吴娜娜1，王 娜1,2，谭 斌1，翟小童1，田晓红1，刘 明1
(1.国家粮食局科学研究院，北京 100037；2.河北科技大学，河北 石家庄 050018)
摘 要：将未发芽和发芽12、24、36、48 h的糙米磨粉，分别与20%的谷朊粉混合制作面团和面包，研究了发芽糙米-谷朊粉面团流变性质及面包品质。结果表明，随着发芽时间的增加，糙米面团弹性模量和粘性模量均降低。扫描电镜结果显示，发芽12 h和24 h糙米面团形成均匀致密的网络结构，发芽24 h后，网络结构部分破裂。随着发芽时间的延长，糙米面包比容、弹性、回复性降低，硬度先降低后升高。发芽12 h和24 h，糙米面包硬度较低，比容、弹性和回复性较大。发芽12 h的糙米面包感官评分最高。因此，发芽12 h时的糙米面包品质最好。
关键词：发芽糙米粉；面团；流变性质；面包品质; 质构性质; 感官品质
糙米发芽后，除了保留了丰富的维生素、矿物质、膳食纤维等成分，其他促进人体健康的成分如γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)也显著提升[1-3]。Roohinejad等报道，不同品种的糙米在发芽48 h后，GABA含量在3～44 mg/100 g,是未发芽前的2～5倍甚至更高[4]。程威威等报道，20 种发芽糙米中γ-氨基丁酸含量为22.68～88.36 mg/100 g[5]。发芽糙米中的这些成分具有抗癌、降血脂、降血压、降低胆固醇、抗血栓等功能[6-9]。因此，有学者预测发芽糙米可能成为二十一世纪最受欢迎的食品[5,10-11]。
糙米的发芽还可以改变糙米粉的理化性质，进而改善其在食品制品中的应用性质。糙米发芽后，蛋白含量增加；Wu Fengfeng等报道，糙米发芽2 d后，总淀粉含量从76%～79%下降至62%～65%，直链淀粉含量下降3%～5%；糙米发芽5 d后，淀粉含量下降至41%～44%，直链淀粉含量下降7%～10%[12]。发芽后米粉糊的透光率升高、冻融稳定性提高，凝沉特性得到改善[13]。另外，糙米发芽后米粉凝胶黏性有所提高，硬度和胶凝性均降低[14]。因此，发芽使糙米不易老化，有助于食品货架期的延长。目前，已经有食品科技工作者开发了发芽糙米方便米饭、发芽糙米米糕、发芽糙米米粉条等产品[15-18]。李次力等研究了发芽糙米粉、水、精制盐和酵母的用量对发芽糙米面包品质的影响，确定了发芽糙米面包最佳配方，但发芽糙米粉的用量仅为10%[19]。Cornejo等研究了发芽12～48 h对糙米面包营养价值和生物活性物质的影响，结果表明，发芽糙米面包的抗氧化活性有所增加，植酸含量和血糖生成指数有所降低，证明发芽糙米粉对提升面包的营养价值有益[20]。笔者所在研究团队对发芽糙米粉的基本成分、微观结构、热焓特性及糊化性质(RVA)等理化性质进行了研究[21]，结果表明，随着发芽时间的延长，发芽糙米粉峰值粘度和峰值温度降低、蛋白含量增加、脂肪含量降低，这可能对发芽糙米应用在食品制品中产生影响。但发芽糙米粉面团及面包品质的研究还未见相关报道。
根据文献报道，糙米发芽的最佳时间为18 h 和24 h，如果发芽时间过长，能耗较大，且会导致微生物大量生长，产生较大异味，不适宜作为食品原料[22-23]。一些文献的报道糙米发芽时间一般为12～48 h[24-25]。因此，本研究将发芽12、24、36、48 h的糙米粉与谷朊粉以4∶1的比例混合，研究发芽糙米粉面团的流变性质和微观结构，探讨发芽处理对糙米粉面包质构和感官品质的作用，以期为发芽糙米粉应用在面包中提供基础。
籼糙米：福香米业有限公司，籼糙米蛋白质含量9.61%，水分含量14.4%，脂肪含量3.13%，粗纤维含量1.34%，总淀粉含量83.10%；谷朊粉(活性面筋粉)：鄄城建发面业有限公司；食盐：中盐北京市盐业公司；白砂糖：中粮屯河股份有限公司；耐高糖干酵母：安琪酵母股份有限公司；红星全脂奶粉：黑龙红星集团食品有限公司；多美鲜黄油：上海高夫食品有限公司。
电子分析天平：瑞士梅特勒托利多公司；JHMZ 200 试验和面机：北京东方孚德技术发展中心；JCXZ面团成型机：北京东方孚德技术发展中心；PRX-35013 智能人工气候箱：宁波海曙赛德实验仪器厂；TA.XT2i Plus质构仪：英国 Stable Micro System公司；YXD-40B-8电烘炉：广州新粤海西厨设备厂；JFZD粉质仪：北京东孚久恒仪器技术有限公司；S-300N型电镜：日本Hitachi公司；AR-2000动态流变仪：上海曲晨机电技术有限公司；法国肖邦Mixolab 混合实验仪：法国肖邦技术公司。
1.3.1 糙米发芽条件
糙米发芽步骤为糙米→筛选→清洗→浸泡→发芽(芽长1～2 mm) →清洗→干燥。将糙米筛选除杂后，浸泡在温度为38 ℃的水中，浸泡10 h，用pH 5.6的磷酸盐缓冲溶液清洗，然后培养，用pH 5.6的磷酸盐缓冲溶液作为培养液，培养温度38 ℃，湿度为85%，每隔8 h加入培养液(500 mL/800 g)。每12 h取样一次，取出后，用蒸馏水淋洗干净后，放入45 ℃烘箱中10 h，确保水分含量低于14%[26-27]。
将糙米粉碎，过80目筛，备用。将未发芽、发芽12、24、36、48 h的糙米粉和谷朊粉按4∶1的比例混合均匀。
1.3.2 面团动态流变特性测定
将1.3.1制备的糙米和谷朊粉的混合粉，采用粉质仪制备面团，水分含量为40%。采用动态流变仪和φ 40 mm的不锈钢平行板测量系统，设置间隙为1 mm，频率扫描：应变0.5%，温度25 ℃，频率0.1～40 Hz，测定面团的贮能模量G′、损耗模量G″的变化。未经过发芽的糙米-谷朊混合粉面团作为对照。
1.3.3 糙米粉及面团微观结构测定
面团由粉质仪制备，面团最终水分含量为40%，具体制备方法同1.3.2。制备好的面团进行冷冻干燥，然后将冻干的面团，选取横截面，用双面胶固定在样品台上，然后喷溅金粉后，通过扫描电镜选取有代表性的面团截面进行形貌观察，拍照。未经发芽的糙米-谷朊混合粉面团作为对照。
1.3.4 糙米面包的制备
取200 g的发芽糙米-谷朊混合粉，加入酵母和盐各4 g，糖、奶粉和黄油各8 g，鸡蛋20 g，水120 g。将所有除黄油外的成分放入和面钵，将面团充分混匀2 min，然后加入黄油，搅拌4 min。然后将面团放在30 ℃、85%湿度的醒发箱中醒发10 min，然后分成相同的两份，继续醒发20 min，取出，压面，成型，放入面包听中，醒发50 min，醒发结束放入烤箱，上火温度为200 ℃，下火温度为180 ℃，烘烤20 min。面包入炉前，需用喷壶向其表面喷水，防止其出炉后温差过大造成表面干裂。未经发芽的糙米-谷朊混合粉制作的面包作为对照。
1.3.5 面包比容测定
面包出炉冷却后，参照GB/T20981—2007菜籽置换法测量其体积[28]。每个发芽时间条件的糙米粉面包制作两个平行样品，分别测定其体积及质量，比容实验结果表示为双实验测定的平均值。
1.3.6 面包物性测定
面包在室温下冷却后，放入自封袋密封保存，18 h后，切成25 mm的面包片，取中心面包片紧邻部位用TPA进行物性测定。
TPA测试条件：探头：φ 36 mm的圆柱形平底探头，测试时探头测前速度，测试速度，测后速度均为2 mm/s ；触发力：20 g；收回距离：10 mm；压缩时间：5 s。每个样品取5个不同的面包片进行测定，测定结果表示为5次测定的平均值。
1.3.7 面包感官品质评价
参照GB/T 14611—2008方法[29]，有改动。选8名品评员对面包进行打分，结果取平均值。具体评价标准见表1。
表1面包感官品质评价标准
采用 Excel 和 SPSS 17.0 进行数据分析。使用SPSS 17.0软件对数据进行方差和相关性分析，方差分析选取Duncan检验，在P < 0.05检验水平上对数据进行统计学分析。
发芽糙米-谷朊混合粉面团的流变学性质测定结果如图1所示。由图1(a，b，c)中可以看出，随着频率的增加，发芽糙米-谷朊混合粉面团弹性模量(G′)、粘性模量(G″)及tanδ(G″/ G′)均逐渐增加，频率为40 Hz时达到最高；随着发芽时间的延长，糙米粉面团的弹性模量(G′)和粘性模量(G″)逐渐减少，tanδ(G″/ G′)逐渐升高；频率为40 Hz时，面团(0～48 h)弹性模量(G′)从69 510 Pa下降至2 449 Pa，粘性模量(G″)从29 280 Pa下降至1 625 Pa，tanδ(G″/ G′)从0.42升高至0.87。随发芽时间延长，面团tanδ(G″/ G′)逐渐升高，说明弹性模量(G′)的降低幅度高于粘性模量(G″)的降低幅度。tanδ也被称为损耗因子，tanδ值越高，耗散能量的能力越强，越像液体[30]。因此，发芽时间增加，糙米-谷朊混合粉面团结构弱化，弹性降低，粘性增加。这可能是由于发芽后，糙米中淀粉酶活力升高，使淀粉分子的结构发生了改变。杨慧萍等[14]研究发现发芽后糙米粉胶凝性降低，可能是由于发芽后较低含量的直链淀粉引起的。另一方面可能是由于糙米发芽后，蛋白质结构发生了改变。姜平等采用Mixolab混合试验仪研究发现，发芽糙米米粉团蛋白质结构严重弱化[31]。
图1 糙米-谷朊混合粉面团弹性模量(a)、粘性模量(b)和 tanδ(c)
发芽糙米-谷朊混合粉面团的微结构测定结果如图2所示。随着糙米发芽时间的延长，糙米-谷朊粉面团结构变得松弛，蛋白质的网络结构增多，淀粉颗粒镶嵌在网络结构中，在发芽12 h 和24 h时，网络结构比较均一。发芽36 h和48 h，面团结构破裂(红色箭头处)。与面团流变性质结果相一致。可能是因为发芽糙米中还含有葡萄糖氧化酶、脂肪酶等氧化酶类，发芽24 h时酶活性最大，使面筋中的蛋白质基团相互结合，形成了均匀致密的蛋白质网络结构，增加了面团的持气性、弹性和韧性[32]。发芽24 h后，可能是由于淀粉和蛋白含量的降低，造成网络结构破裂，弹性降低[21]。
(a:未发芽；b～e: 分别为发芽12、 24、36、48 h)
图2 不同发芽时间的糙米-谷朊混合粉面团微观结构
糙米-谷朊混合粉面包的比容及面包截面图见图3和图4。对照及发芽12、24、36、48 h的糙米-谷朊混合粉面包比容分别为2.62、2.93、2.93、2.44和2.42。由图中可以看出，随着发芽时间的延长，糙米面包比容呈先增大后减小的趋势。可能是由于随着糙米发芽时间的延长，酶类被激活，吸水率增大，使得体积逐渐增大，过了24 h后，酶活性逐渐减弱，蛋白质含量下降[21]，致使糙米面包的蛋白质结构越来越疏松，气孔越来越大，在烘焙过程中持气能力逐渐减弱，使得体积逐渐减少。此外，还可能是由于发芽后脂肪含量降低[22]，直链淀粉与脂质结合形成复合物，脂类与淀粉结合减少，不能限制脂肪的膨胀，使得蛋白质与水之间的结合减弱，使得面包体积减小。
图3 不同发芽时间的糙米-谷朊混合粉面包比容
图4 不同发芽时间的糙米-谷朊混合粉面包图
发芽糙米-谷朊混合粉面包质构性质结果如表2所示。由表可知，随着发芽时间的延长，糙米面包的弹性(从0.88降到0.80)、内聚性(0.55降至0.43)、回复性(0.21降至0.15)均在逐渐降低，而硬度、耐咀性等呈先减小后增大的趋势。发芽12 h和24 h，面包的弹性没有显著性差异。糙米面包弹性随发芽时间的延长而降低，与发芽糙米-谷朊混合粉面团弹性模量(G′)、粘性模量(G′′)结果相一致。这是由于随着发芽时间的增加，糙米中蛋白和脂肪含量下降[4, 21]及淀粉结构发生改变引起的[11-12]。
表2糙米-谷朊混合粉面包质构特性
表3为糙米及发芽糙米面包感官品质评分的实验结果。由表可知，当发芽0～ 24 h时，面包外观及体积评分均在增大，而发芽36 h后，外观、包芯色泽、平滑度、口感、体积等品质急速下降，发芽12 h时，发芽糙米-谷朊混合粉面包感官评分最高。随着发芽时间的延长，面筋蛋白吸水率下降，面团持气性较差，造成面包芯纹理结构较松散，表面气孔越来越稀疏。因此，可以考虑将发芽12 h糙米用于制作面包，既可以提高其营养品质，又可以达到感官可接受的水平。
表3糙米及发芽糙米面包感官评分 分
随着发芽时间的延长，发芽糙米-谷朊混合粉面团的弹性模量和粘性模量逐渐减少，面团结构变得松弛，蛋白质的网络结构增多，在发芽12 h和24 h时，网络结构最为均一；面包比容呈先增大后减小的趋势，发芽12 h和24 h，比容最大；面包的硬度呈先减小后增大的趋势，发芽12 h和24 h面包硬度较小；发芽12 h时，面包的感官评分最高。糙米发芽12 h时，面包品质最好。
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WU Na-na1,WANG Na1,2，TAN Bin1，ZHAI Xiao-tong1，TIAN Xiao-hong1，LIU Ming1
(1.Academy of State Administration of Grain, Beijing 100037；2.Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018)
Abstract：The rheological properties of dough mixed with germinated brown rice flour and wheat gluten and the quality of bread were studied. Brown rice was germinated for 0, 12, 24, 36, 48 h, respectively, and the addition of gluten was 20%. The results showed that the elasticity modulus and viscous modulus of the dough decreased with the increase of germinating time. The SEM results showed that the homogeneous and compact structure of the dough was formed by germinating time of 12 h and 24 h, and the structure was broken after 24 h. The specific volume, elasticity and resilience of the bread decreased, and the hardness of the bread decreased at first and then increased with the increase of germinating time. The hardness of the bread was lower, and specific volume, elasticity, and resilience were higher at germinating time of 12 h and 24 h. Sensory score of the bread prepared from 12 h germinated brown rice was the highest among all the samples. Thus, the quality of germinated brown rice bread was the best at germinating time of 12 h.
Key words：germinated brown rice flour; dough; rheological properties; bread quality; texture properties; sensory quality
收稿日期：2018-03-26
中图分类号：TS 213.3
文献标识码：A
文章编号：1007-7561(2018)04-0001-05
基金项目：“十三五”国家重点研发计划(2017YFD0401103)；国家自然科学基金青年基金项目(31501524)
作者简介：吴娜娜，1981年出生，女，博士，副研究员.
通讯作者：谭斌，1972年出生，男，博士，研究员.