淀粉結(jié)構(gòu)對面包品質(zhì)的影響

1、淀粉結(jié)構(gòu)對面包品質(zhì)的影響淀粉結(jié)構(gòu)對面包品質(zhì)的影響 食品工程 蔡金龍 2016307201 目錄目錄 前言直鏈淀粉淀粉顆粒大小破損淀粉研究展望 前言前言 小麥?zhǔn)俏覈饕Z食作物,種植面積和總產(chǎn)量僅次于水稻,居第二位。常年種植面積為2.7*108hm2左右,約占糧食總面積的30%。1小麥區(qū)別于其它谷類作物的一個(gè)獨(dú)特之處,是其面粉蛋白質(zhì)水合后形成面筋,賦予面團(tuán)以彈性和延展性或粘彈性,能制作面包，面條等谷物食品。小麥生產(chǎn)的數(shù)量和品質(zhì)直接關(guān)系到主食地區(qū)人民的食物滿足程度和食品多樣化水平。新中國成立以來,由于耕作技術(shù)的逐步提高和優(yōu)良品種的推廣,使得單位面積產(chǎn)量和總產(chǎn)量不斷增長。20世紀(jì)年代以前,我國的小麥

2、育種目標(biāo)主要是提高產(chǎn)量,對品質(zhì)改良重視不夠,致使我國小麥品質(zhì)遺傳改良工作與歐洲、美國、加拿大和澳大利亞等國相比,處于相對落后狀態(tài)。大量研究表明,我國小麥品種蛋白質(zhì)含量并不低,但面筋強(qiáng)度弱、面團(tuán)流變學(xué)特性差、沉淀值低、導(dǎo)致面包烘烤品質(zhì)較差,這是我國與國外發(fā)達(dá)國家小麥的最大差距。2, 3隨著人們生活水平的提高，大家對優(yōu)質(zhì)小麥或者其他谷物加工的淀粉類產(chǎn)品要求越來越高。 淀粉的結(jié)構(gòu)是由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，一般來說直鏈淀粉和直鏈淀粉的比例為3:1，容易形成品質(zhì)較好的面包4， 面包的烘烤品質(zhì)與淀粉的糊化溫度、淀粉顆粒的大小、形狀、組成有關(guān),面包的老化主要是由淀粉的回生造成的,從而影響面包的保鮮期5。雖

3、然淀粉含量占小麥粉質(zhì)量的75%左右，但是一般情況下并沒有將淀粉視為影響小麥粉品質(zhì)的重要因素。實(shí)際上，由于淀粉所具有的獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，如淀粉的糊化特性，淀粉與蛋白質(zhì)、淀粉與脂類的相互作用等，使其在面包烘焙中起著非常重要的作用，通常淀粉在面包的結(jié)構(gòu)建立以及機(jī)械性能發(fā)揮很重要的作用，特別是在無麩質(zhì)的面包中。6因此，近年來，近年來相關(guān)的研究者越來與越重視淀粉對面包品質(zhì)的影響。 目前國內(nèi)外的研究者從淀粉的角度下主要研究了的直鏈淀粉，淀粉顆粒，破損淀粉對面包的品質(zhì)的影響越重視淀粉對面包品質(zhì)的影響。 直鏈淀粉 淀粉作為小麥子粒中含量最多的一種營養(yǎng)成分,對小麥的加工品質(zhì)、食用品質(zhì)都具有很大的影響。直鏈淀粉

4、含量是小麥面粉的重要品質(zhì)性狀,與食品品質(zhì)緊密相關(guān)，直鏈淀粉含量與小麥淀粉凝膠的硬度呈正相關(guān)，有研究報(bào)道直鏈淀粉影響了面包的彈性，也有些研究表明直鏈淀粉是主要影響面包品質(zhì)的主要因素，直鏈淀粉容易影響面包的老化的重要因素，直鏈淀粉和支鏈淀粉對面團(tuán)的流變學(xué)性質(zhì)和面包的合成有著不同的影響；支鏈淀粉和直鏈淀粉的比例3:1，制成的面包的品質(zhì)是最好的。4, 7 Waniska.等4 研究淀粉中直鏈淀粉對面包品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉對面包體積和質(zhì)地有一定作用,直鏈淀粉含量過高和過低都會(huì)影響面包品質(zhì)。楊學(xué)舉5 研究了淀粉直鏈淀粉，支鏈淀粉，直鏈淀粉/支鏈淀粉，淀粉總量和膨脹式對面包的品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉與面

5、包的沉淀值，形成時(shí)間，穩(wěn)定時(shí)間成反比，與支鏈成正比，淀粉總量成反比，支鏈/直鏈成正比，膨脹式與沉降值成正比，與形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間成反比。 淀粉的形狀與面包質(zhì)量的關(guān)系 淀粉總量與面包品質(zhì)的3項(xiàng)主要指標(biāo)呈負(fù)相關(guān),但相關(guān)系數(shù)未達(dá)到顯著水平?？偟膩砜?淀粉總量高,會(huì)降低面團(tuán)的筋力和強(qiáng)度,對面包制作品質(zhì)不利。但淀粉總量由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成,二者的數(shù)量和比例都對淀粉的作用產(chǎn)生影響,因此淀粉總量與面團(tuán)品質(zhì)的關(guān)系不如直鏈淀粉和支鏈淀粉與面團(tuán)品質(zhì)的關(guān)系密切。 支鏈/直鏈淀粉含量的比值與zeleyn沉淀值、面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間之間均呈極顯著正相關(guān),且相關(guān)系數(shù)較高,為.06103-0.6524。提高支鏈淀粉含

6、量,同時(shí)降低直鏈淀粉含量,對面團(tuán)強(qiáng)度和面包品質(zhì)的改良有較好效果。 膨脹勢與zeleyn沉淀值、面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間之間均呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.6524、0.6103和0.6747。與其它幾個(gè)淀粉性狀相比,膨脹勢與面包品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)最大。膨脹勢高,反映面粉吸水力強(qiáng),面團(tuán)強(qiáng)度大,加工強(qiáng)筋食品的性能好。 總之,直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量、支鏈/直鏈淀粉含量、膨脹勢等淀粉性狀指標(biāo)都可較好地反映小麥品種淀粉品質(zhì)和食品加工品質(zhì),可作為評價(jià)和預(yù)測品種品質(zhì)的指標(biāo)。 陸雅麗等7 過添加直鏈淀粉和直鏈淀粉來增加薏苡仁面包的彭松度，研究發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉添加量為10%時(shí)，面包的比容達(dá)到最大值(4.73

7、cm 3 /g)， 隨著直鏈淀粉添加量的增加，比容呈急劇下降趨勢。直鏈淀粉可以在食品加工過程中發(fā)生凝膠化反應(yīng)， 直鏈淀粉含量越高， 凝膠強(qiáng)度越大；因此在一定范圍內(nèi)， 增加直鏈淀粉添加量可以增大面包膨松度,支鏈淀粉添加量增加會(huì)降低面包的膨松度，分子分支化程度高，不能像直鏈淀粉分子那樣延伸， 也不能形成高強(qiáng)度的結(jié)合區(qū)， 因此支鏈淀粉含量的增加會(huì)降低淀粉的凝膠性及凝膠強(qiáng)度， 甚至?xí)档兔娼顝?qiáng)度，從而抑制發(fā)酵，導(dǎo)致面包不能很好的膨松 直鏈淀粉對面包比容的影響 支鏈淀粉對面包比容的影響 Sivaramakrishnan, H. P等8發(fā)現(xiàn)1.5%和3%的羥丙基甲基纖維的大米淀粉能夠得到與小麥粉相似品質(zhì)的

8、面包，且大米淀粉直鏈淀粉影響到面團(tuán)的一致性和面包的彈性； Hoseney 等(1983)進(jìn)行淀粉的重組實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為小麥淀粉中直鏈淀粉與支鏈淀粉達(dá)到適宜比例，才能烘烤出優(yōu)質(zhì)面，支鏈/直鏈淀粉含量的比值與 Zeleny 沉淀值、面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間之間均呈極顯著正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)較高，為 0.6121-0.6211。9 鈕力亞9研究選用95份種質(zhì)資源,測定了其淀粉特性(直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量、淀粉總量、膨脹勢和淀粉粒特性)等、分析了淀粉特性與其它品質(zhì)性狀的相關(guān)關(guān)系; 選用15個(gè)角質(zhì)率有明顯差異的小麥種質(zhì)資源,利用掃描電鏡觀察了其淀粉粒,分析了淀粉粒特性與品質(zhì)性狀的關(guān)系。直鏈淀粉含量與沉淀值、含

9、量、蛋白質(zhì)含量、角質(zhì)率呈均早極顯著負(fù)相關(guān),增加直鏈淀粉含量,會(huì)降低面團(tuán)強(qiáng)度,對面包加工品質(zhì)不利提高直鏈淀粉含量,會(huì)降低角質(zhì)胚乳所占的比例直鏈淀粉含量與質(zhì)地容重呈正相關(guān),但未達(dá)到顯著水平,表明直鏈淀粉含量高,對提高質(zhì)地容重有利,但影響不大。支鏈淀粉含量與沉淀值、角質(zhì)率呈極顯著正相關(guān),與質(zhì)地容重呈顯著負(fù)相關(guān),與含量呈正相關(guān),但未達(dá)到顯著水平。表明增加支鏈淀粉含量,會(huì)提高面團(tuán)強(qiáng)度,對面包加工品質(zhì)有利。支鏈淀粉含量與蛋白質(zhì)含量呈微弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系,表明增加支鏈淀粉含量,會(huì)在一定程度上降低蛋白質(zhì)含量,但由于降低幅度較小,不會(huì)因此對面團(tuán)強(qiáng)度和加工品質(zhì)產(chǎn)生明顯影響。增加支鏈淀粉含量,可以明顯提高角質(zhì)率,但會(huì)降

10、低質(zhì)地容重。 淀粉顆粒大小小麥淀粉以淀粉粒的形式存在于胚乳中，按淀粉粒直徑的大小可分為 A 型淀粉(1040m)、B 型淀粉(110m)和 C 型淀粉(1m) 。A型淀粉直徑20m25m,其數(shù)量占淀粉總量的12%左右;B型淀粉粒體積較小,直徑2m 10m,占淀粉總量的88%左右。從小麥A型淀粉粒的形狀來看,多數(shù)淀粉粒為圓形或近圓形,也有橢圓形和長圓形。10 楊學(xué)舉，從小麥A型淀粉粒的形狀來看,多數(shù)淀粉粒為圓形或近圓形(圖版1- 4,圖版- 7,圖版- 11),也有橢圓形(圖版- 5,圖版- 9,圖版- 10,圖版- 12)和長圓形(圖版- 6,圖版- 8)。橢圓形淀粉粒長度在40 43m,長圓

11、形的淀粉粒長度在33 35m。圓形、近圓形、橢圓形淀粉粒的樣本均屬于A型大淀粉粒類型。長圓形的淀粉粒的樣本屬于A型小淀粉粒類型。同一樣本的淀粉粒也包括不同的形狀。大小不等、形狀各異的淀粉粒相互連接。 楊學(xué)舉 等11 發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi),A型淀粉粒越大,面粉膨脹勢越高, Zeleny沉淀值越大,直鏈淀粉含量越低,面團(tuán)筋力越大,面包品質(zhì)越好;反之亦然。圓形和橢圓型淀粉粒比長圓形淀粉粒要大一些;直鏈淀粉含量低的小麥樣本,A型淀粉粒的直徑相對較大,膨脹勢較高, Zeleny沉淀值也較高;淀粉粒直徑與面粉膨脹勢之間的正相關(guān)不顯著,與直鏈淀粉含量的負(fù)相關(guān)達(dá)到極顯著水平,與Zeleny沉淀值之間的正相關(guān)達(dá)到極

12、顯著水平發(fā)現(xiàn) Kang, T.12研究不同形狀的大米淀粉顆粒（SG,SK,BRC）對無麩質(zhì)面包的品質(zhì)影響，發(fā)現(xiàn)SG的孔隙最大，吸水指數(shù)最低，能夠有利于的無麩質(zhì)的面包的形成 破損淀粉 在磨粉中，由于機(jī)械力對小麥淀粉的損傷可以形成破損淀粉。破損淀粉對面粉的烘焙和蒸煮品質(zhì)有一定的影響，有著不同的吸水特性和糊化特性。破損淀粉可在酸或酶的作用下分解成為糊精、麥芽糖和葡萄糖，它們對于面團(tuán)在發(fā)酵、烘焙期間的吸水量有著重要的影響作用，破損淀粉的吸水率可達(dá)到 200%，是完整淀粉粒的 5 倍。破損淀粉對淀粉酶和淀粉酶敏感性比較高。更重要的是破損淀粉能夠提供酵母賴以生長的糖分，這對于面包制作來講是非常有利的。但破

13、損淀粉過多將使得組成面包氣室壁的成分中糊化淀粉含量增加、持氣能力減小，從而又會(huì)導(dǎo)制面包體積的減少。最佳的破損淀粉程度應(yīng)在 4.5%8%的范圍。13, 14 ，Leon, A. E等15研究了破損淀粉的對面包老化的影響，發(fā)現(xiàn)破損淀粉影響小麥的沉降值，但是并不影響到黑小麥的沉降值；而且比較高的的破損淀粉明顯降低面粉的糊化焓，有利于淀粉脂質(zhì)復(fù)合物的形成，但是在的面粉的糊化過程并沒有觀察到，因?yàn)榈矸勖杆饬似茡p淀粉；同時(shí)證明破損淀粉的含量通過增加支鏈淀粉的回生和面包瓤的硬度來影響面包的老化。通過增加支鏈淀粉的回生和面包屑的硬度，影響到面包的老化，以及影響小麥粉的沉降值。隨著溫度的升高,淀粉粒充分膨脹,

14、淀粉粒相互摩擦,淀粉膠體溶液粘度上升并達(dá)到最高值,稱為峰值粘度(Peak viscosity)。淀粉粒分子間的結(jié)合力決定了淀粉糊化的溫度,直鏈淀粉結(jié)合力較強(qiáng),糊化需要的時(shí)間較長,達(dá)到峰值粘度的時(shí)間也就長些:相反,支鏈淀粉結(jié)合力較弱,糊化要求的時(shí)間短,達(dá)到峰值粘度的時(shí)間也短。淀粉溶液粘度達(dá)到峰值粘度后,保溫一段時(shí)間,如繼續(xù)攪拌,則淀粉粒破裂,粘度急劇下降,達(dá)到最低粘度,稱為低谷粘度。攪拌時(shí)間越長,粘度下降越顯著。峰值粘度與低谷粘度的差值稱為崩解值(Berakdow value)或稀懈值。當(dāng)?shù)矸酆哼M(jìn)一步冷卻,淀粉回生,粘度又開始上升,并最終穩(wěn)定在一定高度,稱為最終粘度(Final viscos

15、iyt)。一般直鏈淀粉含量越高,最終粘度也越高。最終粘度與低谷粘度的差值稱為反彈值(setback)。淀粉的膨脹特性可反映淀粉懸浮液糊化過程中的吸水特性和在一定條件下離心后的持水能力。每克干淀粉懸浮在一定體積的水中,在特定溫度下糊化,經(jīng)一定條件下離心,留下的沉淀物的重量與干淀粉重量的比值稱為膨脹勢(sweiilgnPower),沉淀物的體積稱沉淀體積s(wellign Volume） Barrera, G. N.等16 研究破損淀粉對小麥淀粉的糊化性和老化性的影響，發(fā)現(xiàn)破損淀粉的含量在能夠增加支鏈淀粉的老化和結(jié)晶率，同時(shí)也在此驗(yàn)證了糊化受到水的含量和破損淀粉的影響；在2016年Barrera,

16、 G. N.17發(fā)現(xiàn)-淀粉酶和淀粉酵素的混合使用能夠有效的減輕破損淀粉對面包的的不利影響。 老化性質(zhì) 淀粉溶液或淀粉糊在低溫靜置條件下,都有轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄晕镔|(zhì)的趨向,混濁度和黏度都增加,最后形成硬的凝膠塊。在稀淀粉溶液中有晶體沉淀析出,這種現(xiàn)象稱為淀粉糊的“老化”或“回生”,這種淀粉稱作老化淀粉。面包在貯藏過程中質(zhì)量降低的現(xiàn)象，表現(xiàn)為表皮失去光澤、芳香消失、水分減少、瓤中淀粉凝沉、硬化掉渣、可溶性淀粉減少等。近些年各國研究者致力于研究能夠延緩面包老化和改善面包品質(zhì)的的變性淀粉。 變性淀粉, 亦稱為修飾淀粉或改性淀粉, 是指通過物理方法或利用化學(xué)反應(yīng)引入某些官能基團(tuán), 以改變原淀粉的結(jié)構(gòu)而得到的具

17、有不同特性的淀粉。25 面包常用的是小麥淀粉，因?yàn)?，小麥粉中含有兩種特殊蛋白：麥膠蛋白和麥谷蛋白，前者決定了面粉的粘性，后者決定了面粉的韌性和彈性，二者按一定比例組合就構(gòu)成了面粉中獨(dú)有的面筋，面筋在和好的面團(tuán)內(nèi)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而賦予了小麥粉獨(dú)有的特性。高海燕等26 研究磷酸單酯淀粉在面包生產(chǎn)中的應(yīng)用, 淀粉硫酸單酯是一種陰離子衍生物，淀粉磷酸酯是將淀粉經(jīng)硫酸化處理而獲得的淀粉衍生物。它比原淀粉有較高的粘度，是較清晰及較穩(wěn)定的分散體。面包在貯藏、運(yùn)輸、銷售過程中，易喪失其柔軟性，變得堅(jiān)韌并出現(xiàn)皺褶、無彈性、干燥易掉屑和香味喪失，這種現(xiàn)象稱作面包的老化。面包老化是嚴(yán)重困擾我國面包行業(yè)發(fā)展的問題

18、發(fā)現(xiàn)添加2%的磷酸單酯淀粉能提高面包的保水能力,延緩面包的老化,改善面包的感官品質(zhì)；劉少廣27預(yù)糊化小麥粉具有較強(qiáng)的持水能力，添加面包中有利于增強(qiáng)面包的持水性，面包中添加預(yù)糊化小麥粉的比例越高，面包的烘焙損耗越小，面包的比容隨預(yù)糊化小麥粉的添加量增加呈“先增加后減小”的趨勢，面包中預(yù)糊化小麥粉的添加量為4%時(shí)，面包的比容最大，且面包中添加預(yù)糊化小麥粉有助于提高面包的持水性，抑制面包的老化回。生；面包中預(yù)糊化小麥粉的添加量為4%時(shí)，面包的老化回生最慢；。 謝少梅等28 研究了脂肪酶與不同添加量的預(yù)糊化馬鈴薯變性淀粉復(fù)配組合對面包，通過空白對照,比較了30d內(nèi)添加了20ppm脂肪酶分別與0%-2.

19、0%預(yù)糊化馬鈴薯變性淀粉復(fù)配制得的面包樣品,結(jié)果發(fā)現(xiàn)20ppm脂肪酶與0%1.0%預(yù)糊化馬鈴薯變性淀粉復(fù)配對保存1d的面包產(chǎn)品品質(zhì)有提高效果,隨著時(shí)間的延長,30d時(shí),空白對照與只添加酶制劑的面包樣品呈現(xiàn)明顯的老化現(xiàn)象,說明預(yù)糊化馬鈴薯變性淀粉與脂肪酶復(fù)配有延緩面包老化的功效,隨著預(yù)糊化馬鈴薯變性淀粉添加量的增大,抗老化效果呈現(xiàn)先增后減的趨勢。最后得出的1.0%的預(yù)糊化馬鈴薯變性淀粉與20ppm脂肪酶為優(yōu)選方案；王坤等29 探討不同添加量的馬鈴薯變性淀粉和木薯變性淀粉對面團(tuán)流變學(xué)特性和面包品質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn)了兩種變性淀粉均可改善面團(tuán)的流變學(xué)特性， 增大面團(tuán)的韌性、減小面團(tuán)的延伸性，改善面團(tuán)的筋力

20、；與對照相比，馬鈴薯變性淀粉能有效改善面包的焙烤品質(zhì)，明顯增加面包的比容。有效改善面包的硬度和彈性，木薯變性淀粉對面包品質(zhì)的影響不明顯；馬鈴薯變性淀粉的最適添加量為0.8%-1.2%的面粉。宋賢良等30 將交聯(lián)淀粉、醋酸酯淀粉、交聯(lián)酯化淀粉分別添加到面包中 , 詳細(xì)探討了變性淀粉用量對面包比容、 水分含量、保水性及硬度等品質(zhì)指標(biāo)的影響 ,旨在為提高面包的品質(zhì) , 延緩其老化作用提供有益的幫助 。結(jié)果表明 : 不同變性淀粉的添加量不同對面包品質(zhì)有不同程度的影響。適量添加( 1 %-3 % )變性淀粉可使面包的比容增大、含水量提高、保水性增強(qiáng)、硬度降低 ,對延緩面包老化起到一定作用。其中交聯(lián)酯化淀

21、粉可彌補(bǔ)單一改性淀粉的不足 ,更適合添加到面包中 , 對改善面包品質(zhì)，延緩面包老化比交聯(lián)淀粉和醋酸酯淀粉更明顯 KRUPA, U.等31研究通過添加變性大豆淀粉和原生淀粉到小麥淀粉中，觀察和測量其對面包的品質(zhì)的，發(fā)現(xiàn)改性淀粉能夠改善面包上下面的軟硬度，使其變得更加柔軟，同時(shí)也大大降低了的峰值粘度和最終粘度；并且降低了淀粉的回生焓，從而能夠延長其貨架期；Gumul, D等32研究了土豆淀粉的提取物在不同溫度下對小麥粉和面包的物理性質(zhì)的影響以及對面包老化過程的影響，發(fā)現(xiàn)用5%在130下的提取物來換取小麥粉，能夠明顯的影響面團(tuán)的流體性質(zhì)，不影響面包皮的顏色，但是影響面包瓤的顏色，同時(shí)在一定程度上影響到淀粉的老化，但是隨著土豆淀粉的添加量增加，面包的硬度有所下降，結(jié)果也再一次證明面包的老化不僅僅是應(yīng)為淀粉的回生；Wang, S.等33研究了不同比例85/15, 70/30, 55/45, 40/60, 25/75 and 10/90的小麥粉和藜麥粉對曲奇，面包和饅頭的影響，發(fā)現(xiàn)減少比容，增加質(zhì)構(gòu)密度，硬度，咀嚼度，延長其貨架期；