茶多酚对高筋粉面团流变特性的影响

张海华，朱跃进，*，张士康，徐 忠，时 朋，黄赟赟，李大伟（.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江 杭州 3006；.哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江 哈尔滨 50076）



茶多酚对高筋粉面团流变特性的影响

张海华1，朱跃进1，*，张士康1，徐 忠2，时 朋2，黄赟赟1，李大伟1
（1.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江 杭州 310016；2.哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江 哈尔滨 150076）

摘 要：为明确茶面制品中茶多酚对面团流变特性的影响，采用粉质仪、拉伸仪、面筋强度仪和流变仪对茶多酚和高筋小麦粉混合面团的流变特性进行研究。结果表明：高筋粉面团流变特性各指标的变化与茶多酚添加量相关，当茶多酚添加量为0.5%时，能显著延长高筋粉面团的形成时间、稳定时间，提高拉伸阻力、拉伸比例、剪切回复角和黏性、弹性模量；茶多酚添加量增大至1.0%时，面团的形成时间缩短，剪切回复角、黏弹模量等部分指标开始下降；茶多酚添加量增大至2.0%、3.0%时，几乎所有指标相较于0.5%茶多酚添加量时都有所降低，推测这主要是由茶多酚的还原性和茶多酚-面筋蛋白复合体的形成所致。

关键词：小麦面团；茶；茶多酚；流变特性；粉质；拉伸

引文格式：

张海华， 朱跃进， 张士康， 等.茶多酚对高筋粉面团流变特性的影响［J］.食品科学， 2016， 37（13）: 42-46.DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201613008. http://www.spkx.net.cn

ZHANG Haihua， ZHU Yuejin， ZHANG Shikang， et al.Effect of tea polyphenols on rheological properties of high-gluten wheat dough［J］.Food Science， 2016， 37（13）: 42-46.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613008. http://www.spkx.net.cn

小麦面粉是人们日常主食的重要原料之一，它可以通过水合作用形成具有独特黏弹性的面团，以满足不同品类、品质的食品加工需求［1-2］。据研究，小麦面团独特的黏弹性是由小麦面筋蛋白分子间通过氢键、范德华力、二硫键和疏水作用等形成面筋网络骨架，其中包裹/镶嵌小麦淀粉分子，进而形成的大分子聚合体所决定的［3-5］。作为小麦面筋网络支撑的氢键、范德华力、二硫键和疏水作用等易受加工条件如高温、高压、抗氧化剂、乳化剂等因素影响［6-9］。

抗氧化剂是食品加工中常用的一类提高食品贮藏品质的添加剂，多酚类物质是常用的良好抗氧化剂之一，广泛存在于植物类食品原料中。研究表明，外源的或固有的植物源多酚的存在会对小麦面团加工性能产生影响，且影响因多酚含量和来源而异［10-13］。茶多酚（tea polyphenols，TPs）作为植物源多酚中的一种，具有良好的抗氧化性能，也是一种天然抗氧化剂，是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等，主要为黄烷醇（儿茶素）类，儿茶素含量占60%～80%。

茶多酚具有还原性，且其分子结构中含有多羟基，因此茶多酚的存在必会对越来越受人们青睐的健康茶面制品加工及贮藏品质产生影响，然而现有研究多集中在含全茶或茶提取物的茶面制品加工工艺及茶多糖抗淀粉老化方面［14-18］，对茶面团加工特性尤其是流变特性尚缺乏研究，因此本实验在课题组前期对含全茶面团流变特性研究的基础上［19-22］，深入研究茶的单一组分——茶多酚对面团流变特性的影响，以期更进一步揭示茶面制品加工中茶组分与面团组分间的相互作用，为茶多酚在面制品中的应用乃至茶面制品的加工品质改良提供参考依据，也为更广泛的面制品行业的产品加工与品质改良提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

高筋小麦粉（含水量13.3%，湿面筋含量30.5%）香港面粉厂有限公司；茶多酚（含水量5.1%，多酚含量98.0%） 浙江东方茶叶有限公司。

1.2 仪器与设备

AR-G2旋转流变仪 美国TA公司；Farinograph-E粉质仪（揉面钵300 g）、Extensograph-E拉伸仪、Glutograph-E面筋仪 德国Brabender公司；CP214电子天平 奥豪斯仪器（上海）有限公司；KS-B5多功能搅拌机 广州凯圣机械设备有限公司；GZX-9246 MBE数显鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.3 方法

1.3.1 茶多酚与小麦高筋粉混粉制备

为充分分析茶多酚对小麦粉面团特性的影响，对茶多酚添加量进行相对较大的梯度设计，将茶多酚按0.5%、1.0%、2.0%、3.0%比例与小麦高筋粉进行充分的干粉混合，制备成不同茶多酚含量的混合粉，分别记为TPW0.5、TPW1.0、TPW2.0、TPW3.0。作为对照的原小麦高筋粉记为WF。

1.3.2 茶多酚对小麦面团粉质特性的影响

参照GB/T 14614—2006《小麦粉 面团的物理特性 吸水量和流变学特性的测定 粉质仪法》，用Farinograph-E粉质仪测定和记录面团形成过程中稠度随时间变化的曲线，得出曲线的主要特征值以表征面团粉质特性。

1.3.3 茶多酚对小麦面团拉伸特性的影响

参照GB/T 14615—2006《小麦粉 面团的物理特性 流变学特性的测定 拉伸仪法》，在规定条件下用Farinograph-E粉质仪将试样粉、水和盐制备成面团，切分50 g测试面团3 块，经Extensograph-E拉伸仪揉圆、搓条，分别醒发45、90、135 min后进行拉伸测试，记录拉伸曲线。

1.3.4 茶多酚对小麦面团流变剪切特性的影响

取1.3.3节中醒发45 min的面团2 g，采用Glutograph-E面筋仪进行面筋剪切强度测定：取适量以粉质仪混合好的面团，选择直径为20 mm的光滑平板模具进行流变测定，设置温度25 ℃，间隙0.5 mm，应变5%，频率0.1～80 Hz，刮去平板外多余面团，加上盖板，并加入硅油防止水分蒸发，运行稳态测试程序。平行实验3 次，结果取平均值。

1.4 数据分析与处理

采用SPSS 16.0软件的Duncan's模块中的方差分析（analysis of variance，ANOVA）对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 茶多酚添加量对小麦面团粉质特性的影响

如图1所示，茶多酚添加量在0～3.0%范围内，小麦面团的吸水率虽有变化但无显著差异，而面团形成时间和面团稳定时间变化显著。当茶多酚添加量为0.5%时，面团形成时间有所延长；而当茶多酚添加量增大至1.0%、2.0%、3.0%时，面团形成时间反而显著缩短。当茶多酚添加量为1.0%时，面团稳定时间显著延长，而当茶多酚添加量增加到2.0%和3.0%时，面团稳定时间反而显著缩短。

小麦面团的形成过程是面筋蛋白中大分子的谷蛋白和醇溶蛋白链内/间通过—SH氧化形成—SS支撑的面筋蛋白网络，网络间包裹/镶嵌淀粉、小分子蛋白及其他成分，最终形成独特的黏弹体的过程。在面团形成过程中，当有外在氧化还原剂存在时，面筋蛋白网络形成或其他组分间的融合交联会受到影响，尤其是对—SH和—SS之间转化的影响［7-9，23］。由图1可知，茶多酚对小麦面团形成时间和稳定时间的影响与其添加量有关。茶多酚添加量为0.5%的面团，其形成时间的延长与多酚类物质和面筋蛋白水合过程中形成高分子聚合体有关，少量的多酚会进入面筋网络中的亲水区域，抢夺水分子的位置与面筋蛋白形成次级键交联的网状结构，从而延长面团形成时间［10-11］。茶多酚添加量为1.0%、2.0%、3.0%的面团形成时间显著缩短，是由于具有还原性的单宁类物质能够影响—SH和—SS之间的转化［24-25］，即减弱—SH向—SS的转化，从而缩短面团的形成时间。

Wang Qiong等［26］研究发现在面团中添加0.1%、0.2%、0.3%的单宁时会增强面团的耐机械搅拌性，这一结论与本实验茶多酚添加量为0.5%、1.0%的面团稳定时间延长的结果一致，推测这是由于茶多酚与面筋蛋白形成复合物所致，但面团中添加多酚后其可提取量与添加量间并不具有显著的线性关系［10-13］。当茶多酚添加量增加到2.0%和3.0%时，小麦面团的稳定时间显著缩短则是因为多酚类物质具有还原性，能够促进—SH向—SS的转化，从而减弱二硫键的支撑作用［7-9，27］。

2.2 茶多酚添加量对小麦面团拉伸特性的影响

基于茶多酚添加量为2.0%与3.0%时面团的粉质特性结果无显著差异，此外实验中发现茶多酚添加量为3.0%时，面团出现“稀湿”糊状，因此综合考虑实验的可操作性，在后续实验中未对茶多酚添加量为3.0%的样品进行测试。

如图2所示，与对照相比，随着茶多酚添加量从0.5%增加到2.0%，小麦面团的拉伸曲线面积和延伸度都逐渐降低，尤其是茶多酚添加量为2.0%的样品，在醒发90 min和135 min后面筋蛋白网络几乎完全被破坏，不能进行拉伸测试。

在小麦面团水合过程中，茶多酚参与面筋蛋白网络形成，并与面筋蛋白形成复合物，改变了面筋蛋白的二级结构中α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲等基本结构的比例，增加了α-螺旋和β-转角的占比，降低了β-折叠的占比［26］，因此导致面筋蛋白在拉伸过程中由β-折叠稳定的“刚性”下降，分子链间氢键强度被削弱，面团拉伸曲线面积即拉伸性能（拉伸等同长度时所需能量）降低，延伸度下降。

如图3A所示，在醒发45 min时，TPW0.5和TPW1.0样品的拉伸阻力与对照WF相比显著升高，而TPW2.0的拉伸阻力则显著降低，这一阶段面团的面筋网络刚形成，粉质特性测定结果显示面团的稳定时间均在20 min以上，可以推测出此时面筋网络仍处于稳定阶段，此时茶多酚正慢慢与面筋蛋白形成复合体［28-29］，因此拉伸阻力较大，这与延伸度降低的结果一致；在醒发90 min和135 min时，所有添加了茶多酚的样品拉伸阻力与对照相比均显著降低。

拉伸比例是拉伸阻力与延伸度的比值，反映面团抗拉伸与延伸性之间的平衡关系。由图3B可知，醒发45 min时，与对照WF相比，TPW0.5和TPW1.0的拉伸比例增大超过2 倍，TPW2.0则无显著变化；醒发90 min时，与对照WF相比，TPW0.5的拉伸比例显著降低，而TPW1.0的拉伸比例稍有增大；醒发135 min时，与对照WF相比，TPW0.5和TPW1.0的拉伸比例均显著下降。以上结果说明添加0.5% 和1.0%茶多酚的面团醒发45 min时会表现出较大的拉伸比例，且显著高于对照的高筋小麦粉，即适量添加茶多酚并进行适当时间的醒发能够起到增强面筋的作用［30］。

对比不同醒发时间面团拉伸特性的各项指标，可以进一步推测出茶多酚的还原性在小麦面团面筋形成的后期熟化（稳定）过程中产生了很大的作用，即可以认为在醒发过程中茶多酚的还原作用与小麦面筋蛋白的氧化形成二硫键之间存在动态平衡，该平衡随茶多酚添加量变化而有所改变，这为满足不同产品加工需求提供了改良方法。

2.3 茶多酚添加量对小麦面团剪切特性的影响

对面团施加恒定的圆周剪切力（扭力）使其发生一定的形变以及恒力撤销后面团回复形变的整个过程可用面筋强度仪进行测定。如图4所示，在恒力存在时，相同剪切时间下面团的剪切角随着茶多酚添加量的增加而增大，TPW1.0和TPW2.0的延伸角均为42.4 °，TPW0.5和WF的延伸角分别为17.3 °和6.6 °，这说明添加茶多酚的面团在醒发45 min后其面筋蛋白链之间的连接强度（氢键）减弱，加之拉伸曲线面积反映的拉伸性能降低，则不难解释在恒力作用下剪切角增大这一结果；恒力撤销后，WF的回复角低于延伸角，仅为1.3 °，说明水-面筋蛋白复合体中起支撑作用的氢键、范德华力等次级键遭到了一定程度的破坏，而当茶多酚存在时，由于它会取代水分子进入面筋网络的亲水区形成茶多酚-面筋蛋白复合体，且其具有比水分子更大的分子质量和更长的有效碳链（参与形成氢键的—OH之间的碳链），所以茶多酚-面筋蛋白复合体具有比水-面筋蛋白复合体更长的次级键键程和更好的分子柔韧性［7-11］，也具有更强的稳定性，因此添加茶多酚面团的回复角均大于WF，TPW1.0、TPW0.5和TPW2.0的回复角分别为2.1 °、1.6 °和1.5 °，对照WF的回复角为1.3 °。

图5显示了茶多酚对小麦高筋粉面团动态流变测试中频率扫描模式的弹性模量（G′）和黏性模量（G”）的影响。无论添加茶多酚与否，小麦面团的弹性模量和黏性模量都属于频率依赖型，随着角频率的增大而增大，这说明小麦面团中分子间产生了强烈的交联作用。Sudha［12］和Ajila［13］等分别对添加苹果渣（含苹果多酚）的蛋糕和添加芒果皮（含芒果多酚类）的饼干中的可提取多酚总量进行测定，发现测定结果显著低于添加量，说明多酚类物质与面团间存在交联作用而不能被提取，据此可推测本实验中茶多酚与面团间也存在类似的交联作用。随着茶多酚添加量的增大，面团的G′和G”均增大，说明面团与茶多酚分子间的交联作用增强或者面团内部聚合体分子质量增大，这从Wang Qiong等［26］添加0.1%～0.3%单宁能够增大面团中面筋蛋白聚合体体积粒径的研究结果中可以得到证实。在本实验所测定的4 个茶多酚添加量中，以0.5%茶多酚添加量面团的G′和G”增大最为明显，其次为2.0%和1.0%茶多酚添加量面团，由此看出茶多酚添加量对小麦面团G′和G”的作用也表现各异，这除了与茶多酚和面筋蛋白形成分子聚合体有关外，还与茶多酚的还原性有关，因为还原性物质的引入能够直接影响面筋蛋白上半胱氨酸—SH间氧化形成—SS［27］，这一结果在某种程度上为满足不同加工需求的面团品质改良提供了有利参考。

3 结 论

茶多酚对小麦面团的粉质特性、拉伸特性和流变剪切特性具有显著影响，其作用因茶多酚添加量而异。综合来看，茶多酚添加量为0.5%时能够显著增强面团的筋力，而当茶多酚添加量增大到1.0%时面团的筋力开始减弱，茶多酚添加量增大到2.0%、3.0%时面团的筋力显著减弱，推测造成这一结果的主要原因有两个：一是茶多酚的还原性减弱了面筋网络中起支撑作用的—SS的氧化形成，茶多酚添加量直接影响到茶多酚还原作用与—SH氧化形成—SS作用间的动态平衡；二是茶多酚作为亲水极性分子，占据了水分子原有的位置，与面筋蛋白分子间产生氢键作用，形成茶多酚-面筋蛋白复合物，造成了面筋蛋白α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲等二级结构占比以及面团流变特性的改变。本研究结果为新兴茶面制品的品质研究提供了理论基础和实验依据。

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DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613008

中图分类号：TS213

文献标志码：A

文章编号：1002-6630（2016）13-0042-05

收稿日期：2015-07-09

基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD36B06）

作者简介：张海华（1982—），女，副研究员，博士，研究方向为茶食品技术。E-mail：18758884373@163.com

*通信作者：朱跃进（1957—），女，研究员，本科，研究方向为茶学。E-mail：zhuyuejin57@126.com

Effect of Tea Polyphenols on Rheological Properties of High-Gluten Wheat Dough

ZHANG Haihua1， ZHU Yuejin1，*， ZHANG Shikang1， XU Zhong2， SHI Peng2， HUANG Yunyun1， LI Dawei1
（1.Hangzhou Tea Research Institute， All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives， Hangzhou 310016， China；2.School of Food Engineering， Harbin University of Commerce， Harbin 150076， China）

Abstract:The rheological properties of high-gluten wheat dough with addition of tea polyphenols （TPs） were explored with farinograph， extensograph， glutograph and AR-G2 rheometer.Wheat dough rheological properties showed TPs content dependence.The addition of 0.5% TPs resulted in an increase in dough formation time， stability time， stretch resistance，stretch ratio， shear relaxation angle and viscoelastic moduli.Nevertheless， dough formation time， relaxation angle and viscoelastic moduli declined upon the addition of 1.0% TPs.By further increasing the amount of TPs added to 2.0% and 3.0%，almost all indexes were reduced to levels lower than those observed with the addition of 0.5% TPs.This phenomenon may be hypothetically due to the reducibility of TPs and the formation of TP-gluten protein complex.

Key words:wheat dough； tea； tea polyphenols； rheological properties； farinograph； extensograph