环糊精稳定Pickering乳液在无麸质大米面包中的应用

李学红; 龚晶晶; 李敏杰; 辛迪加; 张露; 陆勇

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2024030120

环糊精稳定Pickering乳液在无麸质大米面包中的应用

李学红^{1, 2,},
龚晶晶¹,
李敏杰¹,
辛迪加¹,
张露^{1, 2},
陆勇^1, ,

1.
郑州轻工业大学食品与生物工程学院，食品生产与安全河南省协同创新中心，河南省冷链食品质量安全控制重点实验室，河南郑州 450000
2.
郑州轻工业大学，冷链食品加工与安全控制教育部重点实验室，河南郑州 450000

基金项目: 河南省科技攻关项目（212102110089）。

详细信息

作者简介:
李学红（1969−），女，博士，教授，研究方向：食品加工，E-mail：lixhchina@163.com

通讯作者:
陆勇（1969−），男，本科，高级实验师，研究方向：食品加工技术，E-mail：2011801@zzuli.edu.cn。

中图分类号: TS213.3
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2024-03-07
- 网络出版日期: 2024-11-13
- 刊出日期: 2025-01-14

Application of Cyclodextrins Stabilized Pickering Emulsion in Gluten-free Rice Bread

LI Xuehong^{1, 2,},
GONG Jingjing¹,
LI Minjie¹,
XIN Dijia¹,
ZHANG Lu^{1, 2},
LU Yong^1, ,

1.
Collaborative Innovation Center of Food Production and Safety, Henan Key Laboratory of Cold Chain Food Qualify and Safety Control, College of Food and Bioengineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450000, China
2.
Key Laboratory of Cold Chain Food Processing and Safety Control, Ministry of Education, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450000, China

摘要

摘要: 为研究环糊精（Cyclodextrin，CDs）稳定Pickering乳液对无麸质大米面包品质的影响，分别制备了α-环糊精（α-CD）、β-环糊精（β-CD）和γ-环糊精（γ-CD）稳定的玉米油Pickering乳液，并将其应用于无麸质大米面包中，对面包比容、质构、水分分布及老化热焓等指标进行了检测。结果表明，三种环糊精（CDs）稳定玉米油Pickering乳液均具有很好的稳定性，将其用在大米面包中，发现相比空白组，虽然CDs及CDs稳定乳液均能够增大面包比容、改善面包内部结构和质构特性，提高面包的保水性及延缓面包老化，但CDs稳定乳液的应用效果更为明显；三种环糊精中，α-CD对面包品质改善及抗老化效果最好，其次为γ-CD和β-CD。三种CDs稳定的Pickering乳液具有显著提升大米面包品质和延缓老化的作用。
- 无麸质 /
- 大米面包 /
- Pickering乳液 /
- 环糊精 /
- 感官品质
Abstract: To investigate the effect of cyclodextrins (CDs) stabilized Pickering emulsions on the quality of gluten-free rice bread, the corn oil Pickering emulsions stabilized by α-CD, β-CD or γ-CD were prepared and applied to gluten-free rice bread respectively. The specific volume, texture, water distribution and aging enthalpy of the breads were detected. Results showed that the three kinds of CDs-stabilized corn oil Pickering emulsions all had good stability. When they were used in rice bread, it was found that compared with the blank group, both CDs and CDs-stabilized emulsions could increase the specific volume of bread, improve the internal structure and texture characteristics, promote the water holding capacity and delay the aging of rice bread, but the application effects of CDs-stabilized emulsion were more obvious. Among the three types of CDs, α-CD had the best effect on bread quality improvement and anti-aging properties, followed by γ-CD and β-CD. Three CDs-stabilized Pickering emulsions can significantly enhance the quality of rice bread and delay the aging processes.
- gluten-free /
- rice bread /
- Pickering emulsion /
- cyclodextrin /
- sensory quality

HTML全文

无麸质面包是指不含小麦面筋蛋白的面包制品，适合小麦面粉中面筋蛋白过敏的人群如乳糜泻患者的食用^[1]。以纯大米粉制作的面包是一种常见的无麸质面包。但一直以来大米面包的制作也面临无麸质面包制作中共有的难题，即原料大米粉中缺少产生筋力的蛋白，使得大米面包难以形成类似小麦面包的蓬松组织结构^[2]，导致大米面包感官品质不佳，且在储存中面包水分流失快、易老化^[3−4]。目前常采用向面包中添加其他辅料或乳化剂、酶制剂和亲水胶体等添加剂来改善大米面包的品质，且在不同程度上达到一定的效果，但辅料的添加影响了大米面包纯正的风味和特性，而乳化剂、酶制剂和亲水胶体等的应用则各有其局限^[5−8]。

环糊精（cyclodextrins，CDs）是一类由葡萄糖组成的内疏水外亲水的环状麦芽低聚糖，根据其组成葡萄糖数量（聚合度6、7和8）分别称为α-、β-和γ-环糊精（α-、β-和γ-CD）^[9]。在食品工业中，三种CDs通常用来作为乳化剂、风味物质稳定剂或功能成分载体加以应用^[10]。在油-水体系中，三种CDs可以与油脂自发形成相对低溶解度的分子包合物，由于该包合物同时具有亲水和亲油表面区域，从而能够被吸附到油-水界面自行排列成固态界面膜，当存在外力强烈搅拌时即可形成高内相、高稳定性的Pickering乳液^[11−12]。

近年来的研究表明，将CDs添加到预烘焙面包中可显著提升面包的感官品质和延缓老化^[13−14]，而且α-CD和β-CD具有抗消化性、γ-CD具有慢消化性，三种CDs作为膳食纤维可以明显降低面包的血糖指数^[15]。进一步，目前也出现将CDs稳定Pickering乳液应用于烘焙制品中的报道。由于Pickering乳液中油脂含量通常高达60%以上，且水包油的乳液结构易于与亲水环境相容，其应用于烘焙制品取代直接加入油脂的方式，将有利于产品体系的均一稳定。例如，Tu等^[16]将米糠蛋白稳定的高内相Pickering乳液作为脂肪替代品用于小麦面包，改善了面包品质；Feng等^[17]将玉米醇溶蛋白稳定的肉桂精油Pickering乳液用于部分替代磅蛋糕中的黄油，降低了热量摄入，同时延长了产品货架期。因此可见CDs稳定Pickering乳液在烘焙制品中有其独特的应用优势，但到目前为止还没有见到此方面相关的研究报道。由此，本研究分别制备由α-、β-或γ-CD稳定的玉米油Pickering乳液，并将其应用于无麸质大米面包中，对比对照组和直接添加CDs组，研究其对大米面包主要理化指标的影响，希望为以后提升大米面包的品质提供一种新的有效手段。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

α-、β-和γ-环糊精（99%纯度）　山东滨州智源生物科技有限公司；东北圆粒大米（粳米）　中粮国际（北京）有限公司；玉米油　益海嘉里金龙鱼粮油食品公司；白砂糖、安琪活性干酵母和食盐　市售。

ALM 2/210均质机　法国Pierre Guerin公司；BSA224S-CW电子分析天平　赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；NANO-ZS90 Zetasizer激光粒度仪　英国Malvem公司；A-310调理机　佛山市顺德区百乐电器有限公司；SM-40SP醒发箱、SM-603T电烤炉　新麦机械（无锡）有限公司；TA.XT plus物性测定仪　英国Stable Micro Systems公司；Q20差示扫描量热仪　美国TA公司；NMI20核磁共振成像分析仪　上海纽迈电子科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 环糊精稳定玉米油Pickering乳液的制备

称取一定量CDs加入去离子水中搅拌至完全溶解，再将玉米油与CD溶液以油水比13:7（V:V）的比例进行混合，使用均质机在20 MPa压力下循环均质3次，即得CDs稳定的玉米油Pickering乳液（通过调整CDs添加量使乳液中α-CD/β-CD/γ-CD的质量分数分别为3%、4%、5%）。

1.2.2 环糊精稳定玉米油Pickering乳液的平均粒径和Zeta电位的测定

在25 ℃下使用激光纳米粒度仪测定乳液平均粒径和Zeta电位。将CDs稳定的Pickering乳液用去离子水进行十倍稀释混匀后，移取1 mL至比色皿中，进行粒径测定。再吸取适量样品稀释液至电位样品池中测定Zeta电位。参数设置为：颗粒折射率1.450，去离子水折射率1.330。重复测定3次，结果取平均值。

1.2.3 大米面包的制备

配方：大米280 g、食盐3.5 g、玉米油15 g、白砂糖23 g、酵母3.5 g、水200 g。

对照组大米面包的制作：将大米加水浸泡过夜后，再补加水至配方量进行高速打浆10 min，后将大米水浆过60目筛，然后向米浆中加入酵母及其他辅料，混合均匀后将米糊转移到450 g规格的吐司盒中，于醒发室（温度36 ℃，湿度85%）醒发40 min，然后置于烤箱180 ℃条件下烘烤55 min。

添加CDs稳定乳液的大米面包制作：将1.2.1制作的4%CDs稳定乳液替代玉米油加入米浆中，同时调整加水量，再加入其他辅料，使米糊中玉米油、水及其他各成分与对照组相同，然后按照对照组方法进行大米面包的制作（三种CDs乳液面包样品分别标记为α-CD PE、β-CD PE和γ-CD PE）。

添加CDs大米面包的制作：向米浆中直接添加CDs（添加量与乳液组中CDs量相同），其他原辅料量同对照组，然后按照对照组方法进行大米面包的制作（三种CDs面包样品分别标记为α-CD、β-CD和γ-CD）。

1.2.4 大米面包的品质检测

1.2.4.1 大米面包的切面结构

新出炉的大米面包冷却后进行切片，对面包的横截面进行观察、拍照。

1.2.4.2 大米面包比容的测定

参照Li等^[18]的方法，新出炉面包冷却后，用小米置换法测定面包比容。将面包称重后放入已知容积的长方形容器中，取小米加入容器使完全覆盖面包并摇实填满，用直尺将小米表面刮平。取出面包，倒出填充的小米并用量筒测量其体积，则容器体积与小米体积之差即为面包体积。面包比容（mL/g）为面包体积（mL）与质量（g）之比。

1.2.4.3 大米面包水分含量测定

根据GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》^[19]，利用直接干燥法对面包的水分含量进行测定。

1.2.4.4 大米面包保水性的测定

新出炉面包冷却后切片，准确称取面包片重量，在室内暴露放置（温度20~22 ℃，湿度30%~40%）5 d，每隔24 h称一次重量，计算大米面包的失水率。

$失水率(\text{%})= \frac{{\mathrm{M}}_{1}-{\mathrm{M}}_{2}}{{\mathrm{M}}_{1}}\times 100$

式中，M₁为面包初始质量，g；M₂为存放一定时间后的面包质量，g。

1.2.4.5 大米面包质构的测定

参照Wu等^[20]的方法并进行适当改进。取新鲜面包及密封放置在4 ℃冰箱冷藏3 d后的面包，在面包中心处准确切取体积为2 cm×2 cm×2 cm的方块，利用物性分析仪TPA程序对面包的质构特性进行测定。TPA测试参数：采用P/36R探头，测试前速率为2.0 mm/s，测试中速率为1.0 mm/s，测试后速率为1.0 mm/s，压缩比为50%，两次压缩间隔为5 s，感应力为5 g。为保证测定结果的准确性，每个样品进行6次平行测定。

1.2.4.6 面包内部水分分布的测定

使用核磁共振分析仪（NMR）分别对新鲜面包及4 ℃冷藏3 d的面包进行水分分布测定^[21]。选取0.1 g待测面包芯放入核磁管，横向弛豫时间用CPMG脉冲序列测验得到，利用T₂反演拟合软件反演得到弛豫图谱和T₂。实验参数设置：采样频率SW=100 kHz，采样间隔时间TW=100 ms，TE=1.0 ms，回波数NECH=12000，扫描次数NS=4。

1.2.4.7 面包老化焓的测定

准确称取新鲜或冷藏3 d的面包样品，加入三倍于干基的去离子水，使用差示扫描量热仪（DSC）测定面包的糊化热焓，用于表征面包的老化情况。参数设定：检测温度为25 ℃到160 ℃，升温速率10 ℃/min。

1.2.4.8 大米面包的感官评定

新出炉面包冷却后，邀请20位评定人员（10男10女，年龄在22~30岁，平均年龄25岁），根据九分嗜好法^[22]对面包的外观、内部结构、香味、口感和整体可接受度进行评定，评分标准如表1所示，评分从1到9，其中1代表极度不喜欢，9代表极度喜欢，结果用平均值表示。

表 1 面包感官评分标准

Table 1. Sensory evaluation standard of bread

项目	很好（7~9分）	一般（4~6分）	差（4分以下）
外观	外观完整，色泽均匀	外观比较完整，缺损较少，色泽较均匀	外观不完整，有裂口，色泽暗淡不均匀
内部结构	结构细腻，气孔均匀，纹理清晰	结构较细腻，气孔较均匀，纹理较清晰	结构粗糙，气孔不均匀
香味	有大米的香味	大米香味较淡	无大米香味或有不良风味产生
口感	松软可口，不粘牙	口感略硬，稍微粘牙	口感差，粗糙，粘牙
整体可接受度	面包质地、风味、口感整体较好	面包质地、风味、口感整体一般	面包质地、风味、口感较差

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1.3 数据处理

质构测定为6次重复，其他实验为3次重复，结果表示为平均值±标准偏差。采用IBM SPSS Statistics 26 进行单因素方差分析，并使用Duncan检验分析显著性差异（P<0.05），Origin 2021作图。

2. 结果与分析

2.1 CDs稳定的玉米油Pickering乳液的制备

新鲜制备的乳液于室温下放置1 d后，对其拍照并进行粒径、Zeta电位的分析，结果如图1所示。三种CDs稳定的乳液均呈乳白色半固态，无油析出。随着CDs量的增加乳液的粒径显著降低而Zeta电位绝对值则呈增加趋势，这说明增加CDs量可明显提高乳液的稳定性。关于CDs对乳液稳定性的影响机理，通常认为在低CDs浓度时，增加CDs量可使更多CDs包合物颗粒吸附在油-水界面，有利于降低乳液粒径或增加界面膜的致密性，从而提高乳液的稳定性^[23]。当CDs量足够多、CDs包合物颗粒界面膜已达饱和时，再增加体系CDs量对乳液稳定的影响就不再显著^[24]。如图1所示，三种CDs中，β-CD乳液粒径最小，其次是γ-CD乳液和α-CD乳液，但三种CDs乳液的Zeta电位相差不大，且Zeta电位绝对值基本都在30 mV以上，说明三种CDs稳定玉米油Pickering乳液都具有很好的稳定性。考虑到CDs添加量达到4%后，三种乳液电位绝对值均增加不再显著（P>0.05），因此选择CDs加量为4%的乳液应用于大米面包的制作。

图 1 α/β/γ-CD稳定的玉米油Pickering乳液的外观、液滴粒径和Zeta电位

注：A和A'、B和B'、C和C'分别代表α-CD、β-CD和γ-CD稳定的乳液；同一指标不同小写字母表示样品间存在显著差异（P<0.05）；图3~图4同。

Figure 1. Appearance, droplet size, and Zeta potential of Pickering emulsions stabilized by different amounts of α-CD, β-CD, and γ-CD

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2.2 CDs稳定玉米油Pickering乳液对大米面包品质的影响

2.2.1 大米面包的内部结构观察和比容测定

图2为大米面包内切面照片。从图可以看出，与对照组面包相比，添加CDs或CDs乳液的大米面包体积明显变大、蓬松度提高，而添加CDs乳液的大米面包组织结构又显著优于添加CDs的面包。对比不同CDs或CDs乳液组的面包，发现添加α-CD乳液和γ-CD乳液的面包内部气孔最为均匀细密，体积也更蓬松，β-CD乳液组面包相较β-CD组体积胀发不明显但内部结构明显得到改善。

图 2 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包内部结构的影响

注：A、B、C分别为添加α-CD、β-CD、γ-CD的面包。

Figure 2. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on the internal structure of rice bread

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面包的蓬松度也可以用面包的比容来表征。如图3所示，所有添加CDs或其乳液的大米面包，其比容均大于对照组，而乳液组又明显优于CDs组。其中α-CD及其乳液组面包比容增加最为显著（P<0.05），分别增加了14.3%和20.9%；其次是γ-CD及其乳液组，其比容分别较对照组增加了4.4%和13.6%，而β-CD及其乳液组面包比容只是略有增加，这一结果与面包内部结构观察结果基本相一致。

图 3 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包比容的影响

Figure 3. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on specific volume of rice bread

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目前已有研究证明CDs作为一种乳化剂能够显著改善面糊的持气性、提高小麦面制品的品质^[15]。从本研究的大米面包结构和比容结果可以看出，CDs在纯大米面包中的应用效果同样显著，而利用CDs稳定的油脂Pickering乳液效果更优，而且不同类型CDs其作用也有所差异。可能是水包油型的CDs稳定Pickering乳液加入大米米浆，相比油脂的直接加入可以减少油脂对大米淀粉凝胶网络形成带来的不良影响，而且Pickering乳液属于CDs-油脂包合物纳米颗粒稳定的结构型乳液，其固态界面膜具有类似“石墙”的结构，能够增加淀粉凝胶的均一性和强度，提高淀粉凝胶网络的持气性，使面包比容变大、气孔细密^[25]。在三种CDs中，α-和γ-CD稳定乳液对大米面包内部结构和比容改善效果最好，其次是β-CD乳液。三种CDs对面包内部结构影响的差异可能与其空腔大小不同有关。不同空腔尺寸CD与油脂形成包合物的分子大小及形状、表面亲水亲油区域分布不同，相应形成的界面膜厚度及密度也会有差异，这些都会对面包微观结构产生不同的影响^[11]。虽然α-、β-和γ-CD的空腔尺寸依次增大，但目前已知α-和γ-CD对油脂的包合能力弱于β-CD，包合物颗粒的亲水性则强于β-CD，也许α-和γ-CD包合物界面膜对优化大米淀粉凝胶结构更为有利，因此应用效果更佳。但这只是推测，其中确切的机理还有待于进一步研究。

2.2.2 大米面包的保水性分析

水分含量是影响面包品质的重要因素之一，如图4所示，新鲜的对照组大米面包含水量为43.5%，添加CDs或CDs稳定乳液可使面包含水量略有增加（含水量在44.4%~45.3%之间），但不同的CDs及其乳液对面包水分含量的影响没有显著差异（P>0.05）。

图 4 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包水分含量的影响

Figure 4. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on moisture content of rice bread

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图5是大米面包在空气中裸露放置5 d期间失水率的变化，由图可知，随着放置时间的延长，面包中的水分逐渐失去，其中空白组失水最为严重，第5 d时达到29.6%，相比之下添加CDs或其乳液的面包其失水率均有不同程度下降。其中，α-CD乳液对大米面包的保水能力最好，其次为γ-和β-CD乳液，而CDs组保水性均低于CDs乳液组。这说明CDs特别是CDs稳定乳液可有效提高大米面包的保水性，减少储藏期间面包水分的流失。Jia等^[26]的研究也发现β-CD可以增强玉米淀粉凝胶的持水能力。分析原因，亲水CDs稳定的玉米油乳液可以增加油脂的分散度，其固态界面膜既具有持水能力又能在一定程度上阻碍水分的挥发损失；α-和γ-CD的水溶性高于β-CD，而相比之下α-CD乳液对大米淀粉凝胶的“均一支撑”效果最佳，由此可能导致α-CD乳液对面包更好的保水效果。

图 5 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包失水率的影响

Figure 5. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on water loss rate of rice bread

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2.2.3 大米面包的质构特性分析

对添加三种CDs或其乳液的新鲜大米面包进行质构测定，结果如表2所示，指标中硬度、咀嚼性与面包品质成反比，弹性、粘聚性和回复性则与品质成正比。从质构测定结果看，CDs或其乳液的添加可以降低大米面包的硬度和咀嚼性，同时提升面包的弹性、粘聚性和回复性，其中，在降低硬度和咀嚼性方面，α-CD及其乳液组最好，其次是γ-和β-CD及其乳液组，而CDs乳液组相较于CDs组效果更好。对于面包的弹性、粘聚性和回复性，除了γ-CD在增加面包弹性方面与α-CD效果相近外，其他依然是α-CD优于γ-和β-CD；γ-CD乳液组相比γ-CD却未表现出优势，但α-CD和β-CD均表现为乳液组效果好于对应CDs组。

表 2 添加CDs或CDs稳定乳液对新鲜大米面包质构特性的影响

Table 2. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on texture characteristics of fresh rice bread

样品	硬度（g）	弹性（g/s）	粘聚性	咀嚼性	回复性
对照	703.648±91.116^a	0.938±0.006^ab	0.766±0.020^c	504.643±54.892^a	0.499±0.020^c
α-CD	337.354±56.194^cd	0.957±0.004^a	0.817±0.020^ab	263.655±43.941^cd	0.546±0.015^a
β-CD	635.706±79.105^a	0.921±0.042^b	0.781±0.025^bc	456.263±58.555^a	0.513±0.016^bc
γ-CD	452.431±92.685^b	0.961±0.017^a	0.809±0.034^ab	350.479±62.530^b	0.537±0.025^ab
α-CD PE	249.440±40.579^d	0.961±0.014^a	0.835±0.015^a	200.296±33.738^d	0.557±0.009^a
β-CD PE	429.093±20.588^bc	0.942±0.012^ab	0.826±0.018^a	334.108±21.583^bc	0.555±0.013^a
γ-CD PE	442.628±47.725^b	0.962±0.012^a	0.780±0.031^bc	331.029±27.584^bc	0.512±0.021^bc
注：同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）；表3同。

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将新鲜大米面包在4 ℃冷藏3 d后再次进行质构测定，结果如表3所示。相较新鲜面包，经过冷藏的面包其硬度和咀嚼性大幅增加，而弹性、粘聚性和回复性明显降低，这与面包的水分流失和淀粉老化有关^[27−28]。但也可以看出，与对照组相比，CDs及其乳液的添加可以显著延缓大米面包贮藏过程中的质地变硬（P<0.05）并降低咀嚼难度，且α-和γ-CD效果好于β-CD，而CDs乳液在降低大米面包硬度方面作用最为显著（P<0.05）。另外，CDs乳液组也更有利于保持大米面包冷藏后的弹性、粘聚性及回复性。

表 3 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包4 ℃冷藏3 d后质构特性的影响

Table 3. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on texture characteristics of rice bread after 3 days at 4 ℃

样品	硬度（g）	弹性（g/s）	粘聚性	咀嚼性	回复性
对照	5559.305±570.203^a	0.839±0.027^a	0.180±0.037^bc	832.044±127.729^a	0.110±0.013^ab
α-CD	2658.865±206.991^c	0.840±0.025^a	0.250±0.040^ab	560.483±113.365^abc	0.127±0.018^a
β-CD	4516.741±285.213^b	0.751±0.035^b	0.176±0.059^bc	602.704±221.431^abc	0.116±0.025^ab
γ-CD	3983.920±261.425^b	0.720±0.032^b	0.126±0.030^c	364.888±108.923^c	0.083±0.013^b
α-CD PE	2308.499±490.775^c	0.836±0.020^a	0.266±0.034^a	522.672±176.559^bc	0.134±0.019^a
β-CD PE	3975.495±305.541^b	0.830±0.038^a	0.247±0.038^ab	816.967±159.195^ab	0.141±0.016^a
γ-CD PE	2037.766±268.749^c	0.839±0.032^a	0.251±0.029^ab	433.631±95.752^c	0.127±0.009^a

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三种CDs对大米面包质构的影响结果与2.2.1和2.2.2结果具有一致性，正是由于CDs及其乳液能够改善大米面包内部结构、增加面包蓬松性并提高其持水性，才使面包的质构特性得到提升。Tu等^[16]利用米糠蛋白纳米颗粒将花生油制成Pickering乳液添加进面包中，发现可显著降低新鲜面包的硬度和咀嚼性、增加粘弹性，这也与本研究中CDs乳液的结果相一致。

2.2.4 大米面包及其储藏过程中水分状态分析

面包在储存过程中会发生水分迁移及失水，即面包内部水分向表皮迁移并由表面不断蒸发，同时部分非自由水转为自由水，从而导致面包的干燥和老化变硬^[29]。

图6为4 ℃储存大米面包样品的T₂弛豫时间分布曲线，曲线三个峰分别为T₂₁（0~2.5 ms，代表结合水）、T₂₂（2.5~35 ms，代表不易流动水）和T₂₃（70~300 ms，代表自由水）。从曲线形状看，不易流动水为面包中水的主要存在状态。相比新鲜面包，冷藏面包的整体信号强度减弱，T₂₁弛豫时间显著减少，这说明贮存期间面包出现水分的挥发损失，同时结合水比例大幅降低^[30]。将图6曲线各峰面积进行百分比计算，可得图7。

图 6 大米面包4 ℃储存前后的T₂弛豫时间分布曲线

注：A为新鲜面包，B为4 ℃冷藏3 d的面包；图7同。

Figure 6. T₂ relaxation time distribution curves of rice bread before and after storage at 4 ℃

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图 7 大米面包4 ℃储存前后三种状态水分的分布

Figure 7. Distribution of the three states of water in rice bread before and after storage at 4 ℃

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根据图7结果，当面包中添加CDs及其CDs乳液后，不论是新鲜还是冷藏面包，其结合水比例都比对照有明显增加，虽然不易流动水略有下降，但自由水比例降低，特别是对冷藏面包效果更为明显，这说明添加CDs及其乳液均有助于提高面包的非自由水比例，特别是结合水比例有较大提升，从而延缓了面包贮藏期间的失水硬化，这也从三种状态水分布的角度验证了CDs及其乳液对大米面包的保水作用及其相应对面包质构的积极影响。

2.2.5 大米面包老化焓的测定

面包在储存过程中发生的老化主要与淀粉的重排有关^[27]，而大米面包的结构主要依赖大米淀粉的凝胶网络，因此淀粉凝胶发生老化对大米面包的品质影响非常重要。图8为4 ℃冷藏前后大米面包的老化焓值。在新鲜面包中，添加CDs及其乳液组面包的热焓值显著低于对照（P<0.05），尤其是乳液效果更为明显。对照组面包热焓值为1.828 J/g，添加α-、β-和γ-CD乳液的面包其热焓值分别降至0.432、0.790和0.669 J/g。将面包冷藏3 d后，由于发生老化面包老化焓值大幅升高，对照组面包的热焓值达到3.938 J/g，而其他组面包焓值均比对照组显著降低（P<0.05），并且同样表现为CDs乳液组好于CDs。三种CDs中α-CD效果最好，其次为γ-CD和β-CD。

图 8 大米面包4 ℃储存前后的老化焓值

注：图中不同小写字母表示同一冷藏时间样品间存在显著差异（P<0.05）。

Figure 8. Aging enthalpy value of rice bread before and after storage at 4 ℃

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面包热焓的测定结果说明CDs及其乳液的添加能够有效降低面包的老化，提高了大米面包的贮存品质。目前，关于CDs与淀粉的相互作用已有不少报道，通常认为CDs可以和淀粉及体系存在的脂质形成复合物，从而阻碍淀粉链的重排结晶，达到抗淀粉老化的作用^[31−32]。CDs乳液的添加可能进一步促进了淀粉凝胶中油脂的均匀分布、增强了水分的保持，从而更有效延迟了面包的老化。

2.2.6 新鲜大米面包的感官评定

对新鲜大米面包进行外观、香味、口感、内部结构和整体可接受度五个方面的感官评定，结果见图9。相比对照，CDs或其乳液的添加可显著升高面包的感官评分，体现在结构更加细腻、整体接受度提高，这一结果与前面实验测定结果相一致。

图 9 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包感官品质的影响

Figure 9. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on sensory quality of rice bread

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3. 结论

向无麸质大米面包中添加CDs或其稳定玉米油乳液，可以明显增大面包比容、改善面包内部结构及质构特性，提高面包保水性并延缓面包老化。其中，CDs稳定Pickering乳液的效果最突出，而三种CDs中又以α-CD最好，其次是γ-CD和β-CD。这一研究为环糊精及其稳定Pickering乳液在大米面包中的应用提供基础的研究数据，也为无麸质大米面包的品质提升提供一种新的有效手段。目前，关于CDs乳液对淀粉凝胶结构改善的机理并不是十分清楚，特别是CDs包合物纳米颗粒界面膜是如何与淀粉分子相互作用以增强淀粉凝胶持气性，具有不同空腔尺寸的三种CDs其效果为何表现出明显差异，这其中的具体原因都需要后续进一步的深入研究。

图 1 α/β/γ-CD稳定的玉米油Pickering乳液的外观、液滴粒径和Zeta电位

注：A和A'、B和B'、C和C'分别代表α-CD、β-CD和γ-CD稳定的乳液；同一指标不同小写字母表示样品间存在显著差异（P<0.05）；图3~图4同。

Figure 1. Appearance, droplet size, and Zeta potential of Pickering emulsions stabilized by different amounts of α-CD, β-CD, and γ-CD

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图 2 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包内部结构的影响

注：A、B、C分别为添加α-CD、β-CD、γ-CD的面包。

Figure 2. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on the internal structure of rice bread

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图 3 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包比容的影响

Figure 3. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on specific volume of rice bread

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图 4 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包水分含量的影响

Figure 4. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on moisture content of rice bread

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图 5 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包失水率的影响

Figure 5. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on water loss rate of rice bread

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图 6 大米面包4 ℃储存前后的T₂弛豫时间分布曲线

注：A为新鲜面包，B为4 ℃冷藏3 d的面包；图7同。

Figure 6. T₂ relaxation time distribution curves of rice bread before and after storage at 4 ℃

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图 7 大米面包4 ℃储存前后三种状态水分的分布

Figure 7. Distribution of the three states of water in rice bread before and after storage at 4 ℃

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图 8 大米面包4 ℃储存前后的老化焓值

注：图中不同小写字母表示同一冷藏时间样品间存在显著差异（P<0.05）。

Figure 8. Aging enthalpy value of rice bread before and after storage at 4 ℃

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图 9 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包感官品质的影响

Figure 9. Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on sensory quality of rice bread

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表 1 面包感官评分标准

Table 1 Sensory evaluation standard of bread

项目	很好（7~9分）	一般（4~6分）	差（4分以下）
外观	外观完整，色泽均匀	外观比较完整，缺损较少，色泽较均匀	外观不完整，有裂口，色泽暗淡不均匀
内部结构	结构细腻，气孔均匀，纹理清晰	结构较细腻，气孔较均匀，纹理较清晰	结构粗糙，气孔不均匀
香味	有大米的香味	大米香味较淡	无大米香味或有不良风味产生
口感	松软可口，不粘牙	口感略硬，稍微粘牙	口感差，粗糙，粘牙
整体可接受度	面包质地、风味、口感整体较好	面包质地、风味、口感整体一般	面包质地、风味、口感较差

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表 2 添加CDs或CDs稳定乳液对新鲜大米面包质构特性的影响

Table 2 Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on texture characteristics of fresh rice bread

样品	硬度（g）	弹性（g/s）	粘聚性	咀嚼性	回复性
对照	703.648±91.116^a	0.938±0.006^ab	0.766±0.020^c	504.643±54.892^a	0.499±0.020^c
α-CD	337.354±56.194^cd	0.957±0.004^a	0.817±0.020^ab	263.655±43.941^cd	0.546±0.015^a
β-CD	635.706±79.105^a	0.921±0.042^b	0.781±0.025^bc	456.263±58.555^a	0.513±0.016^bc
γ-CD	452.431±92.685^b	0.961±0.017^a	0.809±0.034^ab	350.479±62.530^b	0.537±0.025^ab
α-CD PE	249.440±40.579^d	0.961±0.014^a	0.835±0.015^a	200.296±33.738^d	0.557±0.009^a
β-CD PE	429.093±20.588^bc	0.942±0.012^ab	0.826±0.018^a	334.108±21.583^bc	0.555±0.013^a
γ-CD PE	442.628±47.725^b	0.962±0.012^a	0.780±0.031^bc	331.029±27.584^bc	0.512±0.021^bc
注：同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）；表3同。

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表 3 添加CDs或CDs稳定乳液对大米面包4 ℃冷藏3 d后质构特性的影响

Table 3 Effects of CDs or CDs-stabilized emulsion on texture characteristics of rice bread after 3 days at 4 ℃

样品	硬度（g）	弹性（g/s）	粘聚性	咀嚼性	回复性
对照	5559.305±570.203^a	0.839±0.027^a	0.180±0.037^bc	832.044±127.729^a	0.110±0.013^ab
α-CD	2658.865±206.991^c	0.840±0.025^a	0.250±0.040^ab	560.483±113.365^abc	0.127±0.018^a
β-CD	4516.741±285.213^b	0.751±0.035^b	0.176±0.059^bc	602.704±221.431^abc	0.116±0.025^ab
γ-CD	3983.920±261.425^b	0.720±0.032^b	0.126±0.030^c	364.888±108.923^c	0.083±0.013^b
α-CD PE	2308.499±490.775^c	0.836±0.020^a	0.266±0.034^a	522.672±176.559^bc	0.134±0.019^a
β-CD PE	3975.495±305.541^b	0.830±0.038^a	0.247±0.038^ab	816.967±159.195^ab	0.141±0.016^a
γ-CD PE	2037.766±268.749^c	0.839±0.032^a	0.251±0.029^ab	433.631±95.752^c	0.127±0.009^a

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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 环糊精稳定玉米油Pickering乳液的制备
1.2.2 环糊精稳定玉米油Pickering乳液的平均粒径和Zeta电位的测定
1.2.3 大米面包的制备
1.2.4 大米面包的品质检测
1.2.4.1 大米面包的切面结构
1.2.4.2 大米面包比容的测定
1.2.4.3 大米面包水分含量测定
1.2.4.4 大米面包保水性的测定
1.2.4.5 大米面包质构的测定
1.2.4.6 面包内部水分分布的测定
1.2.4.7 面包老化焓的测定
1.2.4.8 大米面包的感官评定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 CDs稳定的玉米油Pickering乳液的制备
2.2 CDs稳定玉米油Pickering乳液对大米面包品质的影响
2.2.1 大米面包的内部结构观察和比容测定
2.2.2 大米面包的保水性分析
2.2.3 大米面包的质构特性分析
2.2.4 大米面包及其储藏过程中水分状态分析
2.2.5 大米面包老化焓的测定
2.2.6 新鲜大米面包的感官评定
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 环糊精稳定玉米油Pickering乳液的制备
1.2.2 环糊精稳定玉米油Pickering乳液的平均粒径和Zeta电位的测定
1.2.3 大米面包的制备
1.2.4 大米面包的品质检测
1.2.4.1 大米面包的切面结构
1.2.4.2 大米面包比容的测定
1.2.4.3 大米面包水分含量测定
1.2.4.4 大米面包保水性的测定
1.2.4.5 大米面包质构的测定
1.2.4.6 面包内部水分分布的测定
1.2.4.7 面包老化焓的测定
1.2.4.8 大米面包的感官评定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 CDs稳定的玉米油Pickering乳液的制备
2.2 CDs稳定玉米油Pickering乳液对大米面包品质的影响
2.2.1 大米面包的内部结构观察和比容测定
2.2.2 大米面包的保水性分析
2.2.3 大米面包的质构特性分析
2.2.4 大米面包及其储藏过程中水分状态分析
2.2.5 大米面包老化焓的测定
2.2.6 新鲜大米面包的感官评定
3. 结论

参考文献(32)

资源附件(1)

环糊精稳定Pickering乳液在无麸质大米面包中的应用

作者简介: 李学红（1969−），女，博士，教授，研究方向：食品加工，E-mail：lixhchina@163.com

通讯作者: 陆勇（1969−），男，本科，高级实验师，研究方向：食品加工技术，E-mail：2011801@zzuli.edu.cn。

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