任順成，陳 玉，陶 華

1．河南工業(yè)大學(xué) 河南省天然色素制備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450001

2．中原糧食集團(tuán)多福多食品有限公司，河南 鄭州 450001

小麥粉中人體必需氨基酸組成不平衡，為了補(bǔ)充必需氨基酸以及改善其組成比例，通常情況下會(huì)采用人工添加外源植物蛋白[1-2]。然而，添加非小麥成分可能會(huì)稀釋面筋蛋白，從而損害和弱化整體蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而對(duì)面團(tuán)特性和面制品的品質(zhì)產(chǎn)生不利影響[3]。作者通過預(yù)試驗(yàn)，篩選了在一定添加范圍內(nèi)能提高面團(tuán)濕面筋含量的2種外源植物蛋白，即玉米醇溶蛋白和南瓜子蛋白，并進(jìn)一步研究其對(duì)面團(tuán)特性和面制品品質(zhì)的影響，試圖尋找對(duì)面筋蛋白及面制品有改善作用的外源植物蛋白，以增加小麥粉中蛋白質(zhì)的多樣性。

玉米醇溶蛋白已經(jīng)被證明具有形成類似小麥面團(tuán)的功能[4-5]， Khuzwayo等[6]的研究表明玉米醇溶蛋白強(qiáng)化了面包的結(jié)構(gòu)，增加了面包的體積；根據(jù)Giami[7]的研究，添加南瓜子濃縮蛋白使面團(tuán)的拉伸阻力、延伸性和變形機(jī)械功降低，但對(duì)面團(tuán)其他性質(zhì)的變化沒有深入研究。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于南瓜子蛋白的利用還處于研究階段，南瓜子榨油后的餅粕產(chǎn)量巨大，蛋白質(zhì)含量高，廉價(jià)易得，但其利用率卻極低。根據(jù)劉艷榮等[8]的研究，南瓜子濃縮蛋白可以部分替代小麥粉用于高蛋白面包的生產(chǎn)，但對(duì)其他面制品的影響尚不明確。

目前，國(guó)內(nèi)外將玉米醇溶蛋白和南瓜子蛋白添加到面制品中的研究較少，作者主要分析了這2種外源植物蛋白對(duì)面團(tuán)特性和面制品品質(zhì)的影響，以期為面制品的改良提供理論依據(jù)，擴(kuò)大玉米醇溶蛋白和南瓜子蛋白的應(yīng)用范圍。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

小麥粉：福臨門家宴小麥粉；玉米醇溶蛋白：億發(fā)生物科技有限公司；南瓜子蛋白：自制，南瓜子由內(nèi)蒙古巴林民族手工坊有限公司提供；酵母：安琪酵母股份有限公司；食鹽：中鹽上海市鹽業(yè)有限公司。其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Farinograph-AT粉質(zhì)儀、Extensograph-E拉伸儀：德國(guó)布拉班德公司；Free Zone6plus冷凍干燥機(jī)：美國(guó)拉博科公司；RVA-TM快速黏度分析儀：瑞典PERTEN公司；MicroMR-CL-I變溫型核磁共振食品農(nóng)業(yè)成像分析儀：蘇州紐邁分析儀器股份有限公司； TA-XT Plus 質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)SMS公司； JHMZ-200針式和面機(jī)、JXFD-7醒發(fā)箱：北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 混合粉的制備

將玉米醇溶蛋白、南瓜子蛋白按照1%、3%、5%的比例替代小麥粉，混勻，以純小麥粉為對(duì)照。

1.3.2 面團(tuán)粉質(zhì)特性的測(cè)定

參照GB/T 14614—2019 《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)試 粉質(zhì)儀法》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 低場(chǎng)核磁測(cè)定混合面團(tuán)水分分布

按粉質(zhì)吸水率 80% 加水制備面團(tuán)。準(zhǔn)確稱取1.20 g面團(tuán)，用聚氟乙烯膠布包裹后投入核磁共振管底部。參數(shù)設(shè)置參考沈海斌[9]使用的方法，稍做修改。采樣點(diǎn)數(shù)TD=60 000，采樣頻率SW=200.00 kHz，采樣間隔時(shí)間TW=2 000 ms，回波個(gè)數(shù)NECH=3 000，回波時(shí)間DL1=0.046 48 ms，累加次數(shù)NS=16。

1.3.4 面團(tuán)糊化特性的測(cè)定

參照GB/T 24853—2010《小麥、黑麥及其粉類和淀粉糊化特性測(cè)定 快速黏度儀法》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 饅頭質(zhì)構(gòu)及感官評(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)》進(jìn)行饅頭的制作及感官評(píng)價(jià)。采用小米替換法測(cè)定饅頭比容。將冷卻 1 h的饅頭，切成厚15 mm的饅頭片，取中間部分進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，參數(shù)設(shè)置參考周杰等[10]使用的方法。

1.3.6 掛面的品質(zhì)測(cè)定及感官評(píng)價(jià)

1.3.6.1 熟掛面質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

參考SB/T 10072—1992《掛面生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程》的方法，制備寬4 mm、厚1 mm、長(zhǎng)22 cm的掛面。取30根長(zhǎng)10 cm的掛面放入500 mL沸水中，煮到最佳煮面時(shí)間后撈出，用自來水輕淋60 s后測(cè)定，參數(shù)設(shè)置參考桂俊等[11]使用的方法，每個(gè)樣品平行測(cè)試6次。

1.3.6.2 掛面蒸煮損失的測(cè)定

取30根長(zhǎng)10 cm的掛面放入500 mL沸水中，煮到最佳煮面時(shí)間后撈出，將面條放在濾紙上靜置5 min后稱質(zhì)量，面湯放至室溫后，定容至500 mL，取100 mL先在電爐上加熱，蒸發(fā)掉大部分水分后，將其放入105 ℃烘箱內(nèi)烘至恒質(zhì)量，計(jì)算公式如下:

1.3.6.3 掛面的感官評(píng)價(jià)

參照GB/T 35875—2018《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面條加工品質(zhì)評(píng)價(jià)》中面條質(zhì)量評(píng)分方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 25統(tǒng)計(jì)分析，顯著性水平為P<0.05。采用Origin 2021軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 面團(tuán)的粉質(zhì)特性

2種外源植物蛋白對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響如表1所示。隨著玉米醇溶蛋白添加量的增加，面團(tuán)的品質(zhì)逐漸降低，但適量添加南瓜子蛋白會(huì)使形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間及粉質(zhì)指數(shù)有所增加。這可能是因?yàn)槟瞎献拥鞍着c面筋蛋白競(jìng)爭(zhēng)性爭(zhēng)奪水分，使面筋網(wǎng)絡(luò)的形成時(shí)間延長(zhǎng)，面筋充分吸水，溶脹的時(shí)間延長(zhǎng)，抗拉伸阻力增加，面團(tuán)的耐揉性增強(qiáng)，面團(tuán)的形成時(shí)間及穩(wěn)定時(shí)間變長(zhǎng)，弱化度變小[12]。郭興鳳等[13]研究大豆分離蛋白的添加對(duì)面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間等方面的影響時(shí)，有相似的結(jié)論。

表 1 2種外源植物蛋白對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

2.2 面團(tuán)的水分分布

弛豫時(shí)間和峰面積分別表示面團(tuán)中各種水的流動(dòng)性和含量，弛豫時(shí)間與水的流動(dòng)性成正比，峰面積與水分含量成正比。圖1為面團(tuán)水分弛豫時(shí)間(T2)的反演圖,其中，第1個(gè)峰代表深層結(jié)合水，主要是與淀粉或面筋蛋白緊密結(jié)合的水; 第2個(gè)峰代表弱結(jié)合水，流動(dòng)性介于深層結(jié)合水和自由水之間; 第3個(gè)峰代表面團(tuán)中的自由水[14]。由圖1可以看出，面團(tuán)中水分主要以弱結(jié)合水的形式存在，且外源植物蛋白的添加使峰面積有所增加，說明蛋白質(zhì)和淀粉結(jié)合的水質(zhì)子增加，面團(tuán)的水分含量增加。因此，2種外源植物蛋白的添加提高了面團(tuán)的吸水能力。

圖1 添加玉米醇溶蛋白、南瓜子蛋白的面團(tuán)水分橫向弛豫時(shí)間(T2)反演圖

2.3 面團(tuán)的糊化特性

從表2可以看出，隨著2種外源植物蛋白添加量的增大，峰值黏度、最低黏度、最終黏度逐漸下降。峰值黏度降低的原因可能是蛋白與水結(jié)合，影響了淀粉與水分子間氫鍵的形成[15]；衰減值主要反映小麥粉在加熱過程中的穩(wěn)定性，具有較低衰減值的面團(tuán)顯示出更好的抗剪切變稀性，南瓜子蛋白的添加使衰減值降低，因此，面團(tuán)對(duì)剪切稀化的抗性增強(qiáng)。隨著南瓜子蛋白添加量的增加,樣品中淀粉的比例逐漸下降,從而回生值大幅度下降,明顯改善了面粉老化的性質(zhì)。玉米醇溶蛋白的添加使面團(tuán)回生值有所提高，可能是因?yàn)橛衩状既艿鞍孜圆頪16]，導(dǎo)致蛋白利用的水量減少，從而使淀粉可利用的水量增加，淀粉分子的遷移速度加快，分子碰撞機(jī)會(huì)變大, 從而易于發(fā)生老化[17]。

表 2 2種外源植物蛋白對(duì)面團(tuán)糊化特性的影響

2.4 饅頭的質(zhì)構(gòu)及感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.4.1 饅頭的質(zhì)構(gòu)

由表3可以看出，隨著玉米醇溶蛋白和南瓜子蛋白添加量的增加，饅頭的硬度、膠著性及咀嚼性增加，回復(fù)性降低，但對(duì)饅頭彈性影響不顯著。這主要是因?yàn)樘砑拥耐庠粗参锏鞍讓?duì)面粉中的面筋蛋白有稀釋作用，會(huì)降低面團(tuán)的持氣能力，導(dǎo)致饅頭的體積下降，結(jié)構(gòu)變得致密。因此，饅頭硬度、膠著性和咀嚼性顯著增加，相比來看，添加玉米醇溶蛋白對(duì)饅頭的硬度影響較?。煌瑫r(shí)，因?yàn)轲z頭的結(jié)構(gòu)變得越發(fā)致密，被強(qiáng)力按壓時(shí)很難恢復(fù)原狀，因此回復(fù)性降低。

表 3 2種外源植物蛋白對(duì)饅頭質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.4.2 饅頭的比容

由圖2可以看出，隨著南瓜子蛋白添加量的增加，饅頭的比容逐漸減小；玉米醇溶蛋白添加量為1%時(shí)饅頭比容稍有增加，可能是因?yàn)橛衩状既艿鞍仔纬傻奈⒔Y(jié)構(gòu)能夠承受發(fā)酵過程中氣體膨脹的壓力，從而增加饅頭的體積。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是，在發(fā)酵過程中，膨脹的谷蛋白內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)被外部的玉米蛋白原纖維加固，使其可更伸展、更牢固地容納氣體[6]。但玉米醇溶蛋白在淀粉基體系中形成的面團(tuán)不像小麥面團(tuán)那樣結(jié)實(shí)，因?yàn)樾纬傻姆肿娱g交聯(lián)(共價(jià)鍵)較少，所以饅頭的比容并非隨著蛋白添加量的增大而增大。

圖2 2種外源植物蛋白對(duì)饅頭比容的影響

2.4.3 饅頭的感官評(píng)分

由表4可以看出，饅頭的表面色澤及食味的評(píng)分隨著玉米醇溶蛋白和南瓜子蛋白添加量的增加而逐漸降低，添加量增加到5%時(shí)，饅頭會(huì)出現(xiàn)一定程度的坍塌，結(jié)構(gòu)相對(duì)緊密，從而復(fù)原性變差，咀嚼時(shí)會(huì)有粘牙感，導(dǎo)致饅頭表面結(jié)構(gòu)、韌性及黏性評(píng)分降低。因此，這2種外源植物蛋白的添加量應(yīng)控制在3%以內(nèi)，對(duì)饅頭各項(xiàng)指標(biāo)影響較小。趙景艷等[18]研究大豆分離蛋白的最適添加比例與本研究結(jié)果相似。

表4 2種外源植物蛋白對(duì)饅頭感官評(píng)分的影響

2.5 掛面的品質(zhì)測(cè)定及感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.5.1 掛面的蒸煮品質(zhì)

由圖3a可知，適量添加玉米醇溶蛋白能降低掛面的蒸煮損失率，南瓜子蛋白的添加量為1%時(shí)掛面的蒸煮損失率較大；對(duì)比圖3a、3b可以看出，添加南瓜子蛋白后掛面蒸煮損失率與吸水率的變化規(guī)律相似，根據(jù)陳海華等[19]的研究，在面筋網(wǎng)絡(luò)可以很好地束縛淀粉顆粒的前提下，吸水率大，面條富有彈性、表面光滑，但如果面筋網(wǎng)絡(luò)不能很好地束縛淀粉顆粒,吸水率增大會(huì)使面條松軟，從而增加蒸煮損失,因此，推測(cè)南瓜子蛋白添加量增加時(shí)掛面的蒸煮損失率的降低與吸水率的降低有關(guān)。根據(jù)高雪麗[12]和Mahmoud等[20]的研究，掛面的吸水率和蒸煮損失率的變化也可能是因?yàn)樘砑拥耐庠粗参锏鞍缀托←溍娼畹鞍字g通過共價(jià)鍵、非共價(jià)鍵發(fā)生交聯(lián)，形成了更加緊密的結(jié)構(gòu)。

圖3 2種外源植物蛋白對(duì)掛面蒸煮損失和吸水率的影響

2.5.2 掛面的質(zhì)構(gòu)

由表5可知，2種外源植物蛋白的添加對(duì)掛面彈性、黏聚性影響不顯著，掛面的硬度、膠著性、咀嚼性顯著增加(P<0.05)，可能是因?yàn)?種外源植物蛋白的添加增強(qiáng)了掛面內(nèi)部結(jié)構(gòu)。掛面硬度增加，受到外界的壓力產(chǎn)生變形后難以快速恢復(fù)原狀，導(dǎo)致回復(fù)性有所降低。

表5 2種外源植物蛋白對(duì)熟掛面質(zhì)構(gòu)的影響

2.5.3 掛面的感官評(píng)分

由表6可以看出，玉米醇溶蛋白和南瓜子蛋白的添加量在3%以內(nèi)時(shí)，對(duì)掛面的各項(xiàng)評(píng)分的影響不大，添加量增加到5%時(shí)會(huì)使掛面硬度增加，影響熟面的適口性，且使掛面原有的麥香味變淡，導(dǎo)致感官評(píng)分降低，但對(duì)熟掛面光滑性的影響不顯著。另外，南瓜子蛋白添加量為5%時(shí)，熟面表面出現(xiàn)了顏色不均勻的現(xiàn)象，邊緣稍偏白。因此，考慮到掛面的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，這2種外源植物蛋白的適宜添加量為3%。

表6 2種外源植物蛋白對(duì)掛面感官評(píng)分的影響

3 結(jié)論

在一定添加范圍內(nèi)，南瓜子蛋白提高了面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間，降低了面團(tuán)的弱化度；2種外源植物蛋白都提高了面團(tuán)的吸水能力；2種外源植物蛋白的添加使面團(tuán)峰值黏度、最低黏度、最終黏度、衰減值都呈下降趨勢(shì)；添加1%的玉米醇溶蛋白能增加饅頭的比容、減少掛面的蒸煮損失率；2種外源植物蛋白的添加使饅頭和熟面條的硬度、膠著性以及咀嚼性升高，回復(fù)性降低；2種外源植物蛋白添加量不超過3%時(shí)對(duì)面制品的感官評(píng)分有積極影響，但增加到5%時(shí)，對(duì)面制品的色澤、食味等指標(biāo)影響較大，感官評(píng)分降低。所以，2種外源植物蛋白的添加量不宜超過3%。南瓜子蛋白對(duì)面粉的粉質(zhì)特性、老化性質(zhì)及吸水能力有一定的改善作用，適量添加玉米醇溶蛋白能增加饅頭的比容、減少掛面的蒸煮損失率。