試驗設計

 饅頭制作：稱(chēng)取400g面粉，3.2g（占面粉質(zhì)量0.8%，下同）酵母，在和面機中混勻，加水180mL（45%），攪拌10min后，定量分成100g面團，手工揉成圓饅頭。將饅頭坯置于35℃、相對濕度85%的醒發(fā)箱中醒發(fā)40min，用沸水蒸制。稱(chēng)取低聚木糖糖粉8.0g(占面粉質(zhì)量2.0%，下同)加入水180mL（45%）溶解，稱(chēng)取面粉400g，酵母3.2g（0.8%），在和面機中攪拌12min后，分塊成型，發(fā)酵蒸制。

 分別在饅頭坯蒸制0min、2min、4min、6min、8min、10min、15min、20min、25min、30min取樣，從饅頭坯頂部切去1.0cm厚度，取適量饅頭瓤作為樣本，測定饅頭坯的水分含量、水分活度和水分分布情況。參照105℃恒重法測定饅頭坯的水分含量，結果取3個(gè)平行樣的平均值。采用水分活度儀測定水分活度。使用核磁共振波譜法（NMR）測試蒸制過(guò)程中饅頭坯的水分分布情況。剪取1.0g饅頭坯樣品條，用保鮮膜包好放入樣品管中進(jìn)行測試。

試驗結果

（1）低聚木糖對蒸制過(guò)程中饅頭坯水分含量的影響

圖1所示：蒸制0-10min，零添加和添加2.0%低聚木糖饅頭坯的水分含量均呈增大趨勢，零添加的饅頭坯水分含量從38.36%增加到39.02%；添加2.0%低聚木糖饅頭坯水分含量從38.34%增加到39.26%。蒸制10-30min，饅頭坯水分含量趨于穩定，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分含量高于零添加饅頭坯的水分含量。

蒸制剛開(kāi)始時(shí)，饅頭坯與蒸鍋內熱蒸汽之間存在溫度差，熱蒸汽迅速在饅頭皮表面冷凝，形成一層水霧吸附在饅頭皮上，隨著(zhù)蒸制的進(jìn)行，饅頭坯內外層形成壓力差，使得水蒸氣不斷向饅頭坯內部轉移，當遇到低溫區域冷凝下來(lái)，形成新的冷凝區域，并逐漸向饅頭芯轉移，使得饅頭坯的水分含量不斷增加。另外，由于饅頭中淀粉糊化程度快速增加，饅頭坯吸收大量水分，水分含量上升較快。低聚木糖有較高的持水性，在一定條件下，可吸收自身3.4-9.9倍的水分。添加2.0%低聚木糖更增加了饅頭坯鎖水性，水分含量增大更多。

（2）低聚木糖對蒸制過(guò)程中饅頭坯水分活度的影響

 圖2所示：2.0%低聚木糖的添加有明顯降低蒸制過(guò)程中饅頭坯水分活度的作用。蒸制0～10min，零添加和添加2.0%低聚木糖饅頭坯的水分活度均呈增大趨勢，零添加的饅頭坯水分活度從0.956增加到0.968，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯分活度從0.884增加到0.915。蒸制10-30min，零添加饅頭坯水分活度趨于穩定，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分活度繼續增大到0.916，蒸制20min后有下降趨勢。蒸制25min后，水分活度趨于穩定，達到0.906。

 蒸制0-10min時(shí)，由于蒸鍋內氣壓的上升和溫度的傳遞，饅頭坯接觸蒸鍋內熱蒸汽，溫度很快上升，蛋白質(zhì)逐漸變性，淀粉不斷吸水糊化，水分存在狀態(tài)較為穩定，結合水占比較大，水分活度較低；隨著(zhù)水蒸汽的不斷傳遞，水分在饅頭坯內部遷移，水分活度增大。隨著(zhù)蒸制時(shí)間的延長(cháng)，水與淀粉和蛋白質(zhì)結合程度趨于穩定，水分活度趨于穩定；添加低聚木糖的饅頭坯，面團中的水分被低聚木糖吸收，直鏈淀粉間由于水分減少，更易于相互靠攏以氫鍵結合，相比于零添加的饅頭坯，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分活度明顯下降。蒸制0-20min時(shí)，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯與蒸鍋內的熱蒸汽進(jìn)行水分的傳遞，水分活度有所增加，在蒸制25min后，低聚木糖本身的持水性作用使饅頭坯吸附更多的水，而轉變?yōu)榻Y合水。隨著(zhù)饅頭坯中蛋白質(zhì)變性，形成致密的網(wǎng)絡(luò )結構，與水分子的結合能力更加緊密，水分活度有所下降。

（3）低聚木糖對蒸制過(guò)程中饅頭坯水分分布的影響

 水分子的不同存在狀態(tài)直接影響著(zhù)食品的品質(zhì)與穩定性。核磁共振檢測到饅頭樣品中水分的弛豫性質(zhì)，擬和后得到水分弛豫時(shí)間常數，分別為T₂₁、T₂₂和T₂₃（T₂₁＜T₂₂＜T₂₃），它們相對應的質(zhì)子信號分別為A₂₁、A₂₂、A₂₃，總質(zhì)子信號為A。

 弛豫時(shí)間的大小表示水分子的流動(dòng)性大小。根據弛豫時(shí)間的不同可以將食品中的水分為深層結合水T₂₁，弱結合水T₂₂及自由水T₂₃三種存在狀態(tài)。T₂₁表示的是與蛋白質(zhì)相結合的水分子，T₂₂表示的是與可溶性糖類(lèi)及淀粉分子相結合的水分子，T₂₃表示的是淀粉與蛋白質(zhì)之間相互交換分配的水分子。

 由圖3可知：當醒發(fā)好的饅頭坯未進(jìn)行蒸制時(shí)，饅頭坯的水分分布為強結合水、弱結合水和自由水；蒸制后，饅頭坯的水分分布為強結合水和弱結合水，不存在自由水；在蒸制過(guò)程中T₂₁呈增大趨勢，T₂₂呈減小趨勢，A₂₁呈顯著(zhù)升高趨勢，A₂₂呈顯著(zhù)降低趨勢。蒸制0-8min內，T₂₁增加較快，T₂₂呈減小趨勢；A₂₁增大較快，A₂₂降低較快；蒸制8-30min內，T₂₁繼續增大，T保持穩定，A₂₁呈現小幅度升高，A₂₂小幅降低。

 在蒸制開(kāi)始時(shí)，饅頭坯與蒸鍋內熱蒸汽充分接觸，溫度很快升高，蛋白質(zhì)快速變性，逐漸形成具有穩定結構的面筋骨架，淀粉吸水糊化，糊化的淀粉鑲嵌在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò )中，饅頭坯中的自由水率先被吸收，部分水分子與淀粉及蛋白質(zhì)分子緊密結合在一起，變?yōu)椴豢闪鲃?dòng)的結合水，隨著(zhù)糊化度的不斷升高，淀粉分子吸收越來(lái)越多的水分子，部分結合程度低的弱結合水轉化為與蛋白質(zhì)淀粉分子緊密結合的強結合水，故開(kāi)始蒸制時(shí)，A₂₁增大較快，A₂₂降低較快；隨著(zhù)蒸制的進(jìn)行T₂₁，T₂₂，A₂₁，A₂₂基本不再變化，說(shuō)明與淀粉和蛋白質(zhì)結合不緊密的水分子隨著(zhù)蒸制溫度升高，逐步轉化為與蛋白質(zhì)、淀粉緊密相連的內部水分子，即不易流動(dòng)的次級結合水轉變強結合水，并且這一過(guò)程達到一種動(dòng)態(tài)平衡。

 由圖4可知：添加2.0%低聚木糖的饅頭坯在蒸制0min時(shí)含有強結合水、弱結合水和自由水，當蒸制開(kāi)始以后，自由水很快消失，只存在強結合水和弱結合水；蒸制0-10min內，T₂₁從0.07ms增大至0.17ms，T₂₂從8.68ms增大到10.01ms，A₂₁從11.19%增大至31.55%，A₂₂從87.70%下降至68.45%；蒸制20-30min內，T₂₁，T₂₂，A₂₁，A₂₂基本保持不變。

 比較圖3和圖4，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯NMR檢測結果：質(zhì)子信號A₂₁減小緩慢，A₂₂增大緩慢，A₂₃增大，弛豫時(shí)間T₂₁減小緩慢，T₂₂增大緩慢，T₂₃減小。說(shuō)明在蒸制過(guò)程中，由于2.0%低聚木糖的添加，饅頭坯中與可溶性糖類(lèi)及淀粉分子相結合的弱結合水水的含量增加，弱結合水轉變成強結合水的體系穩定時(shí)間更短。

試驗結論

 比較零添加和添加2.0%低聚木糖的饅頭坯，在蒸制過(guò)程中，水分含量均增大，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分含量增大更多；零添加饅頭坯水分活度增大，添加2.0%低聚木糖的饅頭坯水分活度先增大、后減小，并低于零添加饅頭坯水分活度；水分分布情況為弱結合水向強結合水的轉化，添加低聚木糖的饅頭坯在蒸制過(guò)程中有更多的自由水轉化成弱結合水，部分弱結合水轉化為與淀粉蛋白質(zhì)分子緊密結合的強結合水時(shí)間更快。 

參考資料：

宋娜, 李竹生, 張艷麗,等. 低聚木糖對蒸制過(guò)程中饅頭坯水分變化的影響[J]. 糧食加工, 2021.