海藻糖对冷冻馒头质构特性及水分状态的影响

彭瑞芳,张霞,田郁,邢金金,郑雅,王琦,梁赢,王金水*

(河南工业大学 生物工程学院,河南 郑州,450001)

摘 要 为解决冷冻馒头品质劣变的问题,该文研究了添加海藻糖对冻融循环处理的冷冻馒头质构特性、水分含量、水分分布、面筋蛋白含量和微观结构的影响。结果表明,海藻糖能有效改善冷冻馒头的品质,表现为改善馒头的硬度和咀嚼性,添加量为2%(质量分数)时使面筋网络结构更致密,有效降低了冻融循环对馒头结构的破坏。对处理前后馒头水分状态分析发现,在冻融3次、海藻糖添加量为2%时馒头保水性显著提高,馒头皮的强束缚水、弱束缚水的豫驰时间和强束缚水对应的峰面积分别增加了26.2%、22%和4.96%,从而抑制馒头的水分迁移,减少水分的流失。综上所述,海藻糖添加量为2%时,改善冷冻馒头的加工品质效果最好。该研究为海藻糖在冷冻馒头加工中品质提升方面的应用奠定了理论基础。

关键词 海藻糖;冷冻馒头;质构特性;水分分布

馒头是以小麦粉为主原料加工而成的中国传统主食,以其独特的风味、优良的品质和丰富的营养得到了广泛的认可,同时,也越来越受到其他国家的关注[1]。因此,随着经济的发展,城市化进程的加快,营养需求的增加,馒头的产业化潜力巨大[2]。但是,新鲜馒头具有成分单一、含水量高、易变质、保质期短等特点,已经限制了其产业化发展的空间,无法满足现代消费者的需求[3]。为提高馒头的货架期,一般采用低温贮存的方式,其中冷冻是最常见的方法,贮藏期可达半年以上[4]。虽然冷冻技术被广泛认为是食品防腐的安全方法,但是馒头在贮藏过程中易生成冰晶,导致其硬度增强、口感变差,从而影响了其品质[5]。冷冻处理会导致面团中的面筋蛋白网络结构减弱,酵母活性降低,从而对馒头的质量产生影响[6]。研究发现,冻融或冻藏处理会导致馒头的品质下降[7-8]。因此,优化冷冻馒头品质对冷冻馒头工业化发展具有重要意义。

近年来,国内外学者对冷冻馒头的保鲜技术进行了大量的研究,并研发出了新型的添加剂,如多糖、乳化剂、抗冻蛋白等。其中,最常用的添加剂是多糖,由于多糖的亲水性强,面团内的水分迁移和蛋白质解聚会受到限制[9]。KOU等[10]研究发现壳寡糖可以增加冷冻馒头的比体积并降低硬度,提高冷冻馒头的品质。LI等[3]研究发现麦芽糊精的加入减少了结合水的损失,提高了面包的比体积。FU等[11]研究发现海带多糖的加入显著提高了冷冻面包在贮藏过程中的比体积、含水量和质构特性。在这些研究的基础上,越来越多的多糖被应用到馒头中以改善其性能。

海藻糖是由2个葡萄糖分子通过α,α-1,1-糖苷键连接而成的非还原性双糖[12]。2000年,海藻糖在美国食品药品监督管理局的规定下,被列为“普遍认为安全”的食品成分[13];2009年,我国出台了海藻糖的国家标准(GB/T 23529—2009《海藻糖》)并正式实施;2014年,国家卫计委指出将海藻糖按照普通食品管理规定(国卫办食品函〔2014〕351号)。海藻糖作为一种稳定的冷冻保护剂,在面团、虾肉、鱼糜等食品中得到广泛应用,其作用是减少水分流失,保持食品的坚韧质地,稳定蛋白质结构。糖类分子与蛋白质之间的相互作用主要包括氢键、静电相互作用和疏水相互作用[14]。有研究发现,海藻糖可通过阻碍水、面筋和淀粉分子之间的相互作用,从而抑制面团的水分迁移,提高其保水性[15]。此外,海藻糖还具有延长冻藏期、增强酵母细胞活力、维持面筋网络结构的持气性以及减少冰晶生成等作用,从而提升冷冻馒头的品质。高文倩等[16]研究发现,添加2%的海藻糖可以提高水饺皮的保水性。陈威[17]研究发现海藻糖可以增加冷冻面团馒头的比容、白度、弹性,减小其硬度,从而提高馒头的品质。虽然海藻糖是一种新型的冷冻食品稳定剂,但其对改善冷冻馒头品质的作用尚不明确。因此,将海藻糖添加到冷冻馒头中,对其抗冷冻的研究具有重要意义,并将有助于更优品质冷冻馒头的应用与开发。

本研究测定了海藻糖对不同冻融循环下冷冻馒头的质构特性、水分含量、水分分布迁移、面筋蛋白含量和微观结构的影响,旨在为冻融循环中添加海藻糖以稳定冷冻馒头提供理论依据,并进一步证明海藻糖在冷冻馒头中的潜在应用,拓宽了海藻糖的应用范围。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

美玫牌馒头用小麦粉(蛋白质9%,湿面筋含量25%),江苏南顺食品有限公司;海藻糖(食品级),德州汇洋生物科技有限公司;高活性干酵母,安琪酵母股份有限公司。

二硫苏糖醇,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;十二烷基硫酸钠,北京索莱宝生物科技有限公司;浓硫酸、硫酸钾、硫酸铜、氢氧化钠、盐酸,天津化学试剂厂;硼酸、甲基红,洛阳市化学试剂厂;溴甲酚绿,沈阳思诺达生物科技有限公司。以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

U535-86超低温冰箱(-50 ℃),英国艾本德公司;FCD-270SE海尔电冰柜,青岛海尔特种电冰柜有限公司;KBF 240恒温恒湿箱,德国BINDER公司;803400面筋聚集仪,德国Brabender公司;TA-XT Plus质构仪,德国Brabender公司;HK-04A手提式粉碎机,广州市旭郎机械设备有限公司;Quanta 250FEG扫描电子显微镜,捷克FEI公司;MicroMR-CL-1核磁共振仪,苏州纽迈电子科技有限公司;KJELTEC 8400凯氏定氮仪,美国福斯分析仪器公司;BSA223S电子天平,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;C21-IH01D电磁炉,浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 馒头混合粉的制备

称取5份100 g的小麦粉依次加入0、1、2、3、4、5 g海藻糖放入粉碎机中2~3 s进行混合均匀,密封、室温保存备用。

1.3.2 冷冻馒头的制备

参考WANG等[18]的方法并稍作修改。称取上述混合粉100 g,加入0.5 g酵母粉和50 mL蒸馏水置于和面机中混合搅拌12 min成面团。将面团分割成25 g的小面团,将其做成馒头形状。将馒头坯置于恒温恒湿箱中(85%湿度、37 ℃温度)醒发40 min。将醒发好的馒头生坯放在蒸锅中,电磁炉2 100 W沸水蒸制30 min,焖制5 min。将馒头自然冷却1 h,置于密封袋中包装。随后将馒头放在-50 ℃冰箱中速冻2 h至馒头中心温度达到-20 ℃,然后在-20 ℃的冰柜冷藏46 h后取出,在室温下解冻2 h为一次冻融循环,分别进行0、1、2、3、4、5次冻融循环。

1.3.3 冷冻馒头质构特性的测定

将制备好的馒头样品切成15 mm厚的薄片,采用质构仪所配备的P1.5标准探头测定馒头的硬度、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性和回复性。参照LIU等[19]的方法略有修改,测试参数为:测试前速度:3 mm/s;测试时速度:1 mm/s;测试后速度:1 mm/s;压缩比例:50%;触发力:5 g。

1.3.4 冷冻馒头水分含量的测定

根据GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》测定冷冻馒头芯、皮、瓤的水分含量。

1.3.5 冷冻馒头水分分布的测定

参照张艳艳等[20]的方法采用核磁共振波谱法(nuclear magnetic resonance spectroscopy,NMR)研究了冻融循环过程中馒头芯、皮的水分分布情况,并根据实际情况做了修改。横向弛豫曲线采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脉冲序列模式,测量温度为32 ℃。测试参数如下:采样点数:TD=666 666;重复扫面次数:NS=16;回波个数:C0 NH=1 500;弛豫衰减时间:D0=1 s。

1.3.6 冷冻馒头贮藏蛋白含量的测定

参照母梦羽[21]的方法按照Osborne法提取醇溶蛋白和麦谷蛋白。称取2 g馒头冻干粉放入烧杯中,然后以1∶5(g∶mL)的料液比和70%的乙醇提取醇溶蛋白。Tris-HCl缓冲液(pH 7.5)含有50%(体积分数)异丙醇和1 g/100 mL二硫苏糖醇,用于提取麦谷蛋白,每次操作进行2次。将提取的麦谷和醇溶蛋白用自动凯氏定氮仪测定蛋白含量。

1.3.7 冷冻馒头微观结构的测定

参考GUO等[22]的方法并稍作修改,选取冻融0和3次,海藻糖添加量为0%和2%的馒头进行冻干。将冻干后的馒头切成小块,置于实验台上,截面朝上喷金1 min。使用扫描电子显微镜在3 kV的电子枪加速电压下,对冻干馒头的横截面进行检测。图像以100倍的放大倍率拍摄。

1.4 数据统计与分析

本实验中的所有数据均为3次平行实验的平均值。采用IBM SPSS Statistics 25软件进行显著性分析(P<0.05),并利用Origin Pro 2021进行绘图。

2 结果与分析

2.1 海藻糖对冷冻馒头质构特性的影响

质构是衡量馒头品质的一个重要指标[1]。由表1可知,海藻糖对冷冻馒头硬度、弹性、咀嚼性均有显著影响(P<0.05)。硬度是决定面团质量的重要参数,硬度越小,馒头越软[22]。由表1可知,在未添加海藻糖的情况下,硬度随着冻融次数的增加呈现先上升后下降的趋势,冻融3次时,硬度达到了最大值(19 249.14 g),与对照(15 527.71 g)相比,增加了23.97%。冻融3次后,硬度呈下降的趋势,可能是由于随着冻融次数的增加,导致馒头内部裂缝增加,从而降低了硬度[9]。添加海藻糖后,硬度随着添加量的增加呈现先上升后下降的趋势,添加3%(质量分数,下同)海藻糖后,硬度呈下降的趋势,可能是因为过量的海藻糖会抑制淀粉颗粒的膨胀,并与面筋竞争可用的水分,从而促进了面筋蛋白的解聚,导致馒头硬度降低[23]。添加2%海藻糖的馒头硬度变化幅度最小,升降幅度在5%以内。说明添加2%海藻糖能维持馒头在冻融循环过程中的稳定性。冻融过程降低了馒头的弹性和回复性,这可能是由于冻融循环处理弱化了馒头面筋蛋白网络结构的形成,使馒头难以形成稳定的结构[4]。添加海藻糖后,馒头的弹性、回复性无显著差异,但在冻融4次和5次、添加量为2%时,馒头弹性的数值最大。咀嚼性表示消化馒头时所做的功,它综合反映了馒头对咀嚼的持续抵抗性[24]。咀嚼性跟硬度呈现相似的趋势,添加2%海藻糖馒头的咀嚼性在冻融循环过程中的变化范围不超过10%,说明添加2%的海藻糖能够维持馒头在冻融循环过程中的韧性。综上所述,在馒头中加入2%的海藻糖可以提高其在冻融循环过程中的结构稳定性。

表1 海藻糖对冷冻馒头质构特性的影响
Table 1 Influence of seaweed on texture characteristics of frozen steamed bread

冻融次数/次添加量(质量分数)/%硬度/g弹性内聚性咀嚼性/g回复性空白15 527.71±775.84CDc0.86±0.01Aa0.78±0.03Aa10 417.31±690.51Cc0.30±0.01Aa117 097.82±557.4Bb0.83±0.02Aa0.76±0.08Aa10 747.55±353.38Bbc0.32±0.03Aa0217 872.72±501.99Ab0.81±0.04Aa0.72±0.10Aa11 567.90±468.56Ab0.28±0.04ABa319 446.45±563.99Ba0.79±0.02Aa0.79±0.04Aa13 282.26±646.47ABa0.34±0.02Aa415 699.22±453.3Cc0.87±0.08Aa0.69±0.14Aa9 729.84±254.47Cc0.26±0.06Aa515 101.68±340.12Cc0.82±0.03Aa0.77±0.00Aa9 697.17±243.52Bc0.29±0.01Aa空白16 737.56±536.11BCc0.82±0.04Aa0.69±0.08Aa11 312.51±464.88BCb0.27±0.03Aa117 794.01±157.57ABbc0.81±0.03Aa0.66±0.08Aa11 409.80±784.09ABb0.24±0.03Aa1218 079.72±375.63Abc0.78±0.01Aa0.78±0.03Aa11 698.71±1032.49Ab0.30±0.02ABa321 275.45±639.01Aa0.83±0.03Aa0.67±0.12Aa13 933.10±156.72Aa0.25±0.05ABa419 121.8±841.73Ab0.84±0.05Aa0.67±0.11Aa11 504.95±1070.91Bb0.24±0.04Aa517 235.67±821.42Bc0.84±0.04Aa0.76±0.03Aa11 033.99±1043.35Ab0.26±0.01Aa空白17 969.04±575.3Bc0.81±0.02Aa0.78±0.03Aa12 166.64±723.59ABbc0.30±0.01Aa118 087.91±130.3Ac0.87±0.02Aa0.62±0.11Aa12 337.61±369.98Abc0.23±0.05Aa2218 463.64±315.77Abc0.87±0.05Aa0.66±0.11Aa12 590.54±322.17Ab0.24±0.04ABa321 734.56±248.8Aa0.85±0.04Aa0.59±0.14Aa14 184.15±278.62Aa0.21±0.06ABa419 405.44±291.49Ab0.86±0.01Aa0.63±0.12Aa11 555.39±755.83Bbc0.23±0.05Aa518 118.60±969.81ABc0.82±0.07Aa0.64±0.14Aa11 227.40±540.02Ac0.24±0.07Aa空白19 249.14±550.77Abc0.81±0.03Aa0.57±0.11Aa13 436.30±429.07Aab0.22±0.05Aa118 482.23±109.31Ac0.83±0.01Aa0.76±0.04Aa12 258.19±404.11Ac0.30±0.01Aa3218 569.04±213.23Ac0.83±0.05Aa0.62±0.09Aa12 679.17±718.45Abc0.24±0.03ABa321 933.57±432.4Aa0.82±0.03Aa0.54±0.08Aa14 294.56±614.47Aa0.19±0.03Ba419 997.06±372.14Ab0.84±0.07Aa0.59±0.13Aa12 992.82±132.73Abc0.21±0.04Aa518 792.95±569.74Ac0.89±0.05Aa0.78±0.06Aa11 922.36±305.85Ac0.29±0.02Aa空白16 952.19±476.4Bcd0.84±0.03Aa0.67±0.04Aa10 265.15±978.72Cbc0.26±0.02Aa117 720.22±329.42ABbc0.79±0.03Aa0.62±0.11Aa10 504.34±711.11Bb0.24±0.06Aa4217 834.78±566.05Ab0.85±0.02Aa0.80±0.02Aa11 637.48±405.15Aab0.34±0.01Aa319 136.07±59.3BCa0.84±0.01Aa0.70±0.04Aa12 246.61±872.92Ba0.27±0.03ABa416 758.43±96.56Bd0.81±0.03Aa0.70±0.04Aa8 889.37±377.19CDcd0.26±0.02Aa513 633.65±479.36De0.85±0.04Aa0.74±0.04Aa8 113.54±240.39Cd0.27±0.01Aa空白15 136.77±481.5Db0.80±0.03Aa0.59±0.12Aa8509.66±230.98Dcd0.23±0.05Aa115 593.80±536.71Cb0.78±0.05Aa0.63±0.11Aa8632.28±225.43Cc0.23±0.05Aa5217 653.51±873.67Aa0.85±0.03Aa0.61±0.09Aa9982.70±90.25Bb0.23±0.04Ba318 222.91±422.04Ca0.77±0.03Aa0.63±0.12Aa10 908.48±302.97Ca0.23±0.04ABa414 909.8±457.67Cb0.81±0.02Aa0.71±0.05Aa7 826.90±227.26Dd0.26±0.02Aa512 685.01±206.68Dc0.82±0.04Aa0.72±0.04Aa6 468.88±627.58De0.26±0.02Aa

注:不同大写字母代表同一浓度不同冻融循环之间差异显著,不同小写字母代表同一冻融循环不同浓度之间差异显著(P<0.05)(下同)。

2.2 海藻糖对冷冻馒头水分含量的影响

水分含量是影响冷冻馒头质地以及内部纹理结构的决定性因素,在一定范围内,高水分含量能提升其质构特性、口感、体积及比容[22]。本研究测定了不同冻融条件及海藻糖添加量对冷冻馒头芯、皮、瓤水分含量变化的影响。如图1所示,在未添加海藻糖的情况下,随冻融次数增加,馒头芯水分保持相对稳定,而馒头瓤和皮的含水量都有所降低,尤其在冻融3次后明显下降。在经过3次冻融后,馒头皮的水分含量从41.56%下降至38.15%。添加海藻糖后,馒头皮的水分含量随着海藻糖的增加逐渐升高,添加2%时明显上升,馒头皮的水分含量从38.15%上升至39.35%。在经过5次冻融后,添加2%和5%海藻糖的馒头皮的水分含量增长幅度无显著性差异。冻融3次后,馒头瓤的水分含量从41.40%下降至40.44%。在馒头瓤中添加2%海藻糖后,水分含量从40.44%上升到41.78%,增幅最为显著。结果表明,海藻糖的添加能够有效地抑制馒头在冷冻过程中水分的流失,这可能与海藻糖含有大量的亲水基团有关。其中海藻糖添加量为2%时,效果更为显著。

A-馒头芯水分含量;B-馒头瓤水分含量;C-馒头皮水分含量

图1 海藻糖对冷冻馒头芯、瓤、皮水分含量的影响
Fig.1 Influence of trehalose on the moisture content of frozen steamed bread core, flesh and skin

注:不同大写字母表示同一浓度不同冻融循环差异显著,不同小写字母表示同一冻融循环不同浓度差异显著(P<0.05)(下同)。

2.3 海藻糖对冷冻馒头水分分布的影响

冷冻馒头的品质在很大程度上受到水分分布的影响。利用低场核磁共振(low-field NMR,LF-NMR)分析水的状态,从横向弛豫时间T2分布图谱(图2)中可以看出,弛豫图中有3个峰,说明存在3种不同形式的水。T21为面团中的强束缚水,与淀粉和蛋白质结合紧密;T22为弱束缚水;T23反映了面团中可以自由移动的自由水[25]。由表2可知,在未添加海藻糖的情况下,馒头经过冻融后,馒头皮的T21T22明显下降,冻融3次后,馒头皮的T21T22分别下降了63%和53.7%,冻融5次后,馒头皮的T21T22分别下降了63%和58.3%。说明在冻融过程中,冰晶会破坏面筋蛋白的网络结构,使蛋白质冷冻变性,导致面筋蛋白品质劣变,因此面筋蛋白与水的结合能力降低[26]。添加海藻糖后,冻融3次后,馒头皮的T21T22分别下降了36.8%和31.7%,冻融5次后,馒头皮的T21T22分别下降了42%和40.2%。并且,添加海藻糖的馒头皮的T2向左移动,说明加入海藻糖可以增强水分与馒头的相互作用强度,从而降低水分迁移率[27]。此外,由表3可知,馒头芯的T21T22都明显增加,说明海藻糖的添加提高了冷冻馒头的持水性。

a-为馒头皮弛豫时间分布;b-馒头芯弛豫时间分布

图2 海藻糖对冷冻馒头皮、馒头芯水分分布的影响
Fig.2 Influence of trehalose on water distribution of frozen steamed bread skin and steamed bread core

表2 海藻糖对馒头皮水分弛豫时间T2及对应峰面积比例变化的影响
Table 2 Effects of trehalose on water relaxation time T2 and corresponding peak area ratio of steamed bread skin

海藻糖添加量(质量分数)/%冻融次数/次T21T22T23A21A22A2300.30±0.14Aa6.89±1.34Aa160.80±7.89Aa28.61±1.35Ba71.03±1.47ABa0.36±0.13Aa030.11±0.01Ba3.19±0.31Ba130.57±6.41Ba30.03±1.07Aa69.61±1.08Ba0.36±0.02Aa50.11±0.00Ba2.87±0.14Ba114.19±16.76Ca28.22±1.08Ba71.37±1.15Aa0.41±0.07Aa00.19±0.01Aa5.17±0.00Aa184.75±9.07Aa28.36±0.26Ba71.39±0.26Aa0.25±0.00Bb230.12±0.01Ba3.53±0.17Ba130.57±6.41Ca30.42±0.14Aa69.26±0.09Ba0.33±0.05Aa50.11±0.00Ca3.09±0.45Ca172.36±8.46Ba27.37±2.33Ba72.40±2.30Aa0.23±0.02Bb

表3 海藻糖对馒头芯水分弛豫时间T2及对应峰面积比例变化的影响
Table 3 Influence of trehalose on water relaxation time T2 and corresponding peak area ratio of steamed bread core

海藻糖添加量(质量分数)/%冻融次数/次T21T22T23A21A22A2300.28±0.06Aa6.83±0.00Aa581.92±57.04ABa26.48±0.59Aa73.40±0.59Ba0.13±0.00Aa030.26±0.03Ab6.83±0.00Aa694.30±101.88Aa22.98±0.25Ba76.95±0.23Aa0.07±0.02Ba50.26±0.03Aa6.60±0.32Aa563.76±82.73Bb22.64±0.50Ba77.24±0.52Aa0.12±0.02Aa00.34±0.05Aa7.32±0.00Aa581.92±57.04Ca25.84±0.05Aa74.05±0.08Ca0.11±0.03Aa230.31±0.02Aa7.32±0.00Aa721.85±140.84Ba23.39±0.26Ba76.53±0.20Ba0.07±0.06Aa50.23±0.00Bb7.32±0.00Aa1005.82±8.23Aa22.05±0.12Ca77.94±0.11Aa0.01±0.01Bb

A21A22A23代表强束缚水、弱束缚水、自由水对应的峰面积。A21的比例越高,说明紧密结合水的含量越高,面团的持水能力越强。海藻糖、淀粉和蛋白质竞争可用的水,导致水分子在生物分子周围重新排列[25]。在未添加海藻糖的情况下,馒头芯的A21经过冻融3次和5次后分别降低了13.2%和14.5%,冻融3次后,馒头皮的A21上升了4.96%。添加海藻糖后,馒头芯的A21经过冻融3次和5次后分别下降了11.67%和16.7%,冻融3次后,馒头皮的A21上升了7.26%。结果表明,2%添加量的海藻糖可以有效减缓水分的迁移,降低水分流失,提高馒头的持水性。海藻糖结构中含有羟基,容易与水分子形成氢键,限制水分子的迁移[15]。由此推测,在面筋网络形成的过程中,海藻糖内的羟基与面筋蛋白以氢键作用,形成致密网络结构,从而增强馒头的保水能力,使之具有较高的水合作用。

2.4 海藻糖对冷冻馒头贮藏蛋白含量的影响

醇溶蛋白和麦谷蛋白通过分子间二硫键形成黏弹性的面筋网络,醇溶蛋白有利于面团的黏性和延展性,而麦谷蛋白赋予面团的硬度和弹性[28],面筋蛋白的这些组成会影响面团的强度。图3表示海藻糖对馒头在冻融循环过程中贮藏蛋白含量的影响,从图中可以看出,经过冻融循环后,麦谷蛋白的含量无显著性变化,添加海藻糖后,数值略有降低,可能是由于海藻糖的羧基与麦谷蛋白亚基通过静电相互作用发生交联,导致麦谷蛋白亚基的交联程度降低[29]。在未添加海藻糖的情况下,醇溶蛋白的含量经过冻融后有所下降,可能是因为冻融循环促进了醇溶蛋白的解聚[30]。添加海藻糖后,在冻融3次后数值略有上升,说明海藻糖对醇溶蛋白的结构具有一定的保护作用。冻融5次后,含量略有降低,这可能与海藻糖的亲水结构有关,该结构有利于其与醇溶蛋白和麦谷蛋白结合,并促进分离的面筋分子结合在一起形成连续的面筋网络,从而改善冷冻馒头的面筋蛋白结构[31]

a-麦谷蛋白含量;b-醇溶蛋白含量

图3 海藻糖对冷冻馒头贮藏蛋白的影响
Fig.3 Effect of trehalose on storage protein of frozen steamed bread

2.5 海藻糖对冷冻馒头微观结构的影响

通过扫描电镜观察了冷冻馒头在冻融循环过程中微观结构的变化。如图4所示,在未添加海藻糖的情况下,未经过冻融的馒头(图4-a)含有较大的孔洞,但是面筋网络结构具有一定的连续性,说明未经过冻融循环的馒头结构仍具有一定的完整性,冻融3次的馒头(图4-c)出现明显的断裂,面筋网络结构的连续性变差,说明冻融循环对馒头组织造成破坏,使其稳定性下降[32]。添加海藻糖后,未经过冻融循环的馒头(图4-b)的微观结构孔洞较少,面筋网络结构连续紧密且均匀,冻融3次的馒头(图4-d)孔洞变小,面筋网络结构更完整、连续,表明海藻糖的添加可以保持馒头的网络结构。这可能是因为海藻糖与蛋白质之间的氢键和疏水作用有利于形成紧密的网络结构。有研究表明,与对照面团相比,添加了海藻糖的冷冻面团的冰晶尺寸更小,形状更均匀,面团的面筋网络结构更完整[33]。综上所述,2%添加量的海藻糖能够缓解冻融循环对馒头结构造成的破坏。

a-冻融0次添加量0%;b-冻融0次添加量2%;c-冻融3次添加量0%;d-冻融3次添加量2%

图4 不同海藻糖添加量和冻融循环下冷冻馒头的微观结构
Fig.4 Microstructure of frozen steamed bread under different trehalose additions and freeze-thaw cycles

3 结论

本文探究了海藻糖对冷冻馒头经过冻融处理的质构、水分迁移、面筋蛋白含量和微观结构的影响。研究发现,添加海藻糖有助于提高冷冻馒头的整体品质。海藻糖与馒头中的水分相互作用,减缓了面筋网络结构中水分的迁移,降低了结合水的损失,维持了面筋的网络结构。此外,通过对贮藏蛋白的含量测定,发现海藻糖与面筋蛋白之间的氢键相互作用有助于维持馒头的网络结构,抑制蛋白质的解聚,从而使馒头具有更高的强度和更好的稳定性。结果表明,海藻糖添加量为2%时对冷冻馒头的改善效果最为明显。本研究可为提高冷冻馒头结构稳定及加工性能提供一定的理论依据,同时也为冷冻面制品的加工和改良提供一定的参考。

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Effect of trehalose on texture characteristics and water state of frozen steamed bread

PENG Ruifang, ZHANG Xia, TIAN Yu, XING Jinjin, ZHENG Ya, WANG Qi, LIANG Ying, WANG Jinshui*

(College of Biological Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

ABSTRACT To solve the problem of quality deterioration of frozen steamed bread, the effects of trehalose addition on texture characteristics, water content, water distribution, gluten protein content, and microstructure of frozen steamed bread treated by freeze-thaw cycle were studied.Results showed that trehalose could effectively improve the quality of frozen steamed bread, which was manifested as improving the hardness and chewability of steamed bread, and the gluten network structure was denser when the additional amount was 2%, which effectively reduced the damage to the structure of steamed bread by the freeze-thaw cycle.The analysis of the water status of steamed bread before and after treatment showed that water retention of steamed bread was significantly improved when the amount of trehalose was 2% and frozen 3 times, and the T21, T22, and A21 of steamed bread increased by 26.2%, 22%, and 4.96%, respectively, thus inhibiting water migration of steamed bread and reducing water loss.In summary, when the amount of trehalose was 2%, the processing quality of frozen steamed bread could be improved best.This study laid a theoretical foundation for the application of trehalose in the quality improvement of frozen steamed bread processing.

Key words trehalose;frozen steamed bread;texture property;water distribution

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.040114

引用格式:彭瑞芳,张霞,田郁,等.海藻糖对冷冻馒头质构特性及水分状态的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(10):243-249.PENG Ruifang, ZHANG Xia, TIAN Yu, et al.Effect of trehalose on texture characteristics and water state of frozen steamed bread[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(10):243-249.

第一作者:硕士研究生(王金水教授为通信作者,E-maiL:jinshuiw@163.com)

基金项目:河南省教育厅自然科学项目-基础研究计划(20A550005);河南工业大学校博士基金项目(2019BS017)

收稿日期:2024-06-05,改回日期:2024-08-21