木糖醇对面团特性的影响

木糖醇(XylitoD是一种五羟基多元醇，分子式为 C5H12O5。易溶于水，热量低于蔗糖，其甜度和溶解度与 蔗糖相近[1]。木糖醇作为一种功能性甜味剂，是所有食 用糖醇中生理活性最好的一种，其代谢不需要胰岛素 的促进，不增加血糖值，具有不易发酵、吸湿性、热稳定 性好等多种加工特性[2]，同时还具有防龋齿、改善肝功 能等多种保健功效，国际上被公认为安全食用物质[3]。 目前，对于木糖醇的研究主要集中在其生产方式及人 体代谢方面M。王伟等[6]在2012年研究了木糖醇对面 团流变学特性的研究，邢燕等&8]研究了木糖醇对小麦 淀粉及面包粉回生特性的影响，但均未对面团的特性进行系统的研究。

面团的特性直接影响到面包的品质。本文研究了 不同量的木糖醇对面粉的粉质特性、拉伸特性、面团的糊化特性、质构特性以及微观结构的影响，为木糖 醇在面制品中的应用提供了理论参考。

1材料与方法

1.1试验材料

高筋小麦粉:河南金龙面业有限公司；木糖醇：山东福田科技集团。

1.2试验仪器

粉质仪、拉伸仪:德国Brabender公司；电子天平: 福州华志科学仪器有限公司；分析天平:METTLERTOLEDO 公司；差示扫描量热仪（Differential Scanning Calorimetry，简称DSC):德国NETZSCH仪器制造有 限公司；50 pL移液枪:德国Eppendorf公司；质构仪： 英国Stable Micro System公司；真空冷冻干燥机：上海 比朗仪器制造有限公司；扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy，简称SEM):深圳市深视光谷光学 仪器有限公司。

1.3试验方法

1.3.1粉质特性的测定

粉质特性的测定方法:参照GB/T 14614-2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉 质仪法》[9]。取300 g面粉，木糖醇0、3、9、15 g (即分别 为面粉质量的0、％、3 %、5 %)，投放于粉质检测仪的 试样槽，启动搅拌开关搅拌5 min，用滴定管添加和面 用水。随着搅拌的进行，逐渐形成面团，计算机开始记 录和面阻力曲线，即粉质曲线。注意加水量要保证粉 质曲线的中心线在500 BU附近。若超过500 BU，说明 水加少了，还可以添加适量。加水完成之后，清理样品 槽的四壁，将清理下来的面团与正在搅拌的面团混合 均匀，盖上盖子，搅拌约20 min。通过仪器记录的数据 和图像，可以得到吸水量、面团形成时间、稳定时间及 弱化度。

1.3.2拉伸特性的测定

拉伸特性的测定方法:参照GB/T14615-2006《小麦粉面团的物理特性流变学特性的测定拉伸仪法》[10]。 用粉质仪的测试结果对应的加水量添加水，得到最大 稠度为500BU的面团，然后称取面团150g，木糖醇0、 1.5、4.5、7.5 g(即分别为面粉质量的0、1 %、3 %、5 %)， 在拉伸仪的发酵箱内发酵，分别在45、90、135 min时 取出，并在成型器中加工成条形。将面条两端固定在 专用支架上，当中用钩子向下拉，直到拉断为止。在拉 伸的过程中，电脑记录黏度-拉伸距离的曲线，即拉伸 曲线。通过仪器记录的数据和图像，可以得到延伸度、 抗延伸性、最大抗延伸阻力、拉伸比值及能量。

1.3.3面团的制作

称取面粉50 g，木糖醇0、0.5、1、1.5、2、2.5、3g (即分 别为面粉质量的0、1 %、2 %、3 %、4 %、5 %、6 %)，蒸馏 水20 g (按面粉质量的40 %计)—木糖醇事先溶于水 中^将面粉，木糖醇的水溶液混合，揉捏直至面团成 型，表面变光滑(此过程大约需要5 min)—将揉好的面 团切分成直径2 cm,高2 cm的圆柱体，表面盖上略微 打湿的纱布防止面团表面水分蒸发，放在容器中备用。 1.3.4面团的DSC测试从面团内部取样，准确称取3 mg ~5 mg的面团于已称重的常压坩埚中，按照1 :3(质量比，面团：7水）的 比例向坩埚中加入蒸馏水。用压盖器将坩埚密封均 匀，在室温下平衡2 h后进行DSC测试。测试的温度范 围为30 °C至150 °C，升温速率为10 °C/min。吹扫气的 流量为30mL/min，保护气流量为60mL/min。使用液 氮冷却。样品池中左边放入空坩埚，右边放入有样品 的坩埚。样品质量为称取的面团的质量和加入的蒸馏 水的质量之和。

1.3.5 面团的质构测试

用质构仪来对面团进行全质构检测(Texture Pro-file Analysis ， 简称 “TPA”） ， 可得到样品的硬度 （Hard-ness) ， 粘附性 （Adhesiveness) ， 弹性 （Springiness) ， 内聚 性（Cohesiveness)，胶黏性（Gumminess)，咀嚼性 (Chewiness)及回复性(Resilience)等参数。质构仪测试 参数为：探头：P/36R;测前速度：1 mm/s;测试速度： 2 mm/s，测后速度：2 mm/s;压缩程度：至原始样品的 50 %;起始力:5g;两次压缩间隔时间：s;数据采集：200 pps。

1.3.6面团微观结构的测定

上述试验中表明，木糖醇添加量为3 %~5 %时效 果相对较好，故在进行SEM观察时，选择添加5 %木 糖醇与对照品（不添加木糖醇)来进行比较。面团制作 好之后盖上湿纱布，静置15 min。随后用压面机将面团 压成面片。依次使用压面机的每一个档位压面，每压 一次后将面片对折，进行下一次压制。每个档位压 3次。到第6个档位压制结束后（此时面片厚度为 0.5 mm)用剪刀或小刀取下组织，颜色，厚度均匀的 小面片，面积大约为0.25 cm2~0.5 cm2。放入50 mL烧 杯底部，烧杯口用保鲜膜密封，保鲜膜上戳若干个小 洞。先放入冰箱的冷冻室中预冻，再放入冷冻干燥机 中冻干。将冻干完成的样品喷金后进行SEM的操作与 观察，得到不同放大倍数的样品SEM图片。

2结果与讨论

2.1木糖醇对面团粉质特性的影响

木糖醇对面粉粉质特性的影响结果如表1所示。

由表1可知，随木糖醇添加量的增加，面粉的吸水 率、弱化度呈现下降趋势，而面团的形成时间，稳定时 间呈上升趋势。当木糖醇添加量由0增加到5 %时，面 团的吸水率下降了 0.4%，弱化度下降了 18 BU，形成 时间增加了 1.2min，稳定时间增加了 1.2 min。这是由 于向面粉中加入木糖醇后，其具有吸湿性，在面团的 形成过程中吸收了大量的游离水，阻碍了淀粉颗粒的 吸水膨胀，同时也导致蛋白质胶粒的外部浓度增加， 对胶体内部的水分产生了反渗透作用，使得面筋蛋白 网络形成受到了影响，从而阻碍了面筋网络的形成， 最终导致了面粉的吸水率、弱化度降低，面团的形成 时间，稳定时间均有所增加。

2.2木糖醇对面团拉伸特性的影响

木糖醇对面粉拉伸特性的影响结果如表2所示。

由表2可知，随着木糖醇添加量的增加，面团的拉 伸能量，拉伸阻力及拉伸比例均有不同程度的增大， 而拉伸能量的增大不明显。当木糖醇添加量达到3 % 与5 %时，拉伸能量最高，而木糖醇添加量为1 %时， 与对照组的差别并不明显。延伸度的变化未呈现出明 显规律，木糖醇添加量为1 %时最小，添加量为3 %时 最大，而添加量为5 %时，与对照组的差别并不明显。 拉伸阻力则呈现出逐渐上升的趋势。拉伸比例也有略 微的上升。面团在发酵的过程中，需要有一定的阻力 与延伸性。若阻力大，延伸性小，则面团在发酵产气时， 面团的膨胀过程会受到阻碍，使得面团变硬，体积变 小。反之，若阻力小，延伸性大，面团的膨胀过程会不 受控制，使得面团可能会出现塌陷的现象。

2.3木糖醇对面团糊化特性的影响

DSC的测试结果如表3所示。

由表3可知，木糖醇对面团的糊化特性有一定的 影响。木糖醇添加量为3 %及5 %的面团起始糊化温 度、木糖醇添加量为1 %及5 %的面团终止糊化温度、 试验组的糊化焓值均高于对照组;木糖醇添加量为1 % 的面团糊化温度变化范围最大，添加量为3 %的面团 糊化温度变化范围最小。与对照组相比，试验组的峰值温度基本没有变化。

2.4木糖醇对面团质构特性的影响

2.4.1木糖醇对面团硬度、弹性及内聚性的影响

添加不同量的木糖醇对面团硬度的影响结果见图1。

由图1可知，添加了木糖醇的面团的硬度要明显 低于未添加木糖醇的面团的硬度。随着木糖醇添加量 的增加，面团的硬度呈先减小后增大的趋势。未添加 木糖醇的面团的硬度达到了 2 050.933 N，而添加木糖 醇的面团的硬度最高为1 546.703 N。同时，当木糖醇 添加量达到5 %时，硬度最小，为1 124.701 N。而当添 加量达到6 %时的硬度则大于5 %木糖醇的硬度。因 此，适量添加木糖醇可以降低面团的硬度。

添加不同量的木糖醇对面团弹性的影响结果见图 2。

由图2可知，添加了木糖醇的面团的弹性要大于 未添加木糖醇的面团的弹性。随着木糖醇添加量的增 加，面团的弹性呈先增加后降低的趋势。其中，添加 5 %木糖醇的面团的弹性达到最大，为0.385。当木糖 醇的添加量为6 %时的弹性小于5 %的添加量时的 弹性。因此，木糖醇可以在一定程度上改善面团的 弹性。

添加不同量的木糖醇对面团内聚性的影响结果见图 3。

由图3可知，添加了木糖醇的面团的内聚性要高 于未添加木糖醇的面团的内聚性。随着木糖醇添加量 的増加，面团的内聚性也呈现出逐渐増加的趋势。其 中，添加2 %和3 %的木糖醇的面团的内聚性最小，添 加5 %和6 %的木糖醇的面团的内聚性最大，分别为 0.363和0.364。内聚性是形成食品形态所需内部结合 力的大小，由于木糖醇中含有大量的羟基，在面团的 形成过程中，羟基能够通过氢键等方式结合体系中的 游离水，使得蛋白质胶粒的浓度増加，同时也阻碍了 面筋蛋白的吸水。所以添加木糖醇会对面团的吸水过 程造成一定的不利影响。所以使得形成面团所需要的 内部结合力増大。

2.4.2木糖醇对面团咀嚼性、胶黏性及回复性的影响

不同木糖醇的添加量对面团的咀嚼性、胶黏性及 回复性的影响结果见表4。

由表4可知，与对照组相比，当木糖醇的浓度为 1 %~3 %时，咀嚼性的变化不大，而当木糖醇添加量从 4 %开始増加时，咀嚼性有了明显的増加，总体呈先平 稳后上升的趋势。原因可能是当木糖醇的含量増加 时，分子中的羟基能结合体系中的游离水，阻碍了面团的吸水，也増加了面团的形成时间，同时，如前文所 述，也増加了面团的内聚力，所以，在一定程度上増加 了面团的咀嚼性。同时，添加1 %~5 %的木糖醇能够在 一定程度上减小面团的胶黏性，但是当木糖醇的添加 量増加到6 %时，面团的胶黏性也随之増加，甚至大于 了对照组的胶黏性。这个结果在一定程度上与咀嚼性 的结果吻合。因此，木糖醇的添加量并不是越多越好， 而是存在一个最佳水平。另外，添加了木糖醇的面团 的回复性均高于未添加木糖醇的面团的回复性，这与 前文所述的面团的弹性的变化类似。

硬度、胶黏性以及咀嚼性与焙烤食品的品质呈负 相关，内聚性、弹性以及回复性与焙烤食品品质呈正 相关。当胶黏性和咀嚼性越小时，焙烤食品的品质就 越好。内聚性越大，说明焙烤食品面筋网络的强度越 强。弹性越大，食品越柔软。回复性越大，样品受到挤 压后恢复到原来的形状的能力越强。随木糖醇添加量 的増加，面团的硬度减小、弹性、内聚性及回复性増加。

综上所述，木糖醇添加量为3 %~5 %时效果相对 较好。

2.5木糖醇对面团微观结构的影响

两个样品在不同的放大倍数下的SEM图片见图4。

由于观察的面是面团的表面，故面筋网络并不是 十分密集，但是也能够看到部分的面筋网络结构。在 放大500倍下进行观察，能够发现有一定数量的面筋 网络包裹着淀粉颗粒，但是据此无法判断究竟是哪一组的面筋网络强度更强。在放大1 000倍下观察，能够发现木糖醇组的面筋网络略多于对照组的空白面团。 说明木糖醇的添加在一定程度上能够促进面筋网络的形成。由图片可以看出，加入木糖醇的面团中，部分 淀粉颗粒被面筋蛋白形成的网络结构包围，而空白组中此现象并不是十分明显。

3结论

1)添加木糖醇能够使面团的形成时间与稳定时间 有所増加，面团的吸水率与弱化度降低，提高了面团的稳定性。同时，随木糖醇添加量的増加，面团的拉伸 能量、拉伸阻力及拉伸比例増加，而延伸度没有明显 的变化。

2)加入适量木糖醇能够使得淀粉的起始糊化温 度、终止温度、峰值温度及糊化焓值増加，糊化温度范 围减小。

3)添加木糖醇可使面团的硬度、咀嚼性、胶黏性减 小、弹性、内聚性及回复性増加。当木糖醇添加量为 5 %时，硬度最小，弹性最大，内聚性最大。当木糖醇添加量为3 %时，咀嚼性与胶黏性最小。

4)对木糖醇添加量为5 %的面团进行SEM观察， 发现添加木糖醇能够促进面筋网络的形成，在一定程 度上促进面筋网络包裹淀粉颗粒。

5)综合分析面粉的粉质、拉伸特性，面团的糊化性 质、质构特性、微观结构，确定木糖醇运用于面团中的 最佳添加量为3 %~5 %。