（农产品加工及贮藏工程专业论文）魔芋多糖生物大分子复合物对面粉改良作用的研究.pdf

l 一一 c l a s s i f i c a t i o nn o ：t s 21 1 8 c o n f i d e n t i a l i t y ： u n i v e r s i t yc o d e ：1 0 3 8 9 s t u d e n tn o ：s 1 0 7 1 2 0 l d i s s e r t a t i o nf o rm a s t e rd e g r e eo ff u j i a na g r i c u l t u r ea n d f o r e s t r yu n i v e r s i t y s t u d yo nt h ei m p r o v e m e n to fk o n j a cg l u c o m a nn a n b i o l o g i c a lm a c r o m o l e c u l e sc o m p l e xt of l o u r d i s c i p l i n e ：a g r i c u l t u r e c l a s so n ed i s c i p l i n e ：f o o ds c i e n c ea n de n g i n e e r i n g c l a s st w od i s c i p l i n e ：a g r i c u l t u r a lp r o d u c t sp r o c e s s i n ga n ds t o r a g e r e s e a r c hf i e l d ：p r o c e s s i n go fa g r i c u l t u r a lp r o d u c t s g r a d u a t e ：h ex i n l e i s u p e r v i s o r ：r e s e a r c h e rp a n g j i e s u b m i t t e dd a t e ：a p r i l ，2 010 l 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学 校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。 口 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：磷磊 日期弦户罗 指导教师亲笔签名：日期：wi o 乞细 l 目录 摘| 耍i a b s t r a c t i 第一章绪论l 1 1 弓l 言l 1 2 面粉品质改良剂及其研究进展2 1 2 1 面粉品质改良剂概述2 1 2 2 面粉品质改良剂的研究现状一6 1 2 3 面粉品质改良剂存在的问题。7 1 2 4 面粉品质改良剂的发展趋势7 1 3 食品中生物大分子及其在面制品中的应用l o 1 3 1 魔芋多糖l o 1 3 2 卡拉胶1 2 1 3 3 大豆分离蛋白1 3 1 3 4 其他生物大分子15 1 4 本研究目的、意义和内容1 6 1 4 1 本文研究的目的及意义1 6 1 4 2 本文研究的内容1 8 第二章魔芋多糖生物大分子复合物混合体系特性的研究1 9 2 1 引言l9 2 2 材料与方法2 0 2 2 1 试验材料2 0 2 2 2 试验方法2 0 2 3 结果与讨论2 l 2 3 1 共混比例对复合物凝胶强度的影响2 l 2 3 2p h 值对复合物凝胶强度的影响一2 2 2 3 3 温度对复合物凝胶强度的影响2 3 2 3 4 浓度对复合物凝胶强度的影响2 4 2 3 5 盐离子对复合物凝胶强度的影响2 5 2 4 ，j 、结2 6 第三章魔芋多糖生物大分子复合物对面团流变性的影响2 8 3 1 引言2 8 3 2 材料与方法2 9 3 2 1 试验材料2 9 3 2 2 试验方法。2 9 3 3 结果与讨论。3 4 3 3 1 面粉基本品质3 4 3 3 2 复合物对面团粉质特性的影响3 4 3 3 3 复合物对面团拉伸特性的影响3 7 3 4 ，j 、结3 9 第四章魔芋多糖生物大分子复合物在面包中的应用4 l 4 1 弓i 言4 1 4 2 材料与方法4 l 4 2 1 试验材料4l 4 2 2 试验方法4 2 4 3 结果与讨论。4 4 4 3 1 复合物对面包含水量的影响“ 4 3 2 复合物对面包比容的影响4 5 4 3 3 复合物对面包硬度的影响4 6 4 3 4 复合物对面包弹性的影响4 7 4 3 5 复合物对面包感官品质的影响4 7 4 4 ，j 、结4 8 第五章结论与展望4 9 5 1 结论4 9 5 2 进一步研究需要解决的问题。4 9 参考文献51 附录l 英文缩写词表5 8 附录2 攻硕期间发表的论文5 9 致 射6 0 l 祸建农林人学硕一f ：毕业论文魔芋多糖，生物人分子复合物对面粉改良作用的研究 摘要 针对我国小麦粉总体上筋率低、筋力弱，无法满足生产更高级营养型面制品 的需要的现状，本文以天然、健康、功能性生物大分子魔芋多糖( 即魔芋葡甘聚 糖) 的主要存在形式魔芋精粉为基料，将魔芋精粉和k 卡拉胶和大豆分离蛋 以物理共混的方式复合，首先研究了魔芋多糖生物大分子复合物复配后的凝胶 化性能，然后通过正交试验分别测定了不同比例的魔芋多糖生物大分子复合物 对面粉粉质特性、拉伸特性的影响，以确定最佳的复合物配比比例，最后按此比 例添加至面包的生产操作中，通过对面包含水量、比容、硬度及弹性测定比较， 以期获得最佳的复合物添加量。通过试验得出以下结果： 1 通过对复合物凝胶化性能的分析，得到魔芋多糖生物大分子复合物中多糖 和大豆分离蛋白的最佳比例为6 ：4 ，当体系中的p h 为7 时，复合体系的凝胶强 度达到最大；最佳共混溶胀温度为8 5 ；随着体系中多糖蛋白浓度的递增，分 子之间相互碰撞、结合的机会显著增多，复配物的凝胶强度也呈现快速上升趋势， 线性回归方程：y = 2 6 8 2 x 1 0 5 4 4 ( r 2 = 0 9 9 1 9 ) ；在相同的浓度下，k + 对复合体系 凝胶强度增强的效果远远大于n a + 对复合体系的增强作用。 2 通过对面粉中添加不同比例的魔芋多糖生物大分子生物复合物的粉质特 性和拉伸特性分析，确定了面粉中最佳的魔芋精粉、l c 卡拉胶和大豆分离蛋白之 间的比例为2 ：1 ：2 5 。并且在复合体系中，魔芋多糖和k 卡拉胶这两种亲水性食 品胶对面团的拉伸特性方面的影响具有相似性。 3 以面粉粉质特性确定的复合物最佳复合比例，添加到面粉中，考察复合物 对面包含水量、比容、硬度、弹性等方面的影响；认为当体系中的魔芋多糖生 物大分子复合物的浓度达到3 时，可以显著减小大豆分离蛋白对面筋蛋白的 “稀释 作用。此添加量的魔芋多糖生物大分子复合物的对面包的硬度影响最 小，弹性最大，防止面包老化的效果最好。 关键词：魔芋多糖；k 一卡拉胶；大豆分离蛋白；凝胶强度；面粉改良剂 【一 福建农林人学硕i ：毕业论文 魔芋多糖 k 物人分子复合物埘面粉改良作用的研究 a b s t r a c t i nv i e wo ft h es t a t u sq u ot h a tw h e a tf l o u ri sl o wa n dw e a ki ng l u t e n , a n du n a b l e t om e e tt h en e e do fa d v a n c e dn u t r i t i o n a lp r o d u c t i o n s i nt h i sp a p e r , k o n j a cf l o u rw a s c o m p o u n d e dw i t hk ：- c a r r a g e e n a n a n di s o l a t e d s o yp r o t e i nb yp h y s i c a lb l e n d i n g a p p r o a c h f i r s t ，t h eg e l l i n gp r o p e r t i e so fk g m b i o l o g i c a lm a c r o m o l e c u l e sc o m p l e x w e r es t u d i e d t h e nt h ee f f e c to ft h ec o m p l e x e si nv a r y i n gp r o p o r t i o n so ns i l t y c h a r a c t e r i s t i c sa n dt e n s i l ep r o p e r t i e sw e r ed e t e r m i n e db yo r t h o g o n a l ，i no r d e rt o d e t e r m i n et h eo p t i m a lc o m p l e xr a t i o f i n a l l y , t h eb e s tr a t i oo fc o m p o u n d sw a sa d d e d t ob r e a dp r o d u c t i o no p e r a t i o n s b yd e t e c t i n ga n dc o m p a r i n gw a t e rc o n t e n t ，s p e c i f i c v o l u m e ，h a r d n e s sa n de l a s t i c i t yo fb r e a d ，t h eo p t i m a la m o u n to fc o m p o u n da d d e d c o u l db ed e t e r m i n e d t h ec o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： 1 、b yt h ea n a l y s e so ft h eg e l l i n gp r o p e r t i e so ft h ec o m p o u n d s ，t h eb e s tr a t i oo f k g m p o l y s a c c h a r i d eb i o l o g i c a lm a c r o m o l e c u l e sc o m p l e xw a s p o l y s a c c h a r i d e ： i s o l a t e ds o yp r o t e i n = 6 ：4 ，w h e nt h es y s t e mw a si np h 7 0 ，t h eg e ls t r e n g t ho fc o m p o s i t e s y s t e mr e a c h e dt h em a x i m u m ；t h eb e s tm i x e ds w e l l i n gt e m p e r a t u r ew a s8 5 ；a n d 、v i t ht h ei n c r e a s eo fp o l y s a c c h a r i d ep r o t e i n ，t h eo p p o r t u n i t i e so fc o l l i s i o na n d i n t e g r a t eb e t w e e nm o l e c u l a rs i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d ，a n dt h eg e ls t r e n g t ho fc o m p l e x a l s oi n c r e a s e dr a p i d l y , t h el i n e a rr e g r e s s i o ne q u a t i o n ：y = 2 6 8 2 x - 10 5 4 4 ( r 。= 0 9 919 ) ； i nt h es a m ec o n c e n t r a t i o n , t h ee n h a n c e m e n te f f e c to fg e ls t r e n g t ho fk + w a sf a r g r e a t e rt h a nt h en a + 2 、t h eb e s tr a t i oo f k o n j a cf l o u r , c a r r a g e e n a na n di s o l a t e ds o yp r o t e i nw a s2 ：1 ：2 5 ， w h i c hw a so b t a i n e db yt h es i l t yc h a r a c t e r i s t i c sa n dt e n s i l ep r o p e r t i e sa n a l y s e so f p o l y s a c c h a r i d e | b i o l o g i c a lm a c r o m o l e c u l e sc o m p l e x a n di nt h ec o m p o s i t es y s t e m ， t h et w oh y d r o p h i l i cf o o dg u m ，k g ma n dc a r r a g e e n a n ，h a ds i m i l a ri m p a c to nt h e t e n s i l ep r o p e r t i e s 3 、t h ec o m p o u n d sw e r ea d d e dt ob r e a df l o u ra tt h eb e s tr a t i ot os t u d yt h ei m p a c t o nb r e a dm o i s t u r e ，c o n t e n t ，s p e c i f i cv o l u m e ，h a r d n e s s ，e l a s t i c i t ya n do t h e ra s p e c t s ； w h e nt h ec o m p l e xc o n c e n t r a t i o nr e a c h e d3 t h e ”d i l u t i o n ”e f f e c to fi s o l a t e ds o y p r o t e i no nm u c e d i nc o u l db e r e d u c e ds i g n i f i c a n t l y i nt h i s c o n c e n t r a t i o n ，t h e c o m p o u n d sh a d m i n i m a li m p a c to nt h eh a r d n e s so fb r e a d ，w i t hm o s tf l e x i b l ea n db e s t t op r e v e n tt h e a g i n go f b r e a d k e yw o r d s ：k o n j a cp o l y s a c c h a r i d e ；r - c a r r a g e e n a n ；i s o l a t e ds o yp r o t e i n ；g e ls t r e n g t h ； f l o u rm o d i f i e r 【一 福建农林大学硕i ：毕业论文魔芋多糖生物人分子复合物对面粉改良作用的研究 第一章绪论 1 1 引言 蛋白质和多糖是食品体系中重要的两类生物大分子，也是影响食品质构的主 要因素。蛋白质除了具有乳化性、稳定性和保证食品的营养价值之外，在决定食 品的色、香、味及质构上也起着重要作用。食品体系的多糖除了提供人体的能量 外，其具有的独特的生理功能和增稠、持水的能力也赋予食品良好的质构特性， 而蛋白质一多糖的复合物显示出比各自独立作用时更优越的性能，这是因为许多 食品的外观、流变、质构及其他一些物理化学特性是由蛋白质和多糖的物理化学 性质决定的；而且因为食品是多成分体系，研究蛋白质一多糖混合体系的特性比 研究单个组分的特性更为重要；此外，随着工程化的食品的发展，研究利用蛋白 质多糖混合体系所表现的独特的功能特性来开发新的产品成为新的研究热点【l 】。 小麦及其制品是世界上3 0 4 0 人口的主食【2 1 ，也是生产面条、面包、饼 干、糕点等食品的主要原料，因此面粉工业在国民经济中具有重要地位。随着人 们生活水平的提高和健康意识的加强，消费者对面粉提出了更高要求，不仅要求 面粉的灰分低、颜色白，还必需满足各种面制品加工对面粉质量的特殊要求，为 满足人们对面食制品越来越高的要求，根据面粉不同的用途，在面粉中添加适当 的改良剂对面粉质量进行改良，以生产、加工各种食品满足人们的需要是可行的。 然而，小麦受自身质量、种植环境、加工、贮运等诸多因素的影响，使面粉和面 制品质量存在较大差异。国产小麦面筋含量低、弹性和延伸性差，仅仅适合做传 统主食馒头、面条，不能满足对面筋特性要求较高的烘焙食品和方便面的要求， 而通过添加改良剂不但提高面粉档次，降低成本，而且还可以改善我国生产专用 粉严重依赖进口小麦的局面。因此探索如何在面制品加工中对国产面粉进行质量 改良，一直是面粉添加剂研究领域的重要课题之一。 本文主要通过对魔芋多糖复合物性能的研究，将魔芋葡甘聚糖k 卡拉胶和 大豆蛋白应用到面制品中，通过对面团粉质、拉伸性能的研究，确定三者的比例， 进而开发出一种新型、安全、天然的面粉改良剂。 1一 福建农林人学硕士毕业论文魔芋多糖生物人分子复合物对面粉改良作用的研究 1 2 面粉品质改良剂及其研究进展 1 2 1 面粉品质改良剂概述 面粉品质改良剂是由一种或多种成分组成的能防止或延缓面粉老化、改变 面团的筋力、提高面团的加工性能、改善面粉品质的食品添加剂。衡量面粉质 量的主要指标是面筋率的大小，它主要由面筋蛋白的数量和质量所决定，根据 面粉中面筋含量高低可将面粉为高筋粉、中筋粉和低筋粉。不同面制品对面粉 面筋率的要求不同，例如面包、面条需要高筋粉，馒头、花卷、饺子需要中筋 粉，大多数糕点如蛋糕、月饼、桃酥等需要低筋粉。 科学界对面粉质量改良剂研究和应用已有近百年历史，目前，国内外已开 发应用多种面粉质量改良剂，他们大致可分为以下几类【3 】： 1 2 2 1 氧化剂 面粉改良中应用的氧化剂主要是指通过氧化反应对面粉起质量改良作用的 一类添加剂，其能够增强面团筋力，提高其弹性、韧性及持气能力，主要对面 粉起增筋或漂白作用。目前可用于面粉质量改良剂的氧化剂有偶氮甲酰胺 ( a d a ) 、过氧化钙、l 抗坏血酸( v c ) 等。 偶氮甲酰胺已通过w h o 和美国f d a 的批准认证，与过氧化钙同为快速型 氧化剂，在面团搅拌前期即起作用，而在发酵后期即已失效。其特点是a d a 本身与面粉不起作用，或者说起的作用很小，但当它在面粉加水搅拌成面团时， 便能很快释放出活性氧，将小麦蛋白内s h 基团氧化成s s 基团，使各种蛋白 质链相互连接构成面团网络结构。 l 抗坏血酸通常被视为一种中速型氧化剂，是一种氧化还原缓冲体系，添 加过量也不会对面筋产生不良影响。国外学者对它的作用机理进行了大量的研 究，一般认为l 抗坏血酸被面粉中的l 抗坏血酸氧化酶或被空气中的氧，氧化 成脱氢抗坏血酸，脱氢抗坏血酸作用于面粉中的巯基而起氧化作用。l 抗坏血 酸是一种安全的改良剂，被许多国家不限量使用，但较贵的价格限制了它的使 用【4 】。单独使用l 抗坏血酸增大面包体积的效果不如溴酸钾和a d a 等明显， 但通过和乳化剂、酶制剂等复配，效果较为理想【5 1 。 1 2 2 2 乳化剂 2 福建农林大学硕f ：毕业论文魔芋多糖生物大分子复合物对面粉改良作用的研究 乳化剂对面团的改良作用机理足它能与面筋蛋白相互作用形成复合物，即 乳化剂的亲水基结合麦醇溶蛋白质，亲油基结合麦谷蛋白质，使面筋蛋白质分 子相互连接起来，由小分子变为大分子，进而形成结构牢固细密的面筋网络， 增强面团的持气性，增大面制品的体积。常用的乳化剂有硬脂酰乳酸钠( s s l ) 、 硬脂酰乳酸钙( c s l ) 、双乙酰酒石酸单甘油脂( d a t e m ) 、蔗糖脂肪酸酯( s e ) 、 蒸馏单甘酯( d m g ) 、琥珀酸单甘酯( s m g ) 等。 乳化剂对面粉改良作用基于以下三方面：乳化剂与直链淀粉加热时形成的 螺旋结构发生络合，这种螺旋形式的络合物即使在冷却情况下也会保持柔软状 态，从而抑制淀粉老化。乳化剂还可以与多肽链中各种氨基酸的侧链通过疏水 键、静电作用已及范德华力发生作用，乳化剂的碳氢链被固定在蛋白质中，而 亲水基则定向排列于蛋白质的粒子表面，从而以非化学键方式增强了蛋白质分 子之间的范德华力和蛋白质分子的抗张强度；乳化剂与脂类化合物的相互作用， 将蛋白质与脂类物质连接起来，增强面筋的网络结构【4 】。 硬脂酰乳酸钠( s s l ) 和硬脂酰乳酸钙( c s l ) 结构上相似，在面制品中所 起作用也比较类似，它们都属于阴离子型乳化剂，都能形成水包油型乳化液， 对面制品起改良作用的机制也比较相似，首先是与蛋白质相互作用，硬脂酰乳 酸钙和硬脂酰乳酸钠都能与蛋白质发生强烈相互作用。这些乳化剂和小麦粉的 面筋相互作用时，其亲水基团与麦醇溶蛋白结合，其疏水基与麦谷蛋白结合， 形成面筋蛋白复合物，使面筋蛋白复合物，使面筋网络更加细致而有弹性，改 善了酵母发酵面团的持气性，使烘焙食品体积增大。另一个是与淀粉的相互作 用，硬脂酰乳酸钙和硬脂酰乳酸钠都能和直链淀粉相互作用，形成不溶性复合 物，从而抑制直链淀粉老化，保持烘烤食品的新鲜度【6 】。 双乙酰酒石酸单甘油酯( d a t e m ) ，能与蛋白质发生强烈的相互作用，改 进发酵面团的持气性，从而增大面包的体积和弹性，这种作用在调制软质面粉 时更为明显。如果单从增大面包体积的角度考虑，d a t e m 在众多的乳化剂中 的效果是最好的，也是代替溴酸钾替代物的一种理想途径。 蔗糖脂肪酸酯( s e ) ，在面包质量改良剂中使用最多的就是蔗糖单脂肪酸 酯，它能提高面包的酥脆性，改善淀粉糊黏度以及面包体积的蜂窝结构，并有 防止老化的作用。采用冷藏面团制作面包时，添加蔗糖酯可以有效防止面团冷 3 福建农林人学硕二j ：毕业论文 魔芋多糖牛物人分子复合物对面粉改良作用的研究 藏变性【5 l 。 1 2 2 3 酶制剂 以酶制剂代替化学品作为面粉改良剂已成为当前面粉工业的研究热点【7 母】。 酶是一种蛋白质，因在加工变性中没有毒性，酶的添加能影响面团的形成过程， 并最终影响制品的质量【1 0 , 1 1 】。酶制剂具有加快发酵速度、为酵母提供营养物质、 改善内部组织、防止淀粉老化等作用。常见的酶制剂有洳淀粉酶、蛋白酶、葡 萄糖氧化酶、戊聚糖酶、木聚糖酶等。 ( 1 ) n 淀粉酶：a 淀粉酶具有提高淀粉酶的活性，在面粉中添加n 淀粉酶， 弥补面粉中洳淀粉酶的活性不足，使之将淀粉分解成更多的糖，满足酵母正常 发酵的需要，增加面团发酵时产气量，补充面团酶的活力。a 淀粉酶不仅能加 快面团的发酵速度，还能改善面包风味，表皮色泽，提高面包柔软度，延缓老 化速度。a 淀粉酶的的添加量要根据面粉中淀粉酶活性而定；所添加淀粉酶的 品种、酶活性药根据小麦粉中破损淀粉量而定。a 淀粉酶只对破损淀粉起作用。 ( 2 ) 蛋白酶：蛋白酶也是面粉工业的酶制剂之一，是一种中性蛋白酶，其 最适p h 为5 5 7 5 ，最适温度为6 5 ；可以水解面筋蛋白质，切断蛋白质分 子肽键，弱化面筋，使面团变软，从而改善黏性、弹性、延伸性和流动性等面 团的处理性能，它能缩短面团的混合时间。 蛋白酶主要用于饼干专用粉和面包专用粉，在饼干专用粉中添加产品易成 形，容易压花，好操作，成品不碎，表里一致，同时蛋白质分解的氨基酸有利 于烘焙时发生美拉德反应，改善饼干口感风味。在面包中添加蛋白酶有利于确 保均一稳定的面包质量和面包组织，且可改善风味。应注意在面粉中添加蛋白 酶一定要控制添加量，避免造成面团过度软化。 ( 3 ) 葡萄糖氧化酶：葡萄糖氧化酶( g o d ) 又称b d 葡萄糖氧化酶，具 有较宽的p h 范围( p h 3 5 - - - 7 o ) ，酶活力稳定，可耐受5 0 x 2 以上高温【1 2 】。g o d 的作用机理是在有氧参与的条件下，g o d 催化葡萄糖氧化成6 d 葡萄糖内酯， 同时产生过氧化氢，生成德过氧化氢在过氧化氢酶的作用下，分解成h 2 0 和 o 】。 过氧化氢是一种很强的的氧化剂，能够将面筋分子中的巯基( - s h ) 氧化成二硫 键( s s ) ，从而增强面筋的强度，一般情况下，面团中有许多暴露的s h 键， 这些巯基很容易氧化。在g o d 的作用下，面粉和面团水溶性部分的s h 键含量 4 福建农林人学硕一f j 毕业论文魔芋多糖i g - 物人分子复合物对面粉改良作用的研究 明显卜降。g o d 能显著改善面粉的性质，有效的提高面条的咬劲，改善面条的 表面状态【1 3 】 研究表明，g o d 对面粉及其各种制品的生产，不论是面团操作性能的改善 或是在产品质量的提升方面均具有显著的作用【1 4 1 引，可以提高面团中面筋强度， 增强弹性，在面包烘烤中使用面团有很好的入炉极胀特性。 ( 4 ) 戊聚糖酶：戊聚糖酶是作用于戊聚糖的一类酶的总称，戊聚糖又被称 为阿拉伯木聚糖( a r a b i n o x y l a n ，简称a x ) ，是小麦粉中重要的非淀粉类多糖， 是小麦等谷物种子的细胞壁的主要成分，大约占面粉的1 5 , - - 3 o 。戊聚糖酶 可以分为水溶性的阿拉伯木聚糖( w e a x ) 和水不溶性的阿拉伯木聚糖 ( w u a x ) 。国外学者对小麦、麸皮和面粉中的各种戊聚糖( 水溶性、酶浸出及 总含量等) 进行研究后认为，面粉中的戊聚糖不仅影响着面团的物理性质和面 包的质量，而且还直接影响着食物纤维的分提。j q i s i 1 6 】研究指出，水溶性戊聚 糖酶对面包能产生积极影响，而非水溶性戊聚糖酶对面包产生负面作用，采用 戊聚糖酶( 半纤维素酶) 作为面团改良用酶，在适当条件下能产生理想的柔软 面团，提高面团机械搅拌性能。在面包生产过程中添加戊聚糖酶可以消除过度 发酵的危害，增大面包体积，改善面包心质地以及延缓老化等作用。 1 2 2 4 增稠剂 增稠剂是食品工业中应用很广泛的一类重要的天然食品添加剂，又称食品 胶，是通常能溶于水中并在一定条件下充分水化形成黏稠、滑腻或胶冻液的大 分子物质。在食品体系中需要添加的剂量很小，通常为千分之几，但是却能有 效而经济地改善食品体系的稳定性。其化学组成大都是天然多糖及衍生物( 除 明胶是由氨基酸构成外) ，广泛分布于自然界。如琼脂、k 卡拉胶、纤维素胶、 明胶、果胶、沙蒿胶、瓜尔豆胶、黄原胶、魔芋胶等，它们通过主链之间氢键 等非共价键的作用形成具有一定粘弹性的、连续的三维网络结构。当它们添加 到面粉中时，这种网络结构起着类似于面筋网络结构的功能，可以提高面团的 持水性，延缓面制品的老化和变味等作用【1 7 】。面粉中用量一般在0 1 1 0 之 间，例如在面条粉中用量一般添加适量的胶体能防止酥面，制出的面条断条少、 耐煮、不粘条、不浑汤、口感爽滑；在油炸食品中添加一定量的亲水性胶体能 够显著减少面制品对油脂的吸州1 8 】。 5 福建农林人学硕：【j 毕业论文魔芋多糖生物人分子复合物对面粉改良作用的研究 1 2 2 5 营养强化剂 作为磨制面粉的原料小麦，原本各种维生素和矿物质并不缺乏，但由于 大部分分布在皮层和胚芽中，这些维生素和矿物质在加工成面粉后即有大量损 失( 实则留在麸皮中) 。一般来说，小麦加工程度越高，面粉的营养价值就越低。 因为加工精度越高，富含矿物质和维生素的糊粉层就被分出的越多。此外，存 放时间不当，陈化、霉变、虫蚀、发芽以及特殊处理( 增白剂处理) 等都会使 小麦的营养成分损失。为了恢复在加工过程中损失的维生素和矿物质，可将这 些维生素和矿物质人为添加到面粉中( 有时为了一些特殊人群需要也添加这些 群体所缺乏的维生素和矿物质) ，诸如维生素a 、b l 、b 2 、c 、d 2 、铁、钙、小 麦胚芽粉、烟酸及其他复合型添加剂。 1 2 2 6 其他改良剂 ( 1 ) 还原剂：还原剂是指能降低面团筋力、缩短面团和面时间、使面团具 有良好可塑性和延伸性的一类化学物质。它的主要作用是与二硫键反应，使蛋 白质分子中的二硫键断裂，转变为硫氢键，降低蛋白质的交联度，蛋白质由大 分子变为小分子，降低了面团筋力、弹性和韧性。常见的还原剂有亚硫酸氢钠、 山梨酸、l 半胱氨酸等。 ( 2 ) 氯气：氯气处理能增加蛋白质的分散性及面筋的可溶性，使面糊的黏 度增加，从而持气性也增加，则蛋糕体积增加，改善蛋糕内部结构。一般应用 于蛋糕面粉。氯气与小麦粉反应可以降低p h ，而p h 是蛋糕用粉的一个重要参 数。 ( 3 ) 膨松剂：面粉膨松剂可分为化学膨松剂和生物膨松剂两类。化学膨松 剂又可分为碱性膨松剂和酸性膨松剂，前者提供c 0 2 ，后者提供旷。碱性膨松 剂主要有碳酸盐和碳酸氢盐( 碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸钙) 。酸性膨松剂主要 有酒石酸氢钾、硫酸铝钾、葡萄糖酸6 内酯及各种酸性磷酸盐( 如酸性焦磷酸 钠、磷酸铝钠、磷酸钙、磷酸二钙等) 。常用的生物膨松剂为酵母，酵母在发酵 过程中，由于酶类作用，使糖类发酵生成乙醇及二氧化碳气体，从而使面团起 发，体积增大，并具有弹性，同时产生醛、酸、酮等风味物质【3 1 。 1 2 2 面粉品质改良剂的研究现状 小麦粉是生产面包、蛋糕等焙烤食品及馒头、面条、饺子、通心粉等蒸煮 6 福建农林人学硕f ：毕业论文魔芋多糖，e 物大分子复合物对而粉改良作用的研究 食品的主要原料，鉴于面粉6 f 1 质改良剂在改善面制品质量方面的独特功效，国 内外已经开发出许多品种的面粉制品改良剂，在国外面粉改良剂的研究和应用 还要早些，我国面粉改良剂出现在上世纪末、本世纪初，由于其对面粉具有很 好改良作用，很快得到了市场认可，显示出强大生命力，发展非常迅速，并且 很快形成一个新的行业。 1 2 3 面粉品质改良剂存在的问题 随着我国经济和社会的发展，人们的食品营养安全意识有了极大提高，食 品安全问题成为关系到人民健康和国计民生的重大问题，因而越来越受到全社 会的关注。面粉作为人们饮食生活的必需品和食品工业的重要原料，其自身及 面粉添加剂的安全对于保证食品安全具有十分重大的意义。一些化学性添加剂 的安全性也备受关注，如曾在面包和面条制作中发挥着极其重要的作用的溴酸 钾，在国外欧美成功应用有几十年的历史，我国也较早的将溴酸钾作为面粉质 量改良剂。但经长期研究发现溴酸钾是一种毒害基因的致癌物【l9 1 ，且对中枢神 经和肾脏具有损害作用【2 0 1 ，世界卫生组织( w h o ) 和我国卫生部先后取消溴酸 钾作为面粉处理剂在小麦粉中使用。其替代品如常用的氧化剂偶氮甲酰胺 ( a d a ) 和过氧化钙在和面粉等有机物质相遇可能会起火和爆炸，因此也存在 着生产上的安全隐患1 5 1 。一些增白剂如过氧化苯甲酰如使用过多，则容易对人 造成苯积累中毒。而一些常用的酶制剂如洳淀粉酶、木聚糖酶等由于是高效生 物制剂，在实际操作中添加量较难控制，添加不足达不到效果，添加过量会使 面团发粘或变硬，甚至使面团崩溃，严重影响产品质量。此外，酶制剂对存储 条件的要求也较严格，限制了其大规模的推广和应用。 1 2 4 面粉品质改良剂的发展趋势 鉴于面粉及其制品在我国国民经济生活的重要地位以及面粉改良剂目前在 使用中出现的诸多问题，多年来面粉行业一直在研究开发新的改良剂以适应国 民经济发展的需要。目前，面粉工业对改良剂的研究主要呈现以下特点。 1 2 4 1 天然、安全、高效性 随着对环境及食品安全问题的日益重视，回归大自然，崇尚绿色消费，已 成为一种潮流。因此，天然、安全、高效的添加剂的研发便食品添加剂行业研 7 福建农林人学硕：f ：毕业论文 魔芋多糖生物人分子复合物对面粉改良作用的研究 究的主要方向。天然的添加剂不一定足天然原料提取物，也包括虽是化学合成 物，但其化学结构与天然物类似，进入体内能代谢转化成营养和能量，这些应 视作天然物。像面食质量改良剂中常用的乳化剂和酶制剂，很多乳化剂原料是 由脂肪酸、食用有机酸和糖醇或甘油合成；而酶制剂本身就是一种蛋白质，这 些添加剂人体吸收代谢，不会积累，应是比较安全的食品添加剂。目前，国内 外在总结使用人工合成面粉改良剂近百年的历史后，围绕着面粉增筋剂今后的 发展方向已形成共识，即逐步限制、减少人工合成制品的使用，通过立法程序 达到禁止使用毒性较大化学合成面粉质量改良剂( 如溴酸钾) ；同时，积极研制、 开发纯天然、安全、高效无害的面粉改良剂已经成为历史发展的必然阶段，如 使用乳化剂s s l 和c s l 、谷朊粉、v c 、天然野生沙蒿籽，通过复配制成能代替 溴酸钾新型面粉质量改良剂。 1 2 4 2 功能性 我国已批准列入g b 2 7 6 0 国家使用卫生标准几百种食品添加剂中，虽分类 中并没有功能性添加剂一类目，但确实有不少兼具生理活性的食品添加剂，已 分别列入保健食品和药物的名单中。例如着色剂红曲( 降血脂) 、甜味剂甘草甜 ( 改善肝功能) 和木糖醇( 糖尿病辅助治疗) 等，均被列入2 0 0 2 年药物名单。 根据不同人群的需要，可在面食中添加相应的功能性添加剂，制作以主食为载 体的功能性食品，如可用甘草甜或木糖醇制作肝炎病人的甜味面食；可用木糖 醇作糖尿病人的甜味面点；可用红曲米粉作高血脂病人糕点等。国外也用葫芦 巴胶做糖尿病人食品的添加剂。葫芦巴胶主要成分为甘露半乳糖和葫芦巴碱、 胆碱、蛋白质、维生素b 等，研究指出，葫芦巴胶能控制血糖值上升，有利于 糖尿病人调节控制血糖值。葫芦巴胶已被美国f d a 批准为公认安全食品 ( g r a s ) ，可用于谷物早餐、固体饮料、面食、乳品等食品【2 1 1 。 i - _ - 一 8 福建农林大学硕l ：毕业论文 魔芋多糖乍物人分子复合物对而粉改良作用的研究 表1 1 列入g b 2 7 6 0 兼具牛理活性的功能性食品添加剂 t a b l el f u n c t i o n a lf o o da d d i t i v e sw i t hp h y s i c a la c t i v i t yi ng b 圣z 鲤 功能产品 降脂 护肝 防龋齿 抗炎抑菌 改善糖尿病 降血压 红曲素、辛葵酸甘油酯、竹叶提取物 甘草甜 茶多酚、木糖醇 紫草红、乳链菌肽 葫芦巴胶、木糖醇 低分子海藻酸盐 1 2 4 3 复合性 自从溴酸钾的安全性被质疑以来，人们一直在致力于替代产品的研究，遗 憾的是，至今为止，还没找到一种单一的物质能完全替代溴酸钾在面制品中的 作用。但是通过食品添加剂的复合( 复配) ，各种性能协同互补，可以达到或接 近溴酸钾的效果。 复合食品添加剂一般是指根据各种食品添加剂及食品配料单体的性质和功 能，将两种或两种以上功能互补或有协同作用的单体按适当的比例复合在一起 形成的复配物，它能在某种食品中独立的担当某一项功能。我国卫生部2 0 0 2 年 7 月发布实施的食品添加剂卫生管理办法对复合食品添加剂的定义是：复 合食品添加剂是指由两种以上单一品种的食品添加剂经物理混匀的食品添加 剂。复合食品添加剂较单体食品添加剂更具优势，复合食品添加剂之间既有功 能互补、协同增效的作用，也有功能相克、相互抑制的效应，但在食品工业中 有应用价值的一般是协同增效效应。 根据协同增效原理，当今面粉质量改良剂的研制均采用多种物料进行复合 配制手段混合使用，可起到协同增效的效果。既可以不同的改良剂自身复合， 也可以不同改良剂之间相互复合。既可以两种物质之间复合，也可以多种物质 复合。如葡萄糖氧化酶与脂肪酶对面粉的协同改善效果非常理想，葡萄糖氧化 酶解决了脂肪酶所达不到的强度，脂肪酶补充了葡萄糖氧化酶在延伸方面的不 足。以面包为例，酶制剂与乳化剂复合使用：如戊聚糖酶和乳化剂；酶制剂与 酶制剂复合使用：如真菌木聚糖酶和0 【淀粉酶；真菌脂肪酶和细菌半纤维素酶； 9 福建农林入学硕i ：毕业论文魔芋多糖生物犬分子复合物对而粉改良作用的研究 乳化剂与乳化剂复合使用：如卵磷脂和单二酸甘油酯；多种成分复合使用的面 包改良剂：如葡萄糖氧化酶、硬脂酰乳酸钠( s s l ) 、维生素c 、谷朊粉等【2 2 1 。 各种氧化剂、乳化剂、酶制剂、增稠剂的改良原理不同，作用效果也不近 相同，且都存在这样那样的缺点和局限性，多种作用相结合的复合改良剂必然 是首选研究目标。各种改良剂之间存在着协同效应或不兼容性，因此如何合理 组配成为面粉改良剂研究和使用成败的关键。 1 3 食品中生物大分子及其在面制品中的应用 生物大分子由于其分子量大，结构复杂，又含有很多亲水性基团，在食品 中往往作为增稠剂使用，如多糖类的食品胶有很强的亲水作用，在面类食品中， 这些食品胶可以明显改变面团的吸水性，调制面团时，还可以加速水分向蛋白 质分子和淀粉颗粒渗透的速度，有利于调粉过程。它们能吸收几十倍乃至上百 倍于其量的水分，并有持水性，这个特性可以改善面团的吸水量，增加产品重 量。同时由于多糖类食品胶体有凝胶的特性，使面制品粘弹性增强，淀粉q 化 程度提高，不易老化变干【2 3 】。 而另一种重要的生物大分子大豆蛋白由于其氨基酸比例均衡，几乎与世 界粮农组织和世界卫生组织推荐氨基酸组成相符，特别是大豆蛋白中赖氨酸含 量高于其他谷类制品，如果将其应用于面制食品中，根据氨基酸互补原则，可 以提高产品蛋白质的含量。又因其加工特性，在加工中增加面制品色、香、昧， 延长面制品货架期特点而被经常应用到面制品的生产加工中【2 4 1 。 1 3 1 魔芋多糖 魔芋葡甘聚糖( k o n j a cg l u c