試驗設(shè)計 饅頭制作：稱取400g面粉，3.2g（占面粉質(zhì)量0.8%，下同）酵母，在和面機中混勻，加水180mL（45%），攪拌10min后，定量分成100g面團，手工揉成圓饅頭。將饅頭坯置于35℃、相對濕度85%的醒發(fā)箱中醒發(fā)40min，用沸水蒸制。稱取低聚木糖糖粉8.0g(占面粉質(zhì)量2.0%，下同)加入水180mL（45%）溶解，稱取面粉400g，酵母3.2g（0.8%），在和面機中攪拌12min后，分塊成型，發(fā)酵蒸制。 分別在饅頭坯蒸制0min、2min、4min、6min、8min、10min、15min、20min、25min、30min取樣，從饅頭坯頂部切去1.0cm厚度，取適量饅頭瓤作為樣本，測定饅頭坯的水分含量、水分活度和水分分布情況。參照105℃恒重法測定饅頭坯的水分含量，結(jié)果取3個平行樣的平均值。采用水分活度儀測定水分活度。使用核磁共振波譜法（NMR）測試蒸制過程中饅頭坯的水分分布情況。剪取1.0g饅頭坯樣品條，用保鮮膜包好放入樣品管中進行測試。 試驗結(jié)果 （1）低聚木糖對蒸制過程中饅頭坯水分含量的影響 圖1所示：蒸制0-10min，零添加和添加2.0%低聚木糖饅頭坯的水分含量均呈增大趨勢，零添加的饅頭坯水分含量從38.36%增加到39.02%；添加2.0%低聚木糖饅頭坯水分含量從38.34%增加到39.26%。蒸制10-30min，饅頭坯水分含量趨于穩(wěn)定，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分含量高于零添加饅頭坯的水分含量。 蒸制剛開始時，饅頭坯與蒸鍋內(nèi)熱蒸汽之間存在溫度差，熱蒸汽迅速在饅頭皮表面冷凝，形成一層水霧吸附在饅頭皮上，隨著蒸制的進行，饅頭坯內(nèi)外層形成壓力差，使得水蒸氣不斷向饅頭坯內(nèi)部轉(zhuǎn)移，當(dāng)遇到低溫區(qū)域冷凝下來，形成新的冷凝區(qū)域，并逐漸向饅頭芯轉(zhuǎn)移，使得饅頭坯的水分含量不斷增加。另外，由于饅頭中淀粉糊化程度快速增加，饅頭坯吸收大量水分，水分含量上升較快。低聚木糖有較高的持水性，在一定條件下，可吸收自身3.4-9.9倍的水分。添加2.0%低聚木糖更增加了饅頭坯鎖水性，水分含量增大更多。 （2）低聚木糖對蒸制過程中饅頭坯水分活度的影響 圖2所示：2.0%低聚木糖的添加有明顯降低蒸制過程中饅頭坯水分活度的作用。蒸制0～10min，零添加和添加2.0%低聚木糖饅頭坯的水分活度均呈增大趨勢，零添加的饅頭坯水分活度從0.956增加到0.968，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯分活度從0.884增加到0.915。蒸制10-30min，零添加饅頭坯水分活度趨于穩(wěn)定，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分活度繼續(xù)增大到0.916，蒸制20min后有下降趨勢。蒸制25min后，水分活度趨于穩(wěn)定，達到0.906。 蒸制0-10min時，由于蒸鍋內(nèi)氣壓的上升和溫度的傳遞，饅頭坯接觸蒸鍋內(nèi)熱蒸汽，溫度很快上升，蛋白質(zhì)逐漸變性，淀粉不斷吸水糊化，水分存在狀態(tài)較為穩(wěn)定，結(jié)合水占比較大，水分活度較低；隨著水蒸汽的不斷傳遞，水分在饅頭坯內(nèi)部遷移，水分活度增大。隨著蒸制時間的延長，水與淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)合程度趨于穩(wěn)定，水分活度趨于穩(wěn)定；添加低聚木糖的饅頭坯，面團中的水分被低聚木糖吸收，直鏈淀粉間由于水分減少，更易于相互靠攏以氫鍵結(jié)合，相比于零添加的饅頭坯，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分活度明顯下降。蒸制0-20min時，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯與蒸鍋內(nèi)的熱蒸汽進行水分的傳遞，水分活度有所增加，在蒸制25min后，低聚木糖本身的持水性作用使饅頭坯吸附更多的水，而轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水。隨著饅頭坯中蛋白質(zhì)變性，形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與水分子的結(jié)合能力更加緊密，水分活度有所下降。 （3）低聚木糖對蒸制過程中饅頭坯水分分布的影響 水分子的不同存在狀態(tài)直接影響著食品的品質(zhì)與穩(wěn)定性。核磁共振檢測到饅頭樣品中水分的弛豫性質(zhì)，擬和后得到水分弛豫時間常數(shù)，分別為T21、T22和T23（T21＜T22＜T23），它們相對應(yīng)的質(zhì)子信號分別為A21、A22、A23，總質(zhì)子信號為A。 弛豫時間的大小表示水分子的流動性大小。根據(jù)弛豫時間的不同可以將食品中的水分為深層結(jié)合水T21，弱結(jié)合水T22及自由水T23三種存在狀態(tài)。T21表示的是與蛋白質(zhì)相結(jié)合的水分子，T22表示的是與可溶性糖類及淀粉分子相結(jié)合的水分子，T23表示的是淀粉與蛋白質(zhì)之間相互交換分配的水分子。 由圖3可知：當(dāng)醒發(fā)好的饅頭坯未進行蒸制時，饅頭坯的水分分布為強結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水；蒸制后，饅頭坯的水分分布為強結(jié)合水和弱結(jié)合水，不存在自由水；在蒸制過程中T21呈增大趨勢，T22呈減小趨勢，A21呈顯著升高趨勢，A22呈顯著降低趨勢。蒸制0-8min內(nèi)，T21增加較快，T22呈減小趨勢；A21增大較快，A22降低較快；蒸制8-30min內(nèi)，T21繼續(xù)增大，T保持穩(wěn)定，A21呈現(xiàn)小幅度升高，A22小幅降低。 在蒸制開始時，饅頭坯與蒸鍋內(nèi)熱蒸汽充分接觸，溫度很快升高，蛋白質(zhì)快速變性，逐漸形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的面筋骨架，淀粉吸水糊化，糊化的淀粉鑲嵌在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中，饅頭坯中的自由水率先被吸收，部分水分子與淀粉及蛋白質(zhì)分子緊密結(jié)合在一起，變?yōu)椴豢闪鲃拥慕Y(jié)合水，隨著糊化度的不斷升高，淀粉分子吸收越來越多的水分子，部分結(jié)合程度低的弱結(jié)合水轉(zhuǎn)化為與蛋白質(zhì)淀粉分子緊密結(jié)合的強結(jié)合水，故開始蒸制時，A21增大較快，A22降低較快；隨著蒸制的進行T21，T22，A21，A22基本不再變化，說明與淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)合不緊密的水分子隨著蒸制溫度升高，逐步轉(zhuǎn)化為與蛋白質(zhì)、淀粉緊密相連的內(nèi)部水分子，即不易流動的次級結(jié)合水轉(zhuǎn)變強結(jié)合水，并且這一過程達到一種動態(tài)平衡。 由圖4可知：添加2.0%低聚木糖的饅頭坯在蒸制0min時含有強結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水，當(dāng)蒸制開始以后，自由水很快消失，只存在強結(jié)合水和弱結(jié)合水；蒸制0-10min內(nèi)，T21從0.07ms增大至0.17ms，T22從8.68ms增大到10.01ms，A21從11.19%增大至31.55%，A22從87.70%下降至68.45%；蒸制20-30min內(nèi)，T21，T22，A21，A22基本保持不變。
比較圖3和圖4，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯NMR檢測結(jié)果：質(zhì)子信號A21減小緩慢，A22增大緩慢，A23增大，弛豫時間T21減小緩慢，T22增大緩慢，T23減小。說明在蒸制過程中，由于2.0%低聚木糖的添加，饅頭坯中與可溶性糖類及淀粉分子相結(jié)合的弱結(jié)合水水的含量增加，弱結(jié)合水轉(zhuǎn)變成強結(jié)合水的體系穩(wěn)定時間更短。 試驗結(jié)論 比較零添加和添加2.0%低聚木糖的饅頭坯，在蒸制過程中，水分含量均增大，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分含量增大更多；零添加饅頭坯水分活度增大，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分活度先增大、后減小，并低于零添加饅頭坯水分活度；水分分布情況為弱結(jié)合水向強結(jié)合水的轉(zhuǎn)化，添加低聚木糖的饅頭坯在蒸制過程中有更多的自由水轉(zhuǎn)化成弱結(jié)合水，部分弱結(jié)合水轉(zhuǎn)化為與淀粉蛋白質(zhì)分子緊密結(jié)合的強結(jié)合水時間更快。
參考資料： 宋娜, 李竹生, 張艷麗,等. 低聚木糖對蒸制過程中饅頭坯水分變化的影響[J]. 糧食加工, 2021. |
