質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白對面粉糊化特性及面條品質(zhì)的影響

王瑞紅，朱 笛，陳復(fù)生，郭興鳳

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001)

質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白對面粉糊化特性及面條品質(zhì)的影響

王瑞紅，朱 笛，陳復(fù)生，郭興鳳*

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001)

大豆蛋白氨基酸組成合理，添加到面粉中可以提升面制品的營養(yǎng)價值。采用快速黏度法和質(zhì)構(gòu)分析法研究了質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白對面粉糊化特性及面條品質(zhì)的影響規(guī)律，結(jié)果表明：隨著質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量的增加，面粉糊化時的黏度降低，回生值減小。添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白對面條的質(zhì)構(gòu)特性無顯著影響，面條的蒸煮品質(zhì)較原面粉面條有所改善，尤其對面條的吸水率和蛋白質(zhì)保留率影響顯著。

質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白；面粉；糊化特性；面條品質(zhì)

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2017-4-20 14:09:13

0 引言

面條作為許多亞洲國家的主食已經(jīng)有4 000多年的歷史，且因其方便、營養(yǎng)及適口性，在全球的消費量不斷增加[1]。作為中國傳統(tǒng)的主食，面條頗受消費者喜愛[2]。但面條的主要原料小麥粉中蛋白質(zhì)含量和質(zhì)量都不能完全滿足人體對蛋白質(zhì)的需求，大豆蛋白中氨基酸含量比較均衡，將大豆蛋白添加到面粉中制作面條，可以有效增加面條的營養(yǎng)特性[3-4]。然而，大豆蛋白中球蛋白含量高達(dá)90%，其組織結(jié)構(gòu)特性使得感官質(zhì)量很難達(dá)到要求[5]，添加到面條中很難和小麥中的面筋蛋白結(jié)合形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此，通過高溫、高壓和剪切力的作用，大豆蛋白進(jìn)行復(fù)雜的關(guān)聯(lián)-離解反應(yīng)而變性[6]，可以使大豆蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，質(zhì)構(gòu)特性發(fā)生變化。因此，筆者將質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加到面粉中，與大豆分離蛋白進(jìn)行對比，比較其對面粉糊化作用和面條品質(zhì)的影響，探討質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白作為面條用小麥粉專用添加蛋白的可能性。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

大豆分離蛋白：山東谷神生物科技集團(tuán)有限公司；金苑特一粉：鄭州金苑面業(yè)有限公司；AY120分析天平：日本島津公司；RVA-4型快速黏度儀：澳大利亞Newport Scientific公司；DMT-10A電動家用面條機(jī)：山東龍口市復(fù)興機(jī)械有限公司；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System公司；SPX型生化培養(yǎng)箱：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；DS32II雙螺桿擠壓機(jī)：濟(jì)南賽信膨化機(jī)械有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料基本成分的測定

水分的測定：參照GB/T 14772—2008；灰分的測定：參照GB/T 5009.4—2010；粗蛋白的測定：參照GB/T 5009.5—2010；粗脂肪的測定：參照GB/T 14772—2008。

1.2.2 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的制備

參考豆洪啟[7]的方法，將大豆分離蛋白放入擠壓機(jī)進(jìn)行質(zhì)構(gòu)化，條件為：物料含水量60%，擠壓溫度 120℃，喂料速度 50 r/min，出料速度 50 r/min，4℃儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 面粉糊化特性的測定

稱取樣品3.5 g（校正水分含量為14%）于鋁筒中，加入蒸餾水25 mL，攪拌混勻，置于RVA進(jìn)行測定，具體測試程序參考GB/T 24853—2010程序a。

1.2.4 面條的制作方法

稱取混合面粉100 g于不銹鋼盆中，按照粉質(zhì)儀測定加水量的44%加水，攪拌5 min，使之呈絮狀，25℃醒發(fā)20 min；調(diào)整電動壓面條機(jī)，在壓輥間距為2 mm的厚度下壓片、合片成型，再調(diào)節(jié)壓輥間距從3.5 mm至1.0 mm依次壓片，切成寬2.0 mm的面條備用[8]。

1.2.5 面條最佳蒸煮時間的測定

參考Ye等[9]的方法略有改動。量取500 mL的蒸餾水煮沸，放入20根長為6 cm的面條，同時開始計時，在2 min后每隔20 s取出1根，在兩塊透明玻璃下觀察面條中間有無白芯，白芯剛好消失即為面條最佳蒸煮時間。

1.2.6 面條質(zhì)構(gòu)的測定

參考Luo等[10]的方法略有改動。面條煮至無白芯，撈出，自來水沖淋30 s，瀝干水分進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。把3根面條平行放置于載物臺探頭下方對稱位置，面條之間留一定的間隔，評價面條的質(zhì)構(gòu)特性。質(zhì)構(gòu)測試探頭：HDP/PFS；運行模式：壓縮；測前速度：2.0 mm/s；測試速度：1.0 mm/s；測后速度：1.0 mm/s；壓縮應(yīng)變：70%；兩次壓縮之間的時間間隔：1 s；觸發(fā)力：5 g。

1.2.7 面條蒸煮品質(zhì)的測定

面條蒸煮品質(zhì)測定的主要指標(biāo)為吸水率、干物質(zhì)損失率、面條中蛋白質(zhì)保留率。參照章紹兵等[11]的方法略有改動。取40根長22 cm的面條稱質(zhì)量，置于400 mL沸水鍋中，煮至最佳蒸煮時間撈出面條，用100 mL蒸餾水沖淋30 s，轉(zhuǎn)移至濾紙上晾5 min稱質(zhì)量。然后將測定面條吸水率的面湯冷卻定容到500 mL，從中取100 mL面湯倒入已恒質(zhì)量的燒杯中，放在電爐上蒸發(fā)至將近干，然后再于105℃電熱恒溫烘箱中烘至恒質(zhì)量，計算干物質(zhì)損失率，另取25 mL面湯測定其蛋白質(zhì)含量。

式中：面條干質(zhì)量是根據(jù)面粉含水量及制作面條時加水量進(jìn)行換算得到。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

每個樣品至少重復(fù)測定3次，質(zhì)構(gòu)試驗至少重復(fù)6次。試驗結(jié)果表示為：平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。采用SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，均值的多重比較采用Duncan法，差異顯著水平P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料基本組成成分（表1）

表1 原料的基本組成成分（以濕基計）Table 1 The basic compositions of raw materials (by wet basis) %

2.2 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白對面粉糊化特性的影響

分別將質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白以1%、2%、3%、4%、5%、6%的比例加入面粉中，測定混合面粉樣品的糊化指標(biāo)，同時與添加大豆分離蛋白的面粉做對比，糊化特性測定結(jié)果見表2。

面粉的糊化特性是指面粉在加熱過程中，淀粉糊化導(dǎo)致的溶液黏度的變化，以及淀粉糊黏度隨剪切時間和溫度而發(fā)生的變化。面粉中添加蛋白質(zhì)后，混合粉中淀粉相對含量減少，而蛋白質(zhì)良好的吸水性又使得淀粉糊中淀粉濃度相對升高，因此，糊化過程中黏度的變化主要取決于上述兩方面的共同作用[12]。

從表2可以看出，隨著質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量的增加，面粉的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、回生值均顯著降低，但添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的面粉的峰值黏度較原面粉出現(xiàn)先增高后降低的趨勢，這可能是因為蛋白質(zhì)在擠壓過程中，蛋白質(zhì)分子解離并發(fā)生變性，形成有序的三級結(jié)構(gòu)，在糊化過程中，質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白中大量疏水基團(tuán)暴露，淀粉顆粒之間水分的潤滑作用減弱，體系中總的淀粉濃度升高，導(dǎo)致體系的峰值黏度增加；隨著質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的添加，對淀粉起到一定的稀釋作用，混合粉中淀粉含量相對減少，降低了面粉的峰值黏度[13-15]?；厣捣从车氖堑矸酆蟮矸鄯肿又亟Y(jié)晶的程度[16]。添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白后，回生值降低，說明添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白阻止面粉糊化后淀粉分子重結(jié)晶，這可能是由于混合面粉在加熱過程中，蛋白分子內(nèi)部—SH大量暴露出來，與面粉中二硫鍵、疏水基團(tuán)相互作用，水分的減小,必然導(dǎo)致淀粉分子的遷移性減小,重新形成晶體的幾率也大大減小，阻礙淀粉分子重結(jié)晶[17]，在一定程度上可以延緩面制品的老化[18]。與添加等量大豆分離蛋白的面粉黏度相比，添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白面粉的黏度均較高，這可能是因為大豆分離蛋白經(jīng)擠壓后，維持蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵部分?jǐn)嗔?，蛋白質(zhì)的三級被破壞，形成相對線性的大分子物質(zhì)[19-20]，影響混合粉的糊化特性。

表2 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量對面粉糊化特性的影響Table 2 Effect of texturized soybean protein ratio on the pasting properties of wheat flour mPa·s

2.3 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量對面條品質(zhì)特性的影響

2.3.1 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響

分別將質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白以不同比例加入到面粉中制作面條，進(jìn)行面條質(zhì)構(gòu)特性的測定，同時與添加大豆分離蛋白的面條進(jìn)行對比，結(jié)果如圖1所示。

面條的質(zhì)構(gòu)特性反映了面條的組織結(jié)構(gòu)及狀態(tài)有關(guān)的物理特性，可通過質(zhì)構(gòu)儀測定面條的硬度、黏附性、內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性等指標(biāo)進(jìn)行評價[21]。由圖1可知，添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的面條的咀嚼性、回復(fù)性、內(nèi)聚性與原面粉制作的面條相比，均無顯著性差異，彈性、黏附性先下降后上升，這與Toyokawa等[22]的研究結(jié)果一致。與添加等量的大豆分離蛋白的面條相比，添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的面條的黏附性、咀嚼性、硬度均低于添加大豆分離蛋白的面條，彈性、內(nèi)聚性及回復(fù)性較高，面條的硬度受到面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，研究認(rèn)為麥谷蛋白各亞基之間通過分子間二硫鍵和次生鍵（如氫鍵和疏水作用）聚集成較大的麥谷蛋白聚合物，進(jìn)而形成具有剛性和彈性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是面條產(chǎn)生硬度的主要原因[23]。試驗數(shù)據(jù)顯示，隨著質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的添加，面條的硬度逐漸升高，說明質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白對面條的硬度有促進(jìn)作用，但卻低于添加大豆分離蛋白的面條，這可能是因為大豆分離蛋白在擠壓過程中，高溫高壓使蛋白質(zhì)分子不可逆變性，一部分蛋白質(zhì)裂解為多肽和氨基酸，蛋白質(zhì)含量降低，多肽和氨基酸含量升高[24-25]，質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白中的可溶性小分子肽鏈形成較弱的聚合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與面筋網(wǎng)絡(luò)形成交互作用不如大豆分離蛋白與面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的相互作用強(qiáng)[26]。內(nèi)聚性主要反映的是面粉中直鏈淀粉的高聚合度[27]。試驗結(jié)果表明，添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的面粉制作的面條的內(nèi)聚性均大于添加大豆分離蛋白制作的面條，說明大豆分離蛋白加熱變性，球形蛋白質(zhì)分子的肽鏈充分展開，在高溫、高壓、高剪切力的作用下，由β-折疊變?yōu)棣?螺旋，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更加緊密[28-29]，與面粉中面筋蛋白相互作用，淀粉流失較少，其內(nèi)聚性較添加大豆分離蛋白的面條的內(nèi)聚性為高。面條的黏附性表示面條樣品對其表面接觸的黏附力，是反映面條口感的關(guān)鍵性指標(biāo)之一，在質(zhì)構(gòu)化蛋白添加量不超過3%時，面條的黏附性較小，說明面條的爽口感較好，當(dāng)超過3%時，黏附性增加，面條較黏[30]，這可能是由于面條煮后黏度與淀粉流失量有關(guān)，由于質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白具有良好的吸水性和持水性，限制了水分向表面遷移，降低面條表面硬度，當(dāng)添加量較高時，質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白過多地奪取水分，導(dǎo)致氫鍵及面筋形成不完全，淀粉流失量增大，使面條黏附性增加[31]。

2.3.2 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量對面條蒸煮品質(zhì)的影響

蒸煮品質(zhì)是指在面條在蒸煮過程中，面筋蛋白重新吸收水分，增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻止面條中水分的流失和淀粉的溶出[32]，其中吸水率、干物質(zhì)損失率、面條中蛋白質(zhì)保留率是評價面條蒸煮品質(zhì)的重要指標(biāo)。圖2表示了質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白對面條蒸煮品質(zhì)的影響。

圖1 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量對面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.1 Effect of texturized soybean protein ratio on texture qualities of noodles

面條吸水主要是在蒸煮過程中面筋蛋白和淀粉之間的氫鍵發(fā)生變化，導(dǎo)致淀粉糊化和蛋白質(zhì)凝固變性[9]，它反映了面條的水合程度，影響面條的口感，面條吸水不足會導(dǎo)致面條干硬，質(zhì)地粗糙，而吸水量過大，面條太軟，口感發(fā)黏[32-33]。從圖2可以看出，與不添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白相比，添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白后面條吸水率減小。面條吸水主要是淀粉的糊化吸水，煮制過程中，質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白中疏水基團(tuán)暴漏，使得面筋網(wǎng)絡(luò)的吸水能力和持水能力下降，與李俊華[34]研究結(jié)果一致。但由于質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的添加，對面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成一定的破壞，水分和淀粉易溶出[32]，干物質(zhì)損失率上升，但相互之間沒有顯著性差異。從圖2可以看出，面條中蛋白質(zhì)保留率隨著質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量的增大而減小，這主要是因為隨著質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量的增加，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞，面條表面的可溶性物質(zhì)增加，蛋白質(zhì)保留率降低，但卻高于原面粉制作的面條，這說明質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的添加促進(jìn)—SH通過S—S/—SH的交互作用形成的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大于原面粉本身形成的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的面條的蛋白質(zhì)保留率依然高于原面粉面條[35]。

2.4 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白面粉糊化特性與面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)相關(guān)性

對質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白面粉的糊化特性和面條的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。

從表3可知，添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的面粉制作的面條中，面粉的糊化特性與面條的黏附性、內(nèi)聚性呈正相關(guān)，與面條的咀嚼性呈負(fù)相關(guān)，其中衰減值和最終黏度與面條的內(nèi)聚性呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別是0.785、0.811；研究指出，衰減值與面條蒸煮后硬度呈負(fù)相關(guān)[36]，所以，衰減值的降低可以提高面條的硬度，這與本試驗結(jié)果一致。面粉的糊化指標(biāo)與面條蒸煮品質(zhì)中吸水率呈正相關(guān)，與干物質(zhì)損失率、面條中蛋白質(zhì)保留率呈負(fù)相關(guān)，說明面粉的糊化特性是影響面條蒸煮品質(zhì)的重要指標(biāo)。質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白含量的增加會導(dǎo)致淀粉相對含量降低，弱化面團(tuán)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在蒸煮過程中淀粉易流失，所以干物質(zhì)損失率增加，面條中蛋白質(zhì)保留率減小。因此，用面粉的糊化特性可以預(yù)測面條的蒸煮品質(zhì)。

表3 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白面粉糊化特性和面條品質(zhì)的相關(guān)性Table 3 Correlation between pasting properties of flour and noodle qualities

圖2 質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量對面條蒸煮品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of texturized soybean protein ratio on cooking qualities of noodle

3 結(jié)論

對添加不同比例的質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白面粉的糊化特性及制作的面條的質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮品質(zhì)進(jìn)行分析后得出：隨著質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白添加量的增加，面粉的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、回生值逐漸減小，可以在一定程度上減緩面制品的老化；面條的質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮品質(zhì)分析表明，添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的面條的質(zhì)構(gòu)特性與原面粉面條相比，面條的硬度、咀嚼性及內(nèi)聚性增加，但添加不同比例的質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白的面條之間無顯著性差異。添加質(zhì)構(gòu)化大豆蛋白后，面條的蒸煮品質(zhì)較原面粉面條有所改善，其對面條的吸水率和蛋白質(zhì)保留率影響顯著。

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EFFECT OF TEXTURIZED SOYBEAN PROTEIN ON FLOUR PASTING PROPERTIES AND NOODLE QUALITIES

WANG Ruihong，ZHU Di，CHEN Fusheng，GUO Xingfeng
（School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

The amino acid composition of soybean protein was reasonable，and the nutritional value of flour products can be improved with soybean protein addition.In this paper，the effect of texturized soybean protein on the pasting properties of wheat flour and noodle qualities were analyzed by rapid viscosity analyzer（RVA）and texture analyzer，respectively.The results showed that：the pasting viscosity and setback of flour were decreased with the addition amount of texturized soybean protein increasing;the addition of texturized soybean protein had no significant effect on noodle texture properties，while the cooking quality of noodles was improved;water absorption and protein retention rate of noodles were affected obviously.

texturized soybean protein；wheat flour；pasting properties；noodle qualities

TS201.2

B

1673-2383(2017)02-0033-07

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170420.1409.012.html

2016-08-29

國家863計劃項目(2013AA102208)

王瑞紅（1990—），女，河南焦作人，碩士研究生，研究方向為糧食、油脂與植物蛋白工程。

*通信作者