核磁共振及成像技術(shù)在饅頭加工與儲(chǔ)藏過程中的研究.pdf

1、水分對(duì)于饅頭的品質(zhì)、口感及流變學(xué)特性等均會(huì)產(chǎn)生重要的影響，而面團(tuán)的制作實(shí)際是一個(gè)水合的過程，其好壞直接關(guān)系到最終產(chǎn)品饅頭的質(zhì)量。目前，對(duì)于饅頭的加工過程和品質(zhì)變化機(jī)理的研究已有很多，但還沒有能夠從分子水平上加以闡述。本研究是采用新的分析手段，嘗試從分子水平上探討水分在面團(tuán)制作和饅頭儲(chǔ)藏等過程中的作用。 核磁共振(NuclearMagneticResonance，NMR)和磁共振成像(MagneticResonanceImagin

2、g，MRI)技術(shù)是一種新型的非破壞的分析檢測(cè)手段，能夠直觀連續(xù)地檢測(cè)食品中水分的空間分布和遷移變化，可用來研究食品在不同加工過程，如冷凍、干燥、膠凝、浸泡和儲(chǔ)藏等過程中的物理、化學(xué)性質(zhì)的變化。本研究利用核磁共振及磁共振成像技術(shù)研究饅頭的加工、儲(chǔ)藏以及冷凍饅頭的復(fù)熱過程的質(zhì)構(gòu)變化，為提高饅頭的品質(zhì)及儲(chǔ)藏期的延長提供科學(xué)依據(jù)。文中首先研究了面粉的吸水量以及水分和蔗糖對(duì)面團(tuán)分子流動(dòng)性的影響，接著研究了面團(tuán)加工過程的兩個(gè)關(guān)鍵工序：攪拌和發(fā)酵。然

3、后，利用NMR技術(shù)研究了饅頭在室溫下儲(chǔ)藏過程中水分的遷移變化。最后，利用MRI技術(shù)研究冷凍饅頭微波復(fù)熱過程水分的變化遷移情況。利用NMR和MRI技術(shù)重點(diǎn)探討?zhàn)z頭加工過程、貯藏過程和冷凍復(fù)熱過程對(duì)其品質(zhì)的影響。 面粉水合形成面團(tuán)的過程受各種因素的影響，比如面粉的化學(xué)組成、添加劑以及攪拌方式等等。利用NMR技術(shù)從水分流動(dòng)性和結(jié)合能力的角度研究不同面筋含量面粉的吸水量。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加水量為40％～55％的這段區(qū)域是面筋含量(濕基)為25

4、.4％、30.4％和35.8％的三種面粉的吸水旺期，期間面團(tuán)的自由水含量迅速增加，而結(jié)合水含量趨于穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)表明，面團(tuán)中添加一定量的蔗糖能夠提高面團(tuán)的橫向弛豫時(shí)間(TransverseRelaxationTimeforMxy，T2)，且不會(huì)改變面團(tuán)T2隨含水量的增加而呈指數(shù)遞增的趨勢(shì)，這說明蔗糖的存在增強(qiáng)了面團(tuán)體系中水分的流動(dòng)性，減弱了水分與蛋白質(zhì)等大分子的結(jié)合趨勢(shì)，提高了面團(tuán)中水分的利用率，從而改善面團(tuán)的流變性。 根據(jù)面團(tuán)T2

5、與攪拌時(shí)間曲線，我們將面團(tuán)的攪拌過程分為三個(gè)階段：混合初始階段、面筋網(wǎng)絡(luò)形成與完善階段、面筋網(wǎng)絡(luò)破壞階段。NMR和MRI實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明利用NMR和MRI技術(shù)研究面團(tuán)的攪拌過程是可行的。采用濕面筋含量為25.4％面粉加工的饅頭面團(tuán)的適宜攪拌時(shí)間為15min～25min。當(dāng)然，在實(shí)際生產(chǎn)中，還是需要結(jié)合原料、產(chǎn)品需求、工藝條件、所使用攪拌設(shè)備等實(shí)際情況調(diào)整面團(tuán)的攪拌時(shí)間。 面團(tuán)T2與發(fā)酵時(shí)間曲線表明酵母添加量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)面團(tuán)的T21

6、和T22影響不大，對(duì)T23的影響則相對(duì)大很多，說明酵母的添加量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)面團(tuán)中自由水的影響要大于對(duì)結(jié)合水的影響。面團(tuán)自由水表現(xiàn)出來的弛豫時(shí)間T23與發(fā)酵時(shí)間曲線在整個(gè)發(fā)酵期內(nèi)呈波浪形變化。酵母添加量越多，面團(tuán)的T23越大。MRI實(shí)驗(yàn)表明1.5％酵母的面團(tuán)，在發(fā)酵過程中因酵母產(chǎn)氣速度過快導(dǎo)致面團(tuán)內(nèi)部氣孔分布很不均勻，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)斷裂。相比較而言，0.5％酵母和1.0％酵母的面團(tuán)發(fā)酵過程產(chǎn)氣速度比較平穩(wěn)，整個(gè)過程面團(tuán)的質(zhì)子氣泡區(qū)域的分布比

7、較均勻，更適合用來加工饅頭面團(tuán)。 利用NMR技術(shù)和質(zhì)構(gòu)分析法研究饅頭在儲(chǔ)藏過程中硬度與弛豫性質(zhì)的變化。保鮮袋包裝組饅頭硬度變化緩慢，NMR性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。直接儲(chǔ)藏組饅頭芯和表層的硬度在整個(gè)儲(chǔ)藏期內(nèi)均迅速增加，其中表層硬度在第7h開始發(fā)生急劇增加現(xiàn)象，而芯部硬度在第10h才開始產(chǎn)生急劇增加現(xiàn)象，這說明饅頭芯的老化變硬比表層老化變硬滯后。從流變學(xué)的觀點(diǎn)看硬度增加是饅頭老化的重要標(biāo)志。通過對(duì)饅頭的硬度和NMR參數(shù)之間進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)它

8、們之間具有顯著相關(guān)性(P＜0.01)，儲(chǔ)藏期間饅頭的硬度指標(biāo)與其水分存在狀態(tài)的變化密切相關(guān)，說明了水分遷移運(yùn)動(dòng)是導(dǎo)致饅頭老化的重要原因。 利用MRI技術(shù)研究冷凍饅頭微波復(fù)熱的過程水分的遷移變化。饅頭在受熱過程中水分的損失直接影響?zhàn)z頭的品質(zhì)。通過比較兩種復(fù)熱方式(微波蒸碗不加水復(fù)熱和加水復(fù)熱)對(duì)饅頭含水量的影響，我們得到加水復(fù)熱對(duì)饅頭的含水量有一定補(bǔ)償作用，而且饅頭MRI圖像上水分分布相對(duì)更均勻。采用加水高功率復(fù)熱是比較理想的復(fù)熱