两种a-淀粉酶对小麦粉降落数值及糊化特影响的研究.doc

两种-淀粉酶对小麦粉降落数值及糊化特性影响的研究方婳婳1王凤成1，张强涛2，王晓玲1（1河南工业大学，河南郑州市450001；2中粮（新乡）小麦有限公司，河南新乡 453000）摘要：本文分别对添加真菌-淀粉酶和细菌-淀粉酶的小麦粉的降落数值和糊化特性进行对比研究，结果表明：随着这2种-淀粉酶的添加，小麦粉的降落数值均呈下降趋势，其中细菌-淀粉酶对小麦粉降落数值影响更显著；对于糊化特性，真菌-淀粉酶的添加，对其影响并不显著，而细菌-淀粉酶的添加，使其除糊化温度外的各项粘度指标均呈下降趋势。关键词：真菌-淀粉酶；细菌-淀粉酶；降落数值；糊化特性The effect of two -amylase on Falling Number and Gelatinization Characteristics of Wheat FlourAbstract: The falling number and gelatinization characteristics of wheat flour which were added with fungal -amylase and bacteria -amylase are compared in this study. The result shows that falling number decreases with the addition of two -amylase increasing, the bacteria -amylase affects more significantly on falling number of wheat flour； The fungal -amylase has no significant effects on gelatinization characteristics, but bacteria -amylase causes indexes (expect peak temperature) of gelatinization characteristics to decrease .Keywords: fungal -amylase；bacteria -amylase；falling number；gelatinization characteristics在面粉品质研究中，小麦粉的降落数值及糊化特性作为两个至关重要的品质指标被广泛应用到面粉品质评价中。降落数值通常用来反映小麦粉中-淀粉酶活性的高低，降落数值越高， -淀粉酶活性越小。在面制食品中，大量研究显示，小麦粉的糊化特性，如糊化温度、峰值粘度、回生值等，均与面条、馒头等面制食品的外观和食用品质有着十分密切的关系 刘爱华,何中虎,王光瑞,等. 小麦品质与馒头品质关系的研究J. 中国粮油学报, 2000, 15(2) : 10- 15.- Batey IL, Curtin B M, Moore S A. Optimization of rapid-visco analyser test conditions for predicting Asian noodle quality J . Cereal Chem. 1997, 74: 497-501. Crosbie G B. The relationship between starch swelling properties, paste viscosity and boiled noodle quality in wheat flour J. Journal of Cereal Science, 1991, 13: 145-150.。近些年，酶制剂的广泛应用提高了面粉及其制品的食用品质，其中-淀粉酶作为较常见的一类淀粉酶，分为真菌型和细菌型两种。真菌-淀粉酶的适量添加可使馒头比容增大、内部更加细腻，而细菌-淀粉酶对馒头有明显的抗老化作用。真菌-淀粉酶主要来源于米曲霉，可水解直链淀粉和支链淀粉的-1,4-糖苷键，当以可溶性淀粉做底物时，真菌-淀粉酶的水解最终产物主要是麦芽糖和麦芽三糖，最适pH为4.0-5.0，最适温度通常为60左右。细菌-淀粉酶相比于真菌-淀粉酶而言，存在一定的差别，其通常来源于耐热型枯草芽孢杆菌，当以可溶性淀粉作为底物时，其水解产物以短链糊精为主，最适pH为5.0，最适温度一般为80-90，具有较强的耐热性。本文在结合前人研究的基础上，针对性的选取三种具有代表性的商业中筋粉，并在其中添加上述两种淀粉酶，通过降落数值及糊化粘度指标的变化来研究两种酶制剂对小麦粉降落数值及糊化特性影响的异同，以期为面制品加工应用中提供一些基础数据。1 材料与方法1.1 材料针对性的选取三种来自不同粉厂的市售中筋馒头粉为实验用粉，面粉名称及厂家如表1所示。两种淀粉酶均来自丹麦诺维信公司，活性分别为：真菌-淀粉酶，活性 3700U/g；细菌-淀粉酶，活性2500U/g。表1. 实验用粉名称及厂家商业粉类别面粉序号面粉名称生产厂家北方馒头专用粉1双鱼馒头粉开封天丰面粉有限公司2雪燕超级雪花粉河南雪燕制粉有限公司3五得利三星馒头王五得利面粉集团有限公司1.2 主要实验仪器1800型降落数值测定仪，瑞典Perten公司；快速粘度分析仪（RV-4），澳大利亚Newport公司。1.3 品质指标测定方法降落数值按 GB/T 10361-2006方法测定；糊化特性按 CC Method 76-21方法测定。2 结果与分析 2.1 两种淀粉酶对小麦粉降落数值影响的比较在北方商业馒头粉中分别添加不同水平的真菌-淀粉酶和细菌-淀粉酶，并对其降落数值进行测定，结果如图1、图2所示。实验结果表明，随着真菌-淀粉酶和细菌-淀粉酶添加量的增加，北方商业馒头粉的降落数值均呈不断下降趋势。其中细菌-淀粉酶对降落数值的影响更为明显，当添加量小于10mg/kg时各商业粉降落数值均大幅下降，当添加量在50mg/kg时，其各组分降落数值均已降至150s以下；而真菌-淀粉酶对降落数值的影响则相对较为平缓，当添加水平在300mg/kg时，小麦粉的降落数值还均在300s以上，变幅相对较小。上述现象表明，虽然同为-淀粉酶，但由于来源不同，两者对底物降解的区别导致其对小麦粉降落数值的影响产生了较大差别。真菌-淀粉酶最适温度为60左右，在降落数值测定过程中所经历的高温条件下极易失活，而细菌-淀粉酶则较耐高温，因此细菌-淀粉酶相对能更彻底的分解淀粉，使得所得降解产物粘度有所差异，从而导致降落数值的差异。当添加细菌-淀粉酶为10mg/kg时降落数值有明显下降，但当细菌-淀粉酶添加量继续增加时降落数值下降趋势则渐趋缓慢，这可能由于底物浓度一定时，根据酶促反应规律 O.R 菲尼马著,王璋译.食品化学(第三版)M.中国轻工业出版社，2003：371-374.方婳婳：出生年月：1987年6月 性别：女 籍贯：黑龙江省哈尔滨市工作单位：河南工业大学 研究方向：粮食工程 学历：硕士研究生详细地址：河南省郑州市高新技术开发区莲花街河南工业大学 联系电话邮编：450001，反应速度会逐渐有所下降，其对底物的降解也趋于平缓。2.2 两种淀粉酶对小麦粉糊化特性影响的比较分别添加不同水平的真菌-淀粉酶和细菌-淀粉酶于北方商业馒头粉中进行糊化特性测定，结果如表2、表3所示。同时，分别对两种淀粉酶对北方商业馒头粉的糊化温度、峰值粘度的影响进行趋势分析，如图3至图6所示。表2. 真菌-淀粉酶对北方商业馒头粉糊化特性的影响样品序号添加水平（mg/kg）糊化温度（）峰值粘度（cp）最低粘度(cp)最终粘度(cp)衰减值(cp)回生值(cp)1064.0258013282784125214562564.5242212882656113413685064.5245413062693114813877564.02461131027001151139010064.52421128726651134137815064.02395127026651125139520062.82415129026941125140430063.5244813122752113614402063.5261114092913120215042563.6260414082949119615415063.5258013782870120214927564.02563140528771158147210064.02567140828471159146615063.52511134828441163149620064.02582140429121178150830064.0252313852864113814793063.0262015083177111216692562.5257314903078108315885062.0251314673061104615947563.52557149730661060156910063.02487145429911033153715064.02522147429881048151420063.02474146629901008152430062.526181503313611151633表3. 细菌-淀粉酶对北方商业馒头粉糊化特性的影响样品序号添加水平（mg/kg）糊化温度（）峰值粘度（cp）最低粘度(cp)最终粘度(cp)衰减值(cp)回升值(cp)1064.025801328278412521456561.51702695160510079101063.012733889448855561564.08521513427011912062.5757107206650993063.061287167525804063.04085388355355063.63724579327342063.526111409291312021504562.917367311736100510051063.012253077859184781562.68191243186951942062.57381092666291573063.5596771805191034063.545554108401545063.03433670307343063.026201508317711121669563.1151657513959418201062.013103879699235821563.09942135397813262062.58161413536752123062.546159118402594062.043755116382615062.5359397832039由表中糊化温度的数据及图3、4所示，随着-淀粉酶添加量的增加，面粉的糊化温度在小范围内进行波动，但并无明显的规律性，这说明两种-淀粉酶对面粉的糊化温度基本没有影响。由表中数据及图5、图6也可知，随着真菌-淀粉酶添加量的增加，小麦粉各粘度指标整体上呈下降趋势，但是变化幅度不大，也无明显的规律性。而添加细菌-淀粉酶的小麦粉，则随着添加量的增加，各粘度指标均成明显递减趋势，且在添加量小于10mg/kg时，几乎呈线性大幅下降，而后渐趋于平缓。从上述分析中可以得出，细菌-淀粉酶对小麦粉糊化特性的影响明显高于真菌-淀粉酶。-淀粉酶可以将淀粉水解成麦芽糖和糊精等小分子物质，破坏了淀粉原有的线性结构，使淀粉糊的粘度有所下降。但在糊化过程中所经历的高温环境已超过真菌-淀粉酶作用的最适温度，从而导致真菌-淀粉酶极易失活，而细菌-淀粉酶因其更耐高温所以仍持有较高的活性，可继续对底物进行降解，由此导致了添加两种-淀粉酶的小麦粉在糊化特性测定过程中的粘度差异，即添加细菌-淀粉酶后的小麦粉在RV测定过程中粘度大幅降低，对峰值粘度、最低粘度和最终粘度均产生显著的影响。添加细菌-淀粉酶的小麦粉，在添加量小于10mg/kg时，糊化粘度参数与降落数值均有大幅下降趋势，其原因大体相似。因糊化参数与降落数值均在一定程度上反映了-淀粉酶的活性，且其反应的最高温度均为95左右，细菌-淀粉酶因较耐高温可持续对淀粉的降解，导致粘度下降。同时根据酶促反应规律，由于底物浓度的限制，反应速率先变化较快后渐渐趋于平缓。3结论通过对两种-淀粉酶对北方商业馒头粉降落数值及糊化特性的研究，以及降落数值及峰值粘度、糊化温度变化趋势的分析，可以得出以下结论：（1）在降落数值和糊化特性测定的高温环境中，真菌-淀粉酶极易失活，而相对较耐高温的细菌-淀粉酶仍可保留活性。这导致其在添加到小麦粉中后对降落数值和糊化特性的影响有所差异。（2）真菌-淀粉酶和细菌-淀粉酶均能降低小麦粉的降落数值，但细菌-淀粉酶对降落数值的影响较真菌-淀粉酶更为显著。当细菌-淀粉酶添加量小于10mg/kg时，降落数值急剧下降，而后渐渐趋于平缓，而当添加量达到50mg/kg时降落数值均低于150s以下；而添加真菌-淀粉酶的小麦粉降落数值下降趋势变化较为缓慢，当添加量达到300mg/kg时降落数值仍停留在300s以上，且已趋于平缓。（3）两种-淀粉酶对小麦粉的糊化温度基本没有影响，但细菌-淀粉酶对小麦粉的峰值粘度、最低粘