藜麦是一种全营养全蛋白的碱性谷物,其蛋白质含量可以达到16～22 g/100 g,约为稻米和玉米的2～3倍[1]。藜麦富含矿物质和维生素等营养物质,且含有人体必需的9种氨基酸,其中尤为丰富的是赖氨酸、缬氨酸和异亮氨酸等,具有良好的营养价值[2]。藜麦膳食纤维含量较高,血糖指数较低,可作为主食供糖尿病人食用[3]。作为一种新型的功能性杂粮,越来越多的研究报道了藜麦在食品开发中的应用,各种类型的藜麦产品层出不穷,比如藜麦面条、藜麦麦片等深加工产品满足了消费者的部分需求,但其市场潜力仍未得到有效挖掘。由于藜麦粉本身颗粒粗糙,且缺乏小麦粉具有的面筋蛋白质,在加工时无法形成黏弹性面团[4],因此限制了藜麦粉在面包中的应用。目前市面上售卖的藜麦面包中藜麦粉的添加量达到8%～12%(以面粉质量计,下同),只是作为营养强化剂少量添加,对藜麦面包的深入研究较少[5]。但由于藜麦粉比例越高,所得的面包体积小、口感粗糙、表面暗沉、质地干硬等问题越发严重,极大影响面包品质。魏玮[6]通过响应面试验优化面包生产配方,得到藜麦粉最适添加量为12%;张园园等[7]研究藜麦粉对小麦面团面包的影响,发现添加15%藜麦粉时面包品质最佳。因此,研究高比例藜麦面包产品开发和品质改善具有重要意义。

目前,关于改善面团面包品质的改良剂主要包括酶制剂、乳化剂、亲水性胶体和抗氧化剂等[8]。脂肪酶通过水解甘油三酯形成单甘酯和甘油类产物,增加对面团的乳化作用来改变面包产品的质地和结构[9]。纪晨雪[10]研究发现,添加脂肪酶可以改善馒头的比容和硬度,且添加量为20 mg/kg时,馒头的比容和硬度最佳。张芳芳等[11]研究表明,脂肪酶通过水解面粉中的极性和非极性脂肪产生脂肪酸等产物,而小麦粉中内源性脂肪氧化酶又能氧化脂肪酸,将面粉中的叶黄素等有色物质漂白,从而起到馒头增白的效果。木聚糖酶能够将藜麦粉和小麦粉中的水不溶性阿拉伯木聚糖转变为水溶性阿拉伯木聚糖,使面筋蛋白更好的水合,形成紧密柔软的面筋网络结构,改善面包品质[12]。孟祥平等[12]研究发现将木聚糖酶添加到米糠面包中,其弹性和比容随添加量的增加先上升后下降,当添加量为60 mg/kg时,改善效果最好。海藻酸丙二醇酯(propylene glycol alginate,PGA)含有大量的亲水基团,能够结合水分子,同时阴离子基团能够结合面团中的氨基基团,两者相互作用形成稳定的网络结构,从而增强面团性能[13]。刘海燕等[14]的结果表明,添加PGA能改善面包硬度、弹性和比容,口感也有所提升,当加入0.2%～0.3%(质量分数,下同)时对面团和面包的改善效果最为显著。目前关于酶制剂协同PGA改良面团面包的研究较少,且对于改良高比例藜麦面包的品质还鲜有研究。

根据前期试验结果,得出质量分数45%藜麦粉为最大添加量,在此基础上,通过单因素试验和响应面试验对面包进行改良,以3种改良剂(脂肪酶、木聚糖酶、PGA)的添加量为自变量,面包的硬度和感官评价值为因变量,通过响应面设计优化得出最佳复配改良剂添加量。为进一步验证复配改良剂的改良效果,将其与商业改良剂(3%维生素C,2%硫酸钙,0.3%葡糖氧化酶,0.2%半纤维素酶,0.2%木聚糖酶,0.1% α-淀粉酶,均为质量分数)及空白组作为对比,研究复配改良剂对藜麦面团发酵流变特性和烘焙特性的影响;以面包硬度、比容、淀粉结晶度和老化焓值为指标,研究面包在贮藏0、3、7 d后老化特性的变化,为复配改良剂在改善藜麦面团面包品质特性中的应用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

藜麦粉(蛋白质16.0 g/100 g、脂肪6.5 g/100 g、碳水化合物62.5 g/100 g),甘肃祁连农庄有机农业发展有限公司;高筋小麦粉(蛋白质13.7 g/100 g、脂肪1.2 g/100 g、碳水化合物73.3 g/100 g),中粮国际有限公司广州分公司;谷朊粉(蛋白质77.5 g/100 g、脂肪0.7 g/100 g、碳水化合物12.8 g/100 g),京山捷宇商贸有限公司;脂肪酶(100 000 U),山东隆科特酶制剂有限公司;木聚糖酶(100 000 U),绵阳禾本生物工程有限公司;面包商业改良剂、酵母,安琪酵母股份有限公司;海藻酸丙二醇酯(300～500 cps),青岛明月海藻集团有限公司;白砂糖,南京甘汁园股份有限公司;黄油,中粮东海粮油工业有限公司;食盐,中国盐业股份有限公司。

KBL90厨师机,凯伍德有限公司;TF-16发酵箱,北京德顺致诚厨房设备有限公司;SCC WE101 Rational 万能蒸烤箱,莱欣诺有限公司;YS3060分光测色仪,深圳市三恩时科技有限公司;Meso QMR23-060H核磁共振成像分析仪,上海纽迈电子科技有限公司;JSM-7800F热场发射扫描电镜,日本电子株式会社;TA.XT.Plus质构仪,英国 SMS 公司;DHR-2流变仪、DSC250差示扫描量热仪,上海TA仪器有限责任公司;10KVA X射线衍射仪,日本岛津株式会社。

1.2 实验方法

1.2.1 面团的制备

参考臧梁等[15]的方法制备面团:将500 g混合面粉(45%藜麦粉、40%高筋小麦粉、15%谷朊粉,均为质量分数)、62.5 g白砂糖、7.5 g食盐、10 g酵母放入厨师机中混合均匀后倒入310 g水搅拌5 min成团,再加入40 g黄油搅拌9 min使其充分延展,直至面团形成。用保鲜膜包裹后在室温下松弛10 min,将面团分割成150 g后搓圆整形。改良剂以面粉质量百分比加入配方,以未添加改良剂的面包作为空白组,以添加商业改良剂的面包为商业改良剂组。

1.2.2 面包制作工艺及贮藏条件

参考GB/T 14611—2008《粮油检验 小麦粉面包烘焙品质试验 直接发酵法》制作面包。藜麦面团在发酵箱中以32 ℃、85%湿度下醒发90 min。醒发完成后放入已预热好的烤箱中170 ℃烤制20 min。烤制完毕后取出,待室温冷却2 h后进行下一步测定。面包贮藏条件为4 ℃下贮存0、3、7 d。

1.2.3 单因素试验

a)固定PGA添加量为0.3%,木聚糖酶添加量为3 mg/kg,考察不同脂肪酶添加量(0、1、2、4、6 mg/kg)对藜麦面包质构、比容及色度的影响。

b)固定PGA添加量为0.3%,脂肪酶添加量为2 mg/kg,考察不同木聚糖酶添加量(0、1.5、3、4.5、6 mg/kg)对藜麦面包质构和比容的影响。

c)固定脂肪酶添加量为2 mg/kg,木聚糖酶添加量为3 mg/kg,考察不同PGA添加量(0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%)对藜麦面包质构和比容的影响。

1.2.4 响应面试验设计

根据单因素试验结果,选取脂肪酶添加量(mg/kg)、木聚糖酶添加量(mg/kg)及PGA添加量(%)这3个因素为自变量,以硬度和感官评分为响应值,依据Box-Behnken中心组合设计原理进行响应面分析,对藜麦面包进行3因素3水平的响应面分析试验,分析因素与水平见表1。

1.2.5 面包色泽测定

参考李小晗[16]的方法进行色泽的测定,藜麦面包用切片机切片后,用分光测色仪对其3个不同位置进行数值测定,下压距离0.5 mm。

1.2.6 面团发酵特性测定

参考LI等[17]的方法稍作修改,将样品分割成10 g放入50 mL量筒中,记录样品初始体积。将量筒放入32 ℃、湿度85%的发酵箱中恒温恒湿发酵,每0.5 h记录1次样品体积,共5 h。

1.2.7 面团动态流变特性测定

参考YANG等[18]的方法并略作修改,选取面团中心部位,用擀面杖压至2 mm厚,放置于流变仪平台上,当夹具下降至预设间隙后,用塑料刮片刮去多余样品,并用硅油涂于面团边缘,防止水分蒸发造成误差。采用频率扫描的方法,在夹具下降至测试间隙后开始测试。测试条件为:线性黏弹性区域0.01%～1%,形变量0.5%,测定温度25 ℃,扫描频率为0.1～80 Hz,得到样品弹性模量和黏性模量参数。

1.2.8 面包内部纹理结构测定

参考周泓伶[19]的方法并略作修改。将面包切片后选取中间部位用扫描仪进行扫描,再用Image J软件分析面包内部纹理结构。图像分辨率为600 dpi,截取面包中心部位(3 cm×3 cm),将彩色调整为黑白画面,分析气孔密度(气孔数/视野面积,个/ cm2)、气孔均面积(气孔面积/气孔数,mm2)和气孔表面积分率(气孔面积/视野面积,%)。

1.2.9 面包比容测定

根据 GB/T 14611—2008采用菜籽置换法测定面包比容。面包冷却后称重,并测定其体积。计算如公式(1)所示:

(1)

式中:v,面包比容,mL/g;V,面包体积,mL;m,面包质量,g。

1.2.10 面团微观结构测定

参考DE等[20]的方法并略作修改,使用电子扫描显微镜(scanning electron microscope,SEM)进行面团微观结构测定,将面团切成2 cm×2 cm×2 cm大小,于-40 ℃冻藏后放入冻干机中冷冻干燥,取样品中心部位进行喷金,在10 kV电压下进行观察,放大倍数为500×和2 000×。

1.2.11 面包质构测定

参考SIGÜENZA-ANDRÉS等[21]的方法并略作修改。面包冷却后用切片机切片,取中间的面包片进行测定。TPA采用P/50探头,实验参数为;探头初始位置(距离面包)20 mm,测试前、测试中和测试后速度分别为 3、1、5 mm/s;触发力为5 g;应变为30%;每组样品平行测定12次。

1.2.12 面包老化焓值测定

参考MA等[22]的方法并略作修改,将面包放置0、3、7 d,取出中心部位,称取10～15 mg于DSC专用铝制耐高压坩锅中,以空坩埚为对照组。升温范围为 30～100 ℃,升温速率为 10 ℃/min,从 DSC 热流曲线图中分析起始温度(To),峰值温度(Tp)和焓值(ΔH)参数。

1.2.13 X-射线衍射分析

参考杨紫璇[23]的方法,将面包切块冷冻干燥后,磨粉过100目筛,在辐射条件为40 kV和30 mA下进行测试。衍射角扫描条件为4°～ 45°,扫描速度为2°/min。

1.2.14 面包感官评价

由15位成员(7名男性,8名女性)对藜麦面包进行感官评价,按照评分表(表2)进行打分。将面包置于白色盘子上,在自然光下观察面包外观形态和色泽,用切片机切片后,用手轻轻按压内部,感受面包回弹性,观察组织结构,品尝风味和口感,进行整体接受度综合评价。

1.2.15 数据分析与处理

所有数据为3次重复实验测定的平均值,以“平均值±标准差”显示。采用Microsoft Excel 2019软件进行实验数据统计与分析。采用SPSS 26软件进行数据显著性分析,Origin 2021、Design-expert 8.0.6软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 脂肪酶添加量对藜麦面包品质的影响

如图1所示,藜麦面包的硬度随脂肪酶添加量的增大呈现先减小后增大的趋势,在添加量为2 mg/kg时达到最低,其硬度相比未添加组降低了35.63%;弹性和比容也在2 mg/kg时达到最佳值,与未添加组相比分别提高了2.74%和13.40%。结果表明,适量添加脂肪酶可改善藜麦面包的品质,其原因可能是脂肪酶水解面团中的甘油三酯,其产物可以将水分子和油脂分子包裹起来,形成更强的亲水结构,使其面筋网络结构更稳定,改善了面包的韧性,但脂肪酶添加过多生成的甘油酯类也增多,影响了面团的筋力,从而导致面包硬度增大[9]。

不同脂肪酶添加量对藜麦面包色泽的影响见表3,可以看出,随着脂肪酶添加量的增大,面包的L*和b*均呈现先增大后减小的趋势,但都高于未添加脂肪酶的面包,在添加量为2 mg/kg时亮度值最大;而a*随添加量的增大而增大,说明添加脂肪酶后面包的亮度、红度和黄度都增加了,改善了藜麦面包的色泽。已有研究发现脂肪酶能水解面团中的脂质,使其中的色素溶出,同时释放游离脂肪酸,脂肪酸在脂肪氧化酶的作用下产生过氧化物进一步氧化色素,从而达到增白效果[10]。因此选择脂肪酶添加量2 mg/kg为响应面试验的中心点。

2.1.2 木聚糖酶添加量对藜麦面包品质的影响

如图2所示,在木聚糖酶添加量为3 mg/kg时藜麦面包的硬度和弹性达到最佳,而比容则在添加量为4.5 mg/kg时为最大值。结果表明添加适量木聚糖酶后藜麦面包的硬度、弹性和比容皆有所改善,原因可能是木聚糖酶降解不溶性木聚糖生成可溶性木聚糖,通过降低与其他面团成分对水分的竞争,促进面团形成更致密、更连续的面筋网络[12]。而继续添加木聚糖酶后,面包硬度显著增大(P<0.05),可能是因为水解过度造成水分的散失,导致面包硬度升高,品质下降。木聚糖酶添加4.5 mg/kg与添加3 mg/kg时比容值没有显著性差异(P>0.05),因此选择木聚糖酶添加量3 mg/kg为后续响应面试验的中心点。

2.1.3 PGA添加量对藜麦面包品质的影响

如图3所示,随着PGA添加量的增加,藜麦面包的硬度先下降后上升,在添加量为0.3%时达到402.86 g,为最低值(P<0.05);弹性也随着添加量的增加先上升后下降,在0.3%时达到最大值。添加PGA后,藜麦面包的比容也显著上升(P<0.05),在0.2%时达到4.39 mL/g,比未添加PGA的藜麦面包比容提高了49.60%。原因可能是PGA提高了面团的筋力,促进了面筋网络的形成,使面包组织气孔细腻,从而改善面包口感,使其具有良好的支撑能力和持气能力[13]。但添加量过大会导致面团的筋力过强,使面筋网络结构的空间几何阻碍变大,硬度反而增加。在添加量为0.1%～0.4%时面包比容显著高于未添加组(P<0.05),且添加0.2%和0.3%PGA后比容没有显著性差异(P>0.05),为了选取更适宜的添加量,本实验选择PGA添加量0.3%为后续响应面试验的中心点。

2.2 响应面试验

2.2.1 响应面试验结果

根据表4进行逐步回归拟合,得到的复配改良剂对藜麦面包硬度(Y)和感官评价(Z)影响的回归方程为:

Y=+327.46-1.48A+7.85B+3.43C+4.08AB+12.50AC-28.68BC+2.63A2+39.83B2+46.35C2

Z=+92.40+0.13A-0.12B-0.50C-2.00AB-2.75AC+2.75BC-3.45A2-7.45B2-9.20C2

式中:A,PGA添加量;B,脂肪酶添加量;C,木聚糖酶添加量。

将复配改良剂对藜麦面包硬度和感官评价影响的回归模型作方差分析,以检验模型的准确性,结果见表5和表6。

如表5和表6可知,硬度和感官评价的回归模型P值均<0.01,表明模型极显著,说明该模型成立,本试验方法可靠。失拟项均不显著(P>0.05),表明回归方程无失拟因素存在,拟合较好。对于硬度(Y),二次项B2、C2,以及交互项BC为极显著(P<0.01),其他项为不显著(P>0.05),表明在采用该拟合回归方程模型时需要考虑BC之间的交互作用;对于感官评价(Z),二次项B2、C2为极显著(P<0.01),表明在采用该模型时不用考察三因素之间的交互作用[24]。

2.2.2 响应面分析

各因素交互作用对藜麦面包硬度和感官评价的影响如图4和图5所示。藜麦面包的硬度随脂肪酶和木聚糖酶添加量的增大都先减小后增大,而随PGA添加量的增加逐渐增大。感官评分随脂肪酶、木聚糖酶和PGA的添加先增大后减小。响应曲面代表着各因素对响应值的影响程度,曲面越陡、等高线排列越紧密,表明影响程度越大。图4和图5表明各因素交互作用对藜麦面包的硬度和感官评分有显著影响。

通过回归模型计算得到优化后的条件为PGA添加量为0.31%,脂肪酶添加量为1.92 mg/kg,木聚糖酶添加量为2.90 mg/kg,在此条件下理论得到的硬度值为326.65,感官评分为92.38分。考虑到实际操作的可行性,将添加量修正为PGA添加量为0.3%,脂肪酶添加量为1.9 mg/kg,木聚糖酶添加量为2.9 mg/kg,进行3次重复实验进行验证,硬度值为327.08 g,感官评分为91.50分,与模型预测值较为接近,证实了藜麦面团面包复配改良剂添加量模型的准确性。

2.3 复配改良剂对藜麦面包品质的影响

为进一步探究复配改良剂对藜麦面包品质的影响,以未改良的藜麦面团为空白组(control),以添加商业改良剂的藜麦面团为商业改良剂组(commercial improver,CI),与响应面优化后的组别(optimization, OI)进行对比,研究藜麦面团面包发酵流变特性、烘焙特性和老化特性的变化。

2.3.1 发酵特性

面团的发酵特性与持气能力相对应。藜麦面团的发酵特性如图6所示。

发酵1 h时,面团的发酵体积迅速增大,随后缓慢上升,在1.5 h时达到最大值,control、CI和OI的发酵体积分别为31.67、36.67、38.33 mL。随着发酵时间的延长,面团发酵体积逐渐下降,control组面团体积在发酵2 h后开始急速下降,而OI组面团体积下降速度较缓。原因可能是面团中的面筋网络结构类似于一种薄膜,可以将CO2保留在面团内部[25]。发酵时间越长,酵母产生的CO2越多,而面筋网络的持气性和延展性有限,在气体保留量达到最大值后,薄膜破裂,CO2渗漏[17]。说明优化后的复配改良剂能提高藜麦面团的持气性和面筋网络结构的延展性,且效果优于商业改良剂。

2.3.2 动态流变特性

面团的流变特性反映出面筋网络结构的稳定性和淀粉间相互作用的强度,弹性模量(G′)和黏性模量(G″)分别代表面团的弹性性能和黏性性能[18]。如图7,面团的弹性模量总是大于黏性模量,说明藜麦面团整体以弹性为主。在同一频率下,CI、OI组藜麦面团的黏弹性显著高于control组(P<0.05)。黏弹性越大,说明面团的面筋网络结构越致密,淀粉颗粒均匀地填充在网络结构中,结构越强,面团的筋力越强[26]。添加了优化后复配改良剂的藜麦面团的黏弹性优于添加商业改良剂的面团,说明在优化后的复配添加量下,脂肪酶、木聚糖酶和PGA的协同作用更佳。

2.3.3 纹理结构与比容

一般来说,气孔大小均一、分布均匀、数量多且无大气孔的面包芯为质量良好。藜麦面包的切片扫描图和对应的用软件分析后的图像如图8所示,control组面包切片图中可以看出其气孔不均匀,出现了明显大气孔,而CI组和OI组的面包气孔更细腻,说明添加改良剂后,藜麦面包的持气性更好,能形成稳定的面筋网络结构[9]。但与CI组相比,OI组的气孔分布更均匀。表7是藜麦面包比容和气孔纹理结构的具体参数,可以看出OI组面包的气孔表面积分率和气孔密度都显著高于control组和CI组(P<0.05),而气孔均面积则显著低于其他两组(P<0.05),说明优化后的改良剂在改善面包纹理结构方面优于商业改良剂。CI和OI组的比容与control组相比分别提高了1.90%和3.78%,说明改良剂的加入使藜麦面团面筋网络结构更稳定,持气性更好。添加了优化后复配改良剂的面包比容最大,说明优化后的复配改良剂更有助于提高藜麦面包的体积,改善效果优于商业改良剂,且添加剂种类更少,起到绿色、清净标签的作用。

2.3.4 微观结构

面团的面筋网络结构由紧密连接的面筋蛋白作为骨架,淀粉颗粒镶嵌其中而构成,支撑着整个体系[27]。一般来说,紧密而均匀的面筋网络结构更为稳定,持气性更好。藜麦面团微观结构如图9所示,在较低的倍数下观察,可以看出control组的淀粉颗粒未完全被面筋网状结构覆盖,淀粉溶出程度较深,整体有明显孔洞出现,其网络结构不连续;CI组的孔洞有所减少,但淀粉颗粒仍有部分溶出,均匀的分散在面筋蛋白之间;而OI组可以观察到淀粉颗粒被紧密的包裹在网络结构之间,使面团结构更加连续致密,表明优化后改良剂稳定面筋网络结构的能力更好,可以使产品形成良好的质地和口感[9]。

2.3.5 质构

硬度和弹性反映了面包的品质,硬度低弹性大的面包口感更好。如图10所示,贮藏时间越长,面包的硬度越大,而弹性则呈缓慢减小的趋势。说明藜麦面包在贮藏的过程中发生了老化,水分散失,口感下降。在相同的贮藏时间内,OI组面包的硬度显著低于control组和CI组(P<0.05),贮藏7 d后,control、CI和OI组的硬度分别提高了2.51倍、2.17倍和1.96倍,经响应面优化后,藜麦面包硬度升高速率明显减缓,说明复配改良剂的加入有助于延缓面包的老化[28]。

2.3.6 老化焓值

老化焓值的变化情况可以反映出面包的老化情况,老化焓值表示淀粉晶体熔化需要吸收的热量,老化焓值越高,说明面包中的直链淀粉重结晶越多,面包老化越严重[22]。由表8可知,随着贮藏时间的延长,藜麦面包的老化焓值逐渐增大,贮藏7 d后,control组的面包老化焓值上升了3.54倍,而OI组面包的老化焓值上升了2.25倍,上升速率明显有所减缓。说明添加优化完的改良剂后,藜麦面包的老化速率降低,有效延缓了面包的老化。结果表明脂肪酶、木聚糖酶和PGA具有协同作用,与同类面包商业改良剂相比,改善效果更好,此结果与之前的研究结果一致。

2.3.7 淀粉结晶度

淀粉重结晶代表着面包开始老化[29]。如图11-a可知,未贮藏的面包在20°存在单个V型衍射峰,为直链淀粉-脂质复合物的V型衍射峰[23]。贮藏7 d后(图11-b),所有组别的藜麦面包在17°,22°处出现两个衍射峰,即为B型结晶结构,表明淀粉在相同的贮藏时间内均发生了重结晶。另外,淀粉的结晶度与面包的老化程度呈正相关。由表9可知,OI组面包的结晶度显著低于CI和control组(P<0.05)。在贮藏的过程中,淀粉结晶度逐渐变大,这是由于直链淀粉重新聚集在一起形成双螺旋结构,支链淀粉侧链重新排列,从无序状态逐渐转变为有序的晶体状态,淀粉发生老化[30]。贮藏7 d后,control、CI与OI组的结晶度分别上升了4.25%、4.08%和3.78%,说明添加了优化后复配改良剂的面包的老化速率低于未添加的和添加商业改良剂的面包,综上可知,优化后的复配改良剂能够有效改善面包的品质,延缓老化。

3 结论与讨论

本文通过单因素和响应面试验得到脂肪酶、木聚糖酶和PGA复配的最适添加量为脂肪酶1.9 mg/kg,木聚糖酶2.9 mg/kg,PGA 0.3%,在此基础上与商业改良剂对比,研究复配改良剂对藜麦面团面包发酵流变特性、烘焙特性和老化特性的影响。研究结果发现,优化后的复配改良剂和商业改良剂皆显著降低藜麦面包的硬度,提高弹性。但贮藏7 d后,优化的复配改良剂使藜麦面包硬度升高速率明显减缓。同时,淀粉结晶度上升速率与添加商业改良剂的面包相比也明显降低。另外,优化后的改良剂在改善微观纹理结构方面也优于商业改良剂,其气孔分布更均匀,且无大气孔存在。淀粉颗粒被紧密的包裹在网络结构之间,使面筋网络结构更稳定。结果表明,响应面优化的复配改良剂的改善效果优于商业改良剂,为高比例藜麦面包品质研究及清洁标签提供了理论支撑。

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Effect of compound enzyme preparation and propylene glycol alginate on the quality of quinoa bread

LIU Yingnan1, SHANG Shan1, JIANG Pengfei1, FU Baoshang1, WEN Chengrong1, GAO Tong2, FENG Dingding1, QI Libo1*

1(SKL of Marine Food Processing & Safety Control, National Engineering Research Center of Seafood, Collaborative Innovation Center of Seafood Deep Processing, School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China)2 (Guangzhou Restaurant Group Likoufu Food Co. Ltd., Guangzhou 511442, China)

ABSTRACT To improve the poor quality of bread with a high proportion of quinoa flour, response surface analysis was used to investigate the effect of lipase (1, 2, and 3 mg/kg), xylanase (1.5, 3, and 4.5 mg/kg), and propylene glycol alginate (PGA) (0.2%, 0.3%, and 0.4%) on the hardness and sensory evaluation of quinoa bread.The response surface optimization was designed based on the single-factor experiment, and the final optimal formula of the compound improver was lipase 1.9 mg/kg, xylanase 2.9 mg/kg, and PGA 0.3%.Furthermore, the effects of the optimized improver (OI) on the fermentation and rheological characteristics, baking performance and retrogradation of quinoa dough and bread were evaluated by comparing with commercial improver (CI) (3% vitamin C, 2% calcium sulfate, 0.3% glucose oxidase, 0.2% hemicellulose, 0.2% xylanase, 0.1% α-amylase).Results showed that both kinds of improvers could improve the fermentation and rheological characteristics of dough.The bread hardness of the control, CI, and OI groups were 426.63 g, 341.96 g, and 284.66 g, respectively (P<0.05), and the specific volume was 4.11 mL/g, 4.19 mL/g, and 4.27 mL/g, respectively (P<0.05).The cell area fraction and density in the OI group were significantly higher than the control and CI groups (P<0.05).After 7 days of storge, the hardness of bread of the control, CI, and OI groups increased by 2.51, 2.17, and 1.96 times, respectively.And the starch crystallinity increased by 4.25%, 4.08%, and 3.78%, respectively.Meanwhile, the retrogradation enthalpy increased by 3.54, 2.79, and 2.25 times.In conclusion, the compound improver optimized by the response surface can significantly improve the baking characteristics of quinoa bread and effectively alleviate its retrogradation.

Key words quinoa bread;fermentation rheology;starch crystallinity;retrogradation;response surface optimization

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038277

引用格式：刘英囡,尚珊,姜鹏飞,等.复配酶制剂与海藻酸丙二醇酯对藜麦面包品质的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(23):95-105.LIU Yingnan, SHANG Shan, JIANG Pengfei, et al.Effect of compound enzyme preparation and propylene glycol alginate on the quality of quinoa bread[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(23):95-105.

第一作者：硕士研究生(祁立波高级工程师为通信作者,E-mail:905390442@qq.com)

基金项目：国家重点研发计划重点专项(2022YFF1100503)

收稿日期：2023-12-15,改回日期：2024-02-21