添加淀粉酶对面包品质和面包陈化的影响

摘要

在本研究中，研究了两种淀粉酶（产麦芽糖淀粉酶和产生麦芽四糖的淀粉酶）对小麦粉流变特性以及部分烘焙面包质量和陈化的影响。从粘度计获得的流变测量结果表明，两种淀粉酶都降低了小麦粉的峰值粘度、最终粘度和回退粘度，而产生麦芽四糖的淀粉酶显着提高了新鲜面包的比容。此外，由于它们能够部分水解淀粉分子并产生低分子量糊精，这两种淀粉酶的添加都能够降低面包屑的硬度和支链淀粉的回生，这已通过对面包的麦芽寡糖成分的分析得到证实。

介绍

面包是世界范围内重要的主食，在我们的饮食中起着重要作用。(1)面包可以看作是一种不稳定的弹性泡沫，由连续相和非连续相组成，连续相由交联的面筋分子与浸出的淀粉聚合物的弹性网络组成，不连续相由截留、糊化、膨胀和变形组成淀粉颗粒。(2)面包是保质期最短的加工食品之一。(3)在储存过程中，面包往往会失去其特有的香气，面包皮会失去脆性，面包屑会变硬变干。所有在面包储存过程中发生的化学和物理变化都被认为是面包老化。(1)

尽管对面包变质的研究已经很多年了，但变质过程的确切机制仍然不完全清楚，尤其是在分子水平上。面包变质的最可能原因是淀粉转化、淀粉-面筋相互作用和水分再分配。(4)老化后，淀粉分子会经历不同的重新结合和重新排序过程，称为回生。该术语是指淀粉链聚集成有序结构，最终在有利的条件下，甚至形成三维晶体结构。该过程开始于两个或多个分子开始交织，建立氢键并形成双螺旋。这样的螺旋然后可以生长并与其他螺旋聚集形成晶体结构。(2,5,6)关于淀粉-面筋相互作用，假设面筋和淀粉颗粒之间可以形成交联。(7)这个过程是由于蛋白质和淀粉聚合物之间的强烈相互作用而发生的，这导致了动能的损失。(8)在老化过程中，交联相互作用的数量和强度增加，这有助于网络的刚性，导致面包老化。

水分从面包屑到面包皮的迁移，主要由面包屑、面包皮和大气之间的蒸汽压差驱动，对面包的保质期起着重要作用。(9−11)在储存过程中，水沿着水化学势的梯度从碎屑移动到外壳，从而产生干燥的碎屑和坚韧的外壳。此外，当水在碎屑的不同相中或之间移动时，O-H 键与碳水化合物的相互作用导致淀粉分子位点收紧，这将促进淀粉回生。(2)此外，水作为无定形区域的增塑剂，可能对面包中直链淀粉和支链淀粉的流动性产生重大影响，从而影响面包的陈化。(8)

面包变质导致消费者接受度降低，因此导致大量食物浪费和行业和消费者的经济损失。(4)作为回应，已经进行了广泛的研究，并制定了各种策略来减少面包变质和延长面包的保质期。其中，酶促方法特别受关注，因为它们环保、可生物降解、高效且高度特异性。(12)迄今为止，降低面包陈化率最成功的酶法是应用淀粉酶。淀粉酶催化 1,4-糖苷键的裂解，因此将淀粉分子降解为低分子量糊精和其他短链无支链分子。(13)淀粉酶与更高的面包体积、改善的面包屑结构和阻碍淀粉回生有关。(14)淀粉酶的保鲜作用可以通过水解淀粉的改性回生行为来解释。许多水解淀粉聚合物的外链太短而不能结晶，从而阻碍支链淀粉的交联，阻碍三维网络的形成。(13)另一种解释是低分子量糊精对淀粉-淀粉和/或淀粉-面筋相互作用的干扰。(2,14,15)酶已广泛用于面包店以改善成品的颜色、质地和其他品质。(16)在欧盟，烘焙食品中酶的使用受第 (EC) 号法规的监管。1332/2008 和法规 (EC) 编号。1169/2011。如果酶具有更长的活性和/或在最终产品中没有功能性影响，则这些酶被视为加工助剂。否则，酶应归类为食品成分并在标签上注明。(17)

在这项研究中，产麦芽糖淀粉酶和产生麦芽四糖的淀粉酶（G4 淀粉酶）用于缓解面包老化和质量损失。顾名思义，麦芽糖淀粉酶能够将淀粉聚合物分解成麦芽糖。麦芽糖淀粉酶作为外切淀粉酶，催化直链淀粉、支链淀粉和相关葡萄糖聚合物中的 1,4-糖苷键水解。(18)正如 Rebholz 等人所述，(19)支链淀粉侧链的降解阻碍了淀粉的重结晶，导致淀粉凝固率降低。此外，在面包中添加麦芽糖淀粉酶产生的麦芽糖也可能有助于保鲜效果。(20,21)Bae 等人最近进行的一项研究。(22)表明 G4 淀粉酶对改善全麦小麦面包的烘焙性能、增加面包体积和减少面包老化具有积极影响。他们将 G4 淀粉酶的保鲜作用归因于三个原因。原因之一是G4淀粉酶可以大大降低淀粉聚合物的分子大小。(22)已经表明，较短的支链淀粉外链有助于减少回生。(13,23)第二个原因是麦芽四糖具有高度吸湿性，能够保持淀粉分子周围的水分子，从而阻碍淀粉-淀粉相互作用。(21,22)第三个原因是麦芽四糖的大小可能适合干扰淀粉聚合物之间的相互作用，麦芽四糖的空间位阻会阻碍分子间氢键的形成。(22)

本研究旨在调查麦芽糖淀粉酶和产生麦芽四糖的淀粉酶对面粉特性以及在最终烘焙步骤之前的储存过程中对部分烘焙面包的质量和陈化的影响。面粉特性通过粘度计测量，它可以指示处理过的面粉的糊化行为。比较不同面包的面包质量的比容和初始面包屑硬度。面包变陈是根据面包屑随时间的硬度和回生支链淀粉的熔化焓来测量的。此外，研究了对照面包和经淀粉酶处理的面包的麦芽寡糖组成。