胡慧芳 王玉川 江正强 闫巧娟

(中国农业大学工学院1，北京 100083) (中国农业大学食品科学与营养工程学院2，北京 100083)

瓜尔豆(Cyamopsistetragonoloba)是一年生草本植物，主要产于印度、巴基斯坦一带。瓜尔豆胶是从瓜尔豆中提取出的一种非离子的天然多糖。瓜尔豆胶化学结构中的主链是D-吡喃甘露糖之间以β-1,4糖苷键连接形成，侧链是D-吡喃半乳糖以α-1,6糖苷键与主链上的甘露糖连接而成，其中甘露糖和半乳糖的比例约为2∶1。低分子质量瓜尔豆胶膳食纤维(partially hydrolyzed guar gum，PHGG)是瓜尔豆胶经过β-甘露聚糖酶水解其主链间的β-1,4糖苷键得到的产物。PHGG较瓜尔豆胶具有低分子质量、低黏度的特点。PHGG是一种非凝胶型的可溶性膳食纤维，不仅具有良好的物理化学性质，而且已经被报道具有多种生理功能，如具有降低餐后血糖指数、改善便秘、降低人体内脂质和胆固醇含量以及促进肠道益生菌增殖的作用[1-4]。PHGG作为一种食品添加剂，其毒理学及安全性评价表明PHGG对人体没有健康危害，且对沙门氏菌没有诱变性[5]。

馒头(Chinese steamed bread，CSB)是我国的传统主食，在北方人民的膳食中有重要的地位。由于小麦粉加工水平以及加工精度提高，导致小麦粉中失去了大量B族维生素、矿物质和膳食纤维等营养物质，降低了馒头的营养价值。而且馒头是一种高升糖指数食品，限制了糖尿病和高血糖患者的食用量。由于生活水平的提高，人们对馒头品质的要求越来越高，目前主要通过添加酶制剂、亲水胶体、膳食纤维等添加剂改善馒头品质。其中α-淀粉酶、木聚糖酶、葡萄糖氧化酶等酶制剂已经广泛应用于馒头中[6]。何承云等[7]发现黄原胶、海藻酸钠和卡拉胶对馒头均有抗老化的作用。Liu等[8]研究了短链菊粉对馒头品质的影响，发现短链菊粉有增大比容、改善品质和延缓老化的作用。也有研究将大豆豆皮、麦麸和甘薯等膳食纤维添加到馒头中以提高馒头的品质[9-11]。

目前国内外关于PHGG在面制品中的应用报道不多。Mudgil等[12]利用快速黏度仪、混合实验仪和微型粉质仪研究PHGG对小麦粉的糊化特性、热机械特性和流变学特性的影响，结果表明PHGG替代小麦粉量的1%～5%时，小麦粉糊化时的峰值黏度、崩解值、终止黏度和回升值随PHGG添加量增加逐渐降低；随PHGG添加量增加小麦粉的吸水率和淀粉酶活力增加，淀粉回生值和蛋白弱化值减小；PHGG的添加增大了面团峰值高度、形成时间和面团的稳定性，但面团的柔软度却下降。本实验通过研究PHGG对面团流变学和馒头质构、老化、感官评价以及消化的影响，探讨其对馒头品质的影响和机理，为PHGG馒头的实际生产提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

PHGG是瓜尔豆胶由本实验室的RmMan5A β-甘露聚糖酶水解后，经浓缩和喷雾干燥制得的白色粉末，PHGG的平均分子质量为2.5×104u，含有24.9%的寡糖(DP<7)和90.6%的总膳食纤维[13]。

小麦粉：北京古船食品有限公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；葡萄糖试剂盒：中生北控生物科技股份有限公司；淀粉葡糖苷酶(分析纯)：上海源叶生物科技有限公司；胃蛋白酶、胰液素和蔗糖酶(分析纯)：美国Sigma公司；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

mixolab混合实验仪：法国肖邦技术公司；多功能搅拌机B10：广东力丰机械制造有限公司；醒发箱：江苏三麦食品机械有限公司；质构仪TMS-PRO：美国FTC公司；高速离心机：上海安亭科学仪器厂；紫外分光光度计TU-1810：北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 mixolab测PHGG对面团流变学的影响

采用105 ℃烘干法测小麦粉水分，测得小麦粉含水量为13.5%。用mixolab测得空白小麦粉的C1值为1.10 Nm时，小麦粉的吸水率为59.6%。

mixolab仪器测定条件[14]如表1所示。

表1 mixolab仪器条件参数

混合实验仪测面团在不同搅拌时间和温度下的扭矩曲线图如图1所示。

注：C1：稠度最大值，用于测定吸水率；C2：稠度最小值，用于测定在机械力和温度下蛋白质的弱化；C3：峰值黏度，测定淀粉糊化特性；C4：保持黏度，测定淀粉糊化胶的稳定性；C5：回生终点黏度，测定冷却过程淀粉糊化胶的回生特性。

图1 混合试验仪扭矩曲线图

1.3.2 馒头制作工艺

500 g小麦粉中加入4 g的酵母、235 g水，低速搅拌成团，高速搅拌5 min，分割100 g/个，搓圆，放入38 ℃、80%RH醒发箱醒发45 min，最后上锅蒸15 min。其中PHGG替代小麦粉量分别为0%、1%、2%、3%、4%、5%添加到小麦粉中。

1.3.3 馒头比容测定

蒸好的馒头放在室温下冷却1 h后，用天平称量馒头的质量，用菜籽排体积法测量馒头的体积，馒头比容为体积与质量的比值。

陈凯歌导演作为“第五代”导演的中坚力量，在早期不仅参与、引导着电影艺术的革新，并且作为当代著名导演，其作品所呈现的电影观念和思想追求仍然参与并影响着当代中国电影面貌的建构，研究陈凯歌导演电影的人文内涵，有一定的意义和价值。

1.3.4 馒头高径比测定

用游标卡尺测量馒头的直径和高度，馒头的高径比为馒头高度与直径的比值。

1.3.5 馒头质构测定

将馒头切成20 mm厚的馒头片，采用FTC质构仪的圆柱形探头和TPA模式测量馒头的质构，测试速度为1 mm/s，形变量为30%。测量馒头的硬度、弹性、内聚性、黏附性和咀嚼性等指标。

1.3.6 馒头感官品质评价

参考李里特等[15]制定的馒头感官品质评价方法，由10名评审员组成评价小组，评价方法见表2。

表2 馒头感官品质评价标准

1.3.7 馒头储藏期间硬度测定

1.3.8 馒头体外消化实验

参考Englyst等[16]研究关于淀粉体外消化实验的文献：准确称取800 mg馒头碎屑放入50 mL磨口三角瓶中，加入5 mL胃蛋白酶酶液和5个玻璃珠，放入37 ℃水浴摇床，160 r/min振荡30 min，加入20 mL 0.1mol/L pH 5.2的乙酸钠溶液终止胃消化，保温5 min，加入5 mL复合酶液(胰液素、淀粉葡糖苷酶、蔗糖酶)开始胰消化，在消化120 min时取100 μL消化液放入900 μL乙醇中振荡灭酶，放入高速离心机中5 000 g离心5 min，弃去沉淀取上清液。采用GOD-POD(葡萄糖试剂盒)方法测上清液中的葡萄糖含量，用升糖指数(glycemic index,GI)表示馒头的体外消化情况。

升糖指数GI=39.71+0.549HI；HI=水解产生总的葡萄糖/馒头质量

1.3.9 数据分析

实验均重复3次，采用SPSS 20.0软件对数据处理分析。

2 结果与分析

2.1 PHGG对面团流变学特性的影响

PHGG对面团流变学特性的影响结果如表3所示。可以看出，随着PHGG添加量增加C1值降低，即面团的吸水率降低，这和Mudgil等[12]的研究结果相反，这可能是因为本实验使用的PHGG中含有较多的寡糖(DP<7)；CS和C2值也降低，说明PHGG替代小麦粉后增加了面筋蛋白的弱化。从C1-CS值的变化来看，面筋蛋白弱化值在恒温阶段先减小后增大，说明添加适量的PHGG能增加面团的稳定性；从CS-C2值的变化来看，面筋蛋白弱化值在加热阶段随PHGG添加量增加而增大，这是由于PHGG稀释面筋蛋白导致的。面团的形成时间和稳定时间均是先增大后减小，说明适量添加PHGG可以增加面团的延展性，增强面筋蛋白抵抗物理搅拌能力[17]。C3和C4值随PHGG添加量增加稍有降低，可能是由于PHGG对淀粉的稀释作用。PHGG对C3-C4值的影响不大，说明其对本研究中使用的小麦粉中淀粉酶活性影响不大。C5值随PHGG添加量增加而减小，这是由于PHGG具有较强持水性，能够较好的保持周围水分状态从而阻止周围水分迁移，从而减少淀粉回生。

2.2 PHGG对馒头比容和高径比的影响

PHGG对馒头比容和高径比的影响如图2所示，PHGG添加量为3%时，馒头的比容最大，相比对照增大15.5%。PHGG对馒头的高径比影响较小，在添加量为2%时馒头的高径比最大。因为PHGG添加量在1%～3%时，面团具有较好的延展性，能增强面筋网络结构，使面团的持气性增加，从而使馒头的比容和高径比增大。但过量的PHGG使面筋强度降低，比容下降。

图2 PHGG对馒头比容和高径比的影响

2.3 PHGG对馒头质构的影响

PHGG对馒头质构的影响结果如表4所示，随着PHGG添加量增加，馒头硬度、弹性、内聚性和咀嚼性逐渐降低，而黏附性增加。一方面是因为添加适量PHGG使馒头比容增大，得到的馒头具有较大面筋网络骨架，致使面筋强度低；另一方面是因为添加PHGG的面团在加热过程中，面筋的弱化值增大，面筋蛋白的结合强度降低，从而使馒头的硬度和弹性降低。

表3 PHGG对面团流变学特性影响的实验结果

表4 PHGG对馒头的质构的影响

2.4 PHGG对馒头感官品质评价的影响

PHGG对馒头感官评价的影响如表5所示，馒头中PHGG添加量为3%时，馒头的综合感官评价指标最好。馒头表皮和瓤的白度评分随PHGG添加量增加而增大，表皮光泽、表皮状况、组织结构以及弹性和凝聚性评分随PHGG添加量增加先增大后减小。这是因为添加适量的PHGG使馒头比容增大，组织均匀，表皮气孔致密，表现出良好的光泽，使馒头评分增大。但PHGG添加过量时，馒头表皮会产生气泡和皮瓤分离的现象，使评分降低，同时馒头颜色评分也降低了。馒头香味评分随PHGG添加量增加呈增大趋势，可能是PHGG的添加促进了风味物质的释放。PHGG添加量较低时，馒头口味评分变化不大，但添加量高时，评分降低，可能是馒头发酵过度变酸的原因。

2.5 PHGG对馒头储藏期间硬度的影响

PHGG对馒头储藏期间硬度的影响如图3所示，随着储藏时间的延长，馒头的硬度增加；在2 d内硬度增加速度最大；馒头在储藏4 d时，添加量为5%的馒头硬度为对照的52.5%；在同一储藏时间，随PHGG添加量增加，馒头硬度依次减小；PHGG添加量在2%及以上时，馒头储藏2 d后硬度基本不再变化。影响馒头老化的因素很多，其中水分迁移、淀粉回生、亲水性物质的存在以及蛋白质与淀粉的相互作用是主要因素，其中馒头质地测试中的硬度和馒头老化呈极显著的关系[18]。馒头的硬化速率和水分状态密切相关，水与馒头中的成分结合越紧密越不容易迁移，淀粉回生越慢。由于PHGG具有较高的亲水性，能够延缓水分迁移，为淀粉提供一个高水分环境，能够抑制淀粉回生，从而延缓馒头老化[19]。

图3 PHGG对馒头储藏期间硬度的影响

2.6 PHGG对馒头体外消化的影响

PHGG对馒头升糖指数的影响如表6所示。随着PHGG添加量增加，GI值呈现逐渐降低趋势。添加量为3%时，GI值为对照的93.3%。一方面是因为PHGG添加稀释了淀粉含量，另一方面可能是因为PHGG与小麦粉中的成分发生相互作用，改变了淀粉的微观结构，从而减少了淀粉与淀粉酶的接触，削弱淀粉的水解作用，降低馒头的GI值[20-21]。

表5 PHGG对馒头感官品质评价的影响

表6 PHGG对馒头升糖指数的影响

注：结果均表示为3组平行实验的平均值±标准偏差，不同字母表示存在显著性差异(P<0.05)。

3 结论

研究PHGG对面团流变学特性以及馒头品质的影响，结果表明添加适量的PHGG可以显著改善馒头的品质。mixolab实验结果表明，PHGG会增大面筋蛋白弱化值，但能抑制淀粉回生，适量添加时可以增强面团稳定性。添加适量的PHGG能明显增大馒头的比容、延缓馒头老化以及降低馒头的升糖指数。因此，建议PHGG在馒头中的最适添加量为3%。