CN112715834B - 一种小麦糊粉层粉的改性方法及其产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种小麦糊粉层粉的改性方法及其产品。本发明所述方法包括将小麦糊粉层粉与浓度为2～5％的柠檬酸水溶液混合均匀后进行高速均质处理的步骤。本发明通过对糊粉层粉进行改性，可有效地提高其中交联蛋白的含量，提高可溶性纤维的含量，使糊粉层粉与小麦粉混合后进一步加工的过程中，在糊粉层添加量较多的情况下也不会对面筋网络的形成产生明显的影响。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种小麦糊粉层粉的改性方法及其产品。
背景技术
小麦糊粉层是小麦麸皮的重要组成部分，位于小麦籽粒的最内层，与外种皮、中间层构成小麦麸皮。小麦糊粉层一般可以通过电场分离、湿法分离、干法分离、旋风涡流分离等方法获得。近年来，国内已有企业实现了小麦糊粉层粉工业化生产。小麦糊粉层富集麦粒中具有高营养价值的生理活性成分，包括膳食纤维、蛋白质、维生素、矿物质、酚类物质、木酚素和植物甾醇等，不溶性膳食纤维含量最高，约为35g/100g；蛋白质含量约为18g/100g。将糊粉层粉添加到小麦粉中加工成面包、馒头、面条等主食产品，可以促进小麦麸皮资源合理利用，提高小麦主食产品的营养价值。
然而，国内外很多研究发现糊粉层粉添加到小麦粉中容易导致主面团的加工品质，以及主食产品的感官品质变差。Bagdi A等发现糊粉层粉的添加导致意面和面包的硬度显著增大、色泽加深、感官评分降低(BagdiA,Szabó,F,Gere A,et al.Effect ofaleurone-rich flour on composition,cooking,textural,and sensory properties ofpasta[J].LWT-Food Science and Technology,2014,59(2):996-1002；Bagdi A,Toth B,et al.Effect of aleurone-rich flour on composition,cooking,textural,andsensory propertiesofbread[J].LWT-Food Science and Technology,2016,65:762-769.)。李晓娅发现糊粉层粉添加导致鲜湿面颜色加深，面条硬度和拉伸阻力增大，弹性、胶着性和拉伸距离降低，面条的感官评分下降。当添加量从0％增大到40％时，感官评分从85.55降至70.14分。(李晓娅，糊粉层鲜湿面的制备与营养特性研究，2016，硕士学位论文)。邬大江等发现随着糊粉层添加量的增加，馒头品质评分呈逐渐下降趋势，馒头的口感变差、颜色发黄变暗。分析其原因：首先，糊粉层粉的添加导致小麦粉中面筋蛋白的比例减小；其次，糊粉层粉中大量的不可溶性膳食纤维阻碍了蛋白质、淀粉相互作用，导致面筋膜连续的网络结构被破坏；再次，糊粉层粉中阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖等可溶性膳食纤维具有强吸水性，导致水分从面筋网络中迁移，抑制了面筋网络的形成。因此，改善糊粉层粉的加工适应性是实际生产中亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术将糊粉层应用于面团过程中存在的上述技术问题，本发明提供一种糊粉层的处理方法。
本发明所述的方法包括将小麦糊粉层粉与浓度为2～5％的柠檬酸的水溶液混合均匀后进行高速均质处理的步骤。
糊粉层粉中主要含有不可溶性膳食纤维和蛋白质，一方面，柠檬酸水解使糊粉层粉中不可溶性膳食纤维发生降解，颗粒变小，部分不可溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维；另一方面，柠檬酸作为交联剂促使蛋白分子间产生一些新的酰胺键及二硫键，进而形成蛋白质交联。通过上述作用，有利于加强糊粉层粉形成网络结构的能力，增强蛋白和淀粉之间的相互作用。柠檬酸的浓度为2～5％，既可有效地实现蛋白的交联，而且有利于保持糊粉层粉中蛋白质的含量，只有少量蛋白质在柠檬酸的作用下发生水解。
在实际操作的过程中，可将上述处理后的物料中添加碱液对其酸度进行中和，所述碱可为氢氧化钠或氢氧化钙。
优选的，所述小麦糊粉层粉与柠檬酸的水溶液的质量体积比为1：2.5～3.5。一方面，在上述质量体积比条件下小麦糊粉层粉与柠檬酸的水溶液充分混合；另一方面，在上述质量体积比条件下可以满足后续在小麦糊粉层粉溶液中直接添加小麦粉制成小麦糊粉层粉面团，小麦糊粉层粉占面团干物质重量的10～20％。
优选的，所述高速均质处理的时间为0.3～0.5h，转速为8000～10000rpm。优选的，向高速均质处理后的浆液中添加转谷氨酰胺酶对物料进行处理。添加转谷氨酰胺酶可促进糊粉层的蛋白之间发生交联反应，进一步形成更为丰富的网络结构。
进一步优选的，转谷氨酰胺酶的活性为80～100U/g。
优选的，所述转谷氨酰胺酶的添加量为所述小麦糊粉层粉质量的1～2％，处理的过程中，控制反应体系的温度为35～40℃，处理时间为3～4h。通过上述处理，可使糊粉层粉中的蛋白充分地交联，形成网络结构。
优选的，转谷氨酰胺酶处理前将小麦糊粉层的溶液体系加热至70～80℃。在70～80℃条件下热处理使蛋白质变性，可以增强转谷氨酰胺酶催化蛋白质之间的交联反应，促进蛋白质对转谷氨酰胺酶的敏感性。
优选的，转谷氨酰胺酶处理前，向高速均质处理后的浆液中添加氢氧化钙，将体系的pH调整至6.0～7.0。添加氢氧化钙一方面可以中和柠檬酸，避免糊粉层粉原料的口感偏酸。另一方面，转谷氨酰胺酶具有Ca2+依赖性，加入氢氧化钙可以提高糊粉层粉中蛋白质的凝胶性
优选的，本发明所述的改性方法包括如下步骤：
1)将小麦糊粉层粉与浓度为2～5％的柠檬酸的水溶液混合均匀，将体系升温至70～80℃，对混合体系高速均质处理0.3～0.5h；
2)向均质处理后的溶液中添加氢化化钙，将体系的pH调整至6.0～7.0；
3)向调整pH后的物料体系中添加转谷氨酰胺酶对物料进行处理。
作为优选的操作方式，本发明的方法包括如下步骤：
1)将小麦糊粉层粉与浓度为2～5％的柠檬酸的水溶液按质量体积比1:2.5～3.5混合均匀，将体系升温至70～80℃，对混合体系进行高速均质处理；
2)向均质处理后的溶液中添加氢化化钙，将体系的pH调整至6.0～7.0；
3)向调整pH后的物料体系中添加转谷氨酰胺酶1～2％，并在30～40℃条件下加热3～4h。
在实际应用的过程中，可直接将上述糊状体系干燥后得到改性的小麦糊粉层粉。
本发明的第二个目的是保护本发明所述方法制备得到的改性小麦糊粉层粉。
本发明的第三个目的是保护一种面团，制备面团的原料中包括本发明制备得到的改性小麦糊粉层粉。
优选的，所述面团中所述改性小麦糊粉层粉与所述小麦粉的质量比为1:3.5～4.5。
作为优选的操作方式，所述面团的制备包括如下步骤：
向上述方法制备得到的改性糊粉层粉的含水体系中添加小麦粉和酵母直接进行发酵。
本发明的第四个目的是保护一种小麦发酵食品，其制备原料中包括本发明制备得到的改性糊粉层。所述发酵食品可为馒头、面包等食品。
本发明具有如下有益效果：
本发明通过对糊粉层粉进行改性可有效地提高其中交联蛋白的含量，提高可溶性纤维的含量，使糊粉层粉与小麦粉混合后进一步工的过程中，在糊粉层粉添加量达到面团干物质含量20％的情况下也不会对面筋网络的形成产品明显的影响，具有更强地加工适应性。
附图说明
图1为实施例1所述的糊粉层粉；
图2为实施例1中柠檬酸处理的糊粉层粉；
图3为实施例1中糊粉层粉面团；
图4为实施例1中糊粉层面团制作成的面包。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种改性糊粉层粉的制备方法，包括如下步骤：
1)配制浓度为2％(w/w)的柠檬酸水溶液，将400g糊粉层粉(其状态如图1)加入到1200g饮用水中，然后180rpm匀速搅拌1h。接着，10000rpm高速均质处理0.3h；
2)溶液中加入适量氢氧化钙，匀速搅拌使溶液的pH值为6.5(如图2)。
本实施例还涉及一种面团的制备方法，包括如下步骤：
将1600g面粉和40g干酵母加入到上述制备得到的糊粉层粉溶液中，反复搓拌形成糊粉层粉面团(如图3)。最后，将面团在温度30℃、湿度80％、发酵60min，得到发酵的糊粉层粉面团。本实施例的面团发酵后得到的面包如图4。
实施例2
本实施例涉及一种改性糊粉层粉的制备方法，包括如下步骤：
1)配制浓度为2％(w/w)的柠檬酸水溶液，将400g糊粉层粉加入到1200g饮用水中，加热至70℃，然后180rpm匀速搅拌1h。接着，10000rpm高速均质处理0.3h。
2)糊粉层粉溶液中加入为所述糊粉层粉质量1％的转谷氨酰胺酶(活性为80U/g)，匀速搅拌，并在35℃条件下加热3h。
本实施例还涉及一种面团的制备方法，包括如下步骤：
将1600g面粉和40g干酵母加入到上述制备得到的糊粉层粉溶液中，反复搓拌形成糊粉层粉面团。最后，将面团在温度30℃、湿度80％、发酵60min，得到发酵的糊粉层粉面团。
实施例3
本实施例涉及一种改性糊粉层粉的制备方法，包括如下步骤：
1)配制浓度为2％(w/w)的柠檬酸水溶液，将400g糊粉层粉加入到1200g饮用水中，加热至70℃，然后180rpm匀速搅拌1h。接着，10000rpm高速均质处理0.3h；
2)溶液中加入适量氢氧化钙，匀速搅拌使溶液的pH值为6.5。
3)向上述糊粉层粉溶液中加入为所述糊粉层粉质量1％的转谷氨酰胺酶(活性为80U/g)，匀速搅拌，并在35℃条件下加热3h。
本实施例还涉及一种面团的制备方法，包括如下步骤：
将1600g面粉和40g干酵母加入到上述制备得到的糊粉层粉溶液中，反复搓拌形成糊粉层粉面团。最后，将面团在温度30℃、湿度80％、发酵60min，得到发酵的糊粉层粉面团。
实施例4
本实施例涉及一种改性糊粉层粉的制备方法，包括如下步骤：
1)配制浓度为5％(w/w)的柠檬酸水溶液，将400g糊粉层粉加入到1200g饮用水中，然后180rpm匀速搅拌1h，10000rpm高速均质处理0.3h；
2)溶液中加入适量氢氧化钙，匀速搅拌使溶液的pH值为6.5。
本实施例还涉及一种面团的制备方法，包括如下步骤：
将1600g面粉和40g干酵母加入到糊粉层粉溶液中，反复搓拌形成糊粉层粉面团。最后，将面团在温度30℃、湿度80％、发酵60min，得到发酵的糊粉层粉面团。
实施例5
本实施例涉及一种改性糊粉层粉的制备方法，包括如下步骤：
1)配制浓度为5％(w/w)的柠檬酸水溶液，将400g糊粉层粉加入到1200g饮用水中，加热至70℃，然后180rpm匀速搅拌1h。接着，10000rpm高速均质处理0.3h。
2)糊粉层粉溶液中加入为所述糊粉层粉质量1％(w/v)的转谷氨酰胺酶(活性为80U/g)，匀速搅拌，并在35℃条件下加热3h。
本实施例还涉及一种面团的制备方法，包括如下步骤：
将1600g面粉和40g干酵母加入到糊粉层粉溶液中，反复搓拌形成糊粉层粉面团。最后，将面团在温度30℃、湿度80％、发酵60min，得到发酵的糊粉层粉面团。
实施例6
本实施例涉及一种改性糊粉层粉的制备方法，包括如下步骤：
1)配制浓度为5％(w/w)的柠檬酸水溶液，将400g糊粉层粉加入到1200g饮用水中，加热至70℃，然后180rpm匀速搅拌1h。接着，10000rpm高速均质处理0.3h。
2)溶液中加入适量氢氧化钙，匀速搅拌使溶液的pH值为6.5。
3)糊粉层粉溶液中加入为所述糊粉层粉质量1％的转谷氨酰胺酶(活性为80U/g)，匀速搅拌，并在35℃条件下加热3h。
本实施例还涉及一种面团的制备方法，包括如下步骤：
将1600g面粉和40g干酵母加入到糊粉层粉溶液中，反复搓拌形成糊粉层粉面团。最后，将面团在温度30℃、湿度80％、发酵60min，得到发酵的糊粉层粉面团。
对比例1
首先，将400g糊粉层粉加入到1200g饮用水中，180rpm匀速搅拌1h。接着，高速均质处理0.3h。然后，将1600g面粉加入到溶液中，反复搓拌形成糊粉层粉面团。然后，将面团在温度30℃、湿度80％、发酵60min，得到发酵的糊粉层粉面团。
对比例2
首先，将400g糊粉层粉加入到1200g饮用水中，180rpm匀速搅拌1h。然后，将1600g面粉和40g干酵母加入到溶液中，反复搓拌形成面团。然后，将面团在温度30℃、湿度80％、发酵60min，得到发酵的糊粉层粉面团。
对比例3
与实施例1相比，其区别在于，所述柠檬酸溶液的质量分数为10％。
将实施例1～6、对比例1～2所制得的糊粉层粉面团进行下述检测。
1.糊粉层粉营养成分的测定
如表1所示，对不同处理组中糊粉层粉中营养成分进行测定。蛋白质的测定：凯氏定氮法(GB5009.5-2016)；脂肪的测定：索氏抽提法(GB5009.6-2016)；还原糖和总糖的测定：DNS比色法，制作葡萄糖标准曲线，测定葡萄糖含量；参考GB 5009.88—2014中方法将干燥后的样品经酶解去除蛋白质和淀粉等处理后，测定发酵前和发酵后麦麸的不溶性(IDF)、可溶性(SDF)和总膳食纤维(TDF)含量。
表1糊粉层粉中营养成分测定
由表1可知，柠檬酸浓度低于5％(w/w)时，糊粉层粉中少量蛋白质发生水解，部分不可溶性膳食纤维发生降解产生可溶性膳食纤维，还原糖和总糖含量增加。高压均质也可以使部分糊粉层粉部分不可溶性膳食纤维发生降解产生可溶性膳食纤维，但是作用有限。糊粉层粉中的还原糖主要包括葡萄糖、果糖和麦芽糖，糖类是碳水化合物，能为酵母的生长代谢提供能量和营养物质。
2.面团延展性的测定
测试前，将模具夹紧，使生面团可以充分的充满空腔。放入制备好的生面团，刮掉边缘多余的面团。拧紧挤出盖，将挤出盖上第一次挤出的面团去掉。再旋转挤出盖，露出大约1mm高度的样品，并放置30s，释放因挤出所产生的压力，然后将样品放置探头下，准备试验。每次测试做5次平行试验。测试参数如下：预测试速度1.5mm/s；目标距离10.0mm；循环次数2次；数据采集频率每秒钟10次；返回速度0.5mm/s；测试速度0.5mm/s。
表2面团的质构特性
由表2可知，与对比例1-3相比，实施例1-6的粘力、弹性、粘性、咀嚼性、拉丝长度和内聚性增加，硬度降低。这是由于糊粉层粉颗粒在面筋蛋白质和淀粉微粒的周围，限制面团的吸水作用，影响了面筋的弹性和延展性，导致面团的气室减小，从而控制面团中面筋的胀润性，面团粘性差。通过柠檬酸水解一方面使糊粉层粉中不可溶性膳食纤维发生降解，颗粒变小；另一方面，柠檬酸作为交联剂促使蛋白分子间产生一些新的酰胺键及二硫键，进而形成蛋白质交联。转谷氨酰胺酶催化蛋白质之间的交联反应，导致糊粉层粉中形成多重蛋白凝胶。在一定范围内，硬度越小，面团越柔软；弹性越大，则拉丝长度越大，面团越好；内聚性越大，则延展性越大，面团越好。同时，柠檬酸水解导致部分不可溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维在组织间形成网络，增强面团的拉力和粘力，使面团的结构紧密，富有弹性。对比例3中，当柠檬酸含量达到10％，导致部分蛋白质发生水解，蛋白凝胶网络的强度降低。
3.面团发酵流变特性测定
面团发酵流变特性测定使用F4流变发酵仪测定，测试条件为：温度36℃、时间默认3h、配重2 000g(测试配质量0.5kg，默认4片)、面团质量为315g。
表3面团发酵流变特性
由表3可知，实施例1-6的面团最大膨胀高度、气体释放曲线最大高度、CO2总产气量持气率显著高于对比例1-2。添加糊粉层粉后面团的面筋网络结构变差，导致面团的持气量减少。檬酸水解导致糊粉层粉中蛋白质发生水解，部分不可溶性膳食纤维发生降解产生可溶性膳食纤维，还原糖和总糖含量增加，可为酵母菌发酵提供碳源,在发酵过程中产生大量的二氧化碳和其它气体物质。柠檬酸作为交联剂促使蛋白分子间产生一些新的酰胺键及二硫键，进而形成蛋白质交联。同时，转谷氨酰胺酶催化蛋白质之间的交联反应，在糊粉层粉中可以形成多重凝胶，使气体溢出受到限制，增加了组织的蓬松度。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (12)
1.一种小麦糊粉层粉的改性方法，其特征在于，包括将小麦糊粉层粉与浓度为2~5%的柠檬酸水溶液混合均匀后进行高速均质处理的步骤；所述小麦糊粉层粉与柠檬酸水溶液的质量体积比为1：2.5~3.5；所述高速均质的转速为8000~10000 rpm，处理的时间为0.3~0.5h。
2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，向高速均质处理后的浆液中添加转谷氨酰胺酶对物料进行处理。
3.根据权利要求2所述的改性方法，其特征在于，所述转谷氨酰胺酶的添加量为所述小麦糊粉层粉质量的1~2%，处理的过程中，控制反应体系的温度为35~40℃，处理时间为3~4h。
4.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，将小麦糊粉层粉与浓度为2~5%的柠檬酸水溶液混合均匀后，加热至70~80℃，而后进行高速均质处理。
5.根据权利要求2或3所述的改性方法，其特征在于，转谷氨酰胺酶处理前，向高速均质处理后的浆液中添加氢氧化钙，将体系的pH调整至6.0~7.0。
6.根据权利要求1~4任一项所述的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将小麦糊粉层粉与浓度为2~5%的柠檬酸的水溶液混合均匀，将体系升温至70~80℃，对混合体系进行高速均质处理；
2）向均质处理后的溶液中添加氢化化钙，将体系的pH调整至6.0~7.0；
3）向调整pH后的物料体系中添加转谷氨酰胺酶对物料进行处理。
7.根据权利要求5所述的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将小麦糊粉层粉与浓度为2~5%的柠檬酸的水溶液混合均匀，将体系升温至70~80℃，对混合体系进行高速均质处理；
2）向均质处理后的溶液中添加氢化化钙，将体系的pH调整至6.0~7.0；
3）向调整pH后的物料体系中添加转谷氨酰胺酶对物料进行处理。
8.权利要求1~7任一项所述方法制备得到的改性小麦糊粉层粉。
9.一种面团，其特征在于，其制备原料中包括权利要求8所述的改性小麦糊粉层粉。
10.根据权利要求9所述的面团，其特征在于，所述面团中还包括小麦粉。
11.根据权利要求10所述的面团，其特征在于，所述改性小麦糊粉层粉与所述小麦粉的质量比为1:3.5~4.5。
12.一种小麦发酵食品，其特征在于，其制备原料中包括权利要求8所述的改性小麦糊粉层粉。
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