壳寡糖对面团、酥性饼干品质及抗氧化性的影响.pdf
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1、陈丹,王月慧,朱玥,等.壳寡糖对面团、酥性饼干品质及抗氧化性的影响 J.食品工业科技,2023,44(18):8490.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110208CHEN Dan,WANG Yuehui,ZHU Yue,et al.Effect of Chito-oligosaccharide on the Quality and Antioxidation of Dough and CrispyBiscuitsJ.Science and Technology of Food Industry,2023,44(18):8490.(in Chinese wit
2、h English abstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110208 研究与探讨 壳寡糖对面团、酥性饼干品质及壳寡糖对面团、酥性饼干品质及抗氧化性的影响抗氧化性的影响陈丹1,王月慧2,3,*,朱玥1,陈磊1,3(1.武汉轻工大学食品科学与工程学院,湖北武汉 430040;2.武汉轻工大学硒科学与工程现代产业学院,湖北武汉 430040;3.教育部大宗粮油精深加工重点实验室,湖北武汉 430040)摘要:本研究探究了不同比例壳寡糖(02.0%,wt%)对低筋小麦粉粉质特性、面团流变特性、酥性饼干品质及其在储藏期(35,28 d)中抗氧化性的影响,
3、旨在评估壳寡糖在面团及其制品的潜在应用。结果显示:随着壳寡糖添加量增加,面团的形成时间、稳定时间延长、吸水率降低、弱化度减小,筋力减弱,黏弹性降低;当壳寡糖添加量为 1.5%时,饼干硬度和咀嚼性最低,分别为 9422.80、2816.95 gf,口感更酥脆。但随着壳寡糖添加量的增加,饼干色泽逐渐加深;当添加量为 1.0%时,饼干的质构特性与添加量为 1.5%的饼干差异不显著(P0.05),且色泽金黄,感官评分最高。综合考虑消费者整体可接受度,选择 1.0%壳寡糖为最适添加量。经过储藏(35,28 d)实验后,添加壳寡糖的酥性饼干酸价、过氧化值和丙二醛(TBA)要显著低于空白组(P0.05),a
4、ndthe color was golden with the highest sensory score.Therefore,the cooky with 1.0%chito-oligosaccharide showed 收稿日期:20221121 基金项目:湖北省自然科学基金(2016CFC727)。作者简介:陈丹(1998),女,硕士研究生,研究方向:谷物资源开发与利用,E-mail:。*通信作者:王月慧(1971),女,硕士,教授,研究方向:谷物科学,E-mail:。第 44 卷 第 18 期食品工业科技Vol.44 No.182023 年 9 月Science and Technol
5、ogy of Food IndustrySep.2023 the overall higher acceptability of consumers than that of others.Remarkably,the acid value,peroxide value andmalondialdehyde(TBA)of the cookies with chito-oligosaccharide were lower than those of control group(P0.05)after thestorage (35,28 d)experiment.These results ind
6、icated that the addition of chito-oligosaccharide could effectivelypromote the quality of cooky and delay the oxidation rout of cookies during the storage period,it could be used for qualityimprovement of wheat products.Keywords:chito-oligosaccharide;rheology characteristic;crisp biscuit;quality cha
7、racteristics;antioxidation 壳寡糖(Chito-oligochitosan)是壳聚糖降解得到的一种由 220 个氨基葡萄糖以-1,4 糖苷键连接组成的寡糖,具有调节血糖和血脂、降胆固醇、调节免疫、抗菌、抗氧化、抗炎、抗肿瘤和抗癌等多种生物活性,且相较于壳聚糖,壳寡糖更易溶于水,易被人体吸收和利用13。在食品加工行业中,壳寡糖的应用包括作为保鲜剂运用于果蔬保鲜4、作为食品添加剂用于食品防腐保质5、或是用于保健功能食品用来提高免疫力、增殖某些人体有益菌、预防疾病67等,其中作为食品添加剂在面制品中的应用研究较少。柯媛8研究了三种不同的多糖对面团及辣条品质的影响,研究表明添
8、加壳寡糖会加深辣条色泽,膨胀度和吸油率,降低辣条硬度。杨航9研究了壳聚糖和壳寡糖对小麦面团及其成品品质特性的影响,表明壳寡糖的添加会影响面包内部组织结构,加速面包老化,影响口感;而添加壳寡糖的面条延伸度减小,溶胀指数降低,硬度增大。Rakkhumkaew 等 10用壳寡糖替代面粉制作面包,发现壳寡糖对食源性致病菌、腐败菌和真菌均有明显的抑制作用,对延长面包保质期有显著作用。Kerch 等11研究了壳聚糖和壳寡糖对面包结构和性质的影响及其在贮藏过程中的变化,壳寡糖的添加会使面包的美拉德反应加剧,导致面包皮偏暗。饼干作为日常生活中重要的烘焙产品,深受消费者喜爱。由于饼干含油量高,放置一段时间后容易
9、发生氧化酸败产生哈喇味等不良现象,导致饼干食用品质下降,目前商业产品加工中主要通过添加化学防腐剂来生产制作饼干,延长储藏期,但食用过多防腐剂对人体健康有害,且过量使用反而会影响食品风味和品质,因此现在研究倾向于添加天然抗氧化剂或富含蛋白质、纤维素等营养物质的谷物粉来制作饼干,以提高饼干的抗氧化性,丰富饼干营养,改善饼干食用品质。壳寡糖作为一种天然抗氧化剂,来源于虾蟹昆虫等动物外骨骼,原料丰富易得,本研究将其添加到低筋粉中制作饼干,利用壳寡糖自身抗氧化性强且易溶于水等特性,以期能够改善饼干品质特性及其抗氧化性,延缓饼干变质速度,为壳寡糖应用于更多烘焙产品的品质改良提供理论基础。1材料与方法 1.
10、1材料与仪器壳寡糖上海笛柏生物科技公司;低筋小麦粉香港面粉厂有限公司;食盐、泡打粉、奶粉、鸡蛋等市售;黄油妙可蓝多天津贸易公司。Farinograph-E 型粉质仪德国布拉班德公司;NG 型吹泡-稠度测定仪法国肖邦技术公司;Dis-covery HR-2 型流变仪美国 TA Instruments 公司;TA.XTC 质构仪上海保圣有限公司;SMZ1270/1270i 型体式显微镜北京京百卓显科技有限公司;CR-10 型色差仪苏州圣光仪器公司;JHF-500A型高速多功能粉碎机昆明铁申商贸有限公司;HM925S-A 型电动打蛋器广东东菱电器公司;TU-1900 型双光束紫外可见分光光度计北京普
11、析仪器公司。1.2实验方法 1.2.1 混合粉的制备以壳寡糖和小麦粉干重为基础计算,将壳寡糖按不同比例添加到小麦粉中,制得小麦粉混合粉。1.2.2 混合粉粉质特性的测定根据杨航9的研究以及前期预实验,确定壳寡糖添加比例为 0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和 2.0%,按照 GB/T 14614-2019对添加不同比例的壳寡糖的面粉进行粉质特性的测定。1.2.3 混合粉面团吹泡特性的测定按照 GB/T14614.4-2005 对添加了 0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和 2.0%壳寡糖的面粉进行吹泡特性的测定。1.2.4 混合粉面团动态流变特性的测定在面粉中添加不同比例(
12、0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和2.0%)的壳寡糖,利用粉质仪制成面团,所有面团均达到最佳吸水率,将制成的面团用保鲜膜包裹置于 30 的恒温恒湿箱中 30 min,备用。设备实验条件参考杨航9,选用 40 mm 的平板探头,先通过应变扫描实验确定线性黏弹区,固定频率为 1 Hz,应变为 0.1%20%,然后采用动态频率扫描模式,设置夹缝距离4000 m,温度 30,频率为 010 Hz,应变最终确定为 0.02%。1.2.5 酥性饼干的制作工艺根据 SB/T 10141-93酥性饼干用小麦粉标准稍作修改,制作酥性饼干。配方如下:按原料低筋小麦粉 100%计,辅料加入占原料的 4.
13、6%的全脂奶粉,28.6%的白砂糖,17%黄油,0.3%的盐,0.5%泡打粉,20%的鸡蛋液。根据前期实验效果,为结合实际生产应用,方便后期实验操作,将制作产品时的壳寡糖添加量调整为 0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,用不同比例的壳寡糖替代低筋粉,制备壳寡糖酥性饼干。制作过程如下:称取白砂糖、黄油、鸡蛋,混合,并用打蛋器低挡搅拌均匀,再加入食盐、泡打粉和水,继续低挡搅第 44 卷 第 18 期陈丹,等:壳寡糖对面团、酥性饼干品质及抗氧化性的影响 85 匀。将过筛奶粉和低筋粉与不同添加量的壳寡糖,搅拌混匀,加入上述辅料,翻拌均匀,揉成面团后放置510 min,手工压片,使面片厚约 2
14、.53 mm,烘烤,烤箱上火温度 180,下火温度 160。1.2.6 酥性饼干质构特性的测定参照 Duta 等12的方法,采用全质构模式,选用 P/4 平板探头,测前速度 6.0 cm/min,测中速度 6.0 cm/min,测后速度60 cm/min,探头下压位移 0.3 cm,出发点数值 5 g。1.2.7 酥性饼干色泽的测定色泽是决定消费者对饼干接受度的重要指标。本实验用便携式色差仪测定饼干的 L*值(亮度)、a*值(红色/绿色)、b*值(黄色/蓝色)。将仪器校准后,设置测定模式,对酥性饼干进行色度值测定。每个添加量取三块饼干测定,最后取平均值。1.2.8 酥性饼干内部结构的观察用 S
15、MZ1270/1270i体视显微镜在 2 倍倍数下对饼干的横截面进行拍照,观察饼干内部组织结构。1.2.9 酥性饼干感官评分参考韩小存13对酥性饼干的感官评价方法对壳寡糖酥性饼干进行感官评价,评价指标主要包括色泽,口感,外观,组织结构以及整体可接受度,感官评定小组由经过培训的 8 人组成,男女比例 1:1,感官评定采用 9 分嗜好评分法,感官评分标准见表 1。表 1 酥性饼干感官评分标准Table 1 Sensory rating criteria for crisp biscuits项目评分标准总分色泽呈棕黄色或金黄色,无白粉79色泽较暗但基本均匀46色泽呈焦黑色或面白色且不均匀13口感具有
16、香味,无异味,口感酥脆,不粘牙79香味较淡,无异味,酥脆度一般,较粗糙46没有香味,有异味,口感不酥脆,较粘牙13外观外形完整,厚薄均匀,没有较大或较多的凹底79外形大致完整,厚薄基本均匀,无裂痕46外形残缺变形,厚薄不一,有裂痕13组织结构断面结构呈多孔状,细密,无大孔洞79断面结构呈多孔状,孔洞大小不一,分布较均一46断面结构参差不齐,孔洞大小不一,分布杂乱13整体可接受度非常喜欢79既不喜欢也不讨厌46非常不喜欢13 1.2.10 壳寡糖对酥性饼干抗氧化活性的影响参考李诗炜14、陆林15的方法将焙烤好的饼干冷却 30 min后分装到自封袋中,放入恒温(35)的鼓风干燥箱中,敞口放置加速储
17、藏,储藏期设定为 0、7、14、21和 28 d,将饼干捣碎,分别测定饼干的酸价、过氧化值和丙二醛值(TBA)。按照 GB 5009.229-2016 中滴定法,通过计算最终消耗的氢氧化钾来计算酸价;按照 GB 5009.227-2016 方法一通过硫代硫酸钠滴定的消耗量计算出过氧化值含量;按照 GB 5009.181-2016 方法二测定丙二醛。1.3数据处理本研究的所有数据运用 Excel 对数据进行整理分析,运用 SPSS 的 Duncan 多重比较对数据进行显著性差异分析,运用 Origin 9.0 进行绘图,每个实验进行 3 个平行,实验数据均用 3 次平行数据的平均值表示。2结果与
18、分析 2.1壳寡糖添加量对面粉粉质特性的影响在低筋粉中添加不同添加量的壳寡糖的粉质特性变化趋势如表 2 所示。在 02.0%添加量范围内,随着壳寡糖添加比例的增加,面粉的吸水率显著降低(P0.05),这可能是由于壳寡糖与小麦蛋白竞争水分,延缓了小麦面筋蛋白吸收水分,降低了面筋网络形成速度,延长了面筋网络形成时间。稳定时间反映了面团的稳定性以及筋力,弱化度则反映了面团对机械搅拌的耐受程度。从表 2 中可以看出,面团的稳定时间随着壳寡糖添加比例的增加从 2.50 min 增加至 6.30 min,面团的弱化度从 73.67 FU 逐渐降低,在壳寡糖添加量为 1.2%时,弱化度最低为 37.00 F
19、U,说明随着壳寡糖添加比例的增加,面团的耐搅拌性逐渐增强,但结合面团的吹泡特性与流变特性分析,壳寡糖的添加并未增加面粉筋力,而是由于壳寡糖吸附淀粉,增加了稠度,导致面团不易被机械搅拌破坏其结构,从而延长了面团稳定时间,降低了弱化度16。2.2壳寡糖添加量对面团吹泡特性的影响吹泡特性是面团流变学特性的重要指标。其中P 值表示吹泡过程中所需要的压力,可以反映面粉的筋力和面团的韧性,L 值反映了面团的延展性,W 值 表 2 壳寡糖添加量对面粉粉质特性的影响Table 2 Effect of chito-oligosaccharide addition on flour properties壳寡糖添加
20、量(%)吸水率(%)形成时间(min)稳定时间(min)弱化度(FU)粉质质量指数053.530.91d1.230.21a2.500.36a73.676.81d23.001.00a0.452.330.46c1.470.25a3.470.32b54.003.61c37.333.51b0.851.330.06ab1.570.21a4.000.20bc49.334.16bc38.677.09b1.252.070.42bc1.630.40a4.330.35c37.003.64a35.674.16b1.650.870.35a1.500.17a5.330.60d42.334.51ab31.006.24ab
21、2.050.050.07a1.550.05a6.300.20e40.002.00a31.502.50ab注:同列不同小写字母表示差异显著(P0.05);表4同。86 食品工业科技2023 年 9 月表示气泡膨胀到破裂所需要的能力,反映了面粉的筋力17。由表 3 可以看出,面团的 P 值、W 值均随着壳寡糖添加量的增加呈先减小后增加的趋势,在壳寡糖添加量为 1.6%时,P 值、W 值最小分别为56 和 66,L 值总体变化不大。P 值的降低表明面团在吹泡过程中所受阻力降低,面粉筋力变差;表明随着壳寡糖添加比例的增加弱化了面团的筋力,使面团的能量 W 值减小,面粉烘焙特性变差,筋力变差18,这与粉
22、质特性的结果一致。表 3 壳寡糖添加量对面团吹泡特性的影响Table 3 Effects of chito-oligosaccharide addition on blowingcharacteristics of dough壳寡糖添加量(%)PLP/LW085283.041050.475272.78920.873302.43991.258252.32671.656272.07662.059272.1970 2.3壳寡糖添加量对面团动态流变特性的影响不同壳寡糖添加量对面团动态流变特性的影响如图 1 所示,储能模量反映的是面团的弹性特征,损耗模量反映的是面团的黏性流动特性。在 010 Hz频率范
23、围内,与空白对照组对比,壳寡糖的添加降低了面团的储能模量(G)和损耗模量(G),这可能是由于壳寡糖的添加降低了面粉的吸水率,导致面筋蛋白无法充分吸水,形成面筋网络,导致面团的黏弹性减小。tan 是损耗模量(G)和储能模量(G)的比值,从图 1c 可以看出 tan 始终小于 1,面团的储能模量始终大于损耗模量,说明面团的弹性占主导地位;另一方面,随着壳寡糖添加量的增加,tan 逐渐增大,说明面团储能模量的减小程度大于损耗模量,弹性的减小说明壳寡糖的添加使面粉的筋力减弱。2.4壳寡糖添加量对饼干质构特性的影响质构特性是对酥性饼干品质评价的重要指标之一。其中硬度表示折断饼干时所需的重力19,脆度是探
24、头从接触饼干开始到达到最大压缩力(饼干破碎)时候的距离,距离越短,脆度越小,表示饼干越酥脆2021,由表 4 可知随着壳寡糖添加比例的增加,饼干的硬度显著降低(P0.05),相应的,饼干的脆度下降,饼干变酥脆,在添加量为 1.5%时硬度和脆度最低,分别为 9422.80、8103.94 gf,说明壳寡糖添加量为 1.5%左右时饼干最酥脆,这可能是由于壳寡糖吸水性较强,与面筋竞争水分,导致面筋吸水速度减慢,延缓了面筋网络形成,造成饼干硬度和脆度下降,饼干内部结构变得酥松16,这对于酥性饼干是有利的影响。咀嚼性反映的是饼干对牙齿咀嚼的抵抗性,咀嚼性越小,饼干越容易被嚼碎,表明饼干的酥松性越好22。
25、黏聚性在感官上是指黏牙的感觉,当黏附性绝对值过大时,酥性饼干会黏附在口腔壁上,对饼干口感产生非常不利的影响23。从表 4 可知,添加了壳寡糖后,饼干的黏聚性差异不显著,饼干的咀嚼性先降低后增加,在添加量为 1.5%时最低为 2816.95 gf,40000abc3000020000储能模量(Pa)1000005100%0.4%0.8%1.2%1.6%2.0%频率(Hz)20000损耗模量(Pa)100001500005100%0.4%0.8%1.2%1.6%2.0%频率(Hz)0.7损耗角正切值0.40.50.605100%0.4%0.8%1.2%1.6%2.0%频率(Hz)图 1 添加壳寡糖
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