豌豆分离蛋白对小麦粉面团特性及挂面品质的影响

王正德　金玉红　杜金华

(山东农业大学食品科学与工程学院，泰安　271000)

豌豆分离蛋白对小麦粉面团特性及挂面品质的影响

王正德金玉红杜金华

(山东农业大学食品科学与工程学院，泰安271000)

研究豌豆分离蛋白(PPI)添加量对小麦粉面团蛋白质组成、粉质特性、拉伸特性和对挂面断裂强度、烹煮特性及感官品质的影响。结果表明：添加PPI后面团中23.8～100.1 ku的蛋白条带明显加深；当添加量为9.0%时，面团吸水率提高8.0%，稳定时间延长36.6%，拉伸阻力提高83.2%，拉伸比增大176.2%，说明PPI的添加能够提高面团的筋力；PPI添加量达到7.0%时，挂面最佳烹煮时间降低11.8%，生挂面断裂强度提高34.0%，同时熟挂面的硬度、胶着性和咀嚼度有不同程度的提高。感官品评表明，添加3.0%～7.0% PPI制备的挂面与普通挂面无显著差异。

豌豆分离蛋白面团特性挂面断裂强度感官评价

豌豆(PisumsativumL.)又称麦豌豆、寒豆、蚕豆等，是一种营养性食品[1]。我国是全世界第二大豌豆生产国，在世界豌豆生产中占有极其重要的地位[2]；粮食豌豆主要用于生产淀粉，而蛋白质作为副产品大部分被用作低附加值的饲料[3]。

近些年，随着生活水平的提高，人们对食品中蛋白质来源多样化的要求越来越高，低脂、低热量的植物源蛋白日益受到人们的欢迎。豌豆蛋白质质量分数占干豌豆的21%～25%，赖氨酸的质量分数高达1.5%[4]。豌豆蛋白营养价值高，是一种比较理想的植物蛋白，与FAO/WHO推荐的标准模式较为接近[5-6]。同时，豌豆蛋白还具有低致敏性等优点，广泛应用于婴幼儿配方食品[7]，在食品加工过程中可作为食品添加剂替代部分肉类蛋白，如火腿、香肠等产品的加工[8]。

在我国，对以小麦粉为主要原料的食品需求量极大。但由于小麦蛋白本身缺乏赖氨酸，导致这些食品赖氨酸含量偏低。因此，将优质蛋白原料和小麦粉适度混合成为提高小麦食品营养价值的有效方法。Mahmoud等[9]研究了添加羽扇豆豆粉对面条品质的影响；Lambrecht等[10]研究了添加大豆球蛋白对面条品质的影响；郭兴凤等[11]研究了大豆蛋白酶水解产物的水解度对小麦粉及面条品质的影响。另外，还有将豆科类植物蛋白加入面粉中制作面包[12-13]、意大利面[14]等食品的相关报道。这些研究发现添加豆科类蛋白往往对挂面烹煮特性和质构特性有较大影响，对挂面感官得分影响较小；实验原料大部分是全豆粉或者是实验室条件下提取的豆类分离蛋白，对已经上市的成品分离蛋白研究较少。目前，鲜有关于豌豆分离蛋白的添加对面团及挂面品质影响的报道。本实验通过研究添加豌豆分离蛋白(PPI)对面团特性及挂面品质的影响，旨在为相关生产提供参考。

1　材料与方法

1.1　材料与仪器

1.1.1主要实验材料

豌豆分离蛋白：山东金都塔林食品有限公司，蛋白质质量分数71%；小麦粉：益海嘉里粮油工业有限公司，蛋白质质量分数约12%；丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺：SIGMA公司；Tris：Scientific Research Special公司；过硫酸铵、考马斯亮蓝R250：Rolarbio公司；SDS、TEMED：北京华绿源科技有限公司；Marker：Takara公司；β-巯基乙醇：天津市光复精细化工研究所；溴酚蓝：天津市凯通化学试剂有限公司。

1.1.2主要仪器

TF-FD冷冻干燥机：上海田枫实业有限公司；BGverMINI型电泳仪：北京白晶生物技术有限公司；BIO-RAD ChemiDocTMMP Imaging System：美国Bio-Rad Laboratories公司；SF17和面机：意大利Alaska公司；DMT-5电动家用面条机：龙口市复兴机械有限公司；TA-XT2i质构仪：英国Stable Micro System公司；CR-300型色彩色差计：日本美能达公司；JFZD型粉质仪、JMLD型拉伸仪：北京东孚恒久仪器有限公司。

1.2　方法

1.2.1蛋白质组分测定

1.2.1.1样品制备

参考高雪丽等[15]方法，稍作改动。将PPI按照3%、5%、7%、9%的比例分别加入到小麦粉中，混匀；纯小麦粉作对照。分别称取各PPI混合粉100.0 g，加入适量的水(按85%最佳吸水率计算)进行和面，和面结束取10 g面团立即放入冰箱，-80 ℃条件下冷冻保存12 h。然后将样品冷冻干燥，再将干燥的样品用研钵磨成粉，放入冰箱保存备用。

1.2.1.2电泳方法(SDS-PAGE)

参考金玉红等[16]方法，稍作改动。取样品20 mg，加入1 mL样品缓冲液，在30 ℃下水浴3 h，然后煮沸10 min，9 000 r/min离心5 min，取上清液上样15 μL。分离胶浓度为12%，浓缩胶浓度为5%。浓缩胶稳压80 V，40 min；分离胶稳压110 V，约180 min。待溴酚蓝前沿离分离胶底部1 cm结束。用考马斯亮蓝R250染色2 h后脱色24 h。

1.2.2面团干、湿面筋含量的测定

干、湿面筋含量测定分别参照GB/T 5506.3[17]和GB/T 5506.1[18]。

1.2.3面团粉质特性的测定

面团粉质特性的测定参照GB/T 14614—2006[19]。

1.2.4面团拉伸特性的测定

面团拉伸特性的测定参照GB/T 14615—2006[20]。

1.2.5挂面的制作工艺及色泽测定

挂面的制作工艺及色泽测定参照SB/T 10137—1993[21]。小麦粉加水量为:混合粉实测吸水率×70%；和面至面团表面光滑，室温(25 ℃)静置20 min；挂面宽度为4 mm；截取轧至最终厚度为1 mm的10 cm×10 cm面片，自然干燥后测定干面片色泽，以L、a、b值表示。

1.2.6挂面烹煮特性的测定

挂面烹煮特性的测定参照LS/T 3212—2014[22]。

1.2.7生挂面断裂强度的测定

参考郭玉秋等[23]的方法，稍作改动。用A/SPR探头测定生挂面的断裂程度，取一根长8 cm生挂面置于探头凹槽中，设置测试前速度2 mm/s，测试速度0.5 mm/s，测试后速度2 mm/s，测试距离20 mm，感应力Auto-5 g。

1.2.8熟挂面的质构特性(TPA)测定

采用TA-XT2i质构仪对样品进行质构特性(TPA)测定。取10 g挂面，放入盛有500 mL的沸水中，煮到最佳烹煮时间(同1.2.6中挂面最佳烹煮时间测定结果相对应)，立即将挂面捞出，置于筛网中，自来水冲淋60 s。将挂面放在测试平台上，用P/100探头TPA测定挂面质地，测试前速度2.0 mm/s，测试速度0.5 mm/s，测试后速度2.0 mm/s，测试距离为75%样品厚度，时间间隔1 s，感应力Auto-5 g，记录硬度、弹性等参数。

1.2.9面条品尝项目和评分标准

面条品尝项目和评分标准参照SB/T 10137—1993[21]。

1.2.10数据处理

应用Excel 2010和IBM SPSS Statistics 22数据处理软件对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，均值多重比较采用Tukey法，P<0.05表示差异显著。

2　结果与讨论

2.1　PPI添加量对面团蛋白组成的影响

对添加PPI的面团蛋白组分进行了SDS-PAGE电泳分析，电泳图谱见图1。纯小麦粉面团蛋白主要分布在23.8～100.1 ku的范围内；随着PPI添加量的增加，在100.1、93.1、75.3、47.3、39.9、34.2、32.3、27.2、23.8 ku处的条带颜色逐渐变深，宽度变大。这表明添加PPI的小麦粉面团样品中含有更多的可溶于SDS的蛋白质；同时添加PPI能够补充面团23.8～100.1 ku范围内的蛋白质。添加PPI后的面团在200 ku以上区域出现了新的条带a，且随着PPI的添加量的增加逐渐明显，对比泳道2(100%PPI)得出，条带a来自于PPI。高雪丽等[24]在对大豆分离蛋白的相关研究中发现，添加大豆分离蛋白后面团中出现了一条在97 ku以上的条带，且在大豆分离蛋白和纯面粉面团中均未有该条带，认为该条带是大豆分离蛋白和小麦面筋蛋白之间通过共价键、非共价键发生交联。

注：1～7条泳道分别是marker、100%PPI、纯小麦粉面团、含3.0%、5.0%、7.0%、9.0%PPI的面团样品。图1　添加不同PPI的面团蛋白的SDS-PAGE电泳图谱

2.2　不同PPI添加量对面团干、湿面筋占面团干基质量分数的影响

从表1看出，添加PPI对面团干面筋占面团干基质量分数没有显著性影响。随着PPI添加量的增大，面团中面筋蛋白的含量不断减少，但最终得到的干面筋质量分数没有显著性变化。这说明PPI中部分物质能够与面筋蛋白结合或者残留于面筋之中而不易被冲洗掉，在质量上补充了面团中减少的面筋蛋白。随着添加量增加，湿面筋占面团干基质量分数先略微增加后减少。PPI添加量在5.0%以内能够略微提高面团湿面筋占面团干基质量分数；而添加量继续增大至7.0%以上时，面团湿面筋的含量有所降低。这说明少量添加PPI能够提高湿面筋的持水力，而添加过多的PPI不会提高面筋的持水性。这主要是因为小麦面筋蛋白的含量对面筋持水能力起决定作用，当面团中面筋蛋白被PPI替代较多时，会直接对面筋的持水性产生不利影响。郭兴凤等[11]研究发现添加大豆分离蛋白未对面团干、湿面筋含量产生显著性影响，与本实验结论相似。

表1　不同PPI添加量对面团干湿面筋含量的影响(干基)

注：不同小写字母表示同列之间的显著性差异(P<0.05)，下同。

2.3　不同PPI添加量对面团粉质特性的影响

添加PPI对面团粉质特性有显著影响。从表2看出，随着PPI添加量的增加，吸水率显著增加，这说明添加PPI能够明显提高面团的吸水率，这可能是因为加入PPI后，PPI与面团中的面筋蛋白以及淀粉之间能够结合更多的水分；PPI添加量在3.0%以内时面团形成时间没有显著变化，达到5.0%及以上时形成时间显著增加，这说明添加较多的PPI对面筋的形成有阻碍作用，这可能是因为PPI对面筋蛋白有一定的隔离作用，导致面筋蛋白不能较快地充分结合形成面筋；添加PPI面团稳定时间显著增加，弱化度显著降低，说明添加PPI有助于提高面团的稳定性，这可能是因为在搅拌的过程中，不断有新的面筋蛋白突破PPI的隔离作用后形成新的面筋，延缓了正常面筋在搅拌过程中的断裂速度，从而抵消了在过程中因一部分面筋断裂后搅拌刀受力降低的效果，提高了面团的稳定时间。这与郭兴凤等[11]以及李向阳等[25]有关大豆分离蛋白的添加对面团的吸水率、形成时间、稳定时间等方面的研究结论相似。

表2　不同PPI添加量对面团粉质特性的影响

2.4　不同PPI添加量对面团拉伸特性的影响

从表3看出，添加PPI对面团拉伸能量没有显著影响；但随着PPI添加量的增加，面团延伸度显著降低，拉伸阻力和拉伸比显著提高，这说明添加PPI可以增加面团的筋力，但面团在受力较大时会较早断裂。这可能是因为虽然PPI增加了面团的强度，但部分PPI对面筋蛋白起到了隔离作用，使形成的面筋较短，不利于面筋蛋白延展性质的发挥。这与崔丽琴等[26]对豆渣粉的研究结论相似。

表3　不同PPI添加量135 min时对面团拉伸特性影响

2.5　不同PPI添加量对生挂面色泽的影响

随着PPI添加量的增大，L、a、b值变化明显。由表4得出，随着PPI添加量的逐渐增加，L值显著降低，a值显著增加，b值显著增加；这说明挂面的亮度显著降低，并且有从淡黄色至黄色的渐变趋势。这主要是因为PPI本身呈黄色，添加至面团后随添加量增加使挂面发生趋向PPI颜色的转变。

表4　不同PPI添加量对生挂面色泽的影响

2.6　不同PPI添加量对生挂面水分和烹煮特性的影响

由表5得出，各个挂面样品之间含水量没有显著性差异；PPI添加量在3.0%时，最佳烹煮时间和干物质吸水率较空白没有显著变化；由3.0%增加至7.0%时二者显著降低；添加量达到9.0%时二者较添加7.0%时略微增加，但仍低于对照组。这可能是因为添加较多的PPI时，面筋形成受到一定程度的影响，面筋强度降低，导致最佳烹煮时间降低。干物质吸水率主要受挂面中淀粉糊化程度高低的影响，而后者在温度一定，水分充足时，很大程度上受烹煮时间长短的影响，因此干物质吸水率的变化和最佳烹煮时间的变化趋势相同。PPI添加量在3.0%以内时，干物质损失率较空白没有显著变化，随着添加量逐渐增大，干物质损失率显著升高。这可能是因为PPI本身在中性环境中的溶解度较面筋蛋白大[27-28]，随着添加量的增加，挂面在烹煮过程中处于边缘的豌豆蛋白及其粘附的淀粉等物质损失有所增加。Mahmoud等[9]研究发现添加羽扇豆粉制作面条会降低面条的最佳烹煮时间，添加脱脂羽扇豆粉能够显著提高面条的干物质损失率，这与本结论相似；李向阳等[25]研究发现添加大豆分离蛋白能够使挂面的吸水率、最佳蒸煮时间增加、蒸煮损失减少，这可能与大豆分离蛋白比豌豆分离蛋白溶解度低，以及大豆分离蛋白和小麦面筋蛋白之间通过共价键、非共价键发生交联，形成更加紧密的结构[24]等原因有关。

表5　不同PPI添加量对生挂面水分和烹煮特性的影响

2.7　不同PPI添加量对生挂面断裂强度的影响

由图2看出，PPI添加量增加至5.0%以上时生挂面的断裂强度有显著提高。这说明PPI能够增加挂面内部结构强度，使挂面不容易被折断。这可能和添加PPI能够提高挂面内部面筋强度有关，与面团拉伸特性表现出的规律相似。另外，Lambrecht等[10]研究发现添加大豆球蛋白能够提高面条最大承受力，即断裂强度；李向阳等[25]研究发现适量添加大豆分离蛋白能够提高挂面的折断力，均与本实验结果相似。

图2　不同PPI添加量对生挂面断裂强度的影响

2.8　不同PPI添加量对熟挂面质构特性(TPA)的影响

由表6得出，各样品间的黏着性、弹性、黏聚性没有显著性变化；随着PPI添加量增加，熟挂面硬度显著增加，这可能是因为PPI通过增强熟挂面内部结构的筋力使其不容易被挤压，从而提高了硬度；添加量在3.0%以内时，胶着性没有显著变化，添加量在5.0%～9.0%时较空白显著提高；添加量在5.0%以内时咀嚼度没有显著性变化，达到7.0%以上时显著提高；回复性在添加量为3.0%、5.0%时有所下降，在添加量达到9.0%时有所上升，但未高于对照组。

2.9　不同PPI添加量对挂面感官品质的影响

由表7得出，PPI添加量在7.0%以内时对挂面的感官品质没有显著影响；当添加量达到9.0%时，除了光滑性之外，其余各个项目得分都显著降低，并且添加量达到9.0%时，总分已经低于精制级小麦粉制品评分最低分85分，说明PPI添加量达到9.0%时对挂面感官品质产生不利影响。Mahmoud等[9]研究发现添加5%～10%的全豆粉和5%～20%的脱脂豆粉对面条的可接受性没有显著性影响，但过多的添加会使面条可接受性下降。

表6　不同PPI添加量对熟挂面质构特性(TPA)的影响

表7　不同PPI添加量对挂面感官品质的影响

3　结论

随着PPI添加量由0增加至9.0%，面团在23.8～100.1 ku范围内电泳条带颜色逐渐加深；PPI添加量在5.0%以内能够略微提高面团中湿面筋占面团干基的质量分数；随着PPI添加量的增加，面团的吸水率和稳定时间显著提高，添加PPI使面团拉伸阻力显著上升，延伸度显著降低，从而提高面团的筋力；PPI添加量在3.0%～9.0%的范围内增加时，可提高熟挂面的胶着性和咀嚼度；当添加量为5.0%以上时，可显著降低挂面的最佳烹煮时间，提高生挂面断裂强度；PPI的添加量在3.0%～7.0%的范围内不会影响挂面的口感。

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Effects of Pea Protein Isolate on Characteristics of Wheat Flour Dough and Quality of Dried Noodle

Wang ZhengdeJin YuhongDu Jinhua

(College of Food Science and Engineering,Shandong Agricultural University,Taian271000)

The effects of pea protein isolate(PPI)on protein composition,farinograph property and tensile property of wheat flour dough and breaking strength,cooking property and sensory quality of fine dried noodles were researched.The results showed that in the dough the content of protein component between 23.8 ku and 100.1 ku

was increased significantly by adding PPI.When the dough was added PPI of 9.0%,its water absorption increased by 8.0%,stability time increased by 36.6%,tensile resistance increased by 83.2%,and draw ratio increased by 176.2%,which indicated that adding PPI could improve the paste strength of dough.When the noodle was added PPI by 7.0%,the best cooking time of the noodle was reduced by 11.8%,and the breaking strength of raw noodle was increased by 34.0%,the hardness,conglutination and chewiness of the cooked noodles were enhanced by varying degrees.The sensory evaluation revealed that no significant difference was found in the noodles by adding PPI of 3.0%～7.0% compared with the control.

peaprotein isolate(PPI),farinograph properties,fine dried noodles,breaking strength,sensory evaluation

TS213.2

A

1003-0174(2018)03-0021-07

时间：2018-03-14 16:36:23

http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20180314.1636.008.htm

2017-07-05

王正德，男，1991年出生，硕士，食品科学

杜金华，女，1963年出生，教授，博士生导师，食品发酵与酿造