质构化大豆蛋白对面粉糊化特性及面条品质的影响

王瑞红，朱 笛，陈复生，郭兴凤

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001)

质构化大豆蛋白对面粉糊化特性及面条品质的影响

王瑞红，朱 笛，陈复生，郭兴凤*

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001)

大豆蛋白氨基酸组成合理，添加到面粉中可以提升面制品的营养价值。采用快速黏度法和质构分析法研究了质构化大豆蛋白对面粉糊化特性及面条品质的影响规律，结果表明：随着质构化大豆蛋白添加量的增加，面粉糊化时的黏度降低，回生值减小。添加质构化大豆蛋白对面条的质构特性无显著影响，面条的蒸煮品质较原面粉面条有所改善，尤其对面条的吸水率和蛋白质保留率影响显著。

质构化大豆蛋白；面粉；糊化特性；面条品质

网络出版时间：2017-4-20 14:09:13

0 引言

面条作为许多亚洲国家的主食已经有4 000多年的历史，且因其方便、营养及适口性，在全球的消费量不断增加[1]。作为中国传统的主食，面条颇受消费者喜爱[2]。但面条的主要原料小麦粉中蛋白质含量和质量都不能完全满足人体对蛋白质的需求，大豆蛋白中氨基酸含量比较均衡，将大豆蛋白添加到面粉中制作面条，可以有效增加面条的营养特性[3-4]。然而，大豆蛋白中球蛋白含量高达90%，其组织结构特性使得感官质量很难达到要求[5]，添加到面条中很难和小麦中的面筋蛋白结合形成网络结构。因此，通过高温、高压和剪切力的作用，大豆蛋白进行复杂的关联-离解反应而变性[6]，可以使大豆蛋白质结构改变，质构特性发生变化。因此，笔者将质构化大豆蛋白添加到面粉中，与大豆分离蛋白进行对比，比较其对面粉糊化作用和面条品质的影响，探讨质构化大豆蛋白作为面条用小麦粉专用添加蛋白的可能性。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

大豆分离蛋白：山东谷神生物科技集团有限公司；金苑特一粉：郑州金苑面业有限公司；AY120分析天平：日本岛津公司；RVA-4型快速黏度仪：澳大利亚Newport Scientific公司；DMT-10A电动家用面条机：山东龙口市复兴机械有限公司；TA-XT Plus型质构仪：英国Stable Micro System公司；SPX型生化培养箱：北京市永光明医疗仪器有限公司；DS32II双螺杆挤压机：济南赛信膨化机械有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料基本成分的测定

水分的测定：参照GB/T 14772—2008；灰分的测定：参照GB/T 5009.4—2010；粗蛋白的测定：参照GB/T 5009.5—2010；粗脂肪的测定：参照GB/T 14772—2008。

1.2.2 质构化大豆蛋白的制备

参考豆洪启[7]的方法，将大豆分离蛋白放入挤压机进行质构化，条件为：物料含水量60%，挤压温度 120℃，喂料速度 50 r/min，出料速度 50 r/min，4℃储存备用。

1.2.3 面粉糊化特性的测定

称取样品3.5 g（校正水分含量为14%）于铝筒中，加入蒸馏水25 mL，搅拌混匀，置于RVA进行测定，具体测试程序参考GB/T 24853—2010程序a。

1.2.4 面条的制作方法

称取混合面粉100 g于不锈钢盆中，按照粉质仪测定加水量的44%加水，搅拌5 min，使之呈絮状，25℃醒发20 min；调整电动压面条机，在压辊间距为2 mm的厚度下压片、合片成型，再调节压辊间距从3.5 mm至1.0 mm依次压片，切成宽2.0 mm的面条备用[8]。

1.2.5 面条最佳蒸煮时间的测定

参考Ye等[9]的方法略有改动。量取500 mL的蒸馏水煮沸，放入20根长为6 cm的面条，同时开始计时，在2 min后每隔20 s取出1根，在两块透明玻璃下观察面条中间有无白芯，白芯刚好消失即为面条最佳蒸煮时间。

1.2.6 面条质构的测定

参考Luo等[10]的方法略有改动。面条煮至无白芯，捞出，自来水冲淋30 s，沥干水分进行质构分析。把3根面条平行放置于载物台探头下方对称位置，面条之间留一定的间隔，评价面条的质构特性。质构测试探头：HDP/PFS；运行模式：压缩；测前速度：2.0 mm/s；测试速度：1.0 mm/s；测后速度：1.0 mm/s；压缩应变：70%；两次压缩之间的时间间隔：1 s；触发力：5 g。

1.2.7 面条蒸煮品质的测定

面条蒸煮品质测定的主要指标为吸水率、干物质损失率、面条中蛋白质保留率。参照章绍兵等[11]的方法略有改动。取40根长22 cm的面条称质量，置于400 mL沸水锅中，煮至最佳蒸煮时间捞出面条，用100 mL蒸馏水冲淋30 s，转移至滤纸上晾5 min称质量。然后将测定面条吸水率的面汤冷却定容到500 mL，从中取100 mL面汤倒入已恒质量的烧杯中，放在电炉上蒸发至将近干，然后再于105℃电热恒温烘箱中烘至恒质量，计算干物质损失率，另取25 mL面汤测定其蛋白质含量。

式中：面条干质量是根据面粉含水量及制作面条时加水量进行换算得到。

1.2.8 数据处理

每个样品至少重复测定3次，质构试验至少重复6次。试验结果表示为：平均值±标准偏差。采用SPSS 16.0对数据进行相关性分析，均值的多重比较采用Duncan法，差异显著水平P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 原料基本组成成分（表1）

表1 原料的基本组成成分（以湿基计）Table 1 The basic compositions of raw materials (by wet basis) %

2.2 质构化大豆蛋白对面粉糊化特性的影响

分别将质构化大豆蛋白以1%、2%、3%、4%、5%、6%的比例加入面粉中，测定混合面粉样品的糊化指标，同时与添加大豆分离蛋白的面粉做对比，糊化特性测定结果见表2。

面粉的糊化特性是指面粉在加热过程中，淀粉糊化导致的溶液黏度的变化，以及淀粉糊黏度随剪切时间和温度而发生的变化。面粉中添加蛋白质后，混合粉中淀粉相对含量减少，而蛋白质良好的吸水性又使得淀粉糊中淀粉浓度相对升高，因此，糊化过程中黏度的变化主要取决于上述两方面的共同作用[12]。

从表2可以看出，随着质构化大豆蛋白添加量的增加，面粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值均显著降低，但添加质构化大豆蛋白的面粉的峰值黏度较原面粉出现先增高后降低的趋势，这可能是因为蛋白质在挤压过程中，蛋白质分子解离并发生变性，形成有序的三级结构，在糊化过程中，质构化大豆蛋白中大量疏水基团暴露，淀粉颗粒之间水分的润滑作用减弱，体系中总的淀粉浓度升高，导致体系的峰值黏度增加；随着质构化大豆蛋白的添加，对淀粉起到一定的稀释作用，混合粉中淀粉含量相对减少，降低了面粉的峰值黏度[13-15]。回生值反映的是淀粉糊化后淀粉分子重结晶的程度[16]。添加质构化大豆蛋白后，回生值降低，说明添加质构化大豆蛋白阻止面粉糊化后淀粉分子重结晶，这可能是由于混合面粉在加热过程中，蛋白分子内部—SH大量暴露出来，与面粉中二硫键、疏水基团相互作用，水分的减小,必然导致淀粉分子的迁移性减小,重新形成晶体的几率也大大减小，阻碍淀粉分子重结晶[17]，在一定程度上可以延缓面制品的老化[18]。与添加等量大豆分离蛋白的面粉黏度相比，添加质构化大豆蛋白面粉的黏度均较高，这可能是因为大豆分离蛋白经挤压后，维持蛋白质分子的空间结构的化学键部分断裂，蛋白质的三级被破坏，形成相对线性的大分子物质[19-20]，影响混合粉的糊化特性。

表2 质构化大豆蛋白添加量对面粉糊化特性的影响Table 2 Effect of texturized soybean protein ratio on the pasting properties of wheat flour mPa·s

2.3 质构化大豆蛋白添加量对面条品质特性的影响

2.3.1 质构化大豆蛋白对面条质构特性的影响

分别将质构化大豆蛋白以不同比例加入到面粉中制作面条，进行面条质构特性的测定，同时与添加大豆分离蛋白的面条进行对比，结果如图1所示。

面条的质构特性反映了面条的组织结构及状态有关的物理特性，可通过质构仪测定面条的硬度、黏附性、内聚性、弹性和咀嚼性等指标进行评价[21]。由图1可知，添加质构化大豆蛋白的面条的咀嚼性、回复性、内聚性与原面粉制作的面条相比，均无显著性差异，弹性、黏附性先下降后上升，这与Toyokawa等[22]的研究结果一致。与添加等量的大豆分离蛋白的面条相比，添加质构化大豆蛋白的面条的黏附性、咀嚼性、硬度均低于添加大豆分离蛋白的面条，弹性、内聚性及回复性较高，面条的硬度受到面筋网络结构强度的影响，研究认为麦谷蛋白各亚基之间通过分子间二硫键和次生键（如氢键和疏水作用）聚集成较大的麦谷蛋白聚合物，进而形成具有刚性和弹性的网络结构，这种结构是面条产生硬度的主要原因[23]。试验数据显示，随着质构化大豆蛋白的添加，面条的硬度逐渐升高，说明质构化大豆蛋白对面条的硬度有促进作用，但却低于添加大豆分离蛋白的面条，这可能是因为大豆分离蛋白在挤压过程中，高温高压使蛋白质分子不可逆变性，一部分蛋白质裂解为多肽和氨基酸，蛋白质含量降低，多肽和氨基酸含量升高[24-25]，质构化大豆蛋白中的可溶性小分子肽链形成较弱的聚合网络结构，与面筋网络形成交互作用不如大豆分离蛋白与面筋网络结构之间的相互作用强[26]。内聚性主要反映的是面粉中直链淀粉的高聚合度[27]。试验结果表明，添加质构化大豆蛋白的面粉制作的面条的内聚性均大于添加大豆分离蛋白制作的面条，说明大豆分离蛋白加热变性，球形蛋白质分子的肽链充分展开，在高温、高压、高剪切力的作用下，由β-折叠变为α-螺旋，蛋白质结构更加紧密[28-29]，与面粉中面筋蛋白相互作用，淀粉流失较少，其内聚性较添加大豆分离蛋白的面条的内聚性为高。面条的黏附性表示面条样品对其表面接触的黏附力，是反映面条口感的关键性指标之一，在质构化蛋白添加量不超过3%时，面条的黏附性较小，说明面条的爽口感较好，当超过3%时，黏附性增加，面条较黏[30]，这可能是由于面条煮后黏度与淀粉流失量有关，由于质构化大豆蛋白具有良好的吸水性和持水性，限制了水分向表面迁移，降低面条表面硬度，当添加量较高时，质构化大豆蛋白过多地夺取水分，导致氢键及面筋形成不完全，淀粉流失量增大，使面条黏附性增加[31]。

2.3.2 质构化大豆蛋白添加量对面条蒸煮品质的影响

蒸煮品质是指在面条在蒸煮过程中，面筋蛋白重新吸收水分，增强面筋网络结构，阻止面条中水分的流失和淀粉的溶出[32]，其中吸水率、干物质损失率、面条中蛋白质保留率是评价面条蒸煮品质的重要指标。图2表示了质构化大豆蛋白对面条蒸煮品质的影响。

图1 质构化大豆蛋白添加量对面条质构特性的影响Fig.1 Effect of texturized soybean protein ratio on texture qualities of noodles

面条吸水主要是在蒸煮过程中面筋蛋白和淀粉之间的氢键发生变化，导致淀粉糊化和蛋白质凝固变性[9]，它反映了面条的水合程度，影响面条的口感，面条吸水不足会导致面条干硬，质地粗糙，而吸水量过大，面条太软，口感发黏[32-33]。从图2可以看出，与不添加质构化大豆蛋白相比，添加质构化大豆蛋白后面条吸水率减小。面条吸水主要是淀粉的糊化吸水，煮制过程中，质构化大豆蛋白中疏水基团暴漏，使得面筋网络的吸水能力和持水能力下降，与李俊华[34]研究结果一致。但由于质构化大豆蛋白的添加，对面筋网络结构造成一定的破坏，水分和淀粉易溶出[32]，干物质损失率上升，但相互之间没有显著性差异。从图2可以看出，面条中蛋白质保留率随着质构化大豆蛋白添加量的增大而减小，这主要是因为随着质构化大豆蛋白添加量的增加，面筋网络结构遭到破坏，面条表面的可溶性物质增加，蛋白质保留率降低，但却高于原面粉制作的面条，这说明质构化大豆蛋白的添加促进—SH通过S—S/—SH的交互作用形成的面筋网络结构大于原面粉本身形成的面筋网络结构，所以添加质构化大豆蛋白的面条的蛋白质保留率依然高于原面粉面条[35]。

2.4 质构化大豆蛋白面粉糊化特性与面条质构品质相关性

对质构化大豆蛋白面粉的糊化特性和面条的质构特性进行相关性分析，结果见表3。

从表3可知，添加质构化大豆蛋白的面粉制作的面条中，面粉的糊化特性与面条的黏附性、内聚性呈正相关，与面条的咀嚼性呈负相关，其中衰减值和最终黏度与面条的内聚性呈显著正相关，相关系数分别是0.785、0.811；研究指出，衰减值与面条蒸煮后硬度呈负相关[36]，所以，衰减值的降低可以提高面条的硬度，这与本试验结果一致。面粉的糊化指标与面条蒸煮品质中吸水率呈正相关，与干物质损失率、面条中蛋白质保留率呈负相关，说明面粉的糊化特性是影响面条蒸煮品质的重要指标。质构化大豆蛋白含量的增加会导致淀粉相对含量降低，弱化面团内部网络结构，在蒸煮过程中淀粉易流失，所以干物质损失率增加，面条中蛋白质保留率减小。因此，用面粉的糊化特性可以预测面条的蒸煮品质。

表3 质构化大豆蛋白面粉糊化特性和面条品质的相关性Table 3 Correlation between pasting properties of flour and noodle qualities

图2 质构化大豆蛋白添加量对面条蒸煮品质的影响Fig.2 Effect of texturized soybean protein ratio on cooking qualities of noodle

3 结论

对添加不同比例的质构化大豆蛋白面粉的糊化特性及制作的面条的质构特性和蒸煮品质进行分析后得出：随着质构化大豆蛋白添加量的增加，面粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值逐渐减小，可以在一定程度上减缓面制品的老化；面条的质构特性和蒸煮品质分析表明，添加质构化大豆蛋白的面条的质构特性与原面粉面条相比，面条的硬度、咀嚼性及内聚性增加，但添加不同比例的质构化大豆蛋白的面条之间无显著性差异。添加质构化大豆蛋白后，面条的蒸煮品质较原面粉面条有所改善，其对面条的吸水率和蛋白质保留率影响显著。

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EFFECT OF TEXTURIZED SOYBEAN PROTEIN ON FLOUR PASTING PROPERTIES AND NOODLE QUALITIES

WANG Ruihong，ZHU Di，CHEN Fusheng，GUO Xingfeng
（School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

The amino acid composition of soybean protein was reasonable，and the nutritional value of flour products can be improved with soybean protein addition.In this paper，the effect of texturized soybean protein on the pasting properties of wheat flour and noodle qualities were analyzed by rapid viscosity analyzer（RVA）and texture analyzer，respectively.The results showed that：the pasting viscosity and setback of flour were decreased with the addition amount of texturized soybean protein increasing;the addition of texturized soybean protein had no significant effect on noodle texture properties，while the cooking quality of noodles was improved;water absorption and protein retention rate of noodles were affected obviously.

texturized soybean protein；wheat flour；pasting properties；noodle qualities

TS201.2

B

1673-2383(2017)02-0033-07

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170420.1409.012.html

2016-08-29

国家863计划项目(2013AA102208)

王瑞红（1990—），女，河南焦作人，硕士研究生，研究方向为粮食、油脂与植物蛋白工程。

*通信作者