CN117481168A - 一种面包消化性改良剂及其在耐酶解全麦面包生产中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面包消化性改良剂及其在耐酶解全麦面包生产中的应用，全麦面包加工领域。本发明通过将谷蛋白在碱性条件下分散，使得蛋白链充分展开后加入β‑葡聚糖，通过分子自组装形成青稞谷蛋白/β‑葡聚糖复合物，得到一种面包消化性改良剂。将所得面包消化性改良剂与全麦粉、谷朊粉混合，经过和面、发酵、成型、醒发、烘焙等步骤加工得到耐酶解全麦面包。本发明通过加入面包消化性改良剂调控全麦面包中淀粉的消化性，大大提高全麦面包中抗性淀粉含量，同时得到的面包口感好、营养价值高。
Description
技术领域
本发明属于全麦面包加工领域，具体涉及一种面包消化性改良剂及其在耐酶解全麦面包生产中的应用。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，健康饮食观念越来越深入人心，人们期待能吃到更加天然、零糖零脂添加的食品，以达到健康饮食和减肥减重的目的。在这样的背景下，以全麦粉为原料制成的烘焙食品如全麦面包受到越来越多消费者的青睐。
全麦面包具有较高的营养价值，富含膳食纤维、矿物质、维生素、低聚糖等多种生物活性成分，但其存在比容低、硬度高、质地粗糙以及血糖水平高等问题。全麦面包存在的问题吸引了广大谷物学者的兴趣，当前的研究主要集中在通过原料的选择和处理、配方和加工工艺的优化、蛋白质、亲水胶体、生物酶、酚类物质等功能性生物成分的添加上。中国专利CN 107439633A公开了一种全麦面包用复合改良剂和全麦面包组合物与全麦面包及其制备方法，通过添加谷阮粉、硬脂酰乳酸钠、α-淀粉酶等改良剂来改善全麦面包的品质。中国专利CN 113907112A公开了一种面包改良剂及全麦面包及全麦面包的制备方法，通过添加乳化剂、酶制剂、抗氧化剂使全麦面包具有自然的浅褐色色泽、口感好且弹柔度高的品质。
上述发明虽能改善全麦面包品质，但仍缺乏有效调控全麦面包GI值的方法。鉴于淀粉是引起餐后血糖波动的主要因素，因此降低淀粉的消化率是降低食物GI值可行的方法之一。研究表明，非淀粉组分可抑制淀粉的消化性，尤其是蛋白质和β-葡聚糖。因此本发明通过添加β-葡聚糖、青稞蛋白，使二者与淀粉相互作用降低GI值，形成一款具有更佳感官特性和质构特性的适用于糖尿病患者的低GI面包，以此补充糖尿病患者的适用食物种类，有效解决目前市面上的低GI食物种类严重匮乏，且产品形式单一的问题。
发明内容
针对现有的技术问题，本发明提供一种面包消化性改良剂及其在耐酶解全麦面包生产中的应用，通过谷蛋白与β-葡聚糖的协同作用，有效降低了全麦面包淀粉消化率，增加抗性淀粉含量，提高营养价值，并改善全麦面包的口感和品质。
本发明的目的是提供一种面包消化性改良剂，包括谷蛋白和β-葡聚糖；
所述的面包消化性改良剂的制备方法，包括以下步骤：将谷蛋白在碱性条件下分散，使得蛋白链充分展开后，加入β-葡聚糖，通过分子自组装形成谷蛋白/β-葡聚糖复合物，形成面包消化性改良剂。
在本发明的一些实施方案中，所述的面包消化性改良剂中谷蛋白为青稞、小麦、燕麦来源的一种及以上；β-葡聚糖为青稞β-葡聚糖、燕麦β-葡聚糖、酵母β-葡聚糖的一种及以上。
在本发明的一些实施方案中，所述β-葡聚糖为高、中、低分子量的一种及以上；其中，低分子量是指1×104-8×104Da，中分子量是指1×105-2×105Da，高分子量是指3×105-5×105Da。优选低分子量的β-葡聚糖。
在本发明的一些实施方案中，所述谷蛋白与β-葡聚糖的重量比为7：2.5。
在本发明的一些实施方案中，所述谷蛋白分子链打开的pH区间范围为9.0-10.5，以pH10.0为最佳。
本发明的另一目的是提供一种耐酶解全麦面包，其原料配方包括上述面包消化性改良剂、全麦粉和谷阮粉。
在本发明的一些实施方案中，所述耐酶解全麦面包的配方为全麦粉50-100份，谷阮粉10-30份，面包消化性改良剂2-10份，酵母1-3份，蒸馏水60-100份。
在本发明的一些实施方案中，全麦粉、谷阮粉、面包消化性改良剂、酵母的质量比为72：21：9.5：1.5。
在本发明的一些实施方案中，所述耐酶解全麦面包的制备方法包括如下步骤：
(5)面团制作：按耐酶解全麦面包配方称取原料于和面机中，加入适量的温水搅拌成均匀的面团，进行面团发酵；
(6)整形：将面团分割成小面团，搓圆，除去气体并修复受伤组织；
(7)醒发：将揉搓成型的小面团置于醒发箱内醒发；
(8)焙烤：将醒发后的面团置于烤盘上，焙烤面包。
进一步地，步骤(1)中在和面机中搅拌时间为10-15min，面团在30-35℃下发酵30-45min，醒发湿度为70％-90％。
进一步地，步骤(3)中将醒发温度为30-35℃，醒发时间为70-90min，醒发湿度为70％-90％。
进一步地，步骤(4)中将醒发后的面团置于烤盘上，在150-170℃的温度下烘烤20-30min，最后冷却至室温，得到耐酶解全麦面包。
本发明的有益效果：
本发明的一种面包消化性改良剂，解决了全麦面包血糖生成指数高，烘焙品质差、适口性差等缺点。本发明通过谷蛋白、β-葡聚糖、谷阮粉的协同作用，能够改善全麦面包的烘焙品质，降低全麦面包硬度和咀嚼性，增加全麦面包比容，同时能够使全麦面包中快消化淀粉含量降低，慢消化淀粉和抗性淀粉含量升高，显著降低了全麦面包的GI值，适合于高血糖患者食用。为制备高烘焙品质、低血糖指数的全麦面包提供了新思路。
附图说明
图1不同消化性改良剂对全麦面包比容的影响。
图2不同消化性改良剂对全麦面包体外消化性的影响。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
消化性改良剂的制备：将7份谷蛋白溶于pH＝10.0的氢氧化钠溶液中，使得蛋白链充分展开后，加入2.5份低分子量的β-葡聚糖(分子量为2×104Da)，搅拌30min，通过分子自组装形成谷蛋白/β-葡聚糖复合物，干燥24h后形成面包消化性改良剂，以添加消化性改良剂的面包样品为实施例1复合试验组。
耐酶解全麦面包由以下质量份数的各组分制成：全麦粉72份，谷阮粉21份，消化性改良剂9.5份，酵母1.5份。
(1)面团制作：按耐酶解全麦面包配方称取原料于和面机中，加入80份蒸馏水搅拌成均匀的面团，在温度为30-35℃，湿度为70％-90％条件下发酵30-45min；
(2)整形：将面团分割成小面团，搓圆，除去气体并修复受伤组织；
(3)醒发：将揉搓成型的小面团置于醒发箱内醒发；
(4)焙烤：将醒发后的面团置于烤盘上，在150-170℃的温度下烘烤20-30min，最后冷却至室温，得到耐酶解全麦面包。
实施例2
以中分子量β-葡聚糖(分子量为1×105Da)作为改良剂，即除了改良剂的分子量外，其余的均与实施例1相同。
实施例3
以高分子量β-葡聚糖(分子量为3×105Da)作为改良剂，即除了改良剂的分子量外，其余的均与实施例1相同。
对比例1
与实施例1区别仅在于，不添加谷阮粉与面包消化性改良剂，相应的调整全麦粉的用量；其他与实施例1均相同。
对比例2
与实施例1区别仅在于，不添加面包消化性改良剂，相应的调整全麦粉的用量；其他与实施例1均相同。
对比例3
与实施例1区别仅在于，单一添加谷蛋白，不添加β-葡聚糖，相应的调整全麦粉的用量；其他与实施例1均相同。
对比例4
与实施例1区别仅在于，单一添加β-葡聚糖，不添加谷蛋白，相应的调整全麦粉的用量；其他与实施例1均相同。
对比例5
与实施例1区别仅在于，改良剂谷蛋白与β-葡聚糖未经过预先自组装而是直接物理混合使用(7份谷蛋白+2.5份β-葡聚糖)，其他与实施例1均相同。
上述实施例和对比例中全麦粉购自购自昆山益海嘉里食品工业有限公司，酵母购自法国乐斯福集团，谷阮粉购自东莞益海嘉里淀粉有限公司，谷蛋白购自西安国豪生物科技有限公司，β-葡聚糖购自陕西泽朗生物科技有限公司。
检测1：孔隙特性的测定
用切片机将面包切开，选取中间截面用于图像扫描。采用Image J软件截取面包片图像中心区域分析纹理结构，计算孔隙密度、孔隙平均尺寸和孔隙率。
检测2：比容的测定
参照GB/T 209812007，采用小米替代法测定面包体积(mL)。面包比容的计算公式如下：面包比容(mL/g)＝面包体积(mL)/面包重量(g)
检测3：TPA特性的测定
取全麦面包样品，用面包切片器将面包切成厚度约为2cm厚面包片，平整放置在质构仪试验台面上，测试前速度为3.00mm/s，测试速度为1.00mm/s，测试后速度为5.00mm/s；压缩比为40％，间隔时间为10s。
检测例4：体外模拟消化血糖生成指数的测定
取0.6g面包冻干样品(过100目筛)到50ml离心管中，每个试管中加入10mL胃蛋白酶液，涡旋混合，水浴振荡，加入10ml乙酸钠缓冲液，涡旋后放入37℃保温10min。保温结束后，用无水乙醇中终止反应，加入混合酶液(糖化酶+胰酶)，分别于10、20、40、60、90、120、150、180min测葡萄糖当量，根据所测的葡萄糖当量计算样品在消化过程中的淀粉水解率。
水解率(％)＝Gt×0.9/TS×100％，
水解面积(HI)为水解曲线的积分面积，eGI按下面方程计算：
eGI＝8.198+0.862HI。
(1)各实施例和对比例中消化性改良剂对全麦面包孔隙特性的影响结果如表1所示。
表1各实施例和对比例所得全麦面包孔隙特性结果
由表1可得，谷蛋白的加入可以使面包的孔隙平均面积降低，孔隙度和孔隙密度升高，表明谷蛋白的添加改善了面包孔隙特性，面包组织结构更加细腻。而由对比例4可得β-葡聚糖的加入使面包孔隙平均面积增加，孔隙度降低，孔大小不均一，且孔隙密度降低，破坏了面筋蛋白网络结构，造成了面包品质的劣变。与对比例相比，实施例1、2、3和对比例5孔隙平均面积降低、孔隙度和孔隙密度升高，当谷蛋白与β-葡聚糖同时添加时，谷蛋白的存在可以减弱β-葡聚糖对面包气孔分布的不利影响，并且由于谷蛋白的填充作用面包中的气室被分成更多的小气室，从而增加了面包的孔隙密度，进而改善全麦面包的品质。而谷蛋白与β-葡聚糖预先自组装后对全麦面包孔隙的改良效果要好于未经过自组装的。
(2)此外，由图1可得，与对比例1空白对照组相比，面包改良剂能够增加全麦面包比容，实施例1、2、3分别提高全麦面包比容41.67％、48.61％、39.35％，随着β-葡聚糖分子量的增加，全麦面包比容呈现先升高再下降的趋势，其中以实施例2的改善效果最佳。并且各实施例与对比例2、3、4、5相比，极大的增加了全麦面包的比容，复合改良剂对全麦面包比容的改良效果优于单一改良剂，改良剂经过预先自组装后对全麦面包比容的改善效果要由于未经过自组装的。实施例1与对比例2、3、4、5相比，比容增加了2.34％、30.21％、61.90％、16.79％，谷蛋白/β-葡聚糖复合物的添加能够强化面筋网络结构，促使面筋网络更完整、连续的发育，从而使全麦面包比容增大。
(3)各实施例和对比例中消化性改良剂对全麦面包质构特性的影响结果如表2所示。
表2各实施例和对比例所得全麦面包质构特性结果
由表2可知，与对比例1空白对照组相比，实施例1、2、3的全麦面包硬度分别降低了51.5％、55.6％和42.4％，咀嚼性降低了47.42％、50.98％、37.41％。实施例随着β-葡聚糖分子量的增加，全麦面包硬度和咀嚼性都呈现先下降再升高的趋势，其中实施例2具有较低的硬度和咀嚼性，使面包质地柔软，具有良好的品质。与对比例5相比，经过预先自组装的谷蛋白/β-葡聚糖改良剂使全麦面包硬度和咀嚼性降低至合适的范围，口感更优。面包改良剂的添加能够显著降低全麦面包的硬度和咀嚼性，这可能是由于谷蛋白/β-葡聚糖复合物能够增加面团的吸水性，并且谷蛋白/β-葡聚糖复合物能够与面团中的淀粉竞争水分，这限制了面粉中直链淀粉的浸出，降低了面包的硬度。
(4)各实施例和对比例中消化性改良剂对全麦面包体外淀粉消化特性的影响结果如表3和图2所示。
表3各实施例和对比例所得全麦面包体外淀粉消化特性结果
由表3和图2可知，谷蛋白/β-葡聚糖复合改良剂的添加能够使全麦面包中快消化淀粉(RDS)和慢消化淀粉(SDS)含量降低、抗性淀粉(RS)含量增加、eGI值降低。与对比例1相比，实施例1、2、3使全麦面包的eGI值分别降低了11.9％、7.6％、7.9％，其中以低分子量β-葡聚糖降低eGI值效果最好。与对比例2、3、4相比，复合改良剂增加全麦面包RS和降低eGI值的效果要好于单一改良剂的添加。与对比例5相比可知，经过预先自组装的谷蛋白/β-葡聚糖改良剂对于全麦面包淀粉消化的抑制效果要好于未经过自组装的。全麦面包淀粉消化被抑制的主要原因可能是，谷蛋白/β-葡聚糖复合物能辅助面筋网络的形成和发育，增强面筋蛋白对淀粉的包裹，强化面筋网络结构，从而能在淀粉周围形成更牢固稳定的物理包埋，抑制淀粉的糊化。
由此看出复合改良剂对全麦面包具有极佳的改善效果，显著增大了面包比容同时也减小了面包的硬度和咀嚼度，从而获得口感更佳的面包产品。同时，在体外模拟消化试验中复合改良剂能够显著降低快消化淀粉和慢消化淀粉含量，增加抗性淀粉含量，显著降低了全麦面包的eGI值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种面包消化性改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将谷蛋白在碱性条件下分散，使得蛋白链充分展开后，加入β-葡聚糖，通过分子自组装形成谷蛋白/β-葡聚糖复合物，形成面包消化性改良剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述谷蛋白为青稞、小麦、燕麦来源的一种及以上；β-葡聚糖为青稞β-葡聚糖、燕麦β-葡聚糖、酵母β-葡聚糖的一种及以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述β-葡聚糖为高、中、低分子量的一种及以上；其中，低分子量是指1×104-8×104Da，中分子量是指1×105-2×105Da，高分子量是指3×105-5×105Da。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述谷蛋白与β-葡聚糖的重量比为7：2.5。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述谷蛋白分子链打开的pH区间范围为9.0-10.5。
6.权利要求1-5任一项所述方法制备得到的面包消化性改良剂。
7.一种耐酶解全麦面包，其特征在于，其配方包括如下原料：权利要求6所述的面包消化性改良剂、全麦粉和谷阮粉。
8.根据权利要求7所述的耐酶解全麦面包，其特征在于，所述耐酶解全麦面包的配方为全麦粉50-100份，谷阮粉10-30份，面包消化性改良剂2-10份，酵母1-3份，蒸馏水60-100份。
9.根据权利要求7所述的耐酶解全麦面包，其特征在于，所述耐酶解全麦面包的制备方法包括如下步骤：
(1)面团制作：按耐酶解全麦面包配方称取原料于和面机中，加入适量的温水搅拌成均匀的面团，进行面团发酵；
(2)整形：将面团分割成小面团，搓圆，除去气体并修复受伤组织；
(3)醒发：将揉搓成型的小面团置于醒发箱内醒发；
(4)焙烤：将醒发后的面团置于烤盘上，焙烤面包。
10.根据权利要求9所述的耐酶解全麦面包，其特征在于，步骤(1)中在和面机中搅拌时间为10-15min，面团在30-35℃下发酵30-45min，醒发湿度为70％-90％；步骤(3)中将醒发温度为30-35℃，醒发时间为70-90min，醒发湿度为70％-90％；步骤(4)中将醒发后的面团置于烤盘上，在150-170℃的温度下烘烤20-30min，最后冷却至室温，得到耐酶解全麦面包。
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