葡萄籽原花色素對(duì)馬鈴薯饅頭感官品質(zhì)的影響

張子睿，田金虎，張惠玲，葉興乾，陳士國(guó)*

1. 浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，智能食品加工技術(shù)與裝備國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，浙江省農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省食品加工技術(shù)與裝備工程實(shí)驗(yàn)室（杭州 310058）；2. 寧夏大學(xué)食品微生物應(yīng)用技術(shù)與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（銀川 750021）

馬鈴薯主糧化是農(nóng)業(yè)部在2015年提出的一項(xiàng)戰(zhàn)略性政策，其內(nèi)涵就是將馬鈴薯加工成符合中國(guó)人飲食習(xí)慣的主食產(chǎn)品[1]。饅頭是我國(guó)的傳統(tǒng)美食，將馬鈴薯應(yīng)用于饅頭生產(chǎn)是豐富馬鈴薯主食產(chǎn)品的一大途徑。然而，馬鈴薯和精磨小麥粉在加工后通常具有較高的淀粉消化速率，這使得饅頭也具有較高的血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）[2-3]。長(zhǎng)時(shí)間攝入高GI飲食會(huì)增加肥胖和二型糖尿病等代謝綜合癥的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

葡萄籽是葡萄釀酒或葡萄汁生產(chǎn)工業(yè)的副產(chǎn)物，它富含葡萄籽原花色素（grape seed proanthocyanidins，GSP）[5]。GSP具有抑制淀粉消化和血糖升高的潛力[6-9]。這使得添加GSP成為了調(diào)節(jié)饅頭中淀粉消化速率的可選方案。然而，Lin等[10]發(fā)現(xiàn)向饅頭中添加槲皮素會(huì)降低饅頭比容，提高饅頭的硬度。Zhu等[11]發(fā)現(xiàn)向饅頭中添加富含多酚的黑茶會(huì)使饅頭的比容略微降低。添加這類多酚類物質(zhì)可能不利于面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，從而影響?zhàn)z頭的質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)，最終影響消費(fèi)者的接受度[3]。

目前較少有研究關(guān)注GSP對(duì)馬鈴薯饅頭品質(zhì)的影響。GSP可能會(huì)與面筋蛋白與饅頭中的淀粉通過(guò)共價(jià)鍵（二硫鍵）或非共價(jià)鍵（氫鍵、疏水相互作用）結(jié)合，改變蛋白的空間構(gòu)想以及淀粉分子間的結(jié)合，從而影響?zhàn)z頭內(nèi)部的結(jié)構(gòu)[12-13]。試驗(yàn)的目的是探究不同GSP添加量對(duì)饅頭的外觀與組成、質(zhì)構(gòu)、比容、孔隙度和感官品質(zhì)的影響。研究結(jié)果可為GSP在饅頭中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯由寧夏薯味鮮食品科技有限公司提供；葡萄籽原花色素由天津市尖峰天然產(chǎn)物研究開(kāi)發(fā)有限公司提供。小麥粉（蛋白含量11.4%），揚(yáng)州名佳食品有限公司；高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司，購(gòu)自當(dāng)?shù)爻?。K-TASA-100A總淀粉測(cè)定試劑盒購(gòu)自愛(ài)爾蘭Megazyme國(guó)際貿(mào)易有限公司。研究中使用的其他化學(xué)試劑均為分析純級(jí)，購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2600型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，島津儀器（蘇州）有限公司；SZF-06A粗脂肪測(cè)定儀，上海鎊西儀器科技有限公司；K9860型全自動(dòng)凱氏定氮儀，濟(jì)南海能儀器有限公司；DHS-20A型鹵素快速水分測(cè)定儀，深圳冠亞電子科技有限公司；SX2馬弗爐，上海魅宇儀器設(shè)備有限公司。Color Flex EZ色差儀，美國(guó)Hunter Lab顏色管理公司；TA-XT2i穩(wěn)定微系統(tǒng)質(zhì)構(gòu)分析儀，英國(guó)薩里穩(wěn)定微系統(tǒng)有限公司；M7250N型激光多功能一體機(jī)，聯(lián)想（北京）有限公司；CM-1200家用廚師機(jī)，中山卡士電器有限公司；CF-6000家用發(fā)酵箱，中山卡士電器有限公司；SCD26-01蒸箱，寧波方太廚具有限公司；BJ-300型高速多功能粉碎機(jī)，德清拜杰電器有限公司；GB204分析天平，梅特勒-托利多（上海）國(guó)際貿(mào)易有限公司。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯饅頭的制作

1) 將馬鈴薯鮮薯用沸水煮25 min后，去皮搗制成泥，備用。

2) 將100份小麥粉與65份馬鈴薯泥（水分含量占80%）混合均勻。以小麥粉的質(zhì)量為基礎(chǔ)，分別添加0%，1%，2%和3%的GSP，同時(shí)稱取0.8%的安琪酵母以及13%的水，倒入原料中，用廚師機(jī)揉制成面團(tuán)。

3) 軋面機(jī)軋面4次至面團(tuán)表面光滑，內(nèi)部無(wú)大氣孔，將面餅卷成圓柱體，切割成50 g 1份，手工成型。

4) 將成型后的面團(tuán)放于發(fā)酵箱中發(fā)酵，發(fā)酵溫度為38 ℃，相對(duì)濕度為80%，發(fā)酵時(shí)間為60 min。

5) 將發(fā)酵后的面團(tuán)放于蒸箱中，100 ℃蒸25 min，關(guān)火1 min后開(kāi)蓋，取出饅頭放于保溫箱中冷卻，得饅頭成品。

1.3.2 馬鈴薯饅頭理化性質(zhì)測(cè)定

饅頭的水分含量由鹵素快速水分測(cè)定儀測(cè)定；饅頭的總淀粉（Total Starch，TS）含量由總淀粉試劑盒測(cè)定；饅頭的粗灰分含量根據(jù)GB 5009.4—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》利用灼燒法進(jìn)行測(cè)定；饅頭的粗蛋白質(zhì)含量根據(jù)GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》由凱氏定氮儀測(cè)定；饅頭的粗脂肪含量根據(jù)GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》由快速脂肪分析儀測(cè)定。

1.3.3 馬鈴薯饅頭氣孔的數(shù)字圖像分析

參考Ozge等[14]的方法，將饅頭對(duì)半切片，對(duì)饅頭切面進(jìn)行掃描。掃描得到的圖像用Image J軟件進(jìn)行分析：首先將圖像轉(zhuǎn)化成8-bit灰度圖，接著按比例像素點(diǎn)轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)度單位，最后選取饅頭圖像上3×3 cm2的正方形切面，調(diào)整閾值后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析?？傻玫?個(gè)參數(shù)：氣孔密度和氣孔平均大小。

1.3.4 馬鈴薯饅頭比容的測(cè)量

將饅頭取出稱其質(zhì)量，精確到0.10 g；采用小米置換法測(cè)量饅頭的體積，精確到5 mL；再根據(jù)公式（1）求得饅頭比容。

1.3.5 馬鈴薯饅頭的色差分析

參考Yousif等[15]的方法，用色差儀測(cè)量饅頭表皮的L*，a*和b*值。

1.3.6 馬鈴薯饅頭質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

參考Liu等[16]的方法，將饅頭切成邊長(zhǎng)為2.5 cm的立方體進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析（Texture Profile Analysis，TPA）。使用的探頭為P50型，TPA測(cè)試的操作模式：壓力測(cè)定；測(cè)試前速率，1.0 mm/s；測(cè)試速率，1.0 mm/s；測(cè)試后速率，1.0 mm/s；壓縮率，50%；兩次壓縮之間的時(shí)間間隔，2 s；觸發(fā)類型設(shè)置，Auto；起點(diǎn)感應(yīng)力，5 g；數(shù)據(jù)采集速率，200 pps?？傻玫?個(gè)參數(shù)：硬度（Hardness）、彈性（Springiness）、內(nèi)聚性（Cohesiveness）、咀嚼性（Chewiness）、回復(fù)性（Resilience）。

1.3.7 馬鈴薯饅頭模糊感官評(píng)價(jià)

參考GB/T 35991—2018《糧油檢驗(yàn) 小麥粉饅頭加工品質(zhì)評(píng)價(jià)》以及王瑞花等[17]的方法，采用模糊感官評(píng)定的方法評(píng)價(jià)饅頭的感官性質(zhì)。

首先確定感官評(píng)價(jià)因素集U，因素集指的是影響被評(píng)判樣品質(zhì)量的指標(biāo)集，表示為U=[u1, …, ui,…, um]，其中ui為第i個(gè)因素。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可以確定其中7項(xiàng)指標(biāo)組成的因素集：U=[彈性，表面色澤，表面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，韌性，黏性，食味]。

接著確定評(píng)語(yǔ)集V，評(píng)語(yǔ)集指的是被評(píng)樣品所屬質(zhì)量級(jí)別的集合，表示為V=[v1, v2, …, vi, …, vm]，其中vi指的是第i級(jí)評(píng)定語(yǔ)。通過(guò)與評(píng)定小組探討，選擇饅頭的評(píng)語(yǔ)集：V=[非常好，較好，一般，差，很差]。

最后確定因素權(quán)重集合K，權(quán)重是指各個(gè)因素在被評(píng)價(jià)因素中的影響和所處地位，表示為K=[k1, k2,項(xiàng)因素的權(quán)重為K=[0.1, 0.1, 0.2, 0.2, 0.1, 0.1, 0.2]。對(duì)應(yīng)的馬鈴薯饅頭感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

由包含16名成員的食品專業(yè)學(xué)生（8男8女）評(píng)估饅頭的感官特性。饅頭蒸制結(jié)束和感官評(píng)估之間的時(shí)間為30 min，感官評(píng)價(jià)人員在評(píng)估開(kāi)始前1 h不進(jìn)食辛辣的食物與酒精，在評(píng)估的過(guò)程中禁止相互討論，每評(píng)定完一個(gè)樣品需要用清水漱口。

表1 馬鈴薯饅頭感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

1.4 數(shù)據(jù)分析

測(cè)定結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。數(shù)據(jù)由IBM SPSS statistics 23（美國(guó)萬(wàn)國(guó)商業(yè)機(jī)器公司）進(jìn)行分析，采用Tukey’s honestly顯著性差異分析區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)間的差異，顯著性水平為p＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 GSP對(duì)馬鈴薯饅頭外觀和化學(xué)組成的影響

如表2所示，隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭的水分含量呈降低趨勢(shì)，而淀粉含量、粗灰分、粗蛋白和粗脂肪含量均無(wú)顯著變化。圖1是不同GSP添加量下馬鈴薯饅頭的主視圖、俯視圖以及切面視圖（質(zhì)量相同，均以統(tǒng)一比例拍攝）。隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭外觀色澤、饅頭體積以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)均發(fā)生顯著變化。如表3所示，隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭的亮度顯著降低；紅度顯著增加而黃度顯著降低。馬鈴薯饅頭的顏色變化可能是由于受到GSP粉末本身的棕紅色的影響，說(shuō)明在馬鈴薯饅頭的制作過(guò)程中，GSP充分地分散在食品基質(zhì)中。

饅頭的比容定義為單位質(zhì)量饅頭所占的體積大小，比容越大則饅頭結(jié)構(gòu)越松軟。隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭的比容顯著降低。小麥粉中的面筋蛋白在和面過(guò)程，面筋蛋白水化并解聚，麥谷蛋白之間發(fā)生交聯(lián)形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為面團(tuán)提供延展性和彈性，在發(fā)酵過(guò)程中保留氣體[18]。面筋蛋白結(jié)構(gòu)被稀釋或者是蛋白水化被限制均會(huì)降低面團(tuán)的持氣能力[19]。和面后，GSP會(huì)分散在面團(tuán)中，這可能會(huì)造成面筋網(wǎng)絡(luò)的稀釋，從而降低饅頭的比容。另外，饅頭內(nèi)部的氣孔尺寸和氣孔密度隨著GSP添加量的增加而顯著降低。這說(shuō)明單位體積馬鈴薯饅頭內(nèi)部的孔隙減小，饅頭的結(jié)構(gòu)變得緊密。Liu等[20]發(fā)現(xiàn)饅頭氣孔體積的減小和數(shù)量的減少可能是由于面筋蛋白強(qiáng)度不足以維持氣孔的穩(wěn)定。這也說(shuō)明GSP對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞作用。

表2 GSP對(duì)馬鈴薯饅頭化學(xué)組成的影響

表3 GSP對(duì)馬鈴薯饅頭色澤的影響

圖1 不同GSP添加量下馬鈴薯饅頭的外觀

2.2 GSP對(duì)馬鈴薯饅頭質(zhì)構(gòu)的影響

如表4所示，馬鈴薯饅頭的硬度隨GSP添加量的增加而顯著增大。Liu等[20]發(fā)現(xiàn)，越小的比容意味著越緊致的面團(tuán)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較高的面團(tuán)硬度。彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性則隨著GSP添加量的增加呈減小趨勢(shì)，尤其是當(dāng)添加量大于2%時(shí)趨勢(shì)顯著，這與感官品質(zhì)在添加量大于2%時(shí)發(fā)生的驟變相一致。較低的內(nèi)聚性會(huì)使饅頭在食用的過(guò)程中變得更容易掉渣，從而影響消費(fèi)者的接受程度。饅頭的彈性主要是面筋蛋白中的谷蛋白在和面過(guò)程中交聯(lián)產(chǎn)生的。GSP相對(duì)較大的分子體積會(huì)破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而降低馬鈴薯饅頭的彈性。咀嚼性是指固體食物被咀嚼成可吞咽狀態(tài)所需要的能量，它由硬度、彈性和內(nèi)聚性相乘得到[10]。雖然馬鈴薯饅頭的硬度隨著GSP添加量的增加而增大，但是也伴隨著彈性和內(nèi)聚性而顯著降低，這也使饅頭的咀嚼性相對(duì)保持不變。

表4 GSP對(duì)馬鈴薯饅頭質(zhì)構(gòu)的影響

2.3 GSP對(duì)饅頭感官性質(zhì)的影響

統(tǒng)計(jì)各樣品各因素在各評(píng)語(yǔ)等級(jí)所得票數(shù)，可以得到模糊矩陣Aj：

式中：j=0，1，2，3為樣品編號(hào)，分別代表添加0%，1%，2%和3% GSP的馬鈴薯饅頭，其模糊矩陣分別如下：

根據(jù)模糊矩陣變換原理，第j號(hào)樣品評(píng)價(jià)結(jié)果為Rj=K×Aj，以A0樣品為例，其綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：

以上結(jié)果說(shuō)明有16.2%的感官評(píng)定員認(rèn)為該樣品感官非常好，55%認(rèn)為較好，28.8%認(rèn)為一般，沒(méi)有人認(rèn)為差或是很差。同理可得其他樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果：R1=[0.169 0.487 0.294 0.05 0]；R2=[0.18 0.54 0.28 0 0]；R3=[0.035 0.318 0.382 0.229 0.035]。

針對(duì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，進(jìn)一步采用改進(jìn)的算法[21]：

則產(chǎn)品的最終得分分別為2.125，2.225，2.1和2.912分。綜合評(píng)分越高，產(chǎn)品感官越差?？傮w來(lái)看，添加馬鈴薯以及GSP會(huì)降低饅頭的感官性質(zhì)。饅頭的整體感官評(píng)價(jià)偏向于“較好”等級(jí)，然而添加了3% GSP后，饅頭得感官品質(zhì)則趨向于“一般”。

3 結(jié)論

GSP不會(huì)改變馬鈴薯饅頭的化學(xué)組成，但會(huì)改變馬鈴薯饅頭的外觀和結(jié)構(gòu)特性。GSP會(huì)降低馬鈴薯饅頭的亮度和黃度，提高紅度。隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭的硬度增加，彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性下降，饅頭的比容下降，孔隙度下降，這些變化說(shuō)明饅頭的結(jié)構(gòu)愈發(fā)緊致。模糊感官評(píng)價(jià)結(jié)果說(shuō)明了饅頭的整體感官評(píng)價(jià)偏向于“較好”水平，但隨著GSP添加量的增加，饅頭的感官評(píng)分降低。當(dāng)GSP添加量大于2%時(shí)，馬鈴薯饅頭的感官品質(zhì)急劇下降。