糯麥粉及轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TGase)在冷凍糯性糕團(tuán)中的應(yīng)用

王 鳳，黃衛(wèi)寧,*，堵國成，張思佳，姚 遠(yuǎn)，鄭風(fēng)平，李越華

(1.江南大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫 214122；2.江南大學(xué) 工業(yè)生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫 214122；3.無錫麥吉貝可生物食品有限公司，江蘇 無錫 214131；4.江蘇楚龍面粉有限公司，江蘇 興化 225700；5.廣東開蘭面粉有限公司，廣東 開平 529300)

中國傳統(tǒng)特色糕團(tuán)產(chǎn)品如青團(tuán)、麻薯和冰皮月餅等多采用冷加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，將糯米粉等原料經(jīng)過預(yù)先熟化、冷卻、成型、包裝等工藝后進(jìn)行冷藏或凍藏[1]。這樣不但可以很好地保持原料原有的色、香、味、形和營養(yǎng)成分，并可有效延緩產(chǎn)品老化、保持產(chǎn)品品質(zhì)[1]。此類產(chǎn)品品種多樣，口感獨(dú)特，且有著低油脂、低熱量的營養(yǎng)優(yōu)勢(shì)，因而廣受消費(fèi)者喜歡。但是在儲(chǔ)藏過程中產(chǎn)品易老化，破壞口感，同時(shí)失水使得產(chǎn)品變硬龜裂，導(dǎo)致內(nèi)陷散開無法成型，產(chǎn)品品質(zhì)下降。此外，以糯米粉等為原料的食品中蛋白質(zhì)含量低，特別是缺乏人體必需氨基酸之一的賴氨酸[2]。

糯麥粉在某些特性方面與糯米粉相似，其淀粉組成主要為支鏈淀粉[3-4]。從營養(yǎng)方面來看，糯麥粉的營養(yǎng)價(jià)值更勝一籌，因其有著更為豐富的蛋白組分。目前糯麥粉主要應(yīng)用在面條、面包、饅頭等的制作中[5-8]。但是關(guān)于糯麥粉在糕團(tuán)類產(chǎn)品中應(yīng)用的研究尚未見報(bào)道。

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶TGase是一種交聯(lián)酶制劑，可催化多種蛋白質(zhì)間的交聯(lián)，達(dá)到提高其彈性，持水性和其他功能特性的目的[9-10]。但蛋白質(zhì)的來源是關(guān)鍵因素，它決定了酶對(duì)蛋白質(zhì)的作用[11]。已有研究報(bào)道[12-15]，大米蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白、面筋蛋白、燕麥蛋白等都是TGase較好的作用底物。

在糯米粉中加入部分糯麥粉來制作糯性糕團(tuán)，不但可以增加產(chǎn)品中賴氨酸含量，改善營養(yǎng)特性，而且通過研究糯麥粉對(duì)糯性糕團(tuán)品質(zhì)及凍藏特性的影響，還可為進(jìn)一步拓展糯麥粉的綜合應(yīng)用提供理論依據(jù)。由前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在糯米粉中加入10%(以粉質(zhì)量計(jì))的糯麥粉可制作出品質(zhì)較好的糯性糕團(tuán)，因此本實(shí)驗(yàn)以糯米粉和含10%糯麥粉的糯米-糯麥組合粉為研究對(duì)象，研究TGase對(duì)其糊化特性的影響，并用兩種粉制作糯性糕團(tuán)，研究TGase在兩種不同體系中的作用及其對(duì)糯性糕團(tuán)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生的影響，并對(duì)含TGase的糕團(tuán)產(chǎn)品的凍藏特性進(jìn)行研究。這對(duì)于促進(jìn)我國傳統(tǒng)特色糕團(tuán)類食品的工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐以及擴(kuò)展糯麥資源的利用都具有非常重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

水磨糯米粉購自無錫市當(dāng)?shù)爻?；糯麥?江蘇楚龍面粉有限公司；轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TGase，100U/g) 泰州一鳴精細(xì)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

快速黏度分析儀(RVA) 澳大利亞Newport Scientific公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；Kitchen Aid攪拌機(jī) 美國惠而浦公司；便攜式水分活度測定儀 瑞士Novasina公司。

1.3 方法

1.3.1 組分測定糯米粉和糯麥粉的水分、灰分、蛋白質(zhì)、總淀粉以及直鏈淀粉含量分別依據(jù)AACCI方法進(jìn)行測定[16]。

1.3.2 糊化特性的測定

參照AACCI 61—02方法，采用快速黏度分析儀對(duì)糯米粉和糯米-糯麥組合粉的糊化特性進(jìn)行分析[16]。將稱好的樣品和水一并加入樣品捅，然后將樣品筒放入RVA測定儀中進(jìn)行測定。測定過程中溫度變化為：先50℃保溫2min，然后在6min內(nèi)升溫至95℃，保溫6min后，經(jīng)4min降溫至50℃，然后再保溫4min，每個(gè)樣品測定3次，結(jié)果顯示為3次實(shí)驗(yàn)的平均值。

1.3.3 糯性糕團(tuán)的制作

取糯米粉或混合了10%糯麥粉的糯米-糯麥組合粉500g、白砂糖160g、水90%(以粉質(zhì)量計(jì))，以及TGase(0、0.5%、1%，以粉質(zhì)量計(jì))混合均勻成面團(tuán)。將面團(tuán)轉(zhuǎn)入不銹鋼容器中，在室溫條件下靜置30min，然后將其放在沸水蒸籠中蒸制20min。取蒸好的面團(tuán)加入攪拌缸中，高速攪打5min后，放置在室溫松弛30min。然后對(duì)其進(jìn)行分割(30g/個(gè))，并搓圓成球狀，室溫冷卻1h。

1.3.4 糯性糕團(tuán)塌陷度測定

蒸制冷卻后的面團(tuán)，經(jīng)定型，放置在室溫條件下冷卻1h。以兩塊三角板相互垂直來測定糯性糕團(tuán)冷卻前后的高度h1和h2，塌陷度以Δh=h1－h(huán)2表示。

1.3.5 糯性糕團(tuán)的冷凍貯藏

將冷卻后的糯性糕團(tuán)置于－38℃的冰柜內(nèi)快速冷凍0.5h，然后放入－18℃的冰箱內(nèi)進(jìn)行冷凍儲(chǔ)存，凍藏期設(shè)定為6周，在這6周之內(nèi)每周取出樣品自然解凍，然后對(duì)不同凍藏周期下糯性糕團(tuán)進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量參數(shù)的測定。

1.3.6 糯性糕團(tuán)表面完好率的測定

將在－18℃凍藏不同周期(0、1、2、3、4、5、6周)的糯性糕團(tuán)樣品取出，并觀察其表面狀態(tài)，以不產(chǎn)生表面裂紋為完好狀態(tài)，計(jì)算得到表面完好率[1]。

1.3.7 水分活度的測定

取糯性糕團(tuán)中心部位樣品并切成小粒，并用水分活度儀進(jìn)行測定。同一樣品平行測定3次后取平均值。每個(gè)樣品在測定前均需使其溫度恢復(fù)到室溫(25℃)。

1.3.8 糯性糕團(tuán)硬度和彈性的測定

采用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀對(duì)糯性糕團(tuán)的硬度和彈性進(jìn)行測定[17]。參數(shù)設(shè)定：測試前探頭下降速率為1mm/s，測試速率為2mm/s，測試后探頭回程速率為5mm/s，測試距離為2mm，觸發(fā)力為5g，探頭類型為P/25。探頭壓縮部位為糯性糕團(tuán)的中心部位，每組樣品進(jìn)行5次平行測定后取平均值。每個(gè)樣品在測定前均需使其溫度恢復(fù)到室溫狀態(tài)下。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS8.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 糯米粉和糯麥粉的基本成分

表 1 糯米粉和糯麥粉基本成分分析Table 1 Proximate composition of waxy rice fl our and waxy wheat fl our

表1顯示了糯米粉和糯麥粉這兩種不同原料的基本成分，可以看出，同糯米粉一樣，糯麥粉中的直鏈淀粉含量很低，但是糯麥粉的蛋白質(zhì)含量要高于糯米粉。

2.2 添加TGase對(duì)糯米粉和糯米-糯麥組合粉糊化特性的影響

糯麥粉與糯米粉在糊化特性方面有很多相似之處，例如有較低的回值，較高的衰減值，能更快地到達(dá)黏度高峰等，這些可能與其淀粉組成主要為支鏈淀粉有關(guān)[18-19]。

表 2 TGase對(duì)糯米粉及含10%糯麥粉的糯米組合粉糊化特性的影響Table 2 Effect of TGase on the pasting properties of waxy flour and waxy flour blends

在本研究中，通過RVA測定冷熱循環(huán)中面團(tuán)黏度的變化，從而獲得糯麥粉對(duì)糯米粉以及TGase對(duì)糯米粉和糯米-糯麥組合粉糊化特性的影響。如表2所示，與糯米粉相比，含10%糯麥粉的組合粉樣品有著相對(duì)較低的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度。這可能是由于糯麥粉含有較高的蛋白質(zhì)含量，稀釋了體系中淀粉的濃度。Marco等[11]研究者也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)米粉中加入其他外源蛋白時(shí)會(huì)降低米粉的峰值黏度。在糯米粉中添加10%的糯麥粉，還會(huì)使得體系回值顯著降低。因此，在糯米粉中加入部分糯麥粉可在一定程度上延緩產(chǎn)品的老化。

雖然米粉的糊化特性主要與淀粉組分相關(guān)，但某些因素對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變也會(huì)對(duì)糊化特性產(chǎn)生影響[12]。經(jīng)TGase處理后，表征糯米粉糊化特性的各參數(shù)無明顯變化，僅衰減值有所增加。而對(duì)于含10%糯麥粉的組合粉，其峰值黏度和最終黏度在添加TGase后都增加了，當(dāng)添加量達(dá)到1%時(shí)，峰值黏度和最終黏度分別增加了15.19%和15.23%。這種差異可能是由于TGase對(duì)兩個(gè)體系中蛋白質(zhì)的不同作用而產(chǎn)生的。而TGase對(duì)糯麥粉中面筋蛋白的作用增加了面筋蛋白對(duì)水分的競爭，使得組合粉體系的黏度增加了[20]。TGase使得糯米-糯麥組合粉的衰減值由45.2RVU增大到53.9RVU，而回值卻在一定程度上有所降低。

無論在糯麥粉面團(tuán)中還是糯米-糯麥組合粉面團(tuán)中添加TGase，對(duì)體系達(dá)到峰值黏度的時(shí)間無顯著影響。

2.3 TGase對(duì)糯性糕團(tuán)塌陷度的影響

圖 1 TGase對(duì)糯性糕團(tuán)塌陷度的影響Fig.1 Effect of TGase on the collapse degree of waxy fl our dough

整型后的糯性糕團(tuán)放置在室溫條件下冷卻時(shí)，由于糯性糕團(tuán)質(zhì)地柔軟，往往會(huì)出現(xiàn)塌架的現(xiàn)象，從而影響產(chǎn)品的外觀品質(zhì)[1]。而這種現(xiàn)象在加入10%糯麥粉后更加明顯。由圖1可知，分別在用糯米粉和用糯米-糯麥組合粉制作的糯性糕團(tuán)中添加0.5%和1%的TGase，可很好地降低產(chǎn)品的塌陷度，且隨著TGase添加量的增加效果更明顯。Gujral等[12]研究發(fā)現(xiàn)，TGase可作用于大米蛋白，從而改善米粉面團(tuán)的黏彈特性。而關(guān)于TGase對(duì)小麥蛋白的作用的文獻(xiàn)報(bào)道就更多了[21-22]。通過對(duì)流變學(xué)特性的影響，TGase可使得筋力較弱的面筋筋力變強(qiáng)[23]。因此可以推測，正是因?yàn)門Gase對(duì)大米蛋白和小麥蛋白的交聯(lián)作用，降低了糯性糕團(tuán)產(chǎn)品的塌陷度。

2.4 TGase對(duì)冷凍糯性糕團(tuán)表面完好率的影響

表面完好率是糯性糕團(tuán)產(chǎn)品的一個(gè)重要品質(zhì)特性。冷凍糯性糕團(tuán)凍藏后表面開裂，主要是由于糕團(tuán)內(nèi)凝膠冷凍后產(chǎn)生的脫水收縮引起的。凍藏過程中，由于溫度波動(dòng)，常常會(huì)導(dǎo)致水分重結(jié)晶現(xiàn)象，由此產(chǎn)生熱應(yīng)力，使得產(chǎn)品出現(xiàn)“低溫?cái)嗔选爆F(xiàn)象。而另一方面，在橡膠態(tài)下產(chǎn)生的微觀裂縫也為晶核的生長提供了自由容積和很高的表面能。因此，長期的冷凍貯藏更容易加速這個(gè)過程[24]。

將速凍好的糯性糕團(tuán)保存在－18℃條件下，樣品隨著時(shí)間的延長而出現(xiàn)不同程度的表面龜裂甚至開裂現(xiàn)象。從表3可以看出，用含10%糯麥粉的糯米-糯麥組合粉制得的糯性糕團(tuán)的表面完好率與用糯米粉制得的無顯著差異。而在兩種糯性糕團(tuán)中添加TGase，對(duì)樣品表面完好率的影響不同。在糯米粉糕團(tuán)中，TGase對(duì)其表面完好性的改善作用不顯著，但在含有10%糯麥粉的糯性糕團(tuán)中，TGase使得表面完好率增加。當(dāng)添加1% TGase時(shí)，凍藏6周的組合粉糯性糕團(tuán)的表面完好率依舊能夠保持在90%。在糯米粉或糯米-糯麥組合粉兩個(gè)體系中，有著不同來源的蛋白質(zhì)組成，因而導(dǎo)致了TGase對(duì)這兩個(gè)體系的不同作用表現(xiàn)。

表 3 TGase對(duì)凍藏不同周期的糯性糕團(tuán)的表面完好率的影響Table 3 Effect of TGase on the surface integrity of frozen waxy flour dough stored for different weeks%

2.5 TGase對(duì)冷凍糯性糕團(tuán)水分活度的影響

表 4 不同添加量TGase對(duì)凍藏不同周期的糯性糕團(tuán)水分活度的影響Table 4 Effect of TGase on the water activity of frozen waxy flour dough stored for different weeks

在淀粉加熱糊化過程中，水分子通過氫鍵結(jié)合到淀粉鏈上，形成較為結(jié)實(shí)的凝膠。但在冷凍時(shí)，隨著凝膠的凍結(jié)，淀粉與淀粉之間相互聚結(jié)，迫使水從這一結(jié)合體系中擠壓出來。因此，隨著凍藏周期延長，糯性糕團(tuán)的水分活度降低了。由表4可知，在糯米粉中混入10%的糯麥粉會(huì)使得凍藏的糯性糕團(tuán)的水分活度有所降低。而對(duì)于添加TGase的糯性糕團(tuán)，無論是否含有糯麥粉，TGase都在一定程度上使得樣品的水分活度增加，當(dāng)樣品凍藏越久時(shí)，這種增加作用越明顯。據(jù)報(bào)道[12]，TGase對(duì)大米蛋白的交聯(lián)作用可增加面團(tuán)的持水力。而關(guān)于TGase提高小麥面團(tuán)持水能力的研究結(jié)果早在1998年就已報(bào)道[25]。

2.6 TGase對(duì)解凍的糯性糕團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

硬度是反映糯性糕團(tuán)的老化特性與食用品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由圖2可知，與用糯米粉制作的糯性糕團(tuán)相比，由糯米-糯麥組合粉制得的糯性糕團(tuán)的硬度明顯要小。這可能與糯麥粉使得糯米粉的最終黏度減小有關(guān)。將糯性糕團(tuán)樣品凍藏在－18℃的低溫條件下，可有效降低產(chǎn)品的老化速率。但隨著凍藏周期的延長，糯性糕團(tuán)的硬度都顯著增加了。比較未添加TGase的兩個(gè)糕團(tuán)樣品，含10%糯麥粉的糯性糕團(tuán)經(jīng)歷不同的凍藏周期后，其硬化速率要小于不含糯麥粉的樣品，這說明在糯米粉中添加糯麥粉，可延緩樣品在凍藏過程中的老化。

圖 2 不同量TGase對(duì)不同凍藏周期的糯性糕團(tuán)硬度的影響Fig.2 Effect of TGase on the hardness of frozen waxy fl our dough stored for different weeks

在糯米粉制作的糕團(tuán)中加入TGase，會(huì)使得樣品的硬度稍微有所增加，但對(duì)含10%糯麥粉的糯米-糯麥組合粉糕團(tuán)的硬度影響不顯著。Wu Jianping等[26]發(fā)現(xiàn)TGase會(huì)使得面條的硬度增加，而Wang Feng等[27]在用TGase處理燕麥粉和谷朊粉制作的面條時(shí)，沒有觀察到顯著的差異。本研究中，TGase對(duì)用糯米粉和糯米-糯麥組合粉制作的糕團(tuán)產(chǎn)品的硬度影響不一致，這可能與TGase在這兩個(gè)不同體系中的作用差異有關(guān)，包括TGase對(duì)粉質(zhì)糊化特性的影響和對(duì)產(chǎn)品持水力的影響，歸根結(jié)底是TGase對(duì)這兩個(gè)體系中不同蛋白質(zhì)底物產(chǎn)生的不同作用。

圖 3 不同量TGase對(duì)不同凍藏周期的糯性糕團(tuán)硬度的影響Fig.3 Effect of TGase on the springiness of frozen waxy fl our dough stored for different weeks

由圖3可知，與不含糯麥粉的糯性糕團(tuán)相比，由糯米-糯麥組合粉制得的糯性糕團(tuán)的彈性要小。這可能與糯米粉和糯麥粉的凝膠特性有關(guān)。添加TGase可增加糯性糕團(tuán)的彈性，特別是含10%糯麥粉的糯性糕團(tuán)，且這種增加效果隨著TGase添加量的增大而增大。該結(jié)論與Wu Jianping[26]和Wang Feng[27]等的研究結(jié)果一致，他們對(duì)含有TGase的熟面條進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定，發(fā)現(xiàn)TGase可通過對(duì)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，來提高產(chǎn)品的彈性。經(jīng)過長時(shí)間凍藏，糯性糕團(tuán)的彈性降低了，含10%糯麥粉的糯性糕團(tuán)的下降幅度要比不含糯麥粉的大。但TGase處理使得兩種糯性糕團(tuán)在凍藏之后仍能很好地保持較好的彈性。

3 結(jié) 論

3.1 與糯米粉相比，含10%(以粉質(zhì)量計(jì))糯麥粉的糯米-糯麥組合粉的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度相對(duì)降低，且體系的回值也減小了。TGase處理對(duì)糯米粉的糊化特性無明顯變化，但是卻使得組合粉的峰值黏度和最終黏度分別增加15.19%和15.23%。

3.2 加入10%糯麥粉使得糯性糕團(tuán)的塌陷度有所增加，但對(duì)糯性糕團(tuán)的表面完好率影響不顯著。TGase可很好地改善產(chǎn)品的塌陷現(xiàn)象；在含有10%糯麥粉的糯性糕團(tuán)中添加1%(以粉質(zhì)量計(jì))TGase，可使凍藏6周的糯性糕團(tuán)仍保持90%的表面完好率。

3.3 在糯米粉中混入10%的糯麥粉會(huì)使得凍藏的糯性糕團(tuán)的水分活度有所降低。而無論是否含有糯麥粉，TGase都使得產(chǎn)品的水分活度增加了。

3.4 與用糯米粉制作的糯性糕團(tuán)相比，糯米-糯麥組合粉制得的糯性糕團(tuán)的硬度和彈性都明顯要小。同時(shí)，糯麥粉在一定程度上降低了凍藏過程在產(chǎn)品的硬化速率。加入TGase會(huì)使得糯性糕團(tuán)的彈性都有所增加。

本研究為我國傳統(tǒng)特色糕團(tuán)類食品的工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐提供了一定的基礎(chǔ)理論信息和新的技術(shù)途徑。

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