<i>β</i>-葡聚糖酶对青稞面包质构特性及其风味物质的影响

张烁; 王倩; 郭志顶; 冯晓彬; 佟立涛; 王丽丽; 范蓓; 黄亚涛; 王凤忠; 刘丽娅

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110125

β-葡聚糖酶对青稞面包质构特性及其风味物质的影响

张烁^1,,
王倩¹,
郭志顶²,
冯晓彬²,
佟立涛¹,
王丽丽¹,
范蓓¹,
黄亚涛¹,
王凤忠^1, ,,
刘丽娅^1, ,

1.
中国农业科学院农产品加工研究所，农业农村部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193
2.
沧州市农林科学院，河北沧州 061001

基金项目: 青海省重大科技专项《青稞提质增效关键技术研究与示范》（2021-NK-A3）；国家重点研发专项《特色粮油果蔬作物特征品质分析与特征标准研究》（2021YFD1600100-403）；山西省重点研发专项《特殊膳食食品加工技术研究及应用》（2022）。

详细信息

作者简介:
张烁（1998−），女，硕士研究生，研究方向：食品工程，E-mail：zhangsh0906@163.com

通讯作者:
王凤忠（1972−），男，博士，研究员，研究方向：功能食品与生物活性物质，E-mail：wangfengzhong@sina.com

刘丽娅（1982−），女，博士，副研究员，研究方向：食品营养与健康，食品胶体与界面化学，E-mail：liuliya1218@163.com

中图分类号: TS213.2
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出版历程
- 收稿日期: 2022-11-13
- 网络出版日期: 2023-03-11
- 刊出日期: 2023-05-14

Effect of β-Glucanase on the Texture and Flavor Compounds of Highland Barley Bread

1.
Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agro-product Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100193, China
2.
Cangzhou Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Cangzhou 061001, China

摘要

摘要: 本研究考察β-葡聚糖酶（Beta-glucanase，BGS）对青稞面包比容、质构特性的改良作用及其对面包中挥发性风味物质的影响。通过分析不同浓度BGS（0.02%~0.10%）作用下30%和50%青稞全粉添加量的面包比容、质构、气孔结构、内部色泽及感官评价，考察BGS对面包质构特性的影响，同时采用气相色谱-离子迁移谱分析面包中挥发性风味物质的差异。结果表明，面包的比容、弹性、气孔数随BGS浓度的升高显著增加（P<0.05）。当BGS添加量为0.10%时，30%青稞面包比容与白面包（3.83 mL/g）接近，达到3.46 mL/g；同时，30%和50%青稞面包弹性分别提高了10.36%和43.57%。青稞面包芯部主要挥发性风味物质为酯类、醛类、醇类、酮类和酸类，50%青稞面包酯类、酮类风味物质相对含量高于30%青稞面包，果香味、青草香、花香等青稞特征性香气更为突出。BGS对面包挥发性风味物质组成影响较小，但BGS可提高正己醇、苯甲醛、乙酸乙酯等挥发性风味物质的相对含量，增强青稞面包的果香味。
- β-葡聚糖酶 /
- 青稞全粉 /
- 面包 /
- 质构 /
- 挥发性风味物质
Abstract: This study investigated the improvement effects of beta-glucanase (BGS) on the specific volume, texture, and volatile flavor compounds of bread prepared with 30% and 50% whole highland barley flour. The changes in specific volume, texture, crumb structure and color, and sensory while the BGS levels ranging from 0.02% to 0.10% were analyzed. The volatile flavor compounds in highland barley bread were tested by gas chromatography-ion mobility spectrometry. The results showed that the specific volume, elasticity, and gas cell numbers of highland barley bread all improved significantly (P<0.05) with increasing BGS concentration. When BGS was added at 0.10%, the specific volume of 30% highland barley bread reached up to 3.46 mL/g, close to that of the white bread (3.83 mL/g). Meanwhile, the elasticity of 30% and 50% highland barley bread increased by 10.36% and 43.57%, respectively. The main volatile flavor compounds in the bread core were esters, aldehydes, alcohols, ketones, and acids. The relative content of esters and ketones in 50% barley bread was higher than that in 30% barley bread, and the characteristic aromas of highland barley with fruit flavor, grass flavor, and flower flavor were more prominent. The effects of BGS on the composition of volatile flavor compounds of bread were unobvious. However, it could increase the relative contents of volatile flavor compounds such as n-hexanol, benzaldehyde, and ethyl acetate, and enhance the fruit flavor of highland barley bread.
- β-glucanase /
- whole highland barley flour /
- bread /
- texture /
- volatile flavor compounds

HTML全文

谷物β-葡聚糖是膳食纤维的重要来源，具有辅助降血糖、预防心血管疾病、调节肠道菌群等多种生理活性，在预防和辅助治疗慢性疾病方面发挥积极作用^[1-3]。青稞是我国青藏高原的优势特色农产品，β-葡聚糖含量位列麦类作物之首，最高可达8.62%^[4]。将青稞全粉与小麦粉复配可有效提高主食中β-葡聚糖含量，是日常饮食中强化膳食纤维的重要途径。然而，对于发酵面制品，高含量青稞全粉对面筋网络存在稀释和竞争性吸水作用，导致面团起发性差、产品体积小、口感粗糙^[5-6]，不易被消费者接受。

β-葡聚糖酶（Beta-glucanase，BGS）对面制品品质改良作用已被广泛认可。李真^[7]发现BGS可以增加30%大麦面包的比体积、降低硬度和提高弹性。Li等^[8]证明BGS可将高分子β-葡聚糖降解为低分子片段，从而提高面筋蛋白分子间交联程度，改善面筋网络结构。钱海峰等^[9]证实BGS可减弱高分子β-葡聚糖对面筋蛋白结构的劣化作用，增强面筋蛋白间的非共价相互作用，促进面筋蛋白聚集，从而改善燕麦面包品质。酶制剂对面制品风味的形成一般是涉及次级反应，已有研究探讨了木聚糖酶、半纤维素酶等常见面制品改良剂对面包风味的影响^[10]，但目前有关BGS对青稞面包特征性风味的影响尚不清楚。

本研究将BGS应用于高青稞全粉添加量的面包中，通过构建30%和50%青稞全粉添加量的青稞面包，以面包比容、质构、气孔结构、内部色泽及感官评价为评价指标，考察不同浓度BGS（0.02%~0.10%）对30%和50%青稞面包质构特性的影响，同时采用气相色谱-离子迁移率光谱（Gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）技术探讨BGS作用下面包主要挥发性特征风味物质变化规律，旨在为青稞全谷面包品质调控提供理论和方法指导，促进青稞在发酵面制品功能性主食中的应用。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

白青稞（昆仑15号，β-葡聚糖含量5.60%）　产地青海，2021年由青海省农林科学院提供；小麦面粉（蛋白含量13%）　新乡市新良面粉有限公司；β-葡聚糖酶（酶活130000 U/g）　宁夏夏盛生物科技有限公司；安琪干酵母、食盐、白砂糖、黄油　市售。

FOSS CT 293 Cyclotec™旋风磨　丹麦FOSS分析仪器有限公司；Mixolab2混合实验仪　法国肖邦技术公司；Volscan profier 30食品体积测定仪、TA-XT 2i/5质构仪　英国Stable Micro System公司；C-Cell图像分析仪（配有Image图像分析软件）　英国Calibre公司；Digieye 2.7电子眼（配有1.5.5.0电子眼色彩分析系统）　英国Verivide公司；Flavour Spec® 风味分析仪（配有分析软件VOCal及Reporter、Gallery Plot插件）　德国G.A.S公司；KENWOOD和面机　上海邑隆贸易有限公司；61K180A1-CF压面机　宁波中傲盛和传动设备有限公司；CF-6000发酵箱　中山卡式电器有限公司；DGJ1电热烤炉　佛山市顺德区万锋厨具电器有限公司；YP1605083电子天平　上海佑科仪器仪表有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 青稞全粉制备

青稞籽粒挑选去杂后洗净烘干，对其进行润麦处理调节水分含量至10%~12%，经旋风磨粉碎过60目筛后4 ℃储存备用。

1.2.2 面包制作

参考美国谷物化学师协会标准（AACC Method 10-09）并适当修改，主要流程为：复配粉→添加配料→面团调制→静置→排气整型→发酵→焙烤→冷却→切片→包装→成品。具体操作要点如下：

配料：配方以100 g混合粉（分别添加30%和50%青稞全粉）为基准，酵母的添加量为1%、白砂糖3%、黄油3%、食用盐1%、β-葡聚糖酶为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、水（按照混合试验仪测得吸水率的97%添加）^[11]。

面团调制：将上述配料加入和面机，中档搅拌 5 min，形成均匀的面团，室温静置10 min后加入提前融化好的黄油，相同条件下搅拌2 min后静置20 min。

排气整型：将面团置于发酵箱中在38 ℃、85% RH条件下发酵55 min。

焙烤冷却：上下火温度180 ℃，焙烤18 min。焙烤结束后立即取出脱模冷却至室温^[12]。

1.2.3 面包比容测定

利用食品体积测定仪^[13]测定面包的体积（V），采用天平称取面包的质量（m），根据如下公式计算面包比容：

比 容 (m L / g) = \frac{V}{m}

$\mathrm{比}\mathrm{容}(\mathrm{m}\mathrm{L}/\mathrm{g})=\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{m}}$

式中：V表示面包体积，mL；m表示面包质量，g。

1.2.4 面包质构特性测定

参照Qin等^[14]的方法并稍作修改。取冷却至室温的面包芯，切成2×2×2 cm小块，采用TA-XT 2i/5质构仪，设定TPA模式，采用P/36R探头压缩两次，压缩比50%，触发力5 g，测前、测后以及测试速度均为1.0 mm/s，第一次和第二次压缩间隔5 s。每个样品至少测定6次，去除异常数据后取平均值。

1.2.5 面包气孔参数测定

面包经切片机切成厚度2 cm的薄片，取中间位置的两片，采用C-Cell图像分析仪拍照后经系统自带的软件计算单位面积气孔数、气孔直径以及孔壁厚度。

1.2.6 面包芯色泽测定

采用Digieye 2.7电子眼检测面包芯色泽，用白板和彩色板校正，去除背景色干扰，将2 cm厚的面包切片平放在标准白板上拍摄分析。

1.2.7 感官评价

根据GB/T 14611-2008 《粮油检验小麦粉面包烘焙品质试验直接发酵法》并参考卢洁^[15]的方法稍作修改。面包焙烤结束冷却 2 h 后，选择16位接受过培训的食品专业人员对外观结构、弹性、风味、口感及面包芯结构色泽进行感官评定，标准见表1。最终结果为每组数据去掉一个最高和最低分后的平均值。

表 1 青稞面包感官评价标准

Table 1. Criteria for sensory evaluation of highland barley bread

评价项目（分值）	评价标准	分值
外观结构（10分）	外观光滑饱满，表皮色泽均匀	8~10
	外观不饱满，变形严重，表皮色泽差	0~7
弹性（15分）	弹性好，回复性好	11~15
	有一定的弹性，回复性一般	6~10
	弹性不佳，回复性差	0~5
面包芯结构（15分）	组织细腻，气孔均匀细密	11~15
	组织结构一般，有少许大孔洞	6~10
	组织粗糙，气孔不均匀，有较多大孔洞	0~5
面包芯色泽（10分）	色泽均一	8~10
	色泽不均一，有不均匀的棕色	0~7
风味（15分）	有正常面包和杂粮香味，无酸味异味	11~15
	有一定的面包和杂粮香味，无其他异味	6~10
	无正常面包和杂粮香味，有异味	0~5
口感（20分）	柔软细腻，无粘牙感，淡发酵香甜味	16~20
	柔软略粗糙，稍粘牙，略酸或一定异味	10~15
	紧实粗糙，十分粘牙，过酸或异味过重	0~9
接受度（15分）	易接受	10~15
	基本接受	6~9
	难接受	0~5

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1.2.8 面包挥发性风味化合物GC-IMS分析

参照Yao等^[16]的方法并稍作修改。顶空进样条件：取面包芯中心部位，破碎后称取2 g置于20 mL顶空瓶中，80 ℃孵育15 min后进样测试。进样体积500 μL，进样针温度85 ℃，孵化转速500 r/min。GC条件：MXT-WAX色谱柱（30 m×0.53 mm，膜厚1 μm），柱温60 °C。载气流速程序：初始流速2 mL/min，保持2 min；8 min内线性升至10 mL/min，然后10 min内线性升至100 mL/min。IMS条件：IMS温度45 ℃；漂移气（E1）和载气（E2）均为氮气（纯度≥99.999%），漂移气流速为150 mL/min。

1.3 数据处理

所有试验至少重复进行3次。采用Excel 2019和SPSS 23.0对数据进行计算和显著性分析，结果用平均值±标准差表示，P<0.05，差异显著。采用Origin 2018进行分析绘图。GC-IMS数据采用仪器配套的分析软件VOCal和Reporter、Gallery Plot插件对样品挥发性化合物的数据图谱进行分析，样品挥发性风味化合物的相对含量采用面积归一化法计算。

2. 结果与分析

2.1 β-葡聚糖酶对青稞面包比容的影响

两种青稞全粉配比下添加BGS对面包比容的影响如图1所示。与白面包相比，30%和50%青稞面包比容分别降低了42.30%和60.84%。随着BGS浓度的增加，青稞面包比容呈先增大后逐渐平稳的趋势。30%和50%青稞面包在BGS添加量为0.10%时，与未添加酶的面包相比，面包比容分别增加了52.49%和68.67%。其中，30%青稞面包经0.10% BGS改良后比容（3.46 mL/g）接近白面包（3.83 mL/g），表明BGS对青稞面包具有良好的改良效果。以往研究也发现30%大麦面包中添加0.04% BGS可将面包比容增加57.5%，达到3.67 mL/g，与本文改良效果相近^[7]。

图 1 β-葡聚糖酶对青稞面包比容的影响

注：同种青稞面包中不同字母表示差异显著（P<0.05）；图4同。

Figure 1. Effect of β-glucanase on the specific volume of highland barley bread

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2.2 β-葡聚糖酶对青稞面包质构特性的影响

由表2可知，与白面包相比，青稞面包硬度、粘性、咀嚼性均大幅增加，弹性显著降低。随着BGS浓度的增加，面包的硬度、粘性和咀嚼性逐渐降低，弹性不断增加。其中，30%和50%青稞面包硬度分别降低了65.87%和48.81%，弹性各增加了10.36%和43.57%；30%青稞面包经0.10% BGS改良后面包硬度和弹性最接近白面包。这是由于青稞全粉中β-葡聚糖等膳食纤维物质含量丰富，对面筋网络结构产生不良影响，造成面包质构变硬、品质发黏^[6,17-18]。

表 2 β-葡聚糖酶对青稞面包质构特性的影响

Table 2. Effect of β-glucanase on the texture properties of highland barley bread

组别	加酶量（%）	硬度（g）	粘性（g·sec）	弹性（%）	咀嚼性
白面包	−	124.08±8.99	−0.26±0.89	94.63±3.37	84.08±13.30
30%青稞面包	0.00	584.53±5.70^a	−5.49±0.09^e	82.98±0.14^e	374.02±6.48^a
	0.02	338.32±5.20^b	−2.42±0.07^d	84.15±1.03^de	136.55±4.73^b
	0.04	242.86±5.28^c	−0.73±0.10^c	85.88±1.15^cd	127.29±4.89^b
	0.06	237.97±5.76^c	−0.57±0.09^b	87.10±1.26^bc	115.12±4.25^c
	0.08	207.70±2.78^d	−0.28±0.04^a	89.67±0.53^b	94.45±4.14^d
	0.10	199.49±4.48^d	−0.23±0.05^a	91.58±1.02^a	86.03±3.23^d
50%青稞面包	0.00	904.02±5.44^a	−8.28±1.04^e	56.26±0.81^e	486.89±5.26^a
	0.02	864.30±6.73^b	−6.87±0.70^d	62.94±0.98^d	284.91±4.74^b
	0.04	759.16±7.32^c	−6.13±0.51^cd	66.09±1.17^c	238.48±4.21^c
	0.06	657.11±4.97^d	−5.29±0.0.31^bc	72.22±1.77^b	200.98±5.26^d
	0.08	535.26±5.33^e	−4.37±0.37^b	78.20±1.54^a	170.91±4.93^e
	0.10	462.78±4.82^f	−2.72±0.15^a	80.77±1.98^a	142.59±4.73^f
注：同一列同种青稞面包中不同字母表示差异显著（P<0.05）；表3~表4同。

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2.3 β-葡聚糖酶对青稞面包气孔结构的影响

由图2面包切面图可直观地观察到BGS明显改善了面包内部芯孔结构，面包切片面积与比容大小呈正相关。利用C-Cell图像分析仪分析面包气孔数、孔径、孔壁厚度和气孔面积占比，结果如表3所示。可见，BGS显著增加了面包气孔数量、孔径、孔壁厚度和气孔面积占比（P<0.05），表明BGS有利于改善青稞面包过于致密的气孔结构，这与潘琪峰^[19]研究的BGS可有效改善燕麦面包芯纹理结构的结果一致。30%和50%青稞面包BGS添加量达到0.04%和0.08%后，气孔数未见明显变化。

图 2 面包切面图

注：A中0.00%~0.10%为30%青稞面包；B中0.00%~0.10%为50%青稞面包。

Figure 2. Cross-sectional appearance of highland barley bread

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表 3 β-葡聚糖酶对青稞面包气孔结构的影响

Table 3. Effect of β-glucanase on the crumb structure of highland barley bread

组别	加酶量（%）	单位面积（mm²）气孔数	气孔直径（mm）	孔壁厚度（mm）	气孔面积占比（%）
白面包	−	1.50±0.12	2.01±0.27	0.44±0.02	51.20±0.89
30%青稞面包	0.00	1.37±0.09^c	1.70±0.12^c	0.44±0.01^b	48.10±0.62^c
	0.02	1.59±0.11^b	2.00±0.17^bc	0.46±0.01^ab	50.63±1.10^b
	0.04	1.82±0.06^a	2.18±0.09^bc	0.48±0.01^a	51.90±0.60^ab
	0.06	1.79±0.11^a	2.20±0.09^bc	0.48±0.01^a	51.73±0.61^ab
	0.08	1.84±0.12^a	2.22±0.14^a	0.48±0.01^a	52.00±0.44^a
	0.10	1.60±0.09^b	1.94±0.14^bc	0.45±0.01^b	50.67±0.55^ab
50%青稞面包	0.00	1.32±0.08^d	1.66±0.06^d	0.43±0.01^d	49.27±0.32^c
	0.02	1.42±0.03^cd	1.71±0.02^d	0.45±0.01^bc	50.43±0.23^b
	0.04	1.46±0.02^c	1.86±0.03^c	0.43±0.00^cd	51.00±0.36^b
	0.06	1.58±0.03^b	2.10±0.02^b	0.46±0.01^ab	50.97±0.21^b
	0.08	1.73±0.10^a	2.23±0.12^a	0.47±0.01^a	51.87±0.70^a
	0.10	1.65±0.04^ab	1.97±0.05^c	0.46±0.01^ab	50.77±0.12^b

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2.4 β-葡聚糖酶对青稞面包芯色泽的影响

面包芯色泽参数为L^*、a^*和b^*值，L^*值表示亮暗度，值越大则越亮，a^*值表示红绿色度，值越大则越红，b^*值表示黄蓝色度，值越大则越黄^[20-23]。由表4可知，青稞面包L^*和a^*值高于白面包，50%青稞面包的b^*值高于30%青稞面包，表明青稞面包色泽较白面包更暗，光泽度低，50%青稞面包更显棕黄色，这与青稞全粉色泽偏暗棕色有关。添加不同浓度BGS的面包L^*值无显著差异（P>0.05），a^*值和b^*值随BGS浓度的增加显著增加（P<0.05），说明BGS对面包明亮程度影响较小，但会加深面包的棕黄色，这可能是由于BGS作用下，β-葡聚糖降解产生的小分子糖增加了面包中的褐变反应，从而使得面包芯颜色加深^[7,24]。

表 4 β-葡聚糖酶对青稞面包芯色泽的影响

Table 4. Effect of β-glucanase on the color parameters of highland barley bread

组别	加酶量（%）	色泽
组别	加酶量（%）	L^*	a^*	b^*
白面包	−	85.75±0.57	5.64±0.36	22.68±0.96
30%青稞面包	0.00	69.00±0.73^b	6.71±0.20^a	20.73±0.31^c
	0.02	71.35±1.15^a	6.26±0.06^c	21.57±0.18^b
	0.04	71.27±0.65^a	6.46±0.15^bc	21.85±0.38^ab
	0.06	71.49±1.17^a	6.57±0.13^ab	21.87±0.16^ab
	0.08	70.54±0.64^a	6.50±0.07^b	22.01±0.15^a
	0.10	71.31±0.72^a	6.53±0.04^ab	22.16±0.21^a
50%青稞面包	0.00	66.38±0.57^a	7.56±0.09^e	21.92±0.12^e
	0.02	66.69±1.41^a	8.09±0.08^d	23.56±0.05^d
	0.04	66.59±0.48^a	8.36±0.05^c	24.94±0.06^c
	0.06	67.27±0.36^a	8.68±0.04^b	25.60±0.13^b
	0.08	66.70±0.28^a	8.64±0.07^b	25.73±0.18^b
	0.10	66.78±0.06^a	8.92±0.09^a	26.48±0.18^a

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2.5 β-葡聚糖酶对青稞面包感官评价的影响

图3为青稞面包感官评价结果。30%青稞面包在外观结构、弹性、风味、口感、接受度等方面的评分均高于50%青稞面包，更接近白面包。随着BGS浓度的增加，青稞面包各项评分呈明显的上升趋势，面包的易接受程度逐渐提高。由图4感官评价总分可知，面包感官评分随BGS浓度的增加显著升高（P<0.05）。其中，30%青稞面包添加0.04%和0.10% BGS的评分最高，分别为81.71和81.85分，最接近白面包得分（86.07分）；50%青稞面包添加0.04% BGS的评分与未加酶面包（62.50分）相比显著升高（P<0.05），添加0.08% BGS的面包评分最高，为79.14分。

图 3 青稞面包感官评价各项得分雷达图

注：A中0.00%~0.10%为30%青稞面包得分；B中0.00%~0.10%为50%青稞面包得分。

Figure 3. Radar chart of highland barley bread sensory evaluation scores

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图 4 β-葡聚糖酶对面包感官评价总分的影响

Figure 4. Effect of β-glucanase on total score of sensory evaluation of highland barley bread

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2.6 β-葡聚糖酶对青稞面包风味物质的影响

基于2.1~2.5的试验结果，选择添加0.04%和0.10% BGS的青稞面包，利用GC-IMS考察青稞面包芯部挥发性风味物质差异。图5A表明，不同样品间挥发性有机物存在明显差异，白面包和50%青稞面包差异最为显著。不同浓度BGS的青稞面包中挥发性有机物也存在较大差异（图5B和图5C）。

图 5 青稞面包气相色谱离子迁移谱差异图

注：A：以白面包谱图为背景参照；B：以30%未加酶青稞面包谱图为背景参照；C：以50%未加酶青稞面包谱图为背景参照。

Figure 5. GC-IMS spectra of highland barley bread

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通过匹配GC-IMS库对挥发性风味物质组分进行定性分析，共鉴定出69种挥发性风味化合物，包含19种酯类、19种醛类、18种醇类、7种酮类、4种酸类、1种醚类和1种呋喃类。由图6可知，与白面包相比，青稞面包中酯类、酮类、醚类物质明显增加，醇类、醛类、酸类物质减少，且50%青稞面包较30%青稞面包中风味物质变化更加明显，这与青稞本身具有的酯类、酮类等特征性风味物质含量有关^[25-26]。

图 6 青稞面包中挥发性风味物质种类的相对含量差异

Figure 6. Difference in the relative content of volatile flavor compound species in highland barley bread

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由表5面包中挥发性风味物质的相对含量可知，醇类物质主要为正己醇、3-甲基丁醇、2-甲基-1-丙醇、乙醇、丙醇等，酯类物质主要为乙酸异戊酯、2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、异丁酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯等，3-羟基-2-丁酮、2-丁酮、丙酮等为酮类物质中主要的风味化合物，壬醛和丁醛、2-甲基丙酸和乙酸分别为醛类和酸类物质中主要的风味化合物，这些物质具有一定的果香味、脂香味、甜香味和发酵香等^[27-28]，共同形成了面包所具有的独特香味。

表 5 青稞面包中挥发性风味物质的相对含量

Table 5. Relative content of volatile flavor compounds in highland barley bread

种类	化合物	风味描述^{[30, 32,34-35]}	化合物相对含量（%）
			白面包	30%青稞面包			50%青稞面包
			白面包	0.00%	0.04%	0.10%	0.00%	0.04%	0.10%
醇类	3-甲基丁醇	酒味、发酵味、果香	14.21	11.39	12.312	11.654	9.437	8.64	9.601
	2-甲基-1-丙醇	酒香味	12.176	9.714	10.451	9.998	8.232	7.547	8.39
	乙醇	酒香味	11.467	9.073	9.748	9.204	7.563	7.155	8.133
	丙醇^*	酒味、发酵味	4.253	2.112	2.448	2.466	0.926	0.964	1.534
	正己醇^*	青草香、果香、甜香	1.69	1.237	1.522	1.445	0.954	0.806	1.139
	正戊醇^*	果香、酒香味	1.125	0.92	1.032	0.962	0.821	0.655	0.851
	丁醇^*	酒香味	0.83	0.592	0.662	0.563	0.701	0.462	0.573
	甲醇	−	0.445	0.329	0.352	0.312	0.219	0.196	0.254
	1-戊烯-3-醇	特殊的刺激性辣味	0.199	0.329	0.374	0.345	0.405	0.358	0.441
	3-甲基-3-丁烯-1-醇^*	水果甜味	0.19	0.163	0.164	0.162	0.153	0.174	0.179
	1-辛烯-3-醇	蘑菇、干草味	0.172	0.144	0.164	0.173	0.125	0.121	0.167
	庚醇	青草香、果香	0.108	0.13	0.153	0.148	0.126	0.118	0.148
	顺-2-戊烯-1-醇	青草香、果香	0.07	0.06	0.072	0.071	0.057	0.04	0.066
酯类	乙酸乙酯	水果香味	5.167	6.996	6.846	7.309	6.692	6.647	6.959
	丁酸乙酯	草莓香、苹果香	0.855	3.902	3.848	3.22	5.875	5.212	4.738
	己酸乙酯^*	果香、花香	0.839	0.941	0.956	0.813	1.612	1.52	1.057
	乙酸异戊酯^*	果香、甜香	0.812	4.148	2.277	8.459	5.071	5.302	4.924
	异丁酸乙酯	水果味	0.486	4.921	3.491	2.446	6.556	7.139	5.47
	辛酸乙酯	苹果味、花香味	0.461	0.202	0.235	0.239	0.185	0.189	0.177
	2-甲基丁酸乙酯*	水果味	0.385	1.972	1.551	0.826	3.802	4.752	2.983
	3-甲基丁酸乙酯*	水果味、甜味	0.128	0.444	0.87	0.252	1.115	1.447	0.864
	异丁酸异丁酯	水果味	0.096	0.058	0.074	0.084	0.075	0.122	0.062
	丙酸乙酯	薄荷香	0.051	1.475	0.752	0.905	1.82	2.382	1.749
	戊酸乙酯	甜味、果味	0.035	0.032	0.034	0.034	0.088	0.104	0.044
	乙酸戊酯	果味、甜味	0.03	0.054	0.033	0.129	0.088	0.096	0.079
	乙酸异丁酯	水果香味	0.028	0.112	0.058	0.563	0.389	0.417	0.233
	丁酸异丁酯	甜味、水果味	0.019	0.047	0.048	0.043	0.079	0.048	0.057
	乙酸丙酯	水果香味	0.012	0.054	0.04	0.161	0.065	0.045	0.07
酮类	3-羟基-2-丁酮	黄油味、青草味	12.833	18.107	16.748	14.353	18.263	19.181	19.334
	丙酮	薄荷香气	7.154	5.416	5.875	5.455	4.922	4.646	5.087
	2-丁酮	薄荷香气	1.906	0.774	1.026	0.751	0.628	0.547	0.702
	2-庚酮^*	梨香味	0.527	0.743	0.771	0.685	0.936	0.87	0.911
	2-戊酮	酒和薄荷气味	0.151	0.259	0.296	0.204	0.552	0.395	0.537
	4-甲基-2-戊酮	青草味	0.016	0.039	0.022	0.032	0.081	0.145	0.097
醛类	壬醛^*	柑橘、肥皂味	4.243	0.765	1.069	0.896	0.441	0.337	0.528
	丙醛^*	−	1.272	0.725	0.881	0.797	0.608	0.563	0.684
	苯甲醛	坚果香、苦杏仁味	0.649	0.159	0.252	0.268	0.139	0.133	0.207
	丁醛	辛辣味、草味、麦芽味	0.633	1.049	0.957	1.04	1.083	1.108	1.09
	己醛^*	青草香	0.542	0.172	0.268	0.295	0.108	0.142	0.147
	反式-2-庚烯醛^*	微脂芳香	0.536	0.198	0.266	0.299	0.147	0.114	0.152
	2-甲基丁醛	苹果气味	0.396	0.236	0.363	0.375	0.28	0.257	0.345
	庚醛^*	水果香味	0.371	0.267	0.45	0.433	0.178	0.183	0.226
	反式-2-壬烯醛	柑橘味、脂香味	0.353	0.138	0.157	0.168	0.113	0.084	0.101
	反式-2-辛烯醛	青草、脂肪味	0.325	0.253	0.29	0.269	0.234	0.2	0.186
	乙醛	果味、甜味	0.293	0.216	0.237	0.211	0.176	0.17	0.182
	反式-2-戊烯醛	果味、苦杏仁味	0.23	0.185	0.261	0.211	0.118	0.082	0.139
	2-甲基丙醛	花香、果香、草香	0.166	0.077	0.147	0.13	0.073	0.051	0.075
	正戊醛	木香、水果香	0.017	0.061	0.041	0.147	0.094	0.089	0.096
酸类	乙酸^*	酸味、水果香、醋香	8.445	5.893	6.405	7.471	4.472	2.92	3.688
酸类	2-甲基丙酸^*	酸味、黄油味	1.966	1.472	1.638	1.633	1.537	3.266	3.081
醚类	二甲基硫醚	奶油味、玉米味、腥味	0.414	1.091	0.850	0.740	1.490	1.767	1.341
呋喃类	四氢呋喃	特殊的刺激味	0.223	0.155	0.160	0.152	0.095	0.094	0.120
注：带“*”化合物相对含量为该化合物的单体与二聚体之和；部分风味特征描述来自http://www.thegoodscentscompany.com/search2.html。

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与30%青稞面包相比，50%青稞面包中含有更多的酯类、酮类风味物质，如乙酸异戊酯、丁酸乙酯、异丁酸乙酯、丙酸乙酯、3-羟基-2-丁酮，这使面包呈现出更浓的果香味、青草香、花香等青稞特征性香气^[29-30]。50%青稞面包中正己醇、3-甲基丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-丁酮、壬醛等物质含量最低。3-甲基丁醇、乙醛等是白面包中的主要香味物质^[31]，青稞全粉的添加，减弱了白面包的麦香味，增加了青稞特有的果香、草香等风味。

观察BGS对青稞面包中各物质相对含量的影响可得，正己醇、苯甲醛、乙酸乙酯等物质随着BGS浓度的增加而增加，三种物质最高分别增加了19.39%、68.55%和4.47%，且主要表现为坚果香和水果香^[32]；二甲基硫醚能产生令人不愉快的气味^[33]，而随着BGS浓度的增加，其含量明显减少，最高降低了32.17%，说明BGS有利于增强青稞面包特有的果香味，改善青稞面包中的不良风味。

3. 结论

本文研究了β-葡聚糖酶（BGS）对高含量青稞面包比容、质构及挥发性风味物质的影响。结果表明，BGS对高含量青稞面包不良品质的改善具有积极作用，30%和50%青稞面包经BGS改良后比容可增加52.49%和68.67%，分别达到3.46和2.53 mL/g，前者比容、弹性等品质可接近白面包。对面包中挥发性风味物质分析得出，50%青稞面包含有更多的酯类、酮类风味化合物，可赋予面包更浓的果实清香、青草香等青稞特征性香气。BGS可提高正己醇、苯甲醛、乙酸乙酯等物质的相对含量，最高分别提高了19.39%、68.55%和4.47%，增强了青稞面包特有的果香味。因此，BGS在青稞全谷面包品质调控中具有较大的应用潜力，未来研究应进一步关注BGS作用下青稞全谷面包体系β-葡聚糖分子量等结构特征的变化规律，阐明β-葡聚糖结构与面包品质和功能活性的关系。

图 1 β-葡聚糖酶对青稞面包比容的影响

注：同种青稞面包中不同字母表示差异显著（P<0.05）；图4同。

Figure 1. Effect of β-glucanase on the specific volume of highland barley bread

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图 2 面包切面图

注：A中0.00%~0.10%为30%青稞面包；B中0.00%~0.10%为50%青稞面包。

Figure 2. Cross-sectional appearance of highland barley bread

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图 3 青稞面包感官评价各项得分雷达图

注：A中0.00%~0.10%为30%青稞面包得分；B中0.00%~0.10%为50%青稞面包得分。

Figure 3. Radar chart of highland barley bread sensory evaluation scores

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图 4 β-葡聚糖酶对面包感官评价总分的影响

Figure 4. Effect of β-glucanase on total score of sensory evaluation of highland barley bread

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图 5 青稞面包气相色谱离子迁移谱差异图

注：A：以白面包谱图为背景参照；B：以30%未加酶青稞面包谱图为背景参照；C：以50%未加酶青稞面包谱图为背景参照。

Figure 5. GC-IMS spectra of highland barley bread

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图 6 青稞面包中挥发性风味物质种类的相对含量差异

Figure 6. Difference in the relative content of volatile flavor compound species in highland barley bread

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表 1 青稞面包感官评价标准

Table 1 Criteria for sensory evaluation of highland barley bread

评价项目（分值）	评价标准	分值
外观结构（10分）	外观光滑饱满，表皮色泽均匀	8~10
	外观不饱满，变形严重，表皮色泽差	0~7
弹性（15分）	弹性好，回复性好	11~15
	有一定的弹性，回复性一般	6~10
	弹性不佳，回复性差	0~5
面包芯结构（15分）	组织细腻，气孔均匀细密	11~15
	组织结构一般，有少许大孔洞	6~10
	组织粗糙，气孔不均匀，有较多大孔洞	0~5
面包芯色泽（10分）	色泽均一	8~10
	色泽不均一，有不均匀的棕色	0~7
风味（15分）	有正常面包和杂粮香味，无酸味异味	11~15
	有一定的面包和杂粮香味，无其他异味	6~10
	无正常面包和杂粮香味，有异味	0~5
口感（20分）	柔软细腻，无粘牙感，淡发酵香甜味	16~20
	柔软略粗糙，稍粘牙，略酸或一定异味	10~15
	紧实粗糙，十分粘牙，过酸或异味过重	0~9
接受度（15分）	易接受	10~15
	基本接受	6~9
	难接受	0~5

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表 2 β-葡聚糖酶对青稞面包质构特性的影响

Table 2 Effect of β-glucanase on the texture properties of highland barley bread

组别	加酶量（%）	硬度（g）	粘性（g·sec）	弹性（%）	咀嚼性
白面包	−	124.08±8.99	−0.26±0.89	94.63±3.37	84.08±13.30
30%青稞面包	0.00	584.53±5.70^a	−5.49±0.09^e	82.98±0.14^e	374.02±6.48^a
	0.02	338.32±5.20^b	−2.42±0.07^d	84.15±1.03^de	136.55±4.73^b
	0.04	242.86±5.28^c	−0.73±0.10^c	85.88±1.15^cd	127.29±4.89^b
	0.06	237.97±5.76^c	−0.57±0.09^b	87.10±1.26^bc	115.12±4.25^c
	0.08	207.70±2.78^d	−0.28±0.04^a	89.67±0.53^b	94.45±4.14^d
	0.10	199.49±4.48^d	−0.23±0.05^a	91.58±1.02^a	86.03±3.23^d
50%青稞面包	0.00	904.02±5.44^a	−8.28±1.04^e	56.26±0.81^e	486.89±5.26^a
	0.02	864.30±6.73^b	−6.87±0.70^d	62.94±0.98^d	284.91±4.74^b
	0.04	759.16±7.32^c	−6.13±0.51^cd	66.09±1.17^c	238.48±4.21^c
	0.06	657.11±4.97^d	−5.29±0.0.31^bc	72.22±1.77^b	200.98±5.26^d
	0.08	535.26±5.33^e	−4.37±0.37^b	78.20±1.54^a	170.91±4.93^e
	0.10	462.78±4.82^f	−2.72±0.15^a	80.77±1.98^a	142.59±4.73^f
注：同一列同种青稞面包中不同字母表示差异显著（P<0.05）；表3~表4同。

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表 3 β-葡聚糖酶对青稞面包气孔结构的影响

Table 3 Effect of β-glucanase on the crumb structure of highland barley bread

组别	加酶量（%）	单位面积（mm²）气孔数	气孔直径（mm）	孔壁厚度（mm）	气孔面积占比（%）
白面包	−	1.50±0.12	2.01±0.27	0.44±0.02	51.20±0.89
30%青稞面包	0.00	1.37±0.09^c	1.70±0.12^c	0.44±0.01^b	48.10±0.62^c
	0.02	1.59±0.11^b	2.00±0.17^bc	0.46±0.01^ab	50.63±1.10^b
	0.04	1.82±0.06^a	2.18±0.09^bc	0.48±0.01^a	51.90±0.60^ab
	0.06	1.79±0.11^a	2.20±0.09^bc	0.48±0.01^a	51.73±0.61^ab
	0.08	1.84±0.12^a	2.22±0.14^a	0.48±0.01^a	52.00±0.44^a
	0.10	1.60±0.09^b	1.94±0.14^bc	0.45±0.01^b	50.67±0.55^ab
50%青稞面包	0.00	1.32±0.08^d	1.66±0.06^d	0.43±0.01^d	49.27±0.32^c
	0.02	1.42±0.03^cd	1.71±0.02^d	0.45±0.01^bc	50.43±0.23^b
	0.04	1.46±0.02^c	1.86±0.03^c	0.43±0.00^cd	51.00±0.36^b
	0.06	1.58±0.03^b	2.10±0.02^b	0.46±0.01^ab	50.97±0.21^b
	0.08	1.73±0.10^a	2.23±0.12^a	0.47±0.01^a	51.87±0.70^a
	0.10	1.65±0.04^ab	1.97±0.05^c	0.46±0.01^ab	50.77±0.12^b

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表 4 β-葡聚糖酶对青稞面包芯色泽的影响

Table 4 Effect of β-glucanase on the color parameters of highland barley bread

组别	加酶量（%）	色泽
组别	加酶量（%）	L^*	a^*	b^*
白面包	−	85.75±0.57	5.64±0.36	22.68±0.96
30%青稞面包	0.00	69.00±0.73^b	6.71±0.20^a	20.73±0.31^c
	0.02	71.35±1.15^a	6.26±0.06^c	21.57±0.18^b
	0.04	71.27±0.65^a	6.46±0.15^bc	21.85±0.38^ab
	0.06	71.49±1.17^a	6.57±0.13^ab	21.87±0.16^ab
	0.08	70.54±0.64^a	6.50±0.07^b	22.01±0.15^a
	0.10	71.31±0.72^a	6.53±0.04^ab	22.16±0.21^a
50%青稞面包	0.00	66.38±0.57^a	7.56±0.09^e	21.92±0.12^e
	0.02	66.69±1.41^a	8.09±0.08^d	23.56±0.05^d
	0.04	66.59±0.48^a	8.36±0.05^c	24.94±0.06^c
	0.06	67.27±0.36^a	8.68±0.04^b	25.60±0.13^b
	0.08	66.70±0.28^a	8.64±0.07^b	25.73±0.18^b
	0.10	66.78±0.06^a	8.92±0.09^a	26.48±0.18^a

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表 5 青稞面包中挥发性风味物质的相对含量

Table 5 Relative content of volatile flavor compounds in highland barley bread

种类	化合物	风味描述^{[30, 32,34-35]}	化合物相对含量（%）
			白面包	30%青稞面包			50%青稞面包
			白面包	0.00%	0.04%	0.10%	0.00%	0.04%	0.10%
醇类	3-甲基丁醇	酒味、发酵味、果香	14.21	11.39	12.312	11.654	9.437	8.64	9.601
	2-甲基-1-丙醇	酒香味	12.176	9.714	10.451	9.998	8.232	7.547	8.39
	乙醇	酒香味	11.467	9.073	9.748	9.204	7.563	7.155	8.133
	丙醇^*	酒味、发酵味	4.253	2.112	2.448	2.466	0.926	0.964	1.534
	正己醇^*	青草香、果香、甜香	1.69	1.237	1.522	1.445	0.954	0.806	1.139
	正戊醇^*	果香、酒香味	1.125	0.92	1.032	0.962	0.821	0.655	0.851
	丁醇^*	酒香味	0.83	0.592	0.662	0.563	0.701	0.462	0.573
	甲醇	−	0.445	0.329	0.352	0.312	0.219	0.196	0.254
	1-戊烯-3-醇	特殊的刺激性辣味	0.199	0.329	0.374	0.345	0.405	0.358	0.441
	3-甲基-3-丁烯-1-醇^*	水果甜味	0.19	0.163	0.164	0.162	0.153	0.174	0.179
	1-辛烯-3-醇	蘑菇、干草味	0.172	0.144	0.164	0.173	0.125	0.121	0.167
	庚醇	青草香、果香	0.108	0.13	0.153	0.148	0.126	0.118	0.148
	顺-2-戊烯-1-醇	青草香、果香	0.07	0.06	0.072	0.071	0.057	0.04	0.066
酯类	乙酸乙酯	水果香味	5.167	6.996	6.846	7.309	6.692	6.647	6.959
	丁酸乙酯	草莓香、苹果香	0.855	3.902	3.848	3.22	5.875	5.212	4.738
	己酸乙酯^*	果香、花香	0.839	0.941	0.956	0.813	1.612	1.52	1.057
	乙酸异戊酯^*	果香、甜香	0.812	4.148	2.277	8.459	5.071	5.302	4.924
	异丁酸乙酯	水果味	0.486	4.921	3.491	2.446	6.556	7.139	5.47
	辛酸乙酯	苹果味、花香味	0.461	0.202	0.235	0.239	0.185	0.189	0.177
	2-甲基丁酸乙酯*	水果味	0.385	1.972	1.551	0.826	3.802	4.752	2.983
	3-甲基丁酸乙酯*	水果味、甜味	0.128	0.444	0.87	0.252	1.115	1.447	0.864
	异丁酸异丁酯	水果味	0.096	0.058	0.074	0.084	0.075	0.122	0.062
	丙酸乙酯	薄荷香	0.051	1.475	0.752	0.905	1.82	2.382	1.749
	戊酸乙酯	甜味、果味	0.035	0.032	0.034	0.034	0.088	0.104	0.044
	乙酸戊酯	果味、甜味	0.03	0.054	0.033	0.129	0.088	0.096	0.079
	乙酸异丁酯	水果香味	0.028	0.112	0.058	0.563	0.389	0.417	0.233
	丁酸异丁酯	甜味、水果味	0.019	0.047	0.048	0.043	0.079	0.048	0.057
	乙酸丙酯	水果香味	0.012	0.054	0.04	0.161	0.065	0.045	0.07
酮类	3-羟基-2-丁酮	黄油味、青草味	12.833	18.107	16.748	14.353	18.263	19.181	19.334
	丙酮	薄荷香气	7.154	5.416	5.875	5.455	4.922	4.646	5.087
	2-丁酮	薄荷香气	1.906	0.774	1.026	0.751	0.628	0.547	0.702
	2-庚酮^*	梨香味	0.527	0.743	0.771	0.685	0.936	0.87	0.911
	2-戊酮	酒和薄荷气味	0.151	0.259	0.296	0.204	0.552	0.395	0.537
	4-甲基-2-戊酮	青草味	0.016	0.039	0.022	0.032	0.081	0.145	0.097
醛类	壬醛^*	柑橘、肥皂味	4.243	0.765	1.069	0.896	0.441	0.337	0.528
	丙醛^*	−	1.272	0.725	0.881	0.797	0.608	0.563	0.684
	苯甲醛	坚果香、苦杏仁味	0.649	0.159	0.252	0.268	0.139	0.133	0.207
	丁醛	辛辣味、草味、麦芽味	0.633	1.049	0.957	1.04	1.083	1.108	1.09
	己醛^*	青草香	0.542	0.172	0.268	0.295	0.108	0.142	0.147
	反式-2-庚烯醛^*	微脂芳香	0.536	0.198	0.266	0.299	0.147	0.114	0.152
	2-甲基丁醛	苹果气味	0.396	0.236	0.363	0.375	0.28	0.257	0.345
	庚醛^*	水果香味	0.371	0.267	0.45	0.433	0.178	0.183	0.226
	反式-2-壬烯醛	柑橘味、脂香味	0.353	0.138	0.157	0.168	0.113	0.084	0.101
	反式-2-辛烯醛	青草、脂肪味	0.325	0.253	0.29	0.269	0.234	0.2	0.186
	乙醛	果味、甜味	0.293	0.216	0.237	0.211	0.176	0.17	0.182
	反式-2-戊烯醛	果味、苦杏仁味	0.23	0.185	0.261	0.211	0.118	0.082	0.139
	2-甲基丙醛	花香、果香、草香	0.166	0.077	0.147	0.13	0.073	0.051	0.075
	正戊醛	木香、水果香	0.017	0.061	0.041	0.147	0.094	0.089	0.096
酸类	乙酸^*	酸味、水果香、醋香	8.445	5.893	6.405	7.471	4.472	2.92	3.688
酸类	2-甲基丙酸^*	酸味、黄油味	1.966	1.472	1.638	1.633	1.537	3.266	3.081
醚类	二甲基硫醚	奶油味、玉米味、腥味	0.414	1.091	0.850	0.740	1.490	1.767	1.341
呋喃类	四氢呋喃	特殊的刺激味	0.223	0.155	0.160	0.152	0.095	0.094	0.120
注：带“*”化合物相对含量为该化合物的单体与二聚体之和；部分风味特征描述来自http://www.thegoodscentscompany.com/search2.html。

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参考文献(35)

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 青稞全粉制备
1.2.2 面包制作
1.2.3 面包比容测定
1.2.4 面包质构特性测定
1.2.5 面包气孔参数测定
1.2.6 面包芯色泽测定
1.2.7 感官评价
1.2.8 面包挥发性风味化合物GC-IMS分析
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 β-葡聚糖酶对青稞面包比容的影响
2.2 β-葡聚糖酶对青稞面包质构特性的影响
2.3 β-葡聚糖酶对青稞面包气孔结构的影响
2.4 β-葡聚糖酶对青稞面包芯色泽的影响
2.5 β-葡聚糖酶对青稞面包感官评价的影响
2.6 β-葡聚糖酶对青稞面包风味物质的影响
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 青稞全粉制备
1.2.2 面包制作
1.2.3 面包比容测定
1.2.4 面包质构特性测定
1.2.5 面包气孔参数测定
1.2.6 面包芯色泽测定
1.2.7 感官评价
1.2.8 面包挥发性风味化合物GC-IMS分析
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 β-葡聚糖酶对青稞面包比容的影响
2.2 β-葡聚糖酶对青稞面包质构特性的影响
2.3 β-葡聚糖酶对青稞面包气孔结构的影响
2.4 β-葡聚糖酶对青稞面包芯色泽的影响
2.5 β-葡聚糖酶对青稞面包感官评价的影响
2.6 β-葡聚糖酶对青稞面包风味物质的影响
3. 结论

参考文献(35)

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β-葡聚糖酶对青稞面包质构特性及其风味物质的影响

作者简介: 张烁（1998−），女，硕士研究生，研究方向：食品工程，E-mail：zhangsh0906@163.com

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