王正德 金玉紅 杜金華
(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,泰安 271000)
豌豆分離蛋白對(duì)小麥粉面團(tuán)特性及掛面品質(zhì)的影響
王正德金玉紅杜金華
(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,泰安271000)
研究豌豆分離蛋白(PPI)添加量對(duì)小麥粉面團(tuán)蛋白質(zhì)組成、粉質(zhì)特性、拉伸特性和對(duì)掛面斷裂強(qiáng)度、烹煮特性及感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明:添加PPI后面團(tuán)中23.8~100.1 ku的蛋白條帶明顯加深;當(dāng)添加量為9.0%時(shí),面團(tuán)吸水率提高8.0%,穩(wěn)定時(shí)間延長(zhǎng)36.6%,拉伸阻力提高83.2%,拉伸比增大176.2%,說(shuō)明PPI的添加能夠提高面團(tuán)的筋力;PPI添加量達(dá)到7.0%時(shí),掛面最佳烹煮時(shí)間降低11.8%,生掛面斷裂強(qiáng)度提高34.0%,同時(shí)熟掛面的硬度、膠著性和咀嚼度有不同程度的提高。感官品評(píng)表明,添加3.0%~7.0% PPI制備的掛面與普通掛面無(wú)顯著差異。
豌豆分離蛋白面團(tuán)特性掛面斷裂強(qiáng)度感官評(píng)價(jià)
豌豆(PisumsativumL.)又稱麥豌豆、寒豆、蠶豆等,是一種營(yíng)養(yǎng)性食品[1]。我國(guó)是全世界第二大豌豆生產(chǎn)國(guó),在世界豌豆生產(chǎn)中占有極其重要的地位[2];糧食豌豆主要用于生產(chǎn)淀粉,而蛋白質(zhì)作為副產(chǎn)品大部分被用作低附加值的飼料[3]。
近些年,隨著生活水平的提高,人們對(duì)食品中蛋白質(zhì)來(lái)源多樣化的要求越來(lái)越高,低脂、低熱量的植物源蛋白日益受到人們的歡迎。豌豆蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)占干豌豆的21%~25%,賴氨酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)1.5%[4]。豌豆蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,是一種比較理想的植物蛋白,與FAO/WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn)模式較為接近[5-6]。同時(shí),豌豆蛋白還具有低致敏性等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于嬰幼兒配方食品[7],在食品加工過(guò)程中可作為食品添加劑替代部分肉類蛋白,如火腿、香腸等產(chǎn)品的加工[8]。
在我國(guó),對(duì)以小麥粉為主要原料的食品需求量極大。但由于小麥蛋白本身缺乏賴氨酸,導(dǎo)致這些食品賴氨酸含量偏低。因此,將優(yōu)質(zhì)蛋白原料和小麥粉適度混合成為提高小麥?zhǔn)称窢I(yíng)養(yǎng)價(jià)值的有效方法。Mahmoud等[9]研究了添加羽扇豆豆粉對(duì)面條品質(zhì)的影響;Lambrecht等[10]研究了添加大豆球蛋白對(duì)面條品質(zhì)的影響;郭興鳳等[11]研究了大豆蛋白酶水解產(chǎn)物的水解度對(duì)小麥粉及面條品質(zhì)的影響。另外,還有將豆科類植物蛋白加入面粉中制作面包[12-13]、意大利面[14]等食品的相關(guān)報(bào)道。這些研究發(fā)現(xiàn)添加豆科類蛋白往往對(duì)掛面烹煮特性和質(zhì)構(gòu)特性有較大影響,對(duì)掛面感官得分影響較??;實(shí)驗(yàn)原料大部分是全豆粉或者是實(shí)驗(yàn)室條件下提取的豆類分離蛋白,對(duì)已經(jīng)上市的成品分離蛋白研究較少。目前,鮮有關(guān)于豌豆分離蛋白的添加對(duì)面團(tuán)及掛面品質(zhì)影響的報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究添加豌豆分離蛋白(PPI)對(duì)面團(tuán)特性及掛面品質(zhì)的影響,旨在為相關(guān)生產(chǎn)提供參考。
1.1.1主要實(shí)驗(yàn)材料
豌豆分離蛋白:山東金都塔林食品有限公司,蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)71%;小麥粉:益海嘉里糧油工業(yè)有限公司,蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約12%;丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺:SIGMA公司;Tris:Scientific Research Special公司;過(guò)硫酸銨、考馬斯亮藍(lán)R250:Rolarbio公司;SDS、TEMED:北京華綠源科技有限公司;Marker:Takara公司;β-巰基乙醇:天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;溴酚藍(lán):天津市凱通化學(xué)試劑有限公司。
1.1.2主要儀器
TF-FD冷凍干燥機(jī):上海田楓實(shí)業(yè)有限公司;BGverMINI型電泳儀:北京白晶生物技術(shù)有限公司;BIO-RAD ChemiDocTMMP Imaging System:美國(guó)Bio-Rad Laboratories公司;SF17和面機(jī):意大利Alaska公司;DMT-5電動(dòng)家用面條機(jī):龍口市復(fù)興機(jī)械有限公司;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀:英國(guó)Stable Micro System公司;CR-300型色彩色差計(jì):日本美能達(dá)公司;JFZD型粉質(zhì)儀、JMLD型拉伸儀:北京東孚恒久儀器有限公司。
1.2.1蛋白質(zhì)組分測(cè)定
1.2.1.1樣品制備
參考高雪麗等[15]方法,稍作改動(dòng)。將PPI按照3%、5%、7%、9%的比例分別加入到小麥粉中,混勻;純小麥粉作對(duì)照。分別稱取各PPI混合粉100.0 g,加入適量的水(按85%最佳吸水率計(jì)算)進(jìn)行和面,和面結(jié)束取10 g面團(tuán)立即放入冰箱,-80 ℃條件下冷凍保存12 h。然后將樣品冷凍干燥,再將干燥的樣品用研缽磨成粉,放入冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.1.2電泳方法(SDS-PAGE)
參考金玉紅等[16]方法,稍作改動(dòng)。取樣品20 mg,加入1 mL樣品緩沖液,在30 ℃下水浴3 h,然后煮沸10 min,9 000 r/min離心5 min,取上清液上樣15 μL。分離膠濃度為12%,濃縮膠濃度為5%。濃縮膠穩(wěn)壓80 V,40 min;分離膠穩(wěn)壓110 V,約180 min。待溴酚藍(lán)前沿離分離膠底部1 cm結(jié)束。用考馬斯亮藍(lán)R250染色2 h后脫色24 h。
1.2.2面團(tuán)干、濕面筋含量的測(cè)定
干、濕面筋含量測(cè)定分別參照GB/T 5506.3[17]和GB/T 5506.1[18]。
1.2.3面團(tuán)粉質(zhì)特性的測(cè)定
面團(tuán)粉質(zhì)特性的測(cè)定參照GB/T 14614—2006[19]。
1.2.4面團(tuán)拉伸特性的測(cè)定
面團(tuán)拉伸特性的測(cè)定參照GB/T 14615—2006[20]。
1.2.5掛面的制作工藝及色澤測(cè)定
掛面的制作工藝及色澤測(cè)定參照SB/T 10137—1993[21]。小麥粉加水量為:混合粉實(shí)測(cè)吸水率×70%;和面至面團(tuán)表面光滑,室溫(25 ℃)靜置20 min;掛面寬度為4 mm;截取軋至最終厚度為1 mm的10 cm×10 cm面片,自然干燥后測(cè)定干面片色澤,以L、a、b值表示。
1.2.6掛面烹煮特性的測(cè)定
掛面烹煮特性的測(cè)定參照LS/T 3212—2014[22]。
1.2.7生掛面斷裂強(qiáng)度的測(cè)定
參考郭玉秋等[23]的方法,稍作改動(dòng)。用A/SPR探頭測(cè)定生掛面的斷裂程度,取一根長(zhǎng)8 cm生掛面置于探頭凹槽中,設(shè)置測(cè)試前速度2 mm/s,測(cè)試速度0.5 mm/s,測(cè)試后速度2 mm/s,測(cè)試距離20 mm,感應(yīng)力Auto-5 g。
1.2.8熟掛面的質(zhì)構(gòu)特性(TPA)測(cè)定
采用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀對(duì)樣品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)特性(TPA)測(cè)定。取10 g掛面,放入盛有500 mL的沸水中,煮到最佳烹煮時(shí)間(同1.2.6中掛面最佳烹煮時(shí)間測(cè)定結(jié)果相對(duì)應(yīng)),立即將掛面撈出,置于篩網(wǎng)中,自來(lái)水沖淋60 s。將掛面放在測(cè)試平臺(tái)上,用P/100探頭TPA測(cè)定掛面質(zhì)地,測(cè)試前速度2.0 mm/s,測(cè)試速度0.5 mm/s,測(cè)試后速度2.0 mm/s,測(cè)試距離為75%樣品厚度,時(shí)間間隔1 s,感應(yīng)力Auto-5 g,記錄硬度、彈性等參數(shù)。
1.2.9面條品嘗項(xiàng)目和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
面條品嘗項(xiàng)目和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照SB/T 10137—1993[21]。
1.2.10數(shù)據(jù)處理
應(yīng)用Excel 2010和IBM SPSS Statistics 22數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA),均值多重比較采用Tukey法,P<0.05表示差異顯著。
對(duì)添加PPI的面團(tuán)蛋白組分進(jìn)行了SDS-PAGE電泳分析,電泳圖譜見(jiàn)圖1。純小麥粉面團(tuán)蛋白主要分布在23.8~100.1 ku的范圍內(nèi);隨著PPI添加量的增加,在100.1、93.1、75.3、47.3、39.9、34.2、32.3、27.2、23.8 ku處的條帶顏色逐漸變深,寬度變大。這表明添加PPI的小麥粉面團(tuán)樣品中含有更多的可溶于SDS的蛋白質(zhì);同時(shí)添加PPI能夠補(bǔ)充面團(tuán)23.8~100.1 ku范圍內(nèi)的蛋白質(zhì)。添加PPI后的面團(tuán)在200 ku以上區(qū)域出現(xiàn)了新的條帶a,且隨著PPI的添加量的增加逐漸明顯,對(duì)比泳道2(100%PPI)得出,條帶a來(lái)自于PPI。高雪麗等[24]在對(duì)大豆分離蛋白的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn),添加大豆分離蛋白后面團(tuán)中出現(xiàn)了一條在97 ku以上的條帶,且在大豆分離蛋白和純面粉面團(tuán)中均未有該條帶,認(rèn)為該條帶是大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白之間通過(guò)共價(jià)鍵、非共價(jià)鍵發(fā)生交聯(lián)。
注:1~7條泳道分別是marker、100%PPI、純小麥粉面團(tuán)、含3.0%、5.0%、7.0%、9.0%PPI的面團(tuán)樣品。圖1 添加不同PPI的面團(tuán)蛋白的SDS-PAGE電泳圖譜
從表1看出,添加PPI對(duì)面團(tuán)干面筋占面團(tuán)干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒(méi)有顯著性影響。隨著PPI添加量的增大,面團(tuán)中面筋蛋白的含量不斷減少,但最終得到的干面筋質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒(méi)有顯著性變化。這說(shuō)明PPI中部分物質(zhì)能夠與面筋蛋白結(jié)合或者殘留于面筋之中而不易被沖洗掉,在質(zhì)量上補(bǔ)充了面團(tuán)中減少的面筋蛋白。隨著添加量增加,濕面筋占面團(tuán)干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)先略微增加后減少。PPI添加量在5.0%以內(nèi)能夠略微提高面團(tuán)濕面筋占面團(tuán)干基質(zhì)量分?jǐn)?shù);而添加量繼續(xù)增大至7.0%以上時(shí),面團(tuán)濕面筋的含量有所降低。這說(shuō)明少量添加PPI能夠提高濕面筋的持水力,而添加過(guò)多的PPI不會(huì)提高面筋的持水性。這主要是因?yàn)樾←溍娼畹鞍椎暮繉?duì)面筋持水能力起決定作用,當(dāng)面團(tuán)中面筋蛋白被PPI替代較多時(shí),會(huì)直接對(duì)面筋的持水性產(chǎn)生不利影響。郭興鳳等[11]研究發(fā)現(xiàn)添加大豆分離蛋白未對(duì)面團(tuán)干、濕面筋含量產(chǎn)生顯著性影響,與本實(shí)驗(yàn)結(jié)論相似。
表1 不同PPI添加量對(duì)面團(tuán)干濕面筋含量的影響(干基)
注:不同小寫(xiě)字母表示同列之間的顯著性差異(P<0.05),下同。
添加PPI對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性有顯著影響。從表2看出,隨著PPI添加量的增加,吸水率顯著增加,這說(shuō)明添加PPI能夠明顯提高面團(tuán)的吸水率,這可能是因?yàn)榧尤隤PI后,PPI與面團(tuán)中的面筋蛋白以及淀粉之間能夠結(jié)合更多的水分;PPI添加量在3.0%以內(nèi)時(shí)面團(tuán)形成時(shí)間沒(méi)有顯著變化,達(dá)到5.0%及以上時(shí)形成時(shí)間顯著增加,這說(shuō)明添加較多的PPI對(duì)面筋的形成有阻礙作用,這可能是因?yàn)镻PI對(duì)面筋蛋白有一定的隔離作用,導(dǎo)致面筋蛋白不能較快地充分結(jié)合形成面筋;添加PPI面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間顯著增加,弱化度顯著降低,說(shuō)明添加PPI有助于提高面團(tuán)的穩(wěn)定性,這可能是因?yàn)樵跀嚢璧倪^(guò)程中,不斷有新的面筋蛋白突破PPI的隔離作用后形成新的面筋,延緩了正常面筋在攪拌過(guò)程中的斷裂速度,從而抵消了在過(guò)程中因一部分面筋斷裂后攪拌刀受力降低的效果,提高了面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間。這與郭興鳳等[11]以及李向陽(yáng)等[25]有關(guān)大豆分離蛋白的添加對(duì)面團(tuán)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間等方面的研究結(jié)論相似。
表2 不同PPI添加量對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響
從表3看出,添加PPI對(duì)面團(tuán)拉伸能量沒(méi)有顯著影響;但隨著PPI添加量的增加,面團(tuán)延伸度顯著降低,拉伸阻力和拉伸比顯著提高,這說(shuō)明添加PPI可以增加面團(tuán)的筋力,但面團(tuán)在受力較大時(shí)會(huì)較早斷裂。這可能是因?yàn)殡m然PPI增加了面團(tuán)的強(qiáng)度,但部分PPI對(duì)面筋蛋白起到了隔離作用,使形成的面筋較短,不利于面筋蛋白延展性質(zhì)的發(fā)揮。這與崔麗琴等[26]對(duì)豆渣粉的研究結(jié)論相似。
表3 不同PPI添加量135 min時(shí)對(duì)面團(tuán)拉伸特性影響
隨著PPI添加量的增大,L、a、b值變化明顯。由表4得出,隨著PPI添加量的逐漸增加,L值顯著降低,a值顯著增加,b值顯著增加;這說(shuō)明掛面的亮度顯著降低,并且有從淡黃色至黃色的漸變趨勢(shì)。這主要是因?yàn)镻PI本身呈黃色,添加至面團(tuán)后隨添加量增加使掛面發(fā)生趨向PPI顏色的轉(zhuǎn)變。
表4 不同PPI添加量對(duì)生掛面色澤的影響
由表5得出,各個(gè)掛面樣品之間含水量沒(méi)有顯著性差異;PPI添加量在3.0%時(shí),最佳烹煮時(shí)間和干物質(zhì)吸水率較空白沒(méi)有顯著變化;由3.0%增加至7.0%時(shí)二者顯著降低;添加量達(dá)到9.0%時(shí)二者較添加7.0%時(shí)略微增加,但仍低于對(duì)照組。這可能是因?yàn)樘砑虞^多的PPI時(shí),面筋形成受到一定程度的影響,面筋強(qiáng)度降低,導(dǎo)致最佳烹煮時(shí)間降低。干物質(zhì)吸水率主要受掛面中淀粉糊化程度高低的影響,而后者在溫度一定,水分充足時(shí),很大程度上受烹煮時(shí)間長(zhǎng)短的影響,因此干物質(zhì)吸水率的變化和最佳烹煮時(shí)間的變化趨勢(shì)相同。PPI添加量在3.0%以內(nèi)時(shí),干物質(zhì)損失率較空白沒(méi)有顯著變化,隨著添加量逐漸增大,干物質(zhì)損失率顯著升高。這可能是因?yàn)镻PI本身在中性環(huán)境中的溶解度較面筋蛋白大[27-28],隨著添加量的增加,掛面在烹煮過(guò)程中處于邊緣的豌豆蛋白及其粘附的淀粉等物質(zhì)損失有所增加。Mahmoud等[9]研究發(fā)現(xiàn)添加羽扇豆粉制作面條會(huì)降低面條的最佳烹煮時(shí)間,添加脫脂羽扇豆粉能夠顯著提高面條的干物質(zhì)損失率,這與本結(jié)論相似;李向陽(yáng)等[25]研究發(fā)現(xiàn)添加大豆分離蛋白能夠使掛面的吸水率、最佳蒸煮時(shí)間增加、蒸煮損失減少,這可能與大豆分離蛋白比豌豆分離蛋白溶解度低,以及大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白之間通過(guò)共價(jià)鍵、非共價(jià)鍵發(fā)生交聯(lián),形成更加緊密的結(jié)構(gòu)[24]等原因有關(guān)。
表5 不同PPI添加量對(duì)生掛面水分和烹煮特性的影響
由圖2看出,PPI添加量增加至5.0%以上時(shí)生掛面的斷裂強(qiáng)度有顯著提高。這說(shuō)明PPI能夠增加掛面內(nèi)部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,使掛面不容易被折斷。這可能和添加PPI能夠提高掛面內(nèi)部面筋強(qiáng)度有關(guān),與面團(tuán)拉伸特性表現(xiàn)出的規(guī)律相似。另外,Lambrecht等[10]研究發(fā)現(xiàn)添加大豆球蛋白能夠提高面條最大承受力,即斷裂強(qiáng)度;李向陽(yáng)等[25]研究發(fā)現(xiàn)適量添加大豆分離蛋白能夠提高掛面的折斷力,均與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。
圖2 不同PPI添加量對(duì)生掛面斷裂強(qiáng)度的影響
由表6得出,各樣品間的黏著性、彈性、黏聚性沒(méi)有顯著性變化;隨著PPI添加量增加,熟掛面硬度顯著增加,這可能是因?yàn)镻PI通過(guò)增強(qiáng)熟掛面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的筋力使其不容易被擠壓,從而提高了硬度;添加量在3.0%以內(nèi)時(shí),膠著性沒(méi)有顯著變化,添加量在5.0%~9.0%時(shí)較空白顯著提高;添加量在5.0%以內(nèi)時(shí)咀嚼度沒(méi)有顯著性變化,達(dá)到7.0%以上時(shí)顯著提高;回復(fù)性在添加量為3.0%、5.0%時(shí)有所下降,在添加量達(dá)到9.0%時(shí)有所上升,但未高于對(duì)照組。
由表7得出,PPI添加量在7.0%以內(nèi)時(shí)對(duì)掛面的感官品質(zhì)沒(méi)有顯著影響;當(dāng)添加量達(dá)到9.0%時(shí),除了光滑性之外,其余各個(gè)項(xiàng)目得分都顯著降低,并且添加量達(dá)到9.0%時(shí),總分已經(jīng)低于精制級(jí)小麥粉制品評(píng)分最低分85分,說(shuō)明PPI添加量達(dá)到9.0%時(shí)對(duì)掛面感官品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。Mahmoud等[9]研究發(fā)現(xiàn)添加5%~10%的全豆粉和5%~20%的脫脂豆粉對(duì)面條的可接受性沒(méi)有顯著性影響,但過(guò)多的添加會(huì)使面條可接受性下降。
表6 不同PPI添加量對(duì)熟掛面質(zhì)構(gòu)特性(TPA)的影響
表7 不同PPI添加量對(duì)掛面感官品質(zhì)的影響
隨著PPI添加量由0增加至9.0%,面團(tuán)在23.8~100.1 ku范圍內(nèi)電泳條帶顏色逐漸加深;PPI添加量在5.0%以內(nèi)能夠略微提高面團(tuán)中濕面筋占面團(tuán)干基的質(zhì)量分?jǐn)?shù);隨著PPI添加量的增加,面團(tuán)的吸水率和穩(wěn)定時(shí)間顯著提高,添加PPI使面團(tuán)拉伸阻力顯著上升,延伸度顯著降低,從而提高面團(tuán)的筋力;PPI添加量在3.0%~9.0%的范圍內(nèi)增加時(shí),可提高熟掛面的膠著性和咀嚼度;當(dāng)添加量為5.0%以上時(shí),可顯著降低掛面的最佳烹煮時(shí)間,提高生掛面斷裂強(qiáng)度;PPI的添加量在3.0%~7.0%的范圍內(nèi)不會(huì)影響掛面的口感。
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Effects of Pea Protein Isolate on Characteristics of Wheat Flour Dough and Quality of Dried Noodle
Wang ZhengdeJin YuhongDu Jinhua
(College of Food Science and Engineering,Shandong Agricultural University,Taian271000)
The effects of pea protein isolate(PPI)on protein composition,farinograph property and tensile property of wheat flour dough and breaking strength,cooking property and sensory quality of fine dried noodles were researched.The results showed that in the dough the content of protein component between 23.8 ku and 100.1 ku
was increased significantly by adding PPI.When the dough was added PPI of 9.0%,its water absorption increased by 8.0%,stability time increased by 36.6%,tensile resistance increased by 83.2%,and draw ratio increased by 176.2%,which indicated that adding PPI could improve the paste strength of dough.When the noodle was added PPI by 7.0%,the best cooking time of the noodle was reduced by 11.8%,and the breaking strength of raw noodle was increased by 34.0%,the hardness,conglutination and chewiness of the cooked noodles were enhanced by varying degrees.The sensory evaluation revealed that no significant difference was found in the noodles by adding PPI of 3.0%~7.0% compared with the control.
peaprotein isolate(PPI),farinograph properties,fine dried noodles,breaking strength,sensory evaluation
TS213.2
A
1003-0174(2018)03-0021-07
時(shí)間:2018-03-14 16:36:23
http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20180314.1636.008.htm
2017-07-05
王正德,男,1991年出生,碩士,食品科學(xué)
杜金華,女,1963年出生,教授,博士生導(dǎo)師,食品發(fā)酵與釀造