功能性面包产品的需求,一些富含食用菌的面包受到广泛欢迎。在本研究中,将不同比例的双孢蘑菇粉(02468%)添加到小麦粉中以制备面包,研究了它们的流变特性,面包品质和抗氧化能力。结果表明,双孢菇粉的添加稀释了面粉中的面筋,破坏了面筋蛋白网络,改变了面团的吸水率,从而导致淀粉的糊化和回生。同时,比容、质构和色差的测量表明双孢菇粉的添加会降低面包的比容,破坏面包芯结构并使面包颜色加深。此外,双孢菇粉的添加比例越高,面包的总酚含量和抗氧化能力也越高。然而,感官分析表明添加少量的双孢菇粉会使面包更易接受。因此,约含4%的双孢菇粉的面包具有更高的抗氧化能力和更好的感观接受性

关键词:双孢菇;混合实验仪;面包;抗氧化特性

Mixolab behavior, quality attributes and antioxidant capacity of breads incorporated with Agaricus bisporus

Zhang Yu-meng, Ruan chengcheng, Liang Jin

(College of tea and food science & technology, Anhui Agricultural University; Anhui Engineering Laboratory for Agro-products Processing, Anhui Hefei, 230036, China)

AbstractAt present, some breads rich in edible mushrooms are more popular to meet the needs of functional bread products. In this study, different proportions of Agaricus bisporus powder (0, 2, 4, 6, 8%) were added into wheat flour to prepare bread, and their Mixolab behavior, bread quality and antioxidant capacity were studied. The results showed that the addition of Agaricus bisporus powder diluted the gluten in the flour, destroyed the dough matrix, which changed the water absorption of dough, the gelatinization and retrogradation of starch on the Mixolab. Meanwhile, the results of specific volume, texture and color measurement showed that addition of Agaricus bisporus powder reduced the specific volume of bread, deteriorated the texture and darkened the crumbs. In addition, the higher proportion of Agaricus bisporus powder, the higher total phenolics content and antioxidant ability of compound bread. However, sensory analysis showed that the overall acceptability of breads was relatively high after adding a small amount of Agaricus bisporus powder. Our results showed that breads containing about 4% Agaricus bisporus powder had higher antioxidant capacity and better sensory acceptability.

Key wordsAgaricus bisporus ▪ Mixolab Bread ▪ Antioxidant capacity

面包是世界上最受欢迎的发酵焙烤产品之一。特别是小麦面包,是一种良好的能量源,并且由于其价格较低、可接受性较高成为人体所需不可替代的营养素来源[1]但是,小麦面包通常不能满足所有人群的需要。近年来,一些研究结果表明功能性面包可以改善饮食质量,为更多人群所食用,例如为乳糜泻患者提供不含麸质的营养面包[2]一些具有抗氧化性的功能性面包[3]以及预防2型糖尿病的功能性面包[4]在这些添加到面包中的功能性补充剂中,具有抗氧化特性的面包已经引起广泛的关注。它的添加不仅可以预防多种疾病,还可以延长食品的货架期。双孢蘑菇是一种营养丰富,脂肪含量低,风味独特的食用菌。它含有较多的多酚,麦角硫因,硒以及多糖[5]所以它拥有多种功能特性,包括抗菌[6], 抗炎药[7] 和抗氧化活性[8]目前,双孢菇的研究主要集中在多糖的提取[9]和保鲜贮藏 [10]但很少有研究集中在功能性焙烤食品的应用。因此,有必要对双孢菇在焙烤产品中的应用进行研究,这将有助于为基础产品的研究提供理论基础并扩大双孢菇的适用范围。

尽管双孢菇可以作为面包烘焙产品中的原料,但是双孢菇粉对面团的热机械特性、焙烤品质和抗氧化能力有待进一步研究。因此本研究的目的,一方面是为了研究添加不同含量的双孢菇粉对小麦面团的流变特性;另一方面还对双孢菇面包的焙烤品质、感官特性以及抗氧化特性进行了研究。

1 材料与方法

1.1 材料

双孢蘑菇干由安徽多多利农业技术有限公司提供(该双孢菇粉中水分、粗蛋白、粗纤维和总糖含量分别为5.32 g /100 g32.24 g / 100 g7.37 g / 100 g27.40 g / 100 g); 高筋小麦粉,风筝面粉有限公司(小麦粉中的蛋白质,水分和脂质分别为12.2g/100 g13.3 g / 100 g1.0 g / 100 g;高活性干酵母,安琪酵母;糖、盐均为市售;其他化学药品和溶剂均为分析试剂级。

1.2 仪器

YCM搅拌机 烨昌仪器有限公司;FJ-YH发酵箱 盛恒仪器有限公司;TA-XTPlus型质构分析仪 英国Stable Micro Systems 公司;Mixolab混合试验仪 法国肖邦技术有限公司;S-4800扫描电镜 日本日立公司;Biosafer-10A超临界冷冻干燥机;DKZ-2电热恒温振荡水浴锅 上海恒一科技有限公司;CR-400型手持色差仪 中国柯尼卡美能达公司;UV-1800 紫外分光光度计 上海美谱达仪器有限公司。

1.3实验方法

1.3.1 双孢菇粉的制备

双孢菇干粉碎,过60目筛,得双孢菇粉,-20℃下密封保存备用。

1.3.2 面包的制作

将双孢菇粉以02468%(双孢菇粉的重量/小麦粉的重量)的替代水平添加到小麦粉中。基本配方包括小麦粉、糖(6 g / 100 g)、酵母(1.5 g / 100 g)和盐(1 g / 100 g)。 将所需原料加入搅拌机中进行混合,搅拌成能拉出手套膜的面团,将所得面团放置在涂有油脂的碗中,并在30°C85RH的发酵柜中发酵90分钟。在第55分钟时对面团进行第一次揉压,在第80分钟时进行第二次揉压。90分钟发酵完成后将面团分成相等的质量,并在30°C85RH下醒发45分钟,然后在215°C烘烤23分钟,室温冷却。

1.3.3 面团的热机械学特性的测定

通过使用Mixolab 2评估了双孢菇粉对面团热机械性能的影响。使用肖邦+程序:第一阶段在30°C混合8分钟,将第二阶段以4℃/min的速度加热到90℃,然后在90℃保持7分钟。最后,该阶段以4℃/min的速度将温度降至30℃

1.3.4 面团的扫描电镜

02468%的双孢菇粉制备的面团,在观察之前,选取冻干面团的中心处进行切片,并且切片大小保持均匀一致。将切片固定在粘贴了导电双面胶的样品台上,喷洒铂后,通过S4800扫描电子显微镜,使用600× 放大倍率进行观察查,并获得扫描电镜图像。

1.3.5面包比容的测定

面包制备好,冷却至室温后,通过油菜籽置换法测定面包的体积。然后记录面包的重量,并以毫升/克(mL / g)表示体积。

1.3.6面包全质构测定

根据文献[11],并做适当修改如下:面包冷却至室温后,从面包的中间部分切下2 cm厚的切片进行测试。质构仪测试参数为:探头 P/36R;触发力 5 g;测前速度 2 mm/s;测试速度2 mm/s;测后速度 2 mm/s;压缩程度为 50%;按压2次。

1.3.7面包色差的测定

使用CR-400色差计测量面包壳和面包芯的色差(L *a *b *)。确定切片前的面包皮颜色值和切片后的面包屑颜色。每个测量组重复六次并取平均值。

1.3.8面包的抗氧化特性

1)样品提取液的制备

根据文献[12],将样品冷冻干燥后压碎并过80目筛。称取样品并在37℃下与80%甲醇溶液一起振摇萃取3小时。然后将样品离心,取出上清液备用。

2)总酚含量的测定

总酚含量使用福林酚试剂根据Balestra修改的方法确定[13] 吸取的0.05mL荞麦面包提取液稀释于5mL的甲醇溶液中然后加入0.5mL福林酚试剂摇匀,再加人0.5mL碳酸钠溶液(20%w/v)。充分摇匀,室温放置60min后,在765min下测定吸光值 结果表示为每克干重的没食子当量。

3DPPH的测定

根据Brighenti开发的方法稍作修改后进行DPPH测定[14]。制备0.1 mM DPPH溶液。然后,将4 mL标准溶液或样品与4 mL DPPH溶液混合,并在黑暗中孵育30分钟后,在517 nm处测量吸光度。空白组包括4 mL甲醇和4 mL DPPH溶液。用4 mL甲醇代替DPPH溶液作为颜色对照,并与4 mL样品提取物混合。通过以下等式计算清除活性的百分比:DPPH自由基清除能力(%) [空白组A517-(样品组A517-对照组A517)] /空白组A517×100%

4)铁还原力(FRAP)的测定

铁还原力根据Oyaizu的方法[15] ,并做适当修改[16]。将提取液(1 mL)与磷酸盐缓冲液(2.5 mL200 mmol / LpH 6.6)和2.5 mL 1 g / 100 mL铁氰化钾溶液混合。然后将混合物在50℃下孵育20分钟。将一部分(0.5mL)的10g / 100mL三氯乙酸加入到混合物中,然后将其离心。溶液的上层(3 mL)和0.6 mL0.1 g / 100 mL FeCl3,在700 nm下测量吸光度。结果表示为每克干重的Trolox当量。

1.3.9 面包的感官分析

使用七分嗜好法对用双孢菇粉替代小麦粉的面包进行感官评估[12]。感官评价人员为12人。分别从外观,颜色,味道,质地,香气,口感和整体可接受性进行感官评审,每项7分。

1.3.10 数据分析

所有测量均为平均值±标准差。至少三个平行结果。通过单向方差分析评估结果。 各个数据集之间差异的显着性的计算是通过Duncan的多范围测试和LSD进行的。

2 结果与分析

2.1双孢菇粉对面团热机械学特性的影响

 

 

1 双孢菇粉对面团热机械学特性的影响

双孢菇粉替代率(%)

吸水率 (%)

形成时(min)

稳定时间(min)

C2 (Nm)

C3 (Nm)

C5-C4 (Nm)

0

59.2 ±   0.00

3.18 ± 0.17a

6.26 ± 0.37b

0.46 ± 0.02a

1.91 ± 0.01a

1.18 ± 0.04a

2

59.4 ± 0.00

3.41 ± 0.94a

4.61 ± 0.15d

0.29 ± 0.01d

1.81 ± 0.07b

1.09 ± 0.03b

4

59.6 ± 0.00

3.04 ± 0.07a

5.37 ± 0.09c

0.32 ± 0.01c

1.73 ± 0.01cd

1.08 ± 0.01b

6

59.8 ± 0.00

3.50 ± 0.28a

6.38 ± 0.22b

0.34 ± 0.00b

1.77 ± 0.06bc

0.98 ± 0.03c

8

60.0 ± 0.00

3.88 ± 0.35a

7.09 ± 0.18a

0.34 ± 0.01b

1.68 ± 0.02d

0.89 ± 0.03d

注:C2:稠度最小值; C3:峰值粘度; C5-C4:回生值。相同参数中不同的字母存在显著性差异(p<0.05

在工业生产之前测量面团特性的变化非常重要,它可以在一定程度上反映面团原料的质量。表1显示了使用双孢菇粉对面团热机械性能的影响结果。随着双孢菇粉含量的提高,吸水率从59.2%增加到60%。此行为可能是由于双孢菇粉中的多糖、纤维(32.24g / 100g)、蛋白质(7.37g / 100g)和其他极性基团与水的强烈吸附所致。当添加羽扇豆、大豆和黑麦时,也报道了一些类似的结果[17]。对于富含双孢菇粉的面团,与对照样品相比,其形成时间没有显着差异。面团的稳定时间是面团在混合阶段保持最大稠度的能力,这是小麦面粉或混合面粉内在质量的重要指标。较低的稳定时间表明面团质地较软[18]。与对照组相比,当双孢菇替代率小于4%时,随着替代率的增加,稳定时间缩短,面团韧性降低。但是当替代率超过4%时,稳定时间从5.37分钟增加到7.09分钟。这可能是由于来自双孢菇粉的多糖,纤维和蛋白质会使含有双孢菇粉的面团难以在较短时间混合搅拌至稳定状态。

在加热阶段,生面团形成的最小和最大扭矩分别为C2C3。从表1中可以看出,对照样品的C2值(0.46 Nm)比其他样品的C2值更高,添加了双孢菇粉样品的C2值介于0.290.34 Nm之间,这可能与蛋白质结构的弱化有关[19]。面团强度因双孢菇粉的增多而降低,导致数据中对照样品的C2值最高。由于双孢菇粉的蛋白质与面筋网络形成了不连续的基质,使得添加适量的双孢菇粉可以稳定该结构并防止其被破坏[20]。因此,添加2%至8%的双孢菇粉会使C2值略有增加。对照组的C2值为1.91Nm,高于其余几组,这表明对照组样品在该组数据中具有最高粘度。这可能是由于对照样品中的淀粉颗粒比其他混合物多,它们可能会在糊化过程中吸水膨胀[21]. 具有高持水能力的双孢菇粉将与淀粉竞争水,因而会导致较低的C3值。据报道,较低的C3值可能归因于含淀粉酶的麸皮将淀粉水解成小分子以喂入酵母和软化发酵面团的能力[11]

在冷却阶段,直链淀粉从淀粉颗粒中释放出来,直链淀粉颗粒间彼此结合以促进淀粉分子的重结晶[22]。结果表明,面团的C5-C4值随双孢菇粉替代率的增加而显着降低。与对照样品相比,当双孢菇粉的替代率为8%时,C5-C4的值下降了8.41%,表明双孢菇粉从一定程度上可以延缓淀粉的重结晶。淀粉糊化后,随着温度的降低,无序淀粉颗粒通过氢键形成双螺旋,然后交联形成三维网络结构。然而,双孢菇粉中多酚和多糖的存在可能在一定程度上会影响该结构的重排和缔合,从而减慢了水分子的迁移速度并削弱了其在冷却过程中分子的重排和缔合能力。

2.2 面团的微观结构分析

1 双孢菇粉对面团微观结构的影响

ABCDE分别双孢菇粉替代率为02468%

1表明了含有双孢菇粉的面团的微观结构。与对照面团相比,添加了双孢菇粉的面团更加不规则和不均匀,并且淀粉颗粒的直径逐渐减小。尽管2%双孢菇粉面包与对照样品之间的差异很小,但面团基质中淀粉颗粒上似乎存在无定形物质,使得淀粉颗粒能够紧密相连。这表明包裹的淀粉颗粒越多,在0-2%双孢菇粉的取代水平下蛋白质网络越密集。将不同含量的蘑菇粉(0%,5%,10%和15%)添加到面食中时,也可以观察到相似的结果[23]。此外,嵌入面团中的双孢菇纤维可能会干扰淀粉颗粒的结构,从而导致形状不规则和表面不平整。这与纤维可能破坏淀粉颗粒完整性的报道一致[24]。并且,受损的淀粉可能会导致细麦麸粉吸水率的增加,从而改善淀粉颗粒的表面特性[11]。这与表1中所示的双孢菇粉会导致吸水率的增加是一致的。

2.3 双孢菇粉对面包比容的影响

2 双孢菇粉对面包比容和质构的影响

双孢菇粉替代率(%)

比容(mL/g)

硬度(N)

弹性

凝聚性

咀嚼性(N)

回复性

0

4.09 ± 0.22a

5.21 ± 0.31e

0.94 ± 0.01a

0.81 ± 0.02a

3.95 ± 0.17e

0.49 ± 0.02a

2

3.75 ± 0.34b

7.09 ± 1.33d

0.93 ± 0.01ab

0.79 ± 0.03a

5.23 ± 0.87d

0.48 ± 0.02a

4

3.12 ± 0.13c

8.94 ± 1.13c

0.92 ± 0.01b

0.77 ± 0.02b

6.37 ± 0.78c

0.45 ± 0.02b

6

2.52 ± 0.20d

24.74 ± 1.52b

0.89 ± 0.01c

0.73 ± 0.01c

14.73 ± 1.00b

0.40 ± 0.01c

8

2.20 ± 0.07d

16.17 ± 1.78a

0.88 ± 0.01c

0.68 ± 0.01d

10.40 ± 1.08a

0.34 ± 0.01d

注:相同参数中不同的字母存在显著性差异(p<0.05

当用0-8%双孢菇粉替代小麦粉时,面包的比容随双孢菇粉含量的增加而降低(表2)。但是,双孢菇粉含量为6%和双孢菇粉含量为8%的面包之间没有显着差异(P> 0.05)。我们推测结果可能是由以下因素引起的。首先,双孢菇粉稀释的面筋纤维减少了纤维成分,脂肪、多糖,水和面筋之间的相互作用,破坏了面团的结构并降低了CO2的保留。其次,面包制作过程中纤维,蛋白质和多糖之间存在激烈竞争。因此,很难获得足够的水以形成面筋网络来保留二氧化碳气体[25]。此外,已知双孢菇粉中的蛋白质不具有面团形成特性,因此补充蛋白质可能会破坏面包中的蛋白质-淀粉复合物。

2.4 双孢菇粉对面包质构的影响

由于双孢菇粉对面包的比容有一定的影响,质构结果可能会有相似的趋势。表2表明了双孢菇面包的质构特性,并且双孢菇粉替代率的增加对质地特性具有显着影响。面包芯的硬度随双孢菇粉含量的增加而增加(5.21-16.17 N)。如上所述,具有较高含量的双孢菇粉的面包显示出较小的比容和较密集的面包芯结构。有文献表明随着面包的比容下降,硬度上升的变化与硬度和比容呈负相关[26]。弹性表示样品由于压缩而变形后回弹的能力[27], 加入双孢菇粉后弹性值有所降低(0.94-0.88)。此外,内聚性(0.81-0.68)和弹性(0.49-0.34)也显示出类似的趋势。但是,在双孢菇粉替代率为2%时,面包与对照样品之间的弹性、内聚性、回复性没有显着差异,表明它们的口感相似。

2.5 双孢菇粉对面包色差的影响

3 双孢菇粉对面包色差的影响

双孢菇粉替代率(%)

面包壳

面包芯

L*

a*

b*

L*

a*

b*

0

60.98 ± 1.61a

5.35 ± 0.44b

23.49 ± 0.60a

70.70 ± 2.27a

-1.84 ± 0.05e

13.13 ± 0.67e

2

56.32 ± 2.68b

3.65 ± 1.16cd

19.91 ± 1.40b

60.88 ± 1.88b

-0.10 ± 0.10d

19.25 ± 0.65d

4

55.22 ± 1.59b

3.23 ± 0.57d

18.21 ± 1.14c

56.24 ± 0.96c

1.43 ± 0.16c

21.19 ± 0.49c

6

49.70 ± 1.59c

4.43 ± 0.57c

17.09 ± 1.14cd

51.77 ± 1.64d

2.76 ± 0.19b

22.77 ± 0.51b

8

45.11 ± 1.06d

6.25 ± 0.88a

16.35 ± 0.93d

49.32 ± 2.43e

3.73 ± 0.13a

23.54 ± 0.70a

注:相同参数中不同的字母存在显著性差异(p<0.05

3表明了双孢菇粉对面包色差的影响。在一定程度上,消费者判断的颜色可以决定产品的合格程度,这主要取决于原料,面团,发酵条件和烘烤条件。结果表明,随着双孢菇粉含量的增加,L *值明显降低。尤其是当双孢菇粉含量为8%时面包的颜色最深,而含量为2%时面包的颜色较浅。面包壳的明暗可能与美拉德反应和焦糖化有关[28]。因为黑色素在美拉德反应过程中会产生一些阴离子着色化合物,这反映了褐变反应的强度,并且它也可能与抗氧化能力有关[29, 30]。同时,考虑到双孢菇粉是棕色的,所以具有高含量的双孢菇粉面包芯样品将比对照样品更深。随着双孢菇粉含量的增加,面包壳的红色(a *)明显增加,而黄色(b *)则成相反趋势。这可能是因为美拉德反应产生的黑色素和双孢菇粉的褐色使外壳变得越来越黑,导致红色增加而黄色减少[31]但对照样品的红度(a *)仅比具有8%双孢菇粉的样品低。这可能是由于以下事实:有助于美拉德和焦糖化的还原糖和氨基酸的含量低于双孢菇含量不足6%的面包。面包芯的a *b *值明显高于没有双孢菇粉的样品,这意味着面包芯中出现了更多的红色和黄色。由于在焙烤时,面包芯的温度会低于面包壳的温度,因此面包芯的颜色变化可能与温度无关,而与双孢菇粉有关。

2.6 双孢菇粉对面包抗氧化特性的影响

如图2(A)所示,面包中的总酚含量随着双孢菇粉含量的增加而显着增加。与对照样品(28.34±0.53 mg GAE / 100g)相比,双孢菇含量在8%时面包的总酚含量最高(64.16±3.76 mg GAE / 100g)。根据以前的文献报道,面包中的总酚不稳定且容易反应[32], 在烘烤过程中可能会因热处理而被破坏[33]。因此,面包中总酚的含量和稳定性与其抗氧化活性密切相关。在图2B)中,用0%-8%的双孢菇粉替代小麦粉制成的面包所具有的DPPH清除自由基活性从18.77%提高到94.49%。值得注意的是,抗氧化活性随双孢菇粉替代水平的提高而显著增加,这与含有Auricularia auricula的多糖粉的面包一致[34]。此外,FRAP分析测试的结果也显示出相似的趋势。如图2C)所示,面包的吸光度值增加,表明面包的铁还原能力随着双孢菇粉替代率的增加而增加。这些结果表明,添加双孢菇粉可以有效提高面包的抗氧化能力。

2.7 双孢菇粉对面包感官性质的影响

3 双孢菇粉添加量对面包感官性质的影响

(Control2ABP4ABP6ABP8ABP分别为双孢菇替代率为02468%)

3A)显示,小麦粉中双孢菇粉的添加对感官特性有显著影响。结果表明,在面包中添加双孢菇粉对面包的可接受性具有负面影响。双孢菇粉含量相对较低的样品显示出较高的总体可接受性。可以看出,双孢菇粉含量为2%的面包具有较浅的颜色,更丰富的口感和更柔软的质感,但独特的风味却较少。当双孢菇粉升高时,双孢菇粉面包的感官分数下降了4%,但是仍然可以被接受,面包的色泽类似于全麦面包。相反,感官评估人员对替代率为8%双孢菇粉的样品给出了较低的分值(3.93),这可能是由于双孢菇粉的添加会使面包香气更强,硬度更高,口感粗糙以及比容较小小所致。这表明过量添加双孢菇粉可能会对面包的整体接受度产生负面影响。据报道,双孢蘑菇的主要风味成分是1-辛烯-3-醇,这可能会影响感官判断[3]。因此,双孢菇粉含量较高时,面包的独特风味和原始棕黄色将使消费者难以接受。有研究表明,向面包中添加不同含量的姜黄粉 (02468%) 时,也观察到相似的效果[35]。因此,由于适当的体积,较浅的颜色,较软的质地和较温和的香气,双孢菇粉含量在2%4%之间的面包可以被消费者所接受。

3 结论

在本研究中,对具有不同含量的双孢菇面包进行了研究。Mixolab测量结果表明,随着双孢菇粉含量的增加,面团的吸水率增加,而糊化强度和淀粉回生率降低。扫描电镜结果表明,随着双孢菇粉含量的增加面团基质变得不规则和不均匀,淀粉颗粒的直径逐渐减小。面包焙烤品质结果表明,添加双孢菇粉的面包比容有所降低,但它们具有高的硬度,较强的咀嚼性,较低的弹性和良好的回复性。另外,添加适量的双孢菇粉(4%)不仅可以改善面包的感官品质,而且可以增加其总酚含量,从而增强其抗氧化能力。

 

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