外源蛋白添加對全麥面團(tuán)特性和面包品質(zhì)的影響

吳迪，王佳玉，湯曉智，胡秋輝

外源蛋白添加對全麥面團(tuán)特性和面包品質(zhì)的影響

吳迪，王佳玉，湯曉智，胡秋輝

南京財經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院/江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心/江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點(diǎn)實(shí)驗室，南京 210023

【】研究兩種外源蛋白添加對全麥面團(tuán)混合特性、流變學(xué)特性和微觀結(jié)構(gòu)及對全麥面包品質(zhì)的影響，為進(jìn)一步利用外源蛋白提升全麥?zhǔn)称菲焚|(zhì)及其新產(chǎn)品的開發(fā)提供依據(jù)。利用混合實(shí)驗儀、動態(tài)流變儀和掃描電子顯微鏡分析外源蛋白（蛋清粉（EW）和酪蛋白酸鈉（SC））添加對全麥面團(tuán)熱機(jī)械學(xué)、動態(tài)流變學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)合全麥面包的制作分析其對面包比容和質(zhì)構(gòu)特性的影響。隨著（EW）添加量的增加，全麥面團(tuán)吸水率降低，形成時間和穩(wěn)定時間增加，加熱過程中全麥面團(tuán)的峰值黏度和回生值升高。全麥面團(tuán)的彈性模量（G'）和黏性模量（G"）持續(xù)降低，損耗角正切值（tan δ）持續(xù)上升。面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)得到有效改善，內(nèi)部孔洞顯著減少，面團(tuán)結(jié)構(gòu)連續(xù)均勻，很好地彌補(bǔ)了麩皮對面團(tuán)的破壞；全麥面包的比容增大，面包的內(nèi)瓤結(jié)構(gòu)疏松柔軟。全麥面包的硬度下降，咀嚼度降低，彈性、黏聚性和回復(fù)性變化不顯著。隨SC添加量的增加，全麥面團(tuán)的吸水率和蛋白弱化度增加，形成時間和穩(wěn)定時間先增加后降低，加熱過程中，全麥面團(tuán)的峰值黏度隨SC添加量增加而降低，回生值變化趨勢相反；當(dāng)SC添加量大于1%時，全麥面團(tuán)的G'和G"上升；面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)逐漸變得致密，孔洞和縫隙逐漸減少；全麥面包的比容隨SC添加量增加先增大后減小，內(nèi)瓤結(jié)構(gòu)相對緊密；全麥面包硬度和咀嚼度逐漸增加，黏聚性和回復(fù)性逐漸降低，彈性變化不顯著。蛋清粉的添加一定程度上可以代替谷朊粉，有效改善全麥面包品質(zhì)；而酪蛋白酸鈉的使用要考慮其自身的高吸水率。

外源蛋白；全麥面包；混合特性；流變特性；品質(zhì)特性

0 引言

【研究意義】全麥粉是由整粒小麥經(jīng)一次性破碎或研磨篩理后的麩皮回添等方法制粉得到的面粉，包含了胚乳、麩皮與胚芽[1]。與傳統(tǒng)的精面粉相比，全麥粉含有豐富的膳食纖維、維生素、礦物元素和抗氧化物質(zhì)，長期攝入可有效預(yù)防糖尿病、心血管疾病等慢性疾病的發(fā)生[2]。隨著消費(fèi)者對全麥產(chǎn)品關(guān)注程度的提升，市場上出現(xiàn)了種類繁多的全麥?zhǔn)称罚ㄈ溍姘?、面條、餅干、饅頭等）[3]。然而相對于非全麥?zhǔn)称?，全麥?zhǔn)称啡缛溍姘哂斜热莸汀⒂捕雀?、質(zhì)地粗糙和顏色深等問題，大大降低了消費(fèi)者的接受程度。為了解決這一問題，科研工作者通過在全麥粉中添加谷朊粉、酶、乳化劑、食品膠體、氧化劑以及其他食品添加劑來改善全麥烘焙產(chǎn)品的品質(zhì)，提升消費(fèi)者對全麥面包的認(rèn)可度[4]。在上述添加物質(zhì)中，源于小麥蛋白的谷朊粉可以有效改善面團(tuán)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予面制品良好的黏彈性，提升面團(tuán)的持氣能力，已成為提高小麥、粗糧及雜糧面制品品質(zhì)的首選添加劑[5]。但谷朊粉作為谷物內(nèi)源性蛋白，其氨基酸分布并不平衡，賴氨酸（第一限制性氨基酸）含量相對較低[6]。如何在改善全谷物食品品質(zhì)同時，強(qiáng)化食物的營養(yǎng)品質(zhì)，提升產(chǎn)品中氨基酸供應(yīng)的均衡性是全谷物食品開發(fā)中亟待解決的問題?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】動物蛋白中賴氨酸含量較高，是與谷物食品氨基酸互補(bǔ)的外源蛋白。蛋清粉（egg white powder，EW）來源于雞蛋，富含多種蛋白質(zhì)（卵伴白蛋白、卵清蛋白、卵球蛋白、卵粘蛋白等）、維生素（A、B、D、E等）和礦物質(zhì)元素（Fe、Ca、K、P等）[7]。來源于牛奶制品的酪蛋白酸鈉（sodium caseinate，SC），富含人體所需各種必需氨基酸[8]。兩種外源蛋白在具有高營養(yǎng)價值的同時，還具有很好的起泡、乳化、持水和凝膠等功能特性，作為食品添加劑時可以有效改善食品品質(zhì)[9-10]。SHIMOYAMADA等[11]研究表明在中式面條中添加熱干蛋清粉可以利用糊化淀粉與蛋清蛋白之間的相互作用，形成更好的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升面條的流變學(xué)和感官特性。Guo等[12]在燕麥面條加工中添加了新鮮蛋白，發(fā)現(xiàn)面條的蒸煮和質(zhì)構(gòu)特性均得到改善。王莉等[13]發(fā)現(xiàn)添加蛋清可有效改善馬鈴薯全粉面包的質(zhì)構(gòu)特性，賦予面包松軟的口感。EREM等[14]研究發(fā)現(xiàn)蛋清作為結(jié)構(gòu)改良劑添加，可以極大提升低面筋含量淀粉基焙烤食品的品質(zhì)。上述研究均表明蛋清粉可以有效提升谷物面團(tuán)和產(chǎn)品的品質(zhì)特性。近年來，在谷物制品中添加SC以全面提升谷物食品品質(zhì)（特別是無麩質(zhì)谷物食品）也被廣泛研究。BURE?OVá等[15]在大米-蕎麥混合粉中添加SC，發(fā)現(xiàn)面包中產(chǎn)生了較大孔洞，使面包硬度和咀嚼度明顯降低。APRODU等[16]研究SC的添加對無麩質(zhì)面團(tuán)特性的影響，發(fā)現(xiàn)SC的添加可以明顯改善大米和玉米粉體系面包的質(zhì)構(gòu)特性，比容也得到明顯提升。此外，用于焙烤食品的SC除了具有良好乳化性和較高的營養(yǎng)特性外，更可延長產(chǎn)品的貨架期[17]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】上述研究證明添加外源蛋白既可以有效提升谷物食品的品質(zhì)特性，也可以賦予谷物食品更加均衡的營養(yǎng)，但能否利用EW和SC兩種外源蛋白改善全麥面團(tuán)及面包品質(zhì)特性的研究尚未見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究擬將兩種外源蛋白EW和SC添加到全麥粉中，同時與添加谷朊粉樣品相對比，旨在彌補(bǔ)全麥中麩皮帶來的不利影響，改善全麥面團(tuán)流變特性和全麥面包食用品質(zhì)，為全麥面包和其他全麥制品品質(zhì)改良提供參考。

1 材料與方法

試驗于2019年在南京財經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程樓進(jìn)行。

1.1 試驗材料與儀器設(shè)備

全麥粉（中糧面業(yè)（海寧）有限公司，面筋蛋白含量約為11.7%），谷朊粉（河南蜜丹兒商貿(mào)有限公司，面筋蛋白含量約為62.0%），蛋清蛋白粉（安徽亳州市眾意蛋業(yè)有限公司），酪蛋白酸鈉（源葉生物科技有限公司），即發(fā)干酵母（安琪酵母股份有限公司）。

冷凍干燥機(jī)（SCIENTZ-12N）：寧波新芝生物科技股份有限公司，混合實(shí)驗儀（Mixolab）：法國肖邦技術(shù)公司，臺式掃描電鏡（TM-3000）：日本日立公司，動態(tài)流變儀（Anton Paar MCR 302）：奧地利安東帕有限公司，質(zhì)構(gòu)分析儀（TA-XT2i）：英國Stable Micro System公司。

1.2 方法

1.2.1 原料制備 谷朊粉（3.0%，作為對照）、蛋清蛋白粉（0.5%、1.0%、3.0%、5.0%、7.0%）、酪蛋白酸鈉（0.5%、1.0%、3.0%、5.0%、7.0%）分別添加到全麥粉（基本組分如表1所示）中，混合均勻后使用。

表1 全麥粉的基本組分含量（濕基）（%）

1.2.2 混合特性測定 采用Mixolab混合實(shí)驗儀研究不同外源蛋白添加量對全麥粉在攪拌成形、加熱糊化以及后期冷卻過程中面團(tuán)的熱機(jī)械學(xué)特性變化的影響。采用測定程序為肖邦協(xié)議（Chopin+），面團(tuán)質(zhì)量規(guī)定75 g。每個樣品重復(fù)3次。

1.2.3 流變特性測定 參考TORBICA等[18]的方法測定外源蛋白添加量對全麥面團(tuán)樣品流變特性的影響，稍有調(diào)整。樣品取1.2.2中Mixolab制備的面團(tuán)，面團(tuán)樣品在扭矩為1.1 Nm時取出，并用保鮮膜包裹分別靜置15、45、60、90和120 min。使用Anton Paar MCR 302流變儀，采用平板直徑為25 mm的轉(zhuǎn)子（PP25），設(shè)定平板間距為1 mm。面團(tuán)樣品裝載完成后，設(shè)定靜置時間為10 min，以消除殘余應(yīng)力，并用礦物油密封面團(tuán)邊緣，防止水分散失。測得樣品線性黏彈區(qū)為0.01%—1%，設(shè)定頻率變化范圍為0.1—20 Hz，樣品測試溫度為25℃，獲得面團(tuán)的彈性模量（G'）、黏性模量（G"）和黏性角正切值tanδ（G'/G"）。

1.2.4 微觀結(jié)構(gòu) 參照湯曉智等[19]的方法稍作修改，取Mixolab混合時扭矩達(dá)1.1 Nm時取出的面團(tuán)樣品，并用保鮮膜包裹，靜置90 min。靜置后，面團(tuán)放入-20℃冰箱過夜保存，取出后冷凍干燥（-80℃，72 h），取面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，離子濺射噴金后在掃描電子顯微鏡下觀察。

1.2.5 全麥面包制作 參考GB/T 14611-2008制作全麥面包，所有面包配方中采用與純?nèi)溍姘嗤铀?，即固定加水量?/p>

1.2.6 全麥面包質(zhì)構(gòu)分析 采用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀測定全麥面包的質(zhì)構(gòu)特性，選用P36 探頭，安裝并進(jìn)行校正，將全麥面包切成2 cm×2 cm×2 cm的小方塊進(jìn)行測試，其中測試前探頭運(yùn)行速度1 mm?s-1，測試過程中的探頭運(yùn)行速度5 mm?s-1，返回速度5 mm?s-1，兩次壓縮中間停止時間5 s，壓縮比70%。

1.2.7 全麥面包比容測定 采用菜籽置換法。具體方法如下：將全麥面包進(jìn)行稱重（g），然后放在量筒中，將量筒內(nèi)倒入菜籽將其填滿，讀出面包和菜籽的總體積是1（cm3），面包拿出后，讀出菜籽體積2（cm3），比容的計算按照如下公式：

比容（cm3?g-1）=

1.2.8 數(shù)據(jù)分析 利用SPSS 18.0數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并用Duncan’s法進(jìn)行顯著性分析（＜0.05）。

2 結(jié)果

2.1 外源蛋白對全麥面團(tuán)混合特性的影響

由表2可知，隨著EW添加量的增加，全麥面團(tuán)吸水率降低，形成時間和穩(wěn)定時間增加，當(dāng)EW添加量高于1.0%時，全麥面團(tuán)的形成時間和穩(wěn)定時間高于對照G 3.0%（添加谷朊粉3.0%的對照樣品），蛋白弱化度整體低于全麥面團(tuán)，但高于對照，說明EW添加有利于增加全麥面團(tuán)的穩(wěn)定性。在加熱過程中，隨著EW添加量的增加，全麥面團(tuán)的峰值黏度和回生值升高。

隨著酪蛋白酸鈉添加量的增加，全麥面團(tuán)的吸水率和蛋白弱化度增加，蛋白弱化度在SC添加量為0—5.0%范圍內(nèi)低于全麥對照，但高于對照G 3.0%；形成時間和穩(wěn)定時間呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在SC添加量大于1.0%時，形成時間和穩(wěn)定時間均高于對照G 3.0%。在加熱階段，全麥面團(tuán)的峰值黏度隨著SC添加量的增加而降低，回生值隨著SC添加量的增加而升高，在添加量低于3.0%時低于全麥對照，但高于對照G 3.0%（表3）。

表2 EW對全麥面團(tuán)混合特性的影響

不同字母表示差異顯著（＜0.05）。下同

Different letters show significant difference (＜0.05). The same as below

表3 SC對全麥面團(tuán)混合特性的影響

2.2 外源蛋白對全麥面團(tuán)流變特性的影響

EW添加對全麥面團(tuán)流變特性的影響結(jié)果如圖1所示，添加EW后，全麥面團(tuán)的彈性模量（G'）和黏性模量（G"）均呈現(xiàn)出下降趨勢，且隨著添加量的增加，面團(tuán)的彈性模量（G'）和黏性模量（G"）持續(xù)降低。tan δ顯示全麥面團(tuán)綜合黏彈性變化，由tan δ（圖1-c）變化可知，對照G 3.0%的全麥面團(tuán)黏彈性最佳，其次為EW 0.5%，且隨著EW添加量增加，全麥面團(tuán)的綜合黏彈性持續(xù)減弱。

當(dāng)酪蛋白酸鈉（SC）添加量大于1.0%時，全麥面團(tuán)的彈性模量（G'）和黏性模量（G"）隨著SC添加量的增加顯示上升趨勢，當(dāng)SC添加量大于3.0%時，全麥面團(tuán)的彈性模量（G'）和黏性模量（G"）高于全麥和對照G 3.0。

圖1 EW添加對全麥面團(tuán)流變特性的影響

圖2 SC添加對全麥面團(tuán)流變特性的影響

2.3 外源蛋白對全麥面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)（SEM）的影響

從圖中結(jié)果可知全麥面團(tuán)（圖3-a）中，麩皮的存在使面團(tuán)中面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到明顯破壞，形成了大量斷裂縫隙，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不連續(xù)。添加G 3.0%（對照，圖3-b）后，面筋結(jié)構(gòu)變得均勻連續(xù)，斷裂處減少。添加EW后，可以觀察到，隨著添加量的逐漸增加，面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)得到有效改善，內(nèi)部孔洞顯著減少，面團(tuán)結(jié)構(gòu)逐漸變得更加連續(xù)均勻，尤其是當(dāng)添加量較高時，可清晰看到由于EW的黏合性彌補(bǔ)了麩皮對面團(tuán)的破壞，使面團(tuán)結(jié)構(gòu)變得均勻連續(xù)。

添加SC后，相比于全麥對照，隨著SC添加量的增加，面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)逐漸變得緊密，孔洞和縫隙逐漸減少。在較高添加量下（圖3-k、l），可以觀察到面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)與G 3.0%對照（圖3-b）明顯不同，面團(tuán)結(jié)構(gòu)連續(xù)且緊密。

a—l依次代表全麥、谷朊粉3.0%、EW 0.5%、EW 1.0%、EW 3.0%、EW 5.0%、EW 7.0%、SC 0.5%、SC 1.0%、SC 3.0%、SC 5.0%、SC 7.0%。下同a-l represents whole wheat, gluten 3.0%, EW 0.5%, EW 1.0%, EW 3.0%, EW 5.0%, EW 7.0%, SC 0.5%, SC 1.0%, SC 3.0%, SC 5.0%, SC 7.0%, respectively. The same as below

2.4 外源蛋白對全麥面包比容的影響

由表4可知，在固定加水量的條件下，添加EW后，全麥面包的比容隨著EW添加量的增加而增大，當(dāng)EW添加量大于1.0%時，面包比容高于全麥對照，但整體仍低于對照G 3.0%。SC的添加對于面包比容的影響與EW的影響不同，面包比容隨著SC添加量的增加呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，但均低于對照G 3.0%以及全麥面包對照。在醒發(fā)和烘烤過程中，添加EW的面團(tuán)體積變大，面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加疏松柔軟，比容增大；而添加SC的面團(tuán)體積增加幅度減小，內(nèi)瓤結(jié)構(gòu)變得緊密（圖4）。

2.5 外源蛋白對全麥面包質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表5可知，隨著EW添加量的增加，全麥面包的硬度數(shù)值從1 913.90下降到1 063.30，彈性、黏聚性和回復(fù)性與對照相比變化不顯著，咀嚼度逐漸降低，且隨著EW添加量的增加，全麥面包的質(zhì)構(gòu)特性逐漸接近對照G 3.0%。

圖4 EW和SC對全麥面包內(nèi)瓤結(jié)構(gòu)的影響

表4 外源蛋白對面包比容的影響

表5 EW添加對全麥面包質(zhì)構(gòu)特性影響

由表6可知，隨著SC添加量的增加，全麥面包硬度逐漸增加，當(dāng)添加量大于3.0%時，全麥面包的硬度顯著高于對照G 3.0%和全麥對照，全麥面包彈性隨著添加量的變化不顯著，咀嚼度變化趨勢與硬度變化一致，黏聚性和回復(fù)性逐漸降低。當(dāng)SC添加量為0.5%—3.0%時，流變特性結(jié)果顯示面團(tuán)黏彈性相對較弱，面團(tuán)強(qiáng)度較低，從而使全麥面包硬度顯著低于全麥對照。但當(dāng)SC添加高于3.0%時，面團(tuán)強(qiáng)度顯著增加，在醒發(fā)和烘烤過程中，面團(tuán)體積增加幅度減小，內(nèi)瓤結(jié)構(gòu)致密，從而導(dǎo)致硬度顯著增加。

表6 SC添加對全麥面包質(zhì)構(gòu)特性影響

3 討論

3.1 外源蛋白添加影響全麥面團(tuán)混合特性

全麥面團(tuán)的混合特性是指在機(jī)械和熱的作用下，全麥面團(tuán)中的蛋白質(zhì)弱化和淀粉糊化老化信息，通過對上述信息的分析可以反映全麥粉的粉質(zhì)特性和面團(tuán)的黏度特性。本研究利用混合實(shí)驗儀Mixolab與動態(tài)流變儀相結(jié)合的方法，研究外源蛋白的添加對全麥面團(tuán)流變學(xué)特性的影響。外源蛋白EW的添加使全麥面團(tuán)吸水率降低是由于EW與水結(jié)合后會將水分固定，導(dǎo)致全麥粉中的淀粉和蛋白質(zhì)不能吸收更多的水分，這與羅云等[20]的研究結(jié)果類似。在混合過程中，由于水分在面筋蛋白和EW間的不均勻分布，導(dǎo)致全麥-EW混合體系內(nèi)面筋充分形成的時間延長，又由于EW中含有大量大分子蛋白質(zhì)，吸水后具有較高的黏度[21]，進(jìn)而導(dǎo)致面團(tuán)的形成時間和穩(wěn)定時間隨著添加量的增加而逐漸增加[22-23]。當(dāng)溫度升高后，混合體系中EW在受熱狀態(tài)下，發(fā)生熱變性，使EW中疏水基團(tuán)暴露，分子間相互作用增加，導(dǎo)致混合體系內(nèi)凝膠強(qiáng)度變大，進(jìn)而使峰值黏度增加；同時在降溫過程中，導(dǎo)致混合面團(tuán)的回生值增加[24]。SC屬于蛋白質(zhì)類的親水性膠體或乳化劑，添加到全麥粉中會提高面團(tuán)形成過程中的吸水率[8,25]，在混合過程中，SC可與全麥粉中的面筋蛋白復(fù)合形成蛋白質(zhì)大分子聚集體，提高面筋網(wǎng)絡(luò)的形成時間和穩(wěn)定時間，進(jìn)而提升全麥面團(tuán)的強(qiáng)度[26]，但當(dāng)添加量高于3.0%時，全麥面團(tuán)的穩(wěn)定時間下降，蛋白質(zhì)弱化度升高，可能是過高的SC添加帶來更高的吸水率，影響了面筋蛋白之間的交聯(lián)[27]。面團(tuán)峰值黏度下降，主要原因是SC的添加稀釋了淀粉的含量，且SC與全麥粉中蛋白質(zhì)的復(fù)合過程中會與淀粉競爭水分，導(dǎo)致淀粉加熱過程中糊化程度的下降。GANI等[28]在小麥粉中添加SC時也發(fā)現(xiàn)峰值黏度顯著降低，且其糊化后回生值會降低。本研究中回生值隨SC添加量的增加而增加，可能與加熱后SC發(fā)生一定程度的凝膠化有關(guān)，導(dǎo)致最終凝膠強(qiáng)度的回升。

3.2 外源蛋白添加影響全麥面團(tuán)流變特性

流變學(xué)特性的研究對于食品生產(chǎn)和加工具有重要的指導(dǎo)意義[29]，它是谷物粉料與水結(jié)合之后耐揉性和黏彈性的綜合表現(xiàn)，決定了面包、饅頭、面條加工的最終品質(zhì)[30]。由于含水量對面團(tuán)的流變特性影響很大，本研究在固定含水量的情況下進(jìn)行不同EW添加對全麥面團(tuán)流變特性影響的測定。EW的添加，從一定程度上稀釋了面筋蛋白，導(dǎo)致EW嵌入面筋網(wǎng)絡(luò)中，從而破壞了面筋網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性結(jié)構(gòu)，且較高的含水量下，EW黏度降低，導(dǎo)致面團(tuán)的黏彈特性的降低[31-32]。而添加SC后，SC可與全麥粉中的面筋蛋白復(fù)合形成大分子聚集體，因此使全麥面團(tuán)G'和G"的增加。RONDA等[33]報道酪蛋白鹽顯著改變面團(tuán)流變特性，可能是由于氨基酸序列的特殊排列促進(jìn)了共價鍵和氫鍵的作用，進(jìn)而形成了穩(wěn)定緊密的多肽鏈，提升了面團(tuán)的強(qiáng)度。SUDHA等[34]的研究同樣發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SC添加量較高時，小麥面團(tuán)的彈性增加，隨著SC添加量的增加，面團(tuán)的強(qiáng)度也會增加。從tan δ結(jié)果可知，G 3.0%對照的綜合黏彈性依然最佳，SC添加量大于1.0%樣品的tan δ值大于全麥對照?？赡苁怯捎谠诠潭铀康臈l件下，高添加量的SC會與面筋蛋白強(qiáng)烈競爭水分的吸收，影響面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。但是值得一提的是，當(dāng)掃描頻率大于10 Hz時，添加SC的全麥面團(tuán)綜合黏彈性均優(yōu)于全麥對照，表明SC的添加使全麥面團(tuán)在高頻下具有更好的穩(wěn)定性，耐受更強(qiáng)烈地揉混加工。

3.3 外源蛋白添加影響全麥面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)

利用掃描電鏡觀察全麥面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)可以直觀地了解面團(tuán)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化。馬薇薇等[35]關(guān)于蛋清粉對糜米-小麥粉面團(tuán)的研究顯示，EW可以分布在面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，利用自身的黏結(jié)性增強(qiáng)了面筋蛋白包裹淀粉顆粒的能力，且隨著EW添加量的增加，面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸改善，這與本研究結(jié)果中樣品的微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律基本一致。而較高添加量的SC加入后，面團(tuán)結(jié)構(gòu)變得連續(xù)且緊密的現(xiàn)象可能是因為大分子蛋白質(zhì)聚集體致密結(jié)構(gòu)帶來的。

由上述結(jié)果可知，外源蛋白的添加對于面團(tuán)的熱機(jī)械學(xué)、流變學(xué)特性和凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成有較大影響，但其作用機(jī)制有所區(qū)別：EW一定程度上稀釋了面筋蛋白，降低面團(tuán)內(nèi)部強(qiáng)度，但吸水后的EW具有較高的黏度，增強(qiáng)了蛋白包裹淀粉的能力，此外加熱后EW良好的凝膠特性，一定程度上彌補(bǔ)了面筋網(wǎng)絡(luò)弱化以及全麥面團(tuán)中麩皮帶來的不利影響；而SC由于其兩親特性，帶來較高的吸水率，同時SC可與面筋蛋白復(fù)合形成蛋白質(zhì)大分子聚集體，提高了面筋網(wǎng)絡(luò)的形成時間和穩(wěn)定時間，進(jìn)而提升了全麥面團(tuán)的強(qiáng)度。但是過高的SC添加會影響面筋蛋白分子之間的交聯(lián)以及加熱過程中淀粉的糊化，進(jìn)而影響面團(tuán)的特性。

3.4 外源蛋白添加影響全麥面包比容

全麥面包比容可以反映全麥面團(tuán)體積的膨脹程度和保持能力，直接影響面包產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)、口感和外觀[36]。綜合面團(tuán)混合特性、流變特性和SEM結(jié)果可知，EW較低的吸水率和較高的黏度特性分別保證和輔助了全麥粉中面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的充分形成，這使面團(tuán)的連續(xù)性較好，穩(wěn)定性增強(qiáng)，內(nèi)部強(qiáng)度降低；當(dāng)面包烘烤完成后，EW較好的熱凝膠特性，可以幫助面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定面包的體積。SANG等[37]研究發(fā)現(xiàn)與EW相似的卵清蛋白添加到小麥粉中，可使面團(tuán)黏彈性降低，饅頭比容增加，這與本研究結(jié)果相似。相反地，SC過高的吸水率（尤其是在添加量高于3.0%時）可能導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)形成不充分，SC之間及其與全麥粉中的面筋蛋白之間復(fù)合形成的大分子聚集體使面團(tuán)強(qiáng)度顯著增加，面團(tuán)內(nèi)部更加緊致，當(dāng)面包烘烤完成后，較弱的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及相對較低的淀粉糊化程度也難以穩(wěn)定面包的體積，從而導(dǎo)致比容的降低。有研究發(fā)現(xiàn)SC可增加無麩質(zhì)面包比容[38]，與本研究結(jié)果不同的原因可能是本研究中面包配方固定了加水量，而根據(jù)Mixolab結(jié)果，SC需要更高的加水量。

3.5 外源蛋白添加影響全麥面包質(zhì)構(gòu)特性

同樣地，利用谷物食品的質(zhì)構(gòu)特性（如硬度、黏聚性、回復(fù)性、彈性和咀嚼性等）來評價制品質(zhì)量是比較客觀的評定方法[39]。綜合面團(tuán)混合特性、流變和微觀結(jié)構(gòu)（SEM）結(jié)果可知，EW添加后，面團(tuán)結(jié)構(gòu)變得較為連續(xù)，在面包配方中固定加水量的條件下，隨著EW添加量的增加，面包面團(tuán)在烘烤過程中可以很好地膨脹，且烘烤后能夠有效地輔助面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定面包體積，從而有效降低全麥面包的硬度，改善全麥面包的品質(zhì)。張鳳婕等[40]添加EW改善馬鈴薯全粉饅頭的品質(zhì)，同樣發(fā)現(xiàn)EW可以提升產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性，增加感官評分。添加SC全麥面包的質(zhì)構(gòu)特性變化與STORCK等[41]關(guān)于蛋白質(zhì)對無麩質(zhì)面包特性影響的研究結(jié)果一致，作者認(rèn)為SC的加入可增加面團(tuán)的硬度，進(jìn)而增加面包的硬度和咀嚼度。

4 結(jié)論

蛋清粉的添加會降低全麥面團(tuán)的吸水率和黏彈性，降低面團(tuán)內(nèi)部強(qiáng)度。同時，蛋清粉的黏性和凝膠特性有效地彌補(bǔ)了全麥面團(tuán)中麩皮帶來的不利影響，改善了全麥面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)在醒發(fā)和烘烤過程中更容易起發(fā)和膨脹，烘烤后還能夠穩(wěn)定面包的體積，進(jìn)而使全麥面包比容增大，硬度降低，有效改善全麥面包品質(zhì)。

酪蛋白酸鈉的添加會提高面團(tuán)的吸水率，酪蛋白酸鈉之間及其與全麥粉中的面筋蛋白易復(fù)合形成大分子聚集體，使面團(tuán)強(qiáng)度顯著增加，面團(tuán)內(nèi)部更加致密，在面包配方中固定加水量的條件下，面筋網(wǎng)絡(luò)形成不充分，使面包比容降低，硬度增大。

蛋清粉可一定程度上代替谷朊粉用于提高全麥?zhǔn)称返氖秤闷焚|(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。使用酪蛋白酸鈉時，由于其較高的吸水率，可能需要在面包配方（如加水量）上做進(jìn)一步調(diào)整，從而發(fā)揮其作用。

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Influence of Exogenous Protein Addition on Whole Wheat Dough Properties and Bread Quality Characteristics

WU Di, WANG JiaYu, TANG XiaoZhi, HU QiuHui

College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics/Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety/Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing, Nanjing 210023

【】The influence of two exogenous protein addition on thermomechanical properties, dynamic rheological properties and microstructure of whole wheat dough as well as quality characteristics of bread were investigated. The aim of the research was to provide a basis for further utilization of exogenous protein addition to ameliorate quality of whole wheat food and developing novel products of whole wheat food.【】 Mixolab and dynamic rheometer were used to study the Influence of exogenous protein addition on thermomechanical and rheological properties of whole wheat dough, respectively. The dough microstructure was observed by scanning electron microscope (SEM). Meanwhile, whole wheat bread was prepared and tested to investigate the influence of exogenous protein addition on loaf and volume texture characteristic of bread. 【】 With the increasing egg white powder (EW) addition, the water absorption of whole wheat dough decreased, while dough development time and stability time increased. During heating process, peak viscosity of the mixed flour and setback value of starch increased. It was shown from dynamic rheological studies that with the increasing addition of EW, storage modulus and loss modulus of dough consistently decreased, while tan δ of dough increased. From SEM, the dough microstructure has been effectively improved, as the internal pore structure significantly reduced. Furthermore, more continuous and homogeneous dough structure well compensated for the structural damage caused by the bran in whole wheat dough. The specific volume of whole wheat bread increased as well as the bread crumb became loose and soft. The hardness and chewiness decreased, as there was no significant change on springiness, cohesiveness and resilience. Meanwhile, with the increasing sodium caseinate (SC) addition, the water absorption of whole wheat dough and degree of protein weakening increased, while dough development time and stability time first increased and then decreased. During heating process, peak viscosity of the mixed flour decreased while setback value of starch increased. It was shown from dynamic rheological studies that storage modulus and loss modulus of dough increased when SC addition was greater than 1%. From SEM, the dough microstructure gradually densified with the holes and crevices in dough gradually diminished. The specific volume of whole wheat bread first increased and then decreased as well as the bread crumb became relatively dense. It was shown from TPA that the hardness and chewiness gradually increased as well as the cohesiveness and resilience gradually decreased, as there was no significant change on springiness.【】The addition of EW could replace vital wheat gluten to some extent for effectively ameliorating the quality of whole wheat bread, whilst the utilization of SC should consider its higher water absorbing ability.

exogenous protein; whole wheat bread; thermomechanical properties; rheological properties; quality characteristics

10.3864/j.issn.0578-1752.2021.06.015

2020-07-04；

2020-11-13

國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2018YFD0401000）、江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目（蘇政辦發(fā)〔2018〕87號）

吳迪，E-mail：diwu@nufe.edu.cn。通信作者湯曉智，E-mail：warmtxz@njue.edu.cn

（責(zé)任編輯 趙伶俐）