CN110938665A - 一种提升冷冻面团品质的阿拉伯木聚糖的生产技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提升冷冻面团品质的阿拉伯木聚糖的生产技术，属于食品添加剂领域。其特征在于以小麦麸皮为原料，经碱提、木聚糖酶水解、脂肪酶催化接枝、氧化酶氧化交联步骤，生产改性阿拉伯木聚糖，将其添至冷冻面团中，可有效抑制冰晶生长，保护面团网络结构，提升冷冻面团品质。本发明具有生产容易、安全无污染、产品营养价值高等特点，生产的阿拉伯木聚糖粘度为5.0～9.0dL/g，添加量为面粉质量的1％～3％，冷冻面团货架期可延长至5～6个月，是一种新型、绿色的冷冻面团品质改良剂。

Description

一种提升冷冻面团品质的阿拉伯木聚糖的生产技术

一、技术领域

本发明涉及一种提升冷冻面团品质的阿拉伯木聚糖的生产技术，属于食品添加剂领域。

二、背景技术

冷冻面团技术是20世纪50年代以来发展起来的烘焙食品新技术，冷冻面团的出现使面包、蛋糕等西点和包子、馒头等中点的生产过程分成面团制作和焙烤或熟制两个独立的环节，食品加工厂只需生产出面团并冷冻贮藏若干时间，再配送至各地连锁店，待需用时经解冻，而后熟制。冷冻面团技术的标准化、方便化等诸多优越性促进了国内外面制品行业的快速发展。然而，冻藏阶段的冰重结晶会引起面团关键组分的劣变，导致冷冻面团品质劣变，从而导致生产出来的面制品体积变小、质构变硬、货架期缩短。目前，利用冷冻面团改良剂或者优化冷冻工艺等手段可在一定程度上提高酵母发酵能力和改善面筋蛋白品质，从而延长冷冻面团货架期。

阿拉伯木聚糖是一种非淀粉多糖，主要存在于谷物的麸皮中，其中在小麦麸皮中占20％～25％。其结构主要由β-D-吡喃木糖残基(Xyl)经β-1，4糖苷键连成的木聚糖主链和α-L-呋喃阿拉伯糖侧链组成，阿魏酸可通过酯键与阿拉伯糖残基的C(O)-5位相连。阿魏酸是小麦中最为丰富的酚酸，占总酚酸的75％以上，具有良好的抗氧化能力，并且对阿拉伯木聚糖功能特性等有重要影响。作为一种亲水胶体，阿拉伯木聚糖具有良好的持水性能，可降低体系自由水含量，增加体系黏度和玻璃化温度，从而有助于抑制冷冻食品中冰品生长，进而提高冷冻食品品质，延长其货架期。阿拉伯木聚糖的功能特性取决于其分子结构。因此，对阿拉伯木聚糖的分子结构进行调控有助于筛选出高效的冷冻食品品质改良剂。

专利(公开号CN 107484794A，公开日2017年12月29日)公开了“一种冷冻面团添加剂”，该方法选用了脂肪酸单甘油脂、蔗糖酯、山梨糖醇脂、大豆磷脂、硬脂酞乳酸钙中一种或两种作为乳化剂，选用了海藻酸钠、半乳精、半乳精醛酸、卡拉胶、果胶中一种或两种作为增稠剂，组分成分较为复杂。专利(公开号CN 105296567A，公开日2016年2月3日)公开了“一种黑小麦阿魏酰低聚糖和阿拉伯低聚木糖的联合制备方法”，该方法对麸皮酶解液进行活性炭柱层析，洗脱、收集水洗液和醇洗液组分制得阿魏酰低聚糖和阿拉伯低聚木糖两种低聚糖产品。该方法工艺复杂，可行性低，而本发明无需对所制阿拉伯木聚糖进行层析纯化，工艺流程较为简单，生产容易。

本发明以小麦麸皮为原料，经碱提、木聚糖酶水解、脂肪酶催化接枝、氧化酶氧化交联步骤，生产改性阿拉伯木聚糖，将其添至冷冻面团中，可提升冷冻面团品质，延长其货架期。

三、发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种提升冷冻面团品质的阿拉伯木聚糖的生产技术，通过对小麦麸皮阿拉伯木聚糖进行酶法接枝与氧化交联，生产改性阿拉伯木聚糖，提供一种绿色高效的冷冻面团品质改良剂。

技术方案

本发明的技术方案概述如下：以小麦麸皮为原料，经碱提、木聚糖酶水解、脂肪酶催化接枝、氧化酶氧化交联步骤，生产改性阿拉伯木聚糖，将其添至冷冻面团中，可有效抑制冰品生长，保护面团网络结构，提升冷冻面团品质，具体步骤包括：

(1)碱提：小麦麸皮经除杂、粉碎、过筛后，与浓度为0.2～0.5M的NaOH溶液均匀混合，小麦麸皮与NaOH溶液混合比为1∶15～25(w/v)，于50～60℃下充分搅拌2～3h，反应后8000rpm下离心20min后取上清液；

(2)木聚糖酶水解：用2～4M HCl溶液将所得上清液pH调至7，添加木聚糖酶40～60℃下反应4～5h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为800～1000酶活力单位，水解完成后用沸水浴加热20min灭酶，得麸皮多糖水解液；

(3)醇沉：加入无水乙醇至体系乙醇浓度为20％(v/v)，8000rpm下离心20min后取上清液，继续添加无水乙醇至体系乙醇浓度为70％(v/v)，8000rpm下离心20min后得阿拉伯木聚糖沉淀；

(4)脂肪酶催化接枝：将阿魏酸、阿拉伯木聚糖和正丁醇按1∶1∶50比例(w/w/v)混合，添加脂肪酶后于50～60℃下搅拌10～12h，进行脂肪酶催化接枝反应，每克阿拉伯木聚糖中脂肪酶的加入量为1000～1200酶活力单位，反应完成过滤除酶，所得滤液通过旋转蒸发除去正丁醇，制得阿魏酰阿拉伯木聚糖；

(5)氧化酶氧化交联：上清液中加入漆酶和葡萄糖氧化酶中的任一种氧化酶，优选葡萄糖氧化酶，在30℃下反应2～3h，每克阿拉伯木聚糖中氧化酶的加入量为400～500酶活力单位，反应完成后，用沸水浴加热20min灭酶，在8000rpm下离心20min，获得氧化交联阿拉伯木聚糖溶液，当阿拉伯木聚糖形成水溶液时，阿魏酸被氧化酶氧化交联形成二聚体或三聚体，诱导阿拉伯木聚糖分子之间发生交联反应，致使其分子量增加，粘度增大以及持水能力上升；

(6)干燥：取上清液置于真空冷冻干燥机中冻干48h，研磨过100日后，得到改性阿拉伯木聚糖；

(7)冷冻面团制备：向面粉中添加1％～3％(w/w)的改性阿拉伯木聚糖，1.5％～2.5％(w/w)的酵母，0％～15％黄油，5％～10％糖，1％～2％盐，将其混合后置于和面机中，加入50％～60％(w/w)的饮用水，和面后置于4℃静置15min，切分面团，每团重80g，然后置于-30～-40℃冻结机中快速冷冻至中心温度-15～-20℃，于-18℃储藏。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明以麦麸为原料，生产改性阿拉伯木聚糖，实现了副产物的高效增值利用；

(2)本发明生产的阿拉伯木聚糖是一种膳食纤维，具有多种生理功效，其作为添加剂可提高冷冻面团产品的营养品质。

(3)本发明具有生产容易、安全无污染等特点，专业冷冻面团工厂生产的产品保质期不超过3个月，运用本发明生产的产品品质得到明显提升，保质期可以延长至5～6个月。

四、具体实施方式

以下实施例以冷冻面团馒头胚为例，其基本配方为小麦粉100g，饮用水50g，白砂糖10g，黄油10g，酵母2g，盐1g和改性阿拉伯木聚糖1g。生产工艺流程为：配料→和面→分块→整型→装盘→速冻→冻藏→解冻→醒发→蒸制→冷却→包装。

实施例1

小麦麸皮经除杂、粉碎、过100目筛后，与浓度为0.2～0.5M的NaOH溶液均匀混合，小麦麸皮与NaOH溶液混合比为1∶15～25(w/v)，于50～60℃下充分搅拌2～3h，反应后8000rpm下离心20min后取上清液。用2～4M HCl溶液将所得上清液pH调至7，添加木聚糖酶于40℃下反应5h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为1000酶活力单位，水解完成后用沸水浴加热20min灭酶获得麸皮多糖水解液。加入无水乙醇至体系乙醇浓度为20％(v/v)，8000rpm下离心20min后取上清液，继续添加无水乙醇至体系乙醇浓度为70％(v/v)，8000rpm下离心20min后得阿拉伯木聚糖沉淀。将阿魏酸、阿拉伯木聚糖和正丁醇按1∶1∶50比例(w/w/v)混合，添加脂肪酶后于50℃下搅拌12h，进行脂肪酶催化接枝反应，每克麸皮提取物中脂肪酶的加入量为1000酶活力单位，反应完成过滤除酶，所得滤液通过旋转蒸发除去正丁醇，制得阿魏酰阿拉伯木聚糖。上清液中加入漆酶，在30℃下反应3h，每克麸皮提取物中漆酶的加入量为400酶活力单位，反应完成后用沸水浴加热20min灭酶获得氧化交联阿拉伯木聚糖，然后在8000rpm下离心20min后，取上清液置于真空冷冻干燥机冻干48h，研磨过100目后，得到改性阿拉伯木聚糖，其粘度为5.0dL/g。将其按照面粉质量的1％添加至面团配方巾，经和面、分块、整型、装盘后，于-40℃快速冷冻至中心温度-15℃，再转移至-18℃储藏，待需要时在25℃解冻30min，35℃下醒发45min，蒸制30min制得馒头。

实施例2

阿拉伯木聚糖的碱提工艺同实施例1。所得上清液中PH调至7后，添加木聚糖酶于50℃下反应4.5h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为800酶活力单位，水解完成后用沸水浴加热20min灭酶获得麸皮多糖水解液。阿拉伯木聚糖的醇沉工艺同实施例1。将阿魏酸、阿拉伯木聚糖和正丁醇按1∶1∶50比例(w/w/v)混合，添加脂肪酶后于60℃下搅拌10h，进行脂肪酶催化接枝反应，每克麸皮提取物中脂肪酶的加入量为1200酶活力单位，反应完成后过滤除酶，所得滤液通过旋转蒸发除去正丁醇，制得阿魏酰阿拉伯木聚糖。上清液中加入葡萄糖氧化酶，在30℃下反应2h，每克麸皮提取物中葡萄糖氧化酶的加入量为400酶活力单位，反应完成后用沸水浴加热20min灭酶获得氧化交联阿拉伯木聚糖。离心、冻干、研磨步骤同实施例1，所得阿拉伯木聚糖粘度为6.5dL/g。冷冻面团及馒头制作同实施例1。

实施例3

阿拉伯木聚糖的碱提工艺同实施例1。所得清液中PH调至7后，添加木聚糖酶于60℃下反应4h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为900酶活力单位，水解完成后用沸水浴加热20min灭酶获得麸皮多糖水解液。阿拉伯木聚糖的醇沉工艺同实施例1。将阿魏酸、阿拉伯木聚糖和正丁醇按1∶1∶50比例(w/w/v)混合，添加脂肪酶后于50℃下搅拌10h，进行脂肪酶催化接枝反应，每克麸皮提取物中脂肪酶的加入量为1000酶活力单位，反应完成过滤除酶，所得滤液通过旋转蒸发除去正丁醇，制得阿魏酰阿拉伯木聚糖。上清液中加入漆酶，在30℃下反应3h，每克麸皮提取物中漆酶的加入量为500酶活力单位，反应完成后用沸水浴加热20min灭酶获得氧化交联阿拉伯木聚糖。离心、冻干、研磨步骤同实施例1，所得阿拉伯木聚糖粘度为8.5dL/g。冷冻面团及馒头制作同实施例1。

优质馒头的主要特征是比容大，质构松软。冷冻面团的融化焓值(ΔH)反映了其中可冻结水含量，融化焓值越小，表明可冻结水含量越低。如表1所示，对照为不添加阿拉伯木聚糖的冷冻面团及馒头产品，经添加本发明生产的阿拉伯木聚糖的冷冻面团馒头的品质明显得到改善，馒头比容增加，质构变软，可冻结水含量下降，说明阿拉伯木聚糖可有效结合面团水分，抑制了冰晶生长，从而保护了面团网络结构，延长了冷冻面团的货架期。普通烘焙连锁店生产的冷冻面团保质期为7～30天，专业冷冻面团工厂的保质期也不会超过3个月，运用本发明生产的产品品质得到明显提升，保质期可以延长至5～6个月。

表1 冻藏30天的冷冻面团及馒头的实验数据

以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种提升冷冻面团品质的阿拉伯木聚糖的生产技术，其特征在于，以小麦麸皮为原料，经碱提、木聚糖酶水解、脂肪酶催化接枝、氧化酶氧化交联步骤，生产改性阿拉伯木聚糖，将其添至冷冻面团中，可提升冷冻面团品质，具体包括以下步骤：

(1)碱提：小麦麸皮经除杂、粉碎、过筛后，与浓度为0.2～0.5M的NaOH溶液均匀混合，小麦麸皮与NaOH溶液混合比为1∶15～25(w/v)，于50～60℃下充分搅拌2～3h，反应后8000rpm下离心20min后取上清液；

(2)木聚糖酶水解：用2～4M HCl溶液将所得上清液pH调至7，添加木聚糖酶于40～60℃下反应4～5h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为800～1000酶活力单位，水解完成后用沸水浴加热20min灭酶，得麸皮多糖水解液；

(3)醇沉：加入无水乙醇至体系乙醇浓度为20％(v/v)，8000rpm下离心20min后取上清液，继续添加无水乙醇至体系乙醇浓度为70％(v/v)，8000rpm下离心20min后得阿拉伯木聚糖沉淀；

(4)脂肪酶催化接枝：将阿魏酸、阿拉伯木聚糖和正丁醇按1∶1∶50比例(w/w/v)混合，添加脂肪酶后于50～60℃下搅拌10～12h，进行脂肪酶催化接枝反应，每克阿拉伯木聚糖中脂肪酶的加入量为1000～1200酶活力单位，反应完成后过滤除酶，所得滤液通过旋转蒸发除去正丁醇，制得阿魏酰阿拉伯木聚糖；

(5)氧化酶氧化交联：上清液中加入漆酶和葡萄糖氧化酶中任一种氧化酶，优选葡萄糖氧化酶，在30℃下反应2～3h，每克麸皮提取物中氧化酶的加入量为400～500酶活力单位，反应完成后，用沸水浴加热20min灭酶，8000rpm下离心20min后得氧化交联阿拉伯术聚糖溶液；

(6)干燥：采用公知的冷冻干燥方法，将阿拉伯木聚糖溶液冻干、研磨过100目后，得到改性阿拉伯木聚糖。

2.根据权利要求1所述，一种提升冷冻面团品质的阿拉伯木聚糖的生产技术，其特征在于，生产的阿拉伯木聚糖粘度为5.0～9.0dL/g，添加量为面粉质量的1％～3％，冷冻面团货架期可延长至5～6个月。