新食品原料菊粉在面制品中的应用

现代面粉工业Modern云造燥怎则酝蚤造造蚤灶早Industry

圆园19年第4期新食品原料菊粉在面制品中的应用孙健平

康宗华

天津

300221

天津桂发祥十八街麻花食品股份有限公司

摘

要

菊粉是我国卫生部批准的一种新食品原料袁它是存在于多种植物中的储备性多糖遥菊粉所具有的营养价

值和物理化学属性袁使其已经越来越多地被当作一种多功能配料来代替脂肪尧糖或是充当膳食纤维来加工功能性食品遥菊粉与面粉有着相似的粉体特性袁将菊粉添加入面粉中袁可增加产品的膳食纤维含量袁产品品质也得到改善遥关键词

菊粉

膳食纤维

益生元

面制品

文献标识码：A

文章编号：（2019）1674-528004-0030-04

中图分类号：TS213.2

菊粉在自然界分布广泛袁是许多种植物中的储备性多糖袁主要来源于如洋葱尧大蒜尧菊苣尧菊芋等天然植物的根茎中遥

随着现代人生活水平的提高袁食

品工业当前正面临着不小的挑战袁在满足消费者健康饮食要求的同时袁也要满足其相应的营养需求遥国内外学者已开始关注功能性配料菊粉的物理化学特性袁发现其作为一种可溶性膳食纤维袁含有益生活性在内的多种生理功能遥有报道显示袁西方人饮食中袁每天大约摄入菊粉1~10g袁美国人平均每天摄入菊粉1.3~3.5g袁而欧洲人实际上摄入量更高袁平均每天摄入3~11g遥菊粉在国外可被安全地使用到婴幼儿营养品中袁是美国FDA渊美国食品药品监督管理局冤确认为GRAS渊公认安全物质冤遥在许多食品中添

加菊粉的好处是它不能被人体的小肠酶水解消化袁因而不会引起血糖升高遥有研究表明袁人体通过每天摄入菊粉袁可有效地降低血液中血清甘油三酯尧胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇的浓度遥菊粉进入到体内被微生物利用袁发酵产生短链脂肪酸和乳酸袁可显著促进双歧杆菌等益生菌增殖袁又能抑制致病菌生长袁有效维持肠道内微生物菌群的平衡遥我国卫生渊2013年国家卫生计生委公布的叶新食品原料安全性审查管理办法曳将野新资源食品冶修改为野新食品原料冶冤批准使用袁可用于婴幼儿食品除外的各类食品中遥公告规定其食用量每天不超过15g遥菊粉还能大

收稿日期：2019-07-10

大提高Ca2+尧Mg2+尧Fe2+尧Zn2+等矿物质的吸收袁预防骨质疏松袁降低肥胖的危险遥基于菊粉的诸多保健功能尧营养价值及其良好的食品加工性能袁越来越多的

学者将菊粉作为脂肪及糖的替代物或是膳食纤维补充剂袁在不降低产品感官品质的前提下袁改善食品质构性状袁并成功地将其应用于巧克力尧乳制品尧面制品尧饮料尧调味品等产品中[1-4]遥

以小麦粉为基础原料制成的蒸制食品尧煮制食品尧油炸食品尧焙烤食品等面制品已经成为人们日常饮食的重要组成部分遥麦麸层尧胚芽层和胚乳层三部分共同组成了小麦粉的结构袁其中麦麸层含丰富的纤维袁胚芽层的维生素尧矿物质含量较高袁还存在有一些油脂类物质袁胚乳层就是一些淀粉和蛋白质遥人们现在可以根据自己的需求把口感更好的胚乳层保留下来袁除掉麦麸层和胚芽层袁这就是如今全民膳食纤维摄入不足的直接原因遥菊粉水溶性好尧色泽良好尧分子量适宜袁且与面粉有着相似的粉体特性袁将菊粉添加入面粉中袁增加了产品中膳食纤维的含量袁又提升了产品品质[5]遥1

菊粉的分离提取

部在2009年第5号公告中将菊粉作为新资源食品

D-果糖通过茁-渊2袁1冤糖苷键连接形成线性直

链结构袁这种多糖称为菊粉袁在菊粉分子的终端袁常带有一个葡萄糖残基袁以琢-渊1袁2冤键与其连接遥我们

通常用GFn的形式表示菊粉分子袁G代表末端的葡

作者简介：孙健平渊1986要冤袁男袁工程师袁硕士袁研究方向院食品添加剂.

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圆园19年第4期孙健平等院新食品原料菊粉在面制品中的应用

面制品及专用粉

萄糖单元袁F代表每个果糖基团袁n代表果糖基的单元数遥菊粉的聚合度渊degreeofpolymerization袁DP冤一般在2~60的范围内袁主要分为平均聚合度臆10的短链菊粉渊或叫做低聚果糖冤尧中链菊粉和平均聚合度逸23的长链菊粉遥菊粉多存在于自然界中的菊科植物中袁菊粉在我国俗称野洋姜冶的菊芋和欧洲的菊苣中含量最高袁其含有的菊粉叫做天然菊粉袁同时含有短链菊粉和长链菊粉两种结构遥低聚果糖多被用作甜味替代物袁长链菊粉主要被用在脂肪替代物及质构改良剂遥根据聚合度高低可判断菊粉的物理化学特性袁因为菊粉的加工性能袁如热稳定性尧甜度尧益生效应以及持水力等指标受多聚糖长链尺寸的影响袁而这些性能又直接影响着菊粉在工业上的应用[1袁6-7]遥

图1菊粉的化学结构式[1]

提取多糖一般通过热水浸提的方式完成遥菊粉的分离工程主要包括三步院1.包括菊粉在内的水溶性组分的提取曰2.纯化除去杂质袁脱色曰3.喷雾干燥遥可通过改变水pH值尧水与物料比例尧水煮时间等条件来优化初提过程遥有报道显示袁pH值和水煮时间可影响提取菊粉的聚合度袁后经蒸发浓缩得最后的混合物遥纯化过程主要利用提取物中不同聚合度分子水溶性不同的原理来完成遥甲醇尧乙醇和丙酮则能选择性地沉淀长链渊DP=25-40冤菊粉分子[1袁8-9]遥

nayake菊苣和菊芋都是在温带地区生长袁而Mudan原[10]则从两种来自于热带地区的植物根中提取出了含菊粉物质的粉末遥并结合两种测定方法检测出这两种植物根中提取的菊粉其化学组成与商品菊苣菊粉的化学组成高度的相似遥

2菊粉在面制品中的应用现状

面团的流变特性和加工性能受水分形态和分布

的直接影响遥罗登林[11]将短链尧天然和长链菊粉分别添加至中筋粉中袁通过差示量热扫描仪渊DSC冤和核

磁共振仪渊NMR冤研究了不同聚合度的菊粉对面团中不同流动性水分迁移行为的作用遥DSC结果表明院紧密结合水含水率随着不同聚合度菊粉的添加量不同呈现正相关变化袁面团中自由水尧弱结合水含水率则相反遥而NMR的结果表明院水在面团中与大分子物质的作用袁其中的水分由弱结合水向自由水和紧密结合水迁移遥面团中自由水受短链菊粉和天然菊粉影响较为明显袁紧密结合水主要受长链菊粉的影响袁三种聚合度菊粉都影响弱结合水遥杨端[12]在面团中添加不同聚合度的菊粉后袁也发现了类似的水分转移规律遥

一般情况下袁随着菊粉的添加袁面团的吸水性下降袁会明显延长面团的形成时间袁提高面团的稳定性袁增加面团的抗延伸阻力和黏弹性袁面团筋力与强度的增加袁耐揉指数随之降低[7袁13]遥

罗登林课题组[14]还把制备馒头常用的中筋粉为研究对象袁将短链菊粉添加至中筋粉后袁研究面团的面团粉质特性和拉伸特性袁考察面团各项流变学参数的变化趋势遥研究表明袁面团的抗延伸性尧拉伸比以及拉伸能量随着短链菊粉的添加袁越来越大袁在短链菊粉添加量为7.5%时袁各项指标达最大值袁面筋强度得到增强遥

该课题组[15]将短链菊粉添加至中国传统主食馒头里袁考查其对馒头外观属性及结构特性和老化过程的影响遥实验发现袁随着菊粉的加入袁馒头的比容尧大小尺寸和感官品评分数增加袁当菊粉添加量再加大时袁上述指标又开始降低袁菊粉添加量为5%时袁评分最高遥作者通过色差仪的L*a*b值来评定馒头色泽指标袁并指出短链菊粉的适量加入改善了新鲜馒头的结构特性袁但也加速了馒头的老化速率遥揭示水分迁移时影响馒头老化速率的重要因素遥该研究为菊粉在馒头中的应用提供了理论基础袁添加菊粉后的馒头有更好的功能性和营养价值遥

罗登林[16]用发酵流变仪模拟面团的发酵过程袁研究不同添加量的天然菊粉对面团发酵流变学的影响袁作者根据单因素试验结果袁进行响应面中心组合

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面制品及专用粉

现代面粉工业

圆园19年第4期设计袁通过加权综合评分分析不同菊粉添加量等因素对面包烘焙品质的影响遥研究表明袁增加菊粉的添加量袁利于增加面团总的产气量袁减少最大膨胀高度袁明显缩短面团出现空洞的时间遥并说明这可能是由于菊粉中含有一定量单糖和低聚糖袁且加入菊粉后袁面筋蛋白含量被稀释袁阻碍了形成面筋网络结构的过程袁增大了面团抗延伸阻力两方面因素所致遥试验结果显示袁添加菊粉降低了面包硬度袁对面包弹性影响不显著袁随菊粉添加量的增加袁面包的比容略有增大遥菊粉添加量5.0%时的感官评价和加权综合得分最高渊94.17冤袁此添加量的面包质构柔软袁口感好袁内部气孔均匀且较小遥

范文静[17]同样以面包为研究对象袁用粉质仪尧拉伸仪考察不同添加量的菊粉对面粉粉质特性尧拉伸特性流变学的影响袁用质构仪评价添加菊粉后面包的质构特性袁并进行感官评价遥结果显示袁添加菊粉后的面粉面团流变学特性得以改善袁稠度增大袁面团的形成时间和稳定时间增加遥面团的拉伸曲线面剂尧拉伸阻力尧最大拉伸阻力和拉伸比先增加后减小袁并未随面团延伸度表现一定的增大趋势遥菊粉的添加6%增加时了制面得包的的面持包水综性合袁感官降低了面包的硬度袁添加量为

主原料Bojnanska[18]等人研究了评分添加最菊佳粉遥

且以小麦粉为10所制产品的流变学特性遥作者分别添加5%尧

现流%变尧15学%参尧数20渊%面团和25结合%的水菊能粉代力尧面团替小形麦成粉时袁间后尧发面团稳定性尧弱化度等冤发生改变遥其中袁低的菊粉添加

量渊5%尧10%冤导致面团结合水能力降低袁而高菊粉添加量渊15%~25%冤使面团结合水能力增强遥菊粉的添加也延长了面团形成时间和面团硬度袁分析菊粉可能影响面筋网络的形成袁致使整个面团的粘弹性和强度以及面筋之间的作用受影响遥同时袁作者也考察了不同菊粉添加量制得的面包品质袁并做了感官品评测试遥结果发现袁当菊粉添加量超过10%时袁面包品质降低袁感官满意度降低遥添加量为5%时所制的面包有很高的感官品质接受度遥研究指出添加适当比例的菊粉后可不改变期望的产品特性袁可合理控制面包色泽及质构品质袁是一种生产功能性小麦粉面包的有效方法遥这也与Rubelab等人[19]用菊Pourfarzad粉制备富含等膳人食纤维面包的研究结果大体一致遥

[20]用傅里叶变换红外线从结构组织32

上分析在面包中添加菊粉后袁菊粉与基质内部主要的生物聚合物之间的作用袁揭示菊粉与面筋蛋白之间的反应对面团结构的影响更为显著遥

刘崇万[21]通过加速试验考察添加菊粉是否可以延长无糖酥性饼干的货架期遥随时间延长袁无糖酥性饼干的水分含量逐渐增加袁且温度越高袁水分含量增加得越快遥而菊粉可明显地抑制酥性饼干水分含量的30增加含量益变化尧40益遥作袁和者研究50将益3%的菊粉添加到面粉中袁测试各不同自温温度度下下饼无干糖的酥货架性饼期干,的水并推分

导出常温渊25益袁T=298K冤条件下饼干的货架期遥试验结果表明袁添加3%菊粉后酥性饼干的货架期可由原先的90d延长至150d遥他[22]在面粉中添加不同比例的菊粉袁考察菊粉对面团粉质特性尧拉伸特性尧感官特性尧持水性和质构特性的影响遥研究表明袁面团的吸水率随着菊粉添加量的不断增加而显著下

降袁面团形成时间和稳定时间明显得到延长袁菊粉使饼干的持水性不断增加袁能改善酥性饼干的感官品质20与质构特性遥Krystyjan等人[23]用菊粉代替饼干面团%~50和饼%干的的脂肪流变袁学考参察数这和个结构制备属性过程会遥结果如发现何改袁变

菊粉代替20%脂肪后不会让饼干的感官品评变坏袁并且只对质地产生最小的影响袁这种配方降低产品脂肪含量的同时伴随着糖含量增加和热量值的降低遥另外袁与空白相比袁即使产品的多酚含量和活性降低袁但可溶性膳食纤维含量增加了遥而脂肪替代量超过20%后袁饼干硬度会过大且多酚含量和抗氧化活

性显著降低遥Mar侏a[24]考察菊粉在内的四种来源的膳

食纤维对高脂高糖饼干面团流变学相关属性核结构的影响遥主要结果表明袁在烘焙过程中袁加入菊粉提高了面团的延展能力袁从而提高了饼干的品质袁且提高了饼干总的膳食纤维含量遥3

展望

菊粉作为卫生部公布的新资源食品之一袁其安全性毋庸置疑遥它作为膳食纤维和益生元可助力肠道顺利实现消化吸收功能袁同时袁菊粉也可用来制作低热量食品改善人们的健康状况遥随着现代人对菊粉认识的不断加深袁加大菊粉在我国的开发利用袁研发出加工更便利尧附加值更高尧生产成本更合理尧口感更受欢迎的功能食品至关重要遥

圆园19年第4期孙健平等院新食品原料菊粉在面制品中的应用

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面制品及专用粉

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