《食品科学》：南京财经大学裴斐教授等：阿魏酸对全麦面团热机械特性及全麦馒头质构品质的改善作用

全麦食品作为全谷物饮食的重要组成部分，富有膳食纤维、矿物质、维生素、酚酸等。然而，麦麸的存在会破坏面筋蛋白网络结构的形成与稳定，影响全麦面团的加工性能和食用品质。本团队前期研究显示酵母协同发酵可以水解麸皮细胞壁，促进麸皮内游离阿魏酸（FA）的释放。推测FA在全麦面团发酵过程和全麦食品食用品质改善方面发挥了关键调控作用。

南京财经大学食品科学与工程学院的苏安祥、杨琴、裴斐*等在前期研究基础上，研究不同FA添加量对全麦馒头品质的影响，分析全麦面团热机械特性变化，研究全麦面团水分分布状态以及微观结构，结合全麦馒头比容、质构特性等指标变化，分析FA对全麦馒头品质影响规律。旨在为解决全麦馒头传统工艺口感粗糙、质地干硬、持气能力差等关键问题提供理论基础，以期提升消费者对全麦馒头产品的接受度，促进全麦食品产业健康发展。

1 FA对全麦面团热机械特性的影响

利用Mixolab混合试验仪测定一次可得到同时反映谷物粉质特性和黏度特性的相关曲线，已被广泛用于面粉管控和配粉中。本研究利用Mixolab试验仪测定了添加FA后全麦面团混合搅拌过程中的热机械特性，结果如表1所示。与对照组相比，添加FA显著缩短了全麦面团的形成时间与稳定时间（P＜0.05），当FA添加量为0.5%时，全麦面团的形成时间和稳定时间相较于对照组分别缩短了21.02%和42.41%，随着FA添加量的增加，全麦面团形成时间与稳定时间缩短幅度趋缓。添加FA后全麦面团的C 1 值显著增加（P＜0.05），而C 2 值和α绝对值显著降低。此外，随着FA添加量的增加，全麦面团 C3 值先下降再上升，而 C 4 和β值却先上升后下降，其中添加0.5% FA的全麦面团C 3 值较对照组显著降低3.77%（ P ＜0.05），C 4 值和β值分别显著提升5.63%和18.93%（ P ＜0.05），表明添加1.0%和1.5% FA虽然促进了淀粉的糊化，但同时也降低了淀粉的糊化热稳定性，这与添加FA后γ绝对值显著增大（ P ＜0.05）的结果一致。

2 FA对全麦面团微观结构的影响

利用扫描电子显微镜观察不同FA添加量对全麦面团微观结构的影响，结果如图1所示。对照组全麦面团中面筋骨架结构出现断裂，其间黏附着松散的膜状面筋，有部分淀粉颗粒暴露于面筋蛋白网络结构表面，且淀粉颗粒大小分布不均匀，全麦面团出现孔洞结构。这可能是麸皮与面筋蛋白以及淀粉颗粒竞争吸水，导致部分面筋蛋白脱水断裂，淀粉颗粒无法充分吸水膨胀，同时，麸皮粒径较大，破坏了面筋成膜性，不利于保持全麦面团内的CO 2 气体。添加0.5% FA的全麦面团中膜状面筋蛋白结构增加，能够包裹住部分淀粉颗粒，同时纤维状面筋骨架结构与对照组相比明显增加，并表现出较好的连续性，且全麦面团中没有出现较大的孔洞结构，表明添加0.5% FA促进了面筋蛋白连续、均匀网状结构的形成。添加1.0% FA时，全麦面团中出现裸露的纤维状面筋网络结构，与其紧密结合的淀粉颗粒数量明显减少，此外，还有部分面团中面筋蛋白与淀粉等分子紧密结合并聚集形成块状结构，面团孔隙增大，说明全麦面团内部结构变得紊乱无序，组分分布不均。当FA含量进一步增加至1.5%时，可以观察到全麦面团面筋网络结构出现多处断裂，孔洞增大，且组分之间聚集程度增加，结构更加致密，结果表明高添加量FA（＞1.0%）诱导了面筋蛋白过度聚集，降低了全麦面团结构的连续性与稳定性。

3 FA对全麦面团水分分布及馒头水分质量分数的影响

3.1

FA对全麦面团水分分布状态的影响

利用核磁共振仪可从微观角度研究水分的分布及迁移状态，T 2 弛豫时间的长短反映了水、蛋白、淀粉等固体物质结合强度，影响全麦馒头的品质和稳定性，不同FA添加量对全麦面团T2弛豫时间的影响如图2所示，3 个峰值T21、T 22 、T 23 分别代表结合水、弱结合水和自由水的横向弛豫时间。与对照组相比，添加FA使全麦面团的横向弛豫时间吸收峰向左移动，说明FA的添加可以促进淀粉等大分子与水分子结合。然而，当添加量为1.5%时，弱结合水峰面积减小，自由水峰面积增大，说明添加过量FA增加的持水量主要以自由水为主。

3.2

FA对全麦馒头芯水分质量分数的影响

本研究测定了全麦馒头贮藏5 d内馒头芯水分质量分数的变化，结果如图3所示。与对照组相比，蒸制结束后添加FA全麦馒头中的水分质量分数更低，但在贮藏期间水分下降较为平缓，尤其是添加0.5% FA的馒头芯在贮藏结束后水分质量分数仅下降了6.54%，低于对照组，说明添加FA增强了馒头的持水性，但是1.0%和1.5%的FA不利于保持馒头的持水性。

4 FA对全麦馒头比容、高径比的影响

不同FA添加量对全麦面团比容和高径比的影响如图4A所示。添加0.5% FA时，全麦面团的比容与对照组相比增加了20.26%，当FA添加量高于0.5%时，全麦面团的比容显著下降，并且显著低于对照组（P＜0.05），说明添加0.5% FA能在一定程度上增加全麦馒头的比容，而高添加量FA不利于馒头比容增大。

此外，添加0.5% FA对全麦馒头的高径比没有显著影响，但随着FA添加量的增大，高径比显著增加（P＜0.05）（图4A）。从图4B可知，与对照组相比，FA的添加对全麦馒头高度没有显著影响，但显著影响馒头的直径（P＜0.05）。

5 FA对全麦馒头质构品质的影响

硬度、胶着度以及咀嚼度在一定范围内与全麦馒头的食用品质呈负相关，而弹性、内聚性以及回复性与全麦馒头的品质呈正相关。由表2可知，FA添加量与馒头硬度和弹性不呈线性关系，相较于对照组来说，添加0.5% FA使全麦馒头硬度降低了47%，弹性提升了4.5%。但随着FA添加量增加，馒头弹性下降至与对照组无显著差异（P＞0.05），硬度也越来越大。此外，添加0.5% FA的全麦馒头也表现出更好的回复性和内聚性，随着FA添加量的增加，全麦馒头的内聚性和回复性显著下降（P＜0.05），结果表明添加0.5% FA能够改善面筋结构，提高全麦馒头的弹性、内聚性以及回复性，降低馒头的硬度、胶着度和咀嚼度。

6 FA对全麦馒头气孔分布的影响

气孔数量与气孔分布情况是全麦面团中各组分共同作用的结果，是衡量馒头品质的重要指标，不同FA添加量对全麦馒头气孔分布影响结果见表3、图5。由图5可以看出，添加FA对馒头的气孔数量和气孔大小均有影响，添加0.5% FA的馒头气孔数量最多，分布均匀且气孔大小差异性较小，添加0.5% FA的馒头有较大的气孔出现。对气孔的具体数据分析表明，与对照组相比，添加FA可显著降低全麦馒头的孔隙率，添加0.5% FA的全麦馒头气孔密度与对照组相比增加了12.23%，而添加1.0% FA和1.5% FA却显著降低了馒头气孔密度（P＜0.05）（表3）。表明低添加量FA在一定程度上能够改善面团内部结构从而增加全麦馒头持气性能，高添加量FA不利于馒头内部气体的保持。

FA对全麦面团热机械特性的影响

通过混合和加热引起面团的机械变化，可以量化面团的糊化程度及黏度等特性。在本实验中，添加0.5%的FA，其

C

C

P

C

P

P

FA对全麦面团和全麦馒头内部结构的影响

面团内部结构的改变影响馒头的口感品质以及贮藏期限等性质。本研究通过添加FA改善了全麦面团内部结构，从而提升馒头品质及口感。其中，添加0.5% FA促使面筋蛋白网状结构变得连续和均匀，增加了馒头的气孔密度，提升其持气性，增加全麦馒头的比容。而添加1.0%和1.5%的FA导致全麦面团的面筋网络结构变得紊乱，空洞增大，降低馒头的气孔密度，以致持气性不佳，不利于体积膨胀，降低馒头的比容。这主要是由于FA能够促进面筋蛋白交联形成聚集物，有利于面筋蛋白网络结构的形成，提升全麦面团在发酵过程中对CO2气体包裹能力，从而促进馒头比容增加。当FA添加量过高时，其自身的还原性会破坏面筋蛋白的相互作用，导致馒头气孔密度减小，孔隙率降低，比容降低。此外，面团和馒头微观结构的改变能影响水分质量分数和水分分布情况。0.5% FA可增强面团和馒头的持水性，1.0%和1.5%的FA则对持水能力不利。其原因是FA的亲水基团可通过氢键与自由水分子相互键合，导致弱结合水含量增加，持水能力强。但高添加量FA诱导的面筋蛋白交联聚集，破坏了面筋蛋白网络结构，导致全麦面团紧密结合水能力降低。同时，淀粉-FA相互作用可以抑制淀粉的回生，而高添加量FA抑制淀粉回生能力不及低添加量FA，造成高添加量FA馒头在蒸制结束和贮藏期间水分损失加快，持水能力降低。

FA对全麦馒头质构特性的影响

馒头硬度、弹性、回复性等质构参数与面筋蛋白网络结构、持水性及持气能力有关。添加0.5% FA显著降低全麦馒头的硬度，提升全麦馒头的弹性，可能是因为FA与面筋蛋白作用改善了面筋蛋白网络结构，导致馒头硬度降低。而添加1.5%的FA增加了全麦馒头的硬度，主要是因为高添加量FA的还原性较高，破坏了面筋蛋白分子之间的二硫键，影响了面筋蛋白连续的网络结构，部分面筋蛋白聚集形成致密结构，导致馒头质地、口感变差。本研究中低添加量FA增强了面团和馒头的持水能力和持气能力，与低添加量FA降低全麦馒头的硬度、提升全麦馒头的弹性结果相符。此外，全麦面粉中含有的膳食纤维与FA作用，会干扰面团样品中面筋网络的形成。

结论

本研究分析了FA对全麦馒头质构特性等品质的影响。结果表明添加0.5% FA促进了面筋蛋白连续、均匀网状结构的形成，提高了全麦面团的持水能力并有效减缓贮藏期间全麦馒头芯中的水分损失，使全麦馒头比容提高了20.26%，改善馒头内部气孔分布、硬度、弹性和内聚性等特性，而加入1.0%～1.5% FA对面筋网络结构、持水能力、全麦馒头比容与质构特性产生负面影响。该研究证明添加适量的FA可以作为解决传统全麦馒头口感粗糙、质地干硬等关键问题的有效手段。

通信作者简介

裴斐，男，博士，南京财经大学食品科学与工程学院教授，硕士生导师，主要从事农产品贮藏与加工、食品质量与安全等方向研究工作，重点开展食用菌、谷物等农产品的高值化储运、加工技术及其过程精准控制技术研究。主持国家自然科学基金、国家重点研发专项、江苏省自然科学基金等项目多项。先后入选江苏省“六大人才高峰”高层次人才、江苏省“双创计划”科技副总、江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师，南京财经大学青年拔尖人才。Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Carbohydrate Polymers、Food Chemistry等多个期刊审稿人。作为主要完成人研究成果获得江苏省科学技术一等奖2 项。

第一作者简介

苏安祥，男，博士，南京财经大学食品科学与工程学院讲师，硕士生导师，主要从事食品营养与功能、食品质量与安全等方向研究工作，重点开展食用菌、谷物等农产品的活性成分开发与利用、安全控制等研究。主持国家重点研发专项子课题、江苏省自然科学基金等项目多项。

本文《阿魏酸对全麦面团热机械特性及全麦馒头质构品质的改善作用》来源于《食品科学》2024年45卷第05期24-30，作者：苏安祥，杨 琴，李 文，裴 斐*，马高兴，马 宁，胡秋辉。DOI : 10.7506/spkx1002-6630-20231201-006。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

修改/编辑：林安琪；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。

图片来源于文章原文及摄图网。

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