酶制剂对面团流变特性的影响

李 华

(郑州工程技术学院 化工食品学院，郑州 450044)

近年来，利用酶制剂改良面粉品质成为谷物食品研究中的热点。将酶作为品质改良剂应用于面粉工业，可以在一定程度上代替或弥补传统品质改良剂的不足。酶制剂以其天然、安全以及优秀的改良性能很快被人们所接受，其使用已从烘焙行业拓展应用到面粉改良剂、馒头改良剂等其他领域。目前，应用在面粉加工产品改良的酶制剂主要包括木糖酶、淀粉酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶以及不同酶的复合酶等。[1-3]

木聚糖是D-吡喃木糖以β-1,4结合形成的高分子长链，在面粉中的含量很少，但对面包品质有非常重要的影响。不溶性木聚糖具有强吸水性，水溶性木聚糖具有强持水性和氧化性等。木聚糖酶可以水解面粉中高分子木聚糖长链，使不溶性木聚糖的吸水率降低，从而改善面团的操作性和稳定性，改善面筋网络，改进面包瓤的结构，使馒头具有更好的结构和更大的体积。[4-5]真菌α-淀粉酶(FAA)是由米曲霉微生物发酵产生的，它能将直链淀粉和支链淀粉的α-1,4糖苷键水解成麦芽糖和葡萄糖，面团发酵时可供酵母利用，促进酵母产生和产气，从而改变面团的特性，还能促使淀粉和蛋白质之间的结合，提高面团的特性。[6]葡萄糖氧化酶具有很好的氧化作用, 对不同面粉的粉质均有较明显的改善，使面团的形成时间延长, 面团的面筋数量增多, 网络增强, 面团抗机械搅拌的能力也增强。本文进一步研究木聚糖酶、真菌α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶以及复合酶对面团的影响。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

精制面粉：郑州金苑面业有限公司；木聚糖酶(XY)：“Petopan Mono BG”，2500FXU/g；真菌α-淀粉酶(FAA)：“Fungamyl F1 2500 SG”，2500FAU/g；葡萄糖氧化酶(GOD)：“Gluzyme Mono 10000B”，10000GODU/g；复合酶(MA)：“Fungamyl Super MA”，2250 FXU/g + 250 FAU/g。以上四种酶均来自丹麦诺维信公司。

1.2 主要仪器

LYFZ-300G型电子粉质仪、LYWS-3型恒温恒湿醒发箱、LYTJ-1型馒头体积测定仪：郑州良源分析仪器有限公司；LIBROR AEL-200分析天平：日本Shimadzn公司。

1.3 面团流变学特性的测定方法

采用电子型粉质仪，参照国标GB/T14614-2001测定面团的形成时间、稳定时间、弹性及可膨胀性、弱化值、公差指数、断裂时间，以及校正至500FU的加水量、吸水率和粉质质量指数等流变学参数。吸水率：指面团最大稠度(粉质曲线峰值)处于500B.U.时所需的加水量，以占14%湿基面粉重量的百分数表示，准确到0.1%。形成时间：是指开始加水到面团稠密度达到最大(峰值)时所需揉混的时间，准确到0.5min，此时间也称为峰值时间。稳定性：也称稳定时间，定义为时间差异，是指粉质曲线首次穿过500B.U.标线(到达时间)和离开500B.U.标线(离开时间)之间的时间差异，准确到0.5min。弱化度：又称软化度，是指曲线峰值中心与峰值过后12min的曲线中心数值之差，用B.U.表示。

2 结果与讨论

2.1 木聚糖酶、真菌α-淀粉酶及葡萄糖氧化酶对面团粉质特性的影响

在木聚糖酶和真菌α-淀粉酶合适作用条件下(40℃，pH5.0)，添加不同水平的酶量与面团作用，利用粉质仪研究木聚糖酶、真菌α-淀粉酶对面团粉质特性的影响。木聚糖酶对面团粉质特性的影响结果分析见表1。

表1 木聚糖酶对面团粉质特性的影响

由表1可知，添加不同水平木聚糖酶的面团形成时间与对照组相比变化不明显；吸水率与对照组相比变化也不明显，但随酶量的增加略有增加的趋势；弱化值逐渐增大，但添加水平达到160ppm时有明显降低现象；稳定时间随酶量的增加不断缩短，变化较大；弹性在添加水平为90ppm时与其他水平差别明显；断裂时间整体上呈逐渐缩短趋势。说明面团的稳定时间和弹性对木聚糖酶的添加量较敏感，木聚糖酶的添加能降低面团中的弹性成分。

与木聚糖酶相比，真菌α-淀粉酶对面团流变特性的影响较大。表2为真菌α-淀粉酶对面团粉质特性的影响结果分析。

表2 真菌α-淀粉酶对面团粉质特性的影响

由表2可知，添加真菌α-淀粉酶的面团形成时间与对照组相比明显延长，但随酶量的增加变化不明显；吸水率与对照组相比降低明显，但随酶量的增加略有降低的趋势；弱化值逐渐增大，稳定时间随酶量的增加不断缩短；断裂时间逐渐缩短；粉质质量指数随酶量的增加不断降低，降幅较大。上述现象说明真菌α-淀粉酶在实验温度下能够对淀粉不断地发生水解作用，这种水解作用使得面团的原有结构受到影响，表现出一定的弱化作用。真菌α-淀粉酶的这种水解作用可以改善面团内部的组织结构，增加面团发酵能力，其水解得到的糖类还能与蛋白质发生美拉德反应，使得面团发生褐变，改善烘焙面包时的着色。[7-9]

表3 葡萄糖氧化酶对面团粉质特性的影响

由表3可知，添加葡萄糖氧化酶面团的形成时间和稳定时间延长，跌落值降低，添加葡萄糖氧化酶可以明显改善面团的粉质稳定性。综上所述，木聚糖酶可提高面团吸水率，对面团的粉质稳定性影响不大，能弱化面团的粉质特性；添加真菌α-淀粉酶对面团的粉质稳定性改善不明显；葡萄糖氧化酶具有很好的氧化作用, 对不同面粉的粉质均有较明显的改善，使面团的形成时间延长, 面团的面筋数量增多, 网络增强, 面团抗机械搅拌的能力增强。

2.2 复合酶对面团粉质特性的影响

鉴于单一酶制剂对面团流变特性的影响存在局限性，考察了复合酶MA以及木聚糖酶XY、真菌α-淀粉酶FAA和葡萄糖氧化酶GOD不同水平复合酶对面团品质的影响。测定结果见表4。

表4 复合酶对面团粉质特性的影响

复合酶“Fungamyl Super MA”是真菌α-淀粉酶“Fungamyl 2500 BG”和木聚糖酶(戊聚糖酶)“Pentopan Mono BG”的混合物。通过与面粉中的可溶性及不可溶性木聚糖发生反应，可提高面筋网络的弹性，从而改善面团的可操作性及稳定性，改善面包瓤的组织结构，增大面包体积。由表4可知，添加复合酶实验组与对照组相比，形成时间延长较明显，但随酶量的增加变化不大；吸水率随酶量的增加略有降低的趋势；弱化值逐渐增大；随着酶量的增加稳定时间缩短的趋势较明显，断裂时间也减少。上述现象说明复合酶中真菌α-淀粉酶(FAA)在实验温度下对面粉内淀粉的影响比单一木聚糖酶的影响大。

葡萄糖氧化酶(GOD)在增强面筋强度方面有重要作用，其在氧气存在条件下能将葡萄糖转化为葡萄糖酸,同时产生过氧化氢，过氧化氢能将蛋白分子中巯基(-SH)氧化为二硫键(-S-S-)，从而增强面团弹性。[10-12]选取一定量具有氧化作用的葡萄糖氧化酶(GOD)和不同水平的木聚糖酶(XY)、真菌α-淀粉酶(FAA)考察面团特性变化，其稳定时间与原面粉相比有所下降，葡萄糖氧化酶(GOD)在50ppm时面团弹性增加。

3 结论

木聚糖酶(XY)、真菌α-淀粉酶(FAA)和葡萄糖氧化酶(GOD)对面团流变特性的影响各有不同特点，复合酶更能综合不同单一酶的影响。木聚糖酶(XY)能增加面团的形成时间，而真菌α-淀粉酶(FAA)则相反；真菌α-淀粉酶(FAA)能降低面团的吸水率，其弱化值有增加趋势。复合酶(MA)中，木聚糖酶(XY)量是α-淀粉酶(FAA)量的9倍，但是在面团中作用表现出的流变特性的改变，更趋近于真菌α-淀粉酶(FAA)对面团流变特性的影响趋势。两者都能不同程度地降低面团的弹性，木聚糖酶(XY)使得面团的弹性与膨胀性降低较明显。一般认为木聚糖中的不溶性部分对面团品质有不良的影响，木聚糖酶(XY)降解不溶性的木聚糖会改善面筋的网络结构，能使面团中不同组分更均匀的分散到面筋网络中。[13-16]木聚糖酶(XY)也是通过这种作用达到改善面包品质的效果。另一方面，葡萄糖氧化酶(GOD)在一定程度上能增加面团弹性成分，这使得复合酶能综合不同酶的特点，从而改善面团品质，也说明复合酶制剂能够协同单一酶制剂的作用，优化不同酶制剂对面团品质的影响。因此，木聚糖酶、真菌淀粉酶、葡萄糖氧化酶和复合酶作为焙烤添加剂具有良好的前景，在面粉加工中也有非常大的应用潜力。

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