不同來(lái)源明膠對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響

姜艷敏，丁長(zhǎng)河*，庸菁喆

1. 河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院（鄭州 450001）；2. 河南雅奇明膠有限公司（鄭州 450006）

明膠是通過(guò)膠原蛋白的部分水解獲得的可溶性蛋白質(zhì)[1]。近年來(lái)，明膠在食品[2]、化妝品[3]、照相、醫(yī)藥[4]等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。工業(yè)產(chǎn)品中使用明膠大多是從哺乳動(dòng)物來(lái)源（牛和豬）獲得，來(lái)自哺乳動(dòng)物來(lái)源的明膠由于它們引起的過(guò)敏反應(yīng)，以及如綿羊和山羊癢病、牛海綿狀腦病（瘋牛?。⒖谔阋吆推渌诵蠊不疾〉葌魅拘约膊〉娘L(fēng)險(xiǎn)而面臨問(wèn)題[4]。此外，某些宗教禁止使用牛和豬產(chǎn)品。因此近年來(lái)，來(lái)自魚(yú)類(lèi)廢物的明膠的生產(chǎn)受到關(guān)注[5]。明膠具有較低的轉(zhuǎn)移病原體的風(fēng)險(xiǎn)，這些產(chǎn)品也不反駁任何宗教敏感性。因此，從倫理和宗教的角度來(lái)看，魚(yú)明膠被推廣為更好地替代由奶牛和豬制成的傳統(tǒng)明膠產(chǎn)品[6]。

有研究表明，明膠可以改善食品的彈性、持水能力及穩(wěn)定性[7]，但明膠應(yīng)用于面制品中的相關(guān)研究甚少。因此，試驗(yàn)通過(guò)TPA質(zhì)構(gòu)分析的方法，研究不同來(lái)源明膠及其添加量對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響，為明膠在成品中的研究提供理論基礎(chǔ)，加深明膠在食品行業(yè)中的開(kāi)發(fā)與利用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

明膠（河南雅奇明膠有限公司）；蛋糕用小麥粉（中裕食品有限公司）；新良面包粉（新鄉(xiāng)市新良糧油加工有限公司）；金龍魚(yú)多用途麥芯小麥粉（益海嘉里糧油工業(yè)有限公司）；高活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）。

表1 試驗(yàn)材料

1.2 儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀（TA.XT plus，英國(guó)Stable Micro System公司）；廚師機(jī)（HM790，海氏電器有限公司）；醒發(fā)箱（DNP-905a，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；電熱恒溫水浴鍋（DK-98-II，天津市泰斯特儀器有限公司）；電子分析天平（JY5002，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 原料面粉的基本理化性質(zhì)的測(cè)定

水分、蛋白質(zhì)、灰分、脂肪、濕面筋含量等測(cè)定分別參照GB/T 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》、GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》、GB 5009.4—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》、GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》、GB/T 5506.1—2008《小麥和小麥粉 面筋含量 第1部分：手洗法測(cè)定濕面筋》。

1.3.2 面團(tuán)的流變學(xué)特性的測(cè)定

面團(tuán)的粉質(zhì)和拉伸特性分別參照GB/T 14614—2019《小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)定 粉質(zhì)儀法》、GB/T 14615—2019《小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)定 拉伸儀法》等進(jìn)行面團(tuán)的流變學(xué)特性的測(cè)定。

1.3.3 不同來(lái)源明膠對(duì)高、中、低3種面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

將牛皮明膠、魚(yú)皮明膠及牛骨膠原明膠均按照3%，2%和1%添加量分別加到高、中、低3種面粉中，未添加明膠的面粉作為空白對(duì)照。

1.3.4 明膠添加量對(duì)高、中、低3種面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

通過(guò)篩選不同來(lái)源的明膠對(duì)3種面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響，按照篩選結(jié)果設(shè)計(jì)添加量及明膠種類(lèi)：向高筋粉中分別添加牛皮明膠、魚(yú)皮明膠，添加量依次為0，0.25%，0.75%，1.00%，1.25%和1.50%，未添加明膠的面粉作為空白對(duì)照；向中筋粉中添加魚(yú)皮明膠，添加量依次為0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和2.5%，未添加明膠的面粉作為空白對(duì)照。

1.3.5 面團(tuán)的制備

將明膠粉加入適量水于燒杯中，在恒溫水浴鍋內(nèi)充分溶解。取100 g面粉，先加入提前溶解好的明膠粉，然后加入高活性干酵母（37 ℃下用溫水活化）和適量水混合均勻，通過(guò)廚師機(jī)（HM790）進(jìn)行低速攪拌2～3 min，中速攪拌3 min后至面團(tuán)表面光滑不粘手為止。和面后將面團(tuán)放置在醒發(fā)箱中（溫度35 ℃、濕度75 ℃）醒發(fā)45 min。將醒發(fā)好的面團(tuán)用于質(zhì)構(gòu)分析，同時(shí)做空白對(duì)照。未發(fā)酵面團(tuán)的制備是和面后直接進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，不做醒發(fā)處理。

1.3.6 面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)分析[8]

將制備好的面團(tuán)制成高2 cm，直徑5 cm圓柱體，采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)面團(tuán)進(jìn)行TPA的測(cè)定，測(cè)試參數(shù)：探頭P/36R，測(cè)試前、中、后速度分別為2，1和10 mm/s，壓縮率40%，引發(fā)類(lèi)型為自動(dòng)，時(shí)間間隔5 s，觸發(fā)力5.0 g，數(shù)據(jù)采集速率200次/s，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010、IBM SPSS Statistics 20、Origin 2017軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料面粉的基本理化性質(zhì)的測(cè)定

分析小麥粉的基本理化指標(biāo)，可以更充分了解該原料的基本屬性。研究表明[9]，灰分含量會(huì)影響面制品的色澤，并且與面團(tuán)及制品的白度呈反比。水分影響面團(tuán)的吸水性，從而影響面團(tuán)空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。蛋白質(zhì)及濕面筋含量對(duì)面制品的品質(zhì)存在一定影響[10]。從表2可以得到，3種面粉的基本理化指標(biāo)均存在顯著的差異。其中，以高筋粉的各指標(biāo)為最優(yōu)，中筋粉次之，低筋粉較好。

表2 原料小麥粉基本組分的測(cè)定

2.2 面團(tuán)的流變學(xué)特性的測(cè)定

小麥粉是制作面團(tuán)的基礎(chǔ)，通過(guò)測(cè)定小麥粉的粉質(zhì)和拉伸特性，可以很好地判斷所用面粉筋力的大小以及適用范圍[11]。從表3可以看出，高筋粉面團(tuán)的吸水率、穩(wěn)定時(shí)間等均顯著高于低筋粉和中筋粉，而面團(tuán)的吸水率及穩(wěn)定時(shí)間越大，則小麥粉的面筋蛋白含量越多，同時(shí)面團(tuán)的穩(wěn)定性也越好[12]，表明高筋粉蛋白質(zhì)含量高，筋力強(qiáng)，適合用作面包等烘焙制品。低筋粉面團(tuán)的弱化度顯著大于高筋粉和中筋粉，所以低筋粉的筋力較弱，由于面團(tuán)的弱化度等與面制品的品質(zhì)呈顯著相關(guān)[13]，因此低筋粉適合用作餅干、蛋撻等糕點(diǎn)類(lèi)制品。中筋粉面團(tuán)的吸水率、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度等指標(biāo)均在高筋粉和低筋粉之間，表明中筋粉的面筋筋力適中，并且其各指標(biāo)均符合SB/T 10139—93饅頭用小麥粉中的規(guī)定，因此適合用作饅頭的原料粉。高筋粉的拉伸特性各指標(biāo)均明顯大于低筋粉和中筋粉，中筋粉的拉伸阻力小于低筋粉，延伸度卻大于低筋粉，因此綜合拉伸阻力和延伸度的指標(biāo)而得到的拉伸比例在2種面粉之間存在差異[14]。綜合面粉的粉質(zhì)和拉伸特性的測(cè)定得出，高筋粉的筋力強(qiáng)，耐揉混，綜合評(píng)價(jià)高；中筋粉次之，低筋粉的各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB/T 17320—2013中小麥品種品質(zhì)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

表3 面團(tuán)的流變學(xué)特性的測(cè)定

2.3 不同來(lái)源明膠對(duì)3種面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響

如圖1所示，3種明膠對(duì)低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)而言，3種明膠的質(zhì)構(gòu)各指標(biāo)與空白組之間均存在顯著性差異（p＜0.05），3種明膠對(duì)面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性有顯著影響。其中，魚(yú)皮明膠的硬度與另外2種明膠之間存在顯著減小的差異（p＜0.05）。黏聚性和回復(fù)性2個(gè)指標(biāo)也與另外2種明膠存在顯著性增大差異，表明魚(yú)皮明膠的內(nèi)部作用力較哺乳動(dòng)物大，能與面粉充分粘合，有利于面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，而使面團(tuán)的硬度下降，黏聚性和回復(fù)性增大的現(xiàn)象，魚(yú)皮明膠可使食品具有很好嚼勁和口感，在食品工業(yè)中有很大發(fā)展前景[15]。對(duì)于低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)而言，魚(yú)皮明膠對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的各指標(biāo)影響較好，因此選擇魚(yú)皮明膠進(jìn)行低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)添加量的試驗(yàn)。

如圖2所示，3種明膠對(duì)中筋粉未發(fā)酵面團(tuán)的影響中，硬度、膠著性及咀嚼性與空白組相比存在顯著性增大（p＜0.05），并且魚(yú)皮明膠與牛皮及牛骨明膠之間存在顯著性減小差異（p＜0.05），可見(jiàn)魚(yú)皮明膠在面筋網(wǎng)絡(luò)形成過(guò)程中對(duì)面團(tuán)的影響較大。對(duì)于面團(tuán)的彈性、黏聚性及回復(fù)性3個(gè)指標(biāo)而言，3種明膠與對(duì)照組之間存在顯著性差異（p＜0.05），但組與組之間不存在差異影響。因此，選擇魚(yú)皮明膠進(jìn)行中筋粉未發(fā)酵面團(tuán)添加量的質(zhì)構(gòu)試驗(yàn)。

圖1 不同來(lái)源的明膠對(duì)低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)的影響

圖2 不同來(lái)源的明膠對(duì)中筋粉未發(fā)酵面團(tuán)的影響

如圖3所示，3種明膠對(duì)高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)的硬度、膠著性和回復(fù)性指標(biāo)與空白組之間存在顯著性差異（p＜0.05），但牛皮明膠與魚(yú)皮明膠兩者之間無(wú)明顯差異，而牛骨明膠與牛皮和魚(yú)皮明膠之間呈現(xiàn)顯著增大的差異（p＜0.05）。彈性、黏聚性及回復(fù)性指標(biāo)在3種明膠與空白組之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。這可能是由于明膠分子鏈上存在很多親水基團(tuán)，在面團(tuán)形成過(guò)程中與淀粉競(jìng)爭(zhēng)吸水量，不利于面團(tuán)吸水膨脹及面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，導(dǎo)致加入明膠之后對(duì)未發(fā)酵面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成影響不明顯。因此，選擇牛皮和魚(yú)皮2種明膠進(jìn)行高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)添加量的試驗(yàn)。

圖3 不同來(lái)源的明膠對(duì)高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)的影響

2.4 明膠添加量對(duì)3種面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響

如圖4所示，隨著魚(yú)皮明膠添加量逐漸增大，低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)的硬度、膠著性及咀嚼性趨勢(shì)變化基本一致，均呈現(xiàn)先逐漸上升然后又下降趨勢(shì)。添加量3%時(shí)，面團(tuán)的硬度、膠著性、咀嚼性及彈性均達(dá)到最大值，之后又不斷減小。添加量2%和4%時(shí)面團(tuán)的硬度、膠著性和咀嚼性與空白組相比具有顯著增大的差異（p＜0.05），但兩者之間無(wú)顯著性差異（p＞ 0.05）。低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)的黏聚性和回復(fù)性隨著添加量增大均呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)，添加量4%時(shí)，面團(tuán)的黏聚性和回復(fù)性與添加量2%時(shí)存在顯著增大的差異（p＜0.05），并且與空白組也存在這種關(guān)系。綜合魚(yú)皮明膠對(duì)低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響，得出對(duì)于低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)，魚(yú)皮明膠最適添加量為4%。

圖4 魚(yú)皮明膠對(duì)低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

魚(yú)皮明膠對(duì)中筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響如圖5所示，面團(tuán)的硬度、膠著性、咀嚼性、彈性、黏聚性及回復(fù)性隨著添加量增大均呈現(xiàn)顯著增大趨勢(shì)（p＜ 0.05），添加量1%～4%時(shí)，面團(tuán)的硬度和彈性之間無(wú)顯著性差異；但添加量1%時(shí)，面團(tuán)的膠著性及咀嚼性與空白組之間呈現(xiàn)顯著性差異，與其他添加量之間呈現(xiàn)顯著減小差異（p＜0.05）。添加量4%時(shí)，面團(tuán)的黏聚性及回復(fù)性達(dá)到最大值，但此時(shí)對(duì)應(yīng)的面團(tuán)的膠著性和咀嚼性與添加量1%時(shí)相比，存在顯著增大的差異（p＜0.05）。綜合魚(yú)皮明膠對(duì)中筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響，選擇最適添加量1%。

圖5 魚(yú)皮明膠對(duì)中筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

由圖6可知，高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)隨著牛皮明膠添加量增大，面團(tuán)的硬度、膠著性及咀嚼性呈現(xiàn)顯著降低的趨勢(shì)（p＜0.05）。添加量0時(shí)，面團(tuán)的硬度、膠著性及咀嚼性最大，添加量0.5%，1.0%和1.5%時(shí)無(wú)顯著性差異，添加量2.0%時(shí)面團(tuán)的硬度、膠著性及咀嚼性較大。面團(tuán)的黏聚性及回復(fù)性變化趨勢(shì)基本一致。面團(tuán)的黏聚性隨著添加量逐漸增大而出現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)。添加量0.5%時(shí)，面團(tuán)的黏聚性較小，添加量1.0%時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)與添加量0.5%時(shí)相比，表現(xiàn)為顯著增大，添加量1.5%和2.0%時(shí)，面團(tuán)的黏聚性又逐漸減小，并且兩者之間無(wú)顯著性差異。面團(tuán)的彈性和回復(fù)性隨著添加量增加與空白組相比無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。因此，選擇牛皮明膠添加量1%作為高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)的最適添加量。

魚(yú)皮明膠對(duì)高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響如圖7所示，隨著魚(yú)皮明膠添加量增加，面團(tuán)的硬度、膠著性及咀嚼性呈現(xiàn)顯著減小趨勢(shì)（p＜0.05），添加量0時(shí)，面團(tuán)的硬度、膠著性及咀嚼性達(dá)到最大值，添加量0.5%～2.0%，各指標(biāo)顯著降低，并且無(wú)明顯差異。面團(tuán)的黏聚性和回復(fù)性與空白組相比隨著添加量增大無(wú)顯著性差異，但添加量1.0%時(shí)達(dá)到最大值。面團(tuán)的彈性隨著添加量增大呈現(xiàn)曲折下降趨勢(shì)，添加量0.5%時(shí)顯著降低，添加量1.5%時(shí)達(dá)到最大值，但此時(shí)面團(tuán)的黏聚性和咀嚼性呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，添加量2%時(shí)又逐漸下降。因此，高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)魚(yú)皮明膠的最適添加量為1%。

圖6 牛皮明膠對(duì)高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

圖7 魚(yú)皮明膠對(duì)高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

3 結(jié)論

比較不同來(lái)源的明膠對(duì)3種未發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響：低筋粉未發(fā)酵面團(tuán)魚(yú)皮明膠的最適添加量為4%；中筋粉未發(fā)酵面團(tuán)魚(yú)皮明膠的最適添加量為1%；高筋粉未發(fā)酵面團(tuán)篩選出的明膠是牛皮和魚(yú)皮2種明膠，其最適添加量均為1%。結(jié)果表明，添加明膠可改善面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性，不同來(lái)源明膠對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響存在差異，其中在與未添加明膠的面團(tuán)相比，魚(yú)皮來(lái)源的明膠對(duì)面團(tuán)的硬度、膠著性及咀嚼性存在減小的影響，哺乳動(dòng)物來(lái)源的明膠對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的彈性、黏聚性及回復(fù)性存在增大的影響。