食盐对烩面面团品质和面筋网络结构的影响

陈 洁 汪 磊 吕莹果 卞 科

(河南工业大学粮油食品学院， 郑州 450001)

食盐对烩面面团品质和面筋网络结构的影响

(河南工业大学粮油食品学院， 郑州 450001)

采用低磁场核磁共振和激光共聚焦扫描显微镜，研究了食盐添加量(0～5%)对烩面面团水分分布状态和面筋网络微观结构变化的影响，并结合面团拉伸特性、动态流变学特性以及麦谷蛋白大聚体含量变化对各项试验指标进行综合分析。结果表明：添加食盐可以提高面团的弹性模量G′和黏性模量G″；食盐添加量在0%～3%范围内，结合水和半结合水比例变化不显著，自由水比例降低，食盐添加量超过3%，结合水和自由水比例降低，半结合水比例上升；随着食盐添加量的增加，面筋网络微观结构变的越来越紧密，面团的最大拉伸力逐渐升高；在0%～5%范围内，面团中麦谷蛋白大聚体含量升高，湿面筋指数上升，添加量超过3%，面团中湿面筋含量下降，面团的拉伸距离下降，麦谷蛋白大聚体含量变化不显著。综合考虑，3%以下添加量可以获得理想的烩面面团品质。

食盐 核磁共振 流变特性 微观结构

河南烩面作为一种特色的面食小吃，传统工艺需要“三揉三醒”制作成烩面坯，烩面坯经过拉扯成烩面，要求面团具有良好的弹性。为了提高烩面的抗拉伸力，通常在制作过程中，向面团中加入一定比例的食盐。因为食盐不仅能够改善面制品的风味和色泽，还可以提高面筋的筋力，赋予面团良好的弹性。目前关于食盐对面制品品质的研究，国内外学者已经进行了大量的研究。McCann等[1]研究发现食盐对面团网络结构形成以及流变学性质等均产生一定的影响。随着食盐添加量(2%以下)的增加，抑制了面筋蛋白的水合速度，面团形成时间延长，加盐面团中形成更多纤维状的面筋网络结构，提高面团的筋力。朱在勤等[2]用粉质仪测试食盐对小麦粉流变学性质的影响发现，添加食盐(0%～1%)可以使小麦粉的吸水率下降。Angioloni等[3]对加盐面团(0%～4.5%)的动态流变学性质进行测定，发现加盐面团的弹性模量G′随着食盐添加量的增加而降低，Salvador等[4]发现添加食盐(0%～2.4%)面团的黏弹性模量变化并不明显，但Beck等[5]认为随着食盐添加量的增加面团的弹性模量G′逐渐升高，目前关于食盐对面团动态流变学性质的影响尚无明确的定论。Lynch等[6]对添加0%、0.3%、0.6%、1.2%的食盐面团进行微观观察，发现1.2%食盐添加量面团面筋网络结构形成最好。

国内外关于食盐对面制品的影响，主要集中于对面团流变学性质、面筋网络结构微观变化以及面制品质构品质等方面进行研究。但食盐添加量对面团中湿面筋品质、面筋蛋白组分变化、以及面团持水性等方面的研究报道较少。本研究通过向小麦粉中加入不同比例的食盐，并研究食盐对烩面面团以及面筋蛋白的影响，从而为烩面生产中添加合适比例的食盐提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

神象高筋粉：郑州海嘉食品有限公司(试验用小麦粉灰分(干基)0.51%、蛋白质(干基)12.63%、湿面筋质量分数35.62%、吸水率62.80%、面团形成时间2.12 min、稳定时间9.52 min)；无碘食盐(NaCl质量分数≥99.1%)：河南省盐业总公司。所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

B5A多功能搅拌机：广州市威力事实业有限公司；JMTD-168压面机：北京东方孚德仪器技术有限公司；TA.XT.plus质构仪：英国Stable Micro Systems公司；3K15离心机：Sigma公司；KDN-1000全自动定氮仪：上海新嘉电子有限公司；JJJM54面筋洗涤仪、JLZM面筋离心指数测定仪：上海嘉定粮油仪器有限公司；NM120核磁共振仪：上海纽迈电子科技有限公司；DHR-1动态流变仪：美国TA公司；FV-100激光共聚焦显微镜：奥林巴斯株式会社。

1.3 试验方法

1.3.1 烩面坯的制作工艺

原辅料→和面→醒面→压面→醒面→压面→醒面→拉制烩面

操作要点：称取300 g小麦粉倒入和面机中，然后再称取一定量食盐加入到153 g水中溶解，将盐水倒入小麦粉中，用和面档调制面团。将和好的面团整理成重约65 g，直径约25 mm的圆柱条，圆柱条用保鲜膜包裹，在30 ℃恒温箱中醒面30 min。将面团分别在辊间距为：15、12、9 mm处压延后，在30 ℃恒温箱中醒面30 min；继续将面团在辊间距为：6、4、2.4 mm处压延后，在30 ℃恒温箱中醒面30 min后，备用。

1.3.2 烩面面团拉伸特性的测定

取烩面坯50 g放置在质构仪A/KIE模具里，压紧面团，使用上刀口将面团制成2 mm×60 mm的细条测定面团的拉伸性质。测试条件：测前速度：2.0 mm/s；测试速度：3.3 mm/s；测后速度：10.0 mm/s；应变位移：50.0 mm；引发类型：自动；引发力：5.0 g。

1.3.3 烩面面团湿面筋含量和面筋指数测定

按照1.3.1制作烩面坯面团，食盐添加量分别为0%、1%、2%、3%、4%、5%。然后称取不同加盐量面团总质量的三十分之一，用面筋洗涤仪洗涤面团，至用碘液检查无颜色。参照LS/T 6102—1995[7]，用面筋离心-指数测定仪测定湿面筋含量和面筋指数。

1.3.4 麦谷蛋白大聚体(Glutenin macropolymer)含量测定

麦谷蛋白大聚体的含量参照Weegels等[8]和孙辉等[9]试验方法，并稍作改进，0.5 g干粉加1.5%SDS提取液10 mL，振荡提取1 h，常温下9 500×g离心15 min，弃上清液，然后再重复提取1次，采用微量凯氏定氮法测定残渣中蛋白质含量近似作为麦谷蛋白大聚体含量。

1.3.5 面团核磁共振弛豫时间的测定

FID试验调节共振中心频率后，利用CPMG序列测定样品的横向弛豫时间(T2)。称取面团约1 g，制备成长约2.5 cm、直径约为4 mm的细条放入核磁试管中，快速将核磁管放在核磁共振仪的中心磁场线圈位置，对样品进行脉冲序列扫描试验，每个样品做3次平行试验。

CPMG序列参数：采样点数TD=51 594，采样频率=100 kHz，累加次数等待时间TW=1 000 ms，重复扫描次数NS=8，半回波时间DL1=0.175 ms。扫描结束后用T2-FitFrm软件反演得到波谱图和T2值。

1.3.6 食盐对烩面面团动态流变特性的影响

采用DHR-1 TA流变仪和直径为25 mm的不锈钢平行板测量系统，平行板间距为1 mm，将分割后的面团放在2块之间静置5 min，以使残留的压力松弛，多余部分刮掉，然后立刻将涂有矿物油的盖子盖上以防止水分蒸发。参数设定：应变为0.5%，温度25 ℃，频率0.1～10 Hz，选取频率为1 Hz数据为代表。

1.3.7 面团面筋网络结构激光共聚焦扫描显微镜(CSLM)微观观察

利用0.001 g/L的罗丹明B水溶液和面制作烩面面团，以保证面团中的面筋蛋白与染料充分结合。然后将面团置于-30 ℃冰箱中冷冻3 h，备用，将冷冻后的面团用冷冻切片机切片。将载有样品的载玻片盖上盖玻片，置于CSLM镜头下观察，采用20×倍目镜观察。扫描条件：参照Jekle等[10]方法。发射光波长：543 nm，扫描方式：时间序列扫描，扫描密度：1 024×1 024。

1.3.8 数据处理

采用Excel 2007、Origin 8.5进行图表制作，运用统计分析软件SPSS 16.0对试验数据进行显著性检验，以P<0.05为显著性标准。

2 结果与分析

2.1 食盐对面团拉伸特性的影响

由图1可知，随着面团中加盐量的增加，面团的最大拉伸力呈现逐渐升高趋势，添加量2%、5%处理组与空白组相比，面团最大拉伸力分别升高20.73%、99.93%，升高趋势显著。食盐添加量在2%以下时，面团最大拉伸力上升速度较慢，但添加量超过2%后，面团的最大拉伸力上升速度加快，表明添加量超过2%后，面团的抗拉伸性会变得更强。面团的拉伸距离随着加盐量的增加，呈现先升高后下降趋势，添加量2%处理组与空白组相比，面团拉伸距离增加16.01%，升高趋势显著，这是因为面团中添加食盐，强化了面筋网络结构，面团的抗拉伸性显著提高，面团在相同力的作用下更不容易被拉断，面团的拉伸距离会显著提高[11]；添加量5%处理组与空白组相比，面团拉伸距离下降22.64%，食盐添加量超过2%后，面团的拉伸距离开始下降。

注：用Duncan法进行多重比较，图上标不同字母表示显著性差异(P<0.05)，下同。图1 食盐对面团拉伸特性的影响

2.2 食盐对面团中面筋品质的影响

由图2可知，食盐添加量在2%以下时，面团中湿面筋含量与空白组相比，略有升高，但升高趋势不显著，这可能是因为在低浓度条件下，氯化钠所解离的阴阳离子能够与水分子所缔合，水合盐离子与面筋蛋白质分子上带电集团结合，能提高蛋白质结合水的能力，使面团中湿面筋含量略有升高[12]。但食盐添加量超过3%后，各处理组湿面筋含量与空白组相比，呈现显著下降趋势，5%食盐添加量(以小麦粉计)相当于约1.70 mol/L的高浓度氯化钠溶液，在高盐添加量以及面团中加水量一定条件下，过多氯化钠与面筋蛋白争夺面团中的游离水，这可能是导致面团中湿面筋含量下降的主要原因。随着面团中食盐添加量的增加，面筋指数升高趋势显著，这是因为氯化钠解离的阴阳离子通过非特异性的静电相互作用与蛋白质作用，具有稳定面筋蛋白的作用[13]，此外Tuhumury等[14]认为氯化钠(2%添加量)可以使面筋蛋白构象发生改变，提高麦谷分子间的氢键含量，提高面筋强度。

图2 食盐对湿面筋品质的影响

2.3 食盐对面团中麦谷蛋白大聚体含量的影响

由图3可知，食盐添加量在2%以下时，随着面团中食盐添加量的增多，麦谷蛋白大聚体含量上升趋势显著，但添加量超过2%后，面团中麦谷蛋白大聚体含量变化不显著。Hamer等[15]认为和面过程中，机械破坏作用是导致麦谷蛋白大聚体发生解聚的重要因素，和面过程会对面团施加剪切和拉伸力，使谷蛋白大聚体发生解聚现象，导致面团中麦谷蛋白大聚体含量下降。研究发现加盐面团与未加盐面团相比，形成时间更长，更耐搅拌，抵抗剪切的能力更强[16]，在同样和面条件下，加盐面团麦谷蛋白大聚体解聚程度会更低。这是因为氯化钠离解的阴阳离子中和面筋蛋白质表面的电荷，从而产生了电荷屏蔽效应，降低了面筋蛋白分子间的静电排斥作用，使面筋蛋白分子间结合更加紧密，麦谷蛋白分子间有大量的氢键形成[17]。因此加盐面团(2%以下)与未加盐面团相比，具有更强的耐揉性和抗拉伸性，在相同的搅拌时间内面团的破坏程度更低，面团中麦谷蛋白大聚体含量更高，但添加量超过2%后，麦谷蛋白大聚体含量变化不显著。

图3 食盐对面团中麦谷蛋白大聚体含量的影响

2.4 食盐对面团中水分分布的影响

相关研究证明横向弛豫时间T2，可以反映食品体系中水分的流动[18-19]。由图4可知，不同处理组面团样品T2均可以分为3个区域：T2(P1)、T2(P2)和T2(P3)。其中，T2(P1)的峰值位于1 ms左右，T2(P2)的峰值位于10 ms左右，T2(P3)的峰值位于50～90 ms之间，与空白组相比，随着面团中食盐添加比例的增加，T2(P1)峰向左偏移，T2(P2)和T2(P3)峰均向右偏移。前人研究结果表明，P1区域代表与面筋蛋白紧密结合以及包埋于淀粉颗粒内部的水，此区域水最不易移动，称为结合水；P2区域代表与淀粉颗粒以及糖类相互结合的水，此区域水具有一定流动性，称为半结合水；P3区域代表与面筋蛋白和淀粉颗粒之间相互交换的水，位于面筋蛋白网络以及淀粉颗粒的间隙，此部分水最易流动，为自由水[20-22]。由表1可知，食盐添加量在3%以下时，与空白组相比，T2(P1)和T2(P2)总体变化不显著，P1峰面积和P2峰面积变化也不明显；当添加量超过3%后，P1峰面积比例明显下降，T2(P2)呈现升高趋势，P2峰面积比例同样呈现上升趋势。与空白组相比，各处理组T2(P3)值均显著上升，食盐添加量超过1%后，P3峰面积比例出现下降趋势。表明食盐添加量在3%以下时，对面团的持水性改变不明显，添加量超过3%后，使面团中自由水和结合水比例减少，半结合水比例增加。

表1 食盐对面团弛豫时间T2的影响

注：用Duncan法进行多重比较，表中同列数据右上角不同字母表示显著性差异(P<0.05)，下同。

图4 不同食盐添加量面团的弛豫时间T2反演图

这是因为氯化钠是一种亲水性的中性盐，在面团体系中，与面筋蛋白、淀粉以及大分子的糖类等相比，水分子更容易与小分子的无机盐相互结合，所以随着食盐添加量的增加，氯化钠容易与面团体系中的自由水区域相互缔合，导致面团体系中自由水比例降低，P3峰面积比例逐渐开始下降。当食盐添加量较低(3%以下)，T2(P1)、T2(P2)、P1峰面积以及P2峰面积变化不显著。随着面团体系中食盐浓度的提高，在高盐浓度下，更多的易溶性无机盐与面团体系中自由水相结合，导致面筋蛋白质等大分子物质的水合作用程度降低，而面团体系中与氯化钠结合的自由水转化成移动性较弱的半结合水[1,23]，所以P1峰面积比例下降，P2峰面积比例上升，同时T2(P2)也逐渐升高。Assifaoui等[24]向面包面团中加入不同比例的蔗糖，同样发现P2峰面积、T2(P2)以及T2(P3)出现上升趋势，他们认为这是蔗糖更容易与水结合所导致的结果，本研究所得结果与其相似。

2.5 食盐对面团动态流变学性质的影响

由图5和表2可知，随着振动频率的不断上升，各处理组面团的G′和G″也呈现逐渐上升趋势，在同一振动频率条件下，相同面团的G′值总是大于G″。1%、2%以及3%处理组面团的G′无显著性差异，但均大于空白组，添加量超过4%后，面团的G′和G″急剧上升。这是因为面团动态流变性不仅受面筋网络结构的影响，还受面筋网络与淀粉颗粒之间以及淀粉颗粒与淀粉颗粒之间相互作用力的影响[1]，食盐虽然能够提高面筋强度，但可能在低添加量条件下，对面筋网络与淀粉颗粒之间以及淀粉颗粒与淀粉颗粒之间相互作用产生影响不显著，所以食盐添加量在3%以下时，面团的G′和G″上升趋势较慢。Zalm等[16]向面团中添加一定比例的食盐，发现食盐添加量在2%以下时，面团的黏弹性模量略微上升，达到4%时面团黏弹性模量又开始下降，达到7%时面团的黏弹性又迅速上升，本文结果与其相似。添加食盐能提高面团的黏弹性模量，主要是因为面团中氯化钠离解的阴阳离子中和面筋蛋白质表面的电荷，从而产生了电荷屏蔽效应，降低了面筋蛋白分子间的静电排斥作用，从而使面筋蛋白分子间结合更加紧密，面筋蛋白交联程度增强，面团中谷蛋白大聚体含量升高，面团的黏弹性模量都有一定程度的上升。另一方面，由食盐对面团中水分分布结果可知，较多氯化钠与面团中的自由水结合，导致面团变硬变强，也会使面团的黏弹性模量迅速上升。

图5 不同食盐添加量对面团动态流变学性质的影响

表2 加盐量对面团黏弹性模量的影响(频率为1 Hz)

tan δ(G′/G″)用来描述面团体系中高聚物含量和聚合度，其值越小说明高聚物含量越多，聚合度越大[25]。从图5可以看出，添加食盐各处理组面团的tan δ值均小于空白组，说明向烩面面团中添加食盐，可以使面团中面筋蛋白分子之间、淀粉—淀粉体系以及面筋蛋白—淀粉体系的交联增强，从而提升面团的强度。当食盐添加量2%～3%时，面团的tan δ值最小，说明添加量达到2%后，面团中面筋网络结果已经形成较好，过多的添加量对面团中高聚物含量和聚合度改善并不明显。

2.6 CSLM观察食盐对面筋蛋白微观结构的影响

图6为不同食盐添加量面团的光学切片图像，蛋白质被罗丹明B染成红色。图6a为未加盐面团，图6b为1%食盐面团，面筋蛋白之间通过相互交联，形成了面筋网络框架结构，图6a、图6b与其他处理组相比，微观观察发现图6a、图6b面筋网络之间有大量的空白区域(箭头所示)，面筋网络结构分布不均匀。表明未加盐面团面筋网络结构疏松，这可能是因为面筋蛋白分子间作用力较弱，导致面筋网络结构不紧密，对淀粉颗粒包裹不密实，导致面团抗拉伸性差。随着食盐添加量的增加，图6c和图6d面筋网络之间的空隙(箭头所示)，与图6a、图6b相比明显变小，面筋蛋白分子间作用力(氢键、疏水作用、离子键以及共价键等)增强，促进了面筋蛋白分子间的交联，使图6c、图6d以及图6e面筋网络结构在面团中分布均匀，面团抗拉伸性显著增强，此时面团已经形成较好的面筋网络组织。图6f中面筋网络出现更多的纤维片层结构，有序排列，Tuhumury等[14]同样发现随着食盐添加量的增多，加盐面筋微观图像中出现较多的纤维状结构，他们认为这可能是因为添加食盐，使面筋蛋白构象发生改变，面筋蛋白二级结构中β-折叠含量增加以及面筋蛋白分子间氢键作用增强等因素有关，纤维片层结构的增多使面团的筋力变的更强。

图6 不同食盐添加量对面筋蛋白微观结构的影响

3 结论

本试验研究了不同食盐添加量对烩面面团品质的影响，加盐面团与未加盐面团相比，面筋网络微观结构显示，添加量在2%时，已经可以形成较理想的面筋网络结构，添加量大于2%，面筋网络微观结构越来越紧密，使麦谷蛋白大分子亚基之间作用力增强，面团中谷蛋白大聚体含量显著上升，面团的黏弹性模量逐渐升高，使面团的抗拉伸性也显著增强。食盐添加量超过3%后，面团中过多的氯化钠分子与面筋蛋白争夺自由水，弛豫时间T2反演图中P1峰面积比例明显下降，面团中结合水比例降低，面团中湿面筋含量下降，但湿面筋指数显著上升，面团的黏弹性模量逐渐升高趋势加快，面团的抗拉伸力变的越来越强。

烩面面团讲究面团弹性和延伸性的平衡，添加过多食盐会导致面团延伸性下降。根据本试验结果并综合考虑低盐饮食的要求，食盐添加量应为1%～3%，在此添加量下，面团的最大拉伸力和拉伸距离都显著升高。

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Effects of Salt on Stewed Noodles Dough Quality and Gluten Matrix Microstructure

Chen Jie Wang lei Lü Yingguo Bian Ke
(School of Food Science and Technology, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001)

The effects of salt (0～5%) on stewed noodles dough moisture status and gluten protein microstructure were studied by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Confocal Scanning Laser Microscope (CSLM), and comprehensive analysis on various experimental indicators were made, combined with tensile properties, dynamic oscillation rheology properties and the content of glutenin macropolymer in dough. The results showed that adding appropriate amount of salt increased elastic modulus(G′) and viscous modulus(G″). At 0～3%, the ratio of bound and weakly bound water did not change significantly, and the ratio of free water reduced. When the additive amount was more than 3%, the ratio of bound and free water reduced, and the ratio of weakly bound water increased. With the salt addition increasing, the gluten protein microstructure crosslinked more closely, and the maximum tensile force of dough increased. At 0～5%, the content of glutenin macropolymer (GMP) and the index of wet gluten increased. When salt was more than 3%, the content of wet gluten and tensile distance reduced, and the content of glutenin macropolymer did not change significantly. Collectively, the desired quality of stewed noodles dough was obtained with the salt content below 3%.

salt, NMR, rheological properties, microstructure

公益性行业(农业)科研专项经费(201303070)

2015-09-28

陈洁，女，1963年出生，教授，食品的加工及基础理论

TS21

A

1003-0174(2017)04-0024-07