大豆分离蛋白对湿米粉储藏品质的影响

胡秀婷 占柳菁 刘成梅 罗舜菁

(南昌大学食品学院，南昌 330047)

南米北面是中国传统的饮食习惯。作为一种重要的米制品，米粉是我国南方一种重要的主食，在江西、湖南、广西等省占据着重要的地位[1]。随着现代生活节奏的加快，人们对米粉的方便即食产业化需求日益增长。湿米粉是将新鲜的米粉经后续加工使之能方便即食的一类方便食品，其口感爽滑、柔韧，食用方便，尤其深受江西省消费者的喜爱[2-3]。但湿米粉含水量较高，为60%～70%，在储藏过程中极易回生，导致水分析出至湿米粉表面、湿米粉硬度增大、蒸煮过程易损失，严重影响了湿米粉的口感和货架期、阻碍了湿米粉的产业化[2-3]。此外，大米中蛋白含量较低，尤其大米蛋白不能像小麦蛋白为产品提供良好的网络结构，米粉仅依靠淀粉凝胶结构来支撑其基本性状，这也造成湿米粉成型难、蒸煮时多断条、蒸煮损失大、口感韧性差等诸多问题[4]。因此，提高湿米粉的储藏品质具有重要的意义。

研究发现，具有良好持水性的亲水胶体均能够抑制淀粉体系储藏过程中水分的迁移，有助于淀粉分子保持水分，有助于米粉中淀粉与水形成氢键、避免淀粉与淀粉之间形成氢键，从而阻碍淀粉的回生[5-7]。黄丽等[8]发现添加羟丙基二淀粉磷酸酯可抑制湿米粉中淀粉的回生，从而改善湿米粉的储藏品质。针对大米中蛋白含量较低、不能形成良好的网络等问题，Kim等[9]通过添加谷氨酰胺转移酶和大米蛋白改善米粉品质，发现添加谷氨酰胺转移酶和大米蛋白后，米粉的蒸煮损失和米粉汤的混浊度分别下降了54.8%和66.6%，这表明蛋白质可以改善米粉品质。但理论上大米蛋白水溶性较差，不适合作为谷氨酰胺转移酶的底物，因此推断二者改善米粉的效果是有限的。大豆分离蛋白为植物性完全蛋白质，其氨基酸组成合理，营养丰富，是植物蛋白中为数不多的可替代动物蛋白的品种之一[10]；且与大米蛋白相比，大豆分离蛋白是具有优良持水性和凝胶性的亲水胶体。由此推测大豆蛋白可抑制湿米粉中淀粉的回生、增强湿米粉内部的网络交联，从而改善湿米粉储藏品质，且能提高湿米粉的营养价值。目前，研究发现添加大豆粉可降低方便米线的蒸煮损失[11]。因此，本研究以湿米粉储藏过程中硬度、蒸煮损失率、断条率的变化为指标评价大豆分离蛋白对鲜米粉品质的改良作用，并探索大豆分离蛋白改善米粉品质的机理，以期为延长湿米粉货架期和开发高蛋白湿米粉提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

早籼米：江西麻姑实业集团有限公司；大豆分离蛋白：河南金润食品添加剂有限公司；乳酸：西陇化工股份有限公司。

1.2 仪器和设备

SZ30米粉机：广州旭众食品机械有限公司；500 g摇摆式高速万能粉碎机：温岭市林大机械有限公司；Quanta-200 扫描电镜：荷兰FEI公司；TA-XT质构仪：英国Stable Micro System公司。

1.3 实验方法

1.3.1 湿米粉的制作

原料大米→粉碎→过60目筛→大米粉→将大豆分离蛋白与过筛大米粉以0%、2%、3%、4%、6%(m/m，干基)的质量比混合→加水调制体系含水量为40%→和粉→挤压成型→室温老化→复蒸→乳酸浸泡→沥干→真空包装→杀菌→成品；将湿米粉置于4 ℃冰箱储藏。

1.3.2 储藏过程中湿米粉硬度的测定

根据Limroongreungrat等[12]方法并加以改进，取4 ℃下放置0、3、5、7、14、21、28 d的湿米粉，放入500 mL沸腾蒸馏水中浸泡5 min后捞出，再放入冰水中迅速冷却1 min后捞出沥干，用滤纸吸去表面水分。每次测试时取长约2 cm的3根湿米粉条平行置于测试平台上，用物性测试仪于室温下对样品进行测定。每个浓度样品重复测定12次。条件设置：探头为P/50，测试类型为TPA模式；压缩形变为75%；测前、后速度为1 mm/s；测试速度为0.5 mm/s；触发点负载为5.0 g；数据采集频率为400 pp/s。

1.3.3 米粉蒸煮损失的测定

根据Fiorda等[13]方法并改进：取在4 ℃储藏3、7、14、28 d的米粉，置入500 mL沸水中浸泡5 min，捞出沥干，立即取100 mL残液倒入250 mL已恒重烧杯内，于110 ℃蒸发至恒重。蒸煮损失计算公式如下：

式中：LS为蒸煮损失；m1为样品质量；m2为蒸发残余物质量；500为水体积；100为称重液体的体积。

1.3.4 湿米粉断条率的测定

参照QB/T 2652—2004方法[14]，取在4 ℃储藏3、7、14、28 d的米粉置入500 mL沸水中浸泡5 min，捞出沥干，用滤纸吸干米粉表面水分，固形物置于磁盘中，挑出长度不足10 cm与超过10 cm的湿方便米粉，分别称重。断条率计算公式如下：

式中：BR为湿米粉断条率；m1为长度不足10 cm的湿米粉质量；m2长度超过10 cm的湿米粉质量。

1.3.5 湿米粉回生焓值的测定

将4 ℃储藏7 d的米粉40 ℃烘箱干燥，称取约3.0 mg干燥样品(干基)置于铝坩埚中，以1∶2(m/m)比例加入蒸馏水，将坩埚密封并室温放置平衡24 h。采用差示扫描量热仪测定湿米粉的回生焓值，测量温度范围为30～90 ℃，升温速率为10 ℃/min。每个样品重复测定3次，结果取平均值。

1.3.6 湿米粉的显微形态分析

将冻干的4 ℃储藏7 d湿米粉样品均匀分布在粘有导电双面胶的样品台面上，真空条件下喷一层10 nm金薄膜，然后固定在载物台上，置于扫描电子显微镜(SEM)样品槽中在加速电压2.0 kV下观察米粉的形态，并拍下扫描图片。

1.3.7 数据分析

所有实验数据采用SPSS 22.0软件计算，应用方差分析(ANOVA)进行显著性分析，以P<0.05表示有显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 大豆分离蛋白对湿米粉硬度的影响

在湿米粉的储藏过程中，随着淀粉的回生，米粉的硬度和内聚性升高，因此，硬度是监测湿米粉品质的重要指标之一[15]。如图1所示，就新鲜制备的湿米粉而言，添加大豆分离蛋白的湿米粉硬度高于未添加大豆分离蛋白的湿米粉，且大豆分离蛋白含量越高，湿米粉硬度越大。这可能是因为湿米粉作为复合体系，硬度体现为由各组分原料共同作用结果，添加的大豆分离蛋白在挤压过程中受热变性，形成了蛋白质网络结构，增强了湿米粉的整体硬度。然而，经储藏后，添加大豆分离蛋白的湿米粉硬度显著低于未添加大豆分离蛋白的湿米粉，这可能是因为未添加大豆分离蛋白的湿米粉体系中淀粉迅速回生，使得湿米粉硬度迅速增加。结果也表明大豆分离蛋白可能抑制米粉的回生。

图1 大豆分离蛋白对湿米粉硬度的影响

2.2 大豆分离蛋白对湿米粉蒸煮损失的影响

储藏过程中湿米粉的蒸煮损失直接地反映了湿米粉食用品质的变化，优质湿米粉蒸煮后汤不浑，沉淀物少，易被消费者接受；同时，蒸煮损失的变化亦能反映米粉在蒸煮时内容物质结构的完整性[16-17]。如图2所示，大豆分离蛋白可显著降低湿米粉在储藏过程中的蒸煮损失，这表明蛋白质的添加能抑制储藏过程中淀粉及其他物质的溶出，从而改善湿米粉的食用品质。当大豆分离蛋白添加量低于4%时，米粉的蒸煮损失随大豆分离蛋白的添加量增加而下降，而当大豆分离蛋白添加量为6%时，米粉的蒸煮损失有所上升。这表明适量添加大豆分离蛋白可改善湿米粉的食用品质，但并不是大豆分离蛋白添加量越大越好。

图2 大豆分离蛋白对湿米粉蒸煮损失的影响

2.3 大豆分离蛋白对湿米粉断条率的影响

如图3所示，大豆分离蛋白能显著降低储藏过程中湿米粉的断条率，进一步表明大豆分离蛋白的添加有助于增强储藏过程中湿米粉的结构稳定性。同样地，在大豆分离蛋白添加量低于4%时，湿米粉的断条率随大豆分离蛋白添加量的增加而降低，但当大豆分离蛋白添加量为6%时，湿米粉的断条率反而增加，与湿米粉储藏过程中蒸煮损失的变化相一致，这也进一步证明断条率与蒸煮损失的相关性。

图3 大豆分离蛋白对湿米粉断条率的影响

2.4 湿米粉回生焓值的测定

湿米粉品质的下降主要由淀粉回生引起，硬度分析结果表明大豆分离蛋白可能抑制淀粉回生。因此，本实验研究了大豆分离蛋白对湿米粉回生的影响。如表1所示，储藏7 d后，湿米粉中淀粉发生回生，回生焓值3.77 J/g，当大豆分离蛋白添加量分别为2%、3%、4%和6%时，湿米粉回生焓值分别下降到3.16、2.46、2.13、1.82 J/g。由此可见，大豆分离蛋白可抑制储藏过程中湿米粉中淀粉的重结晶，抑制效果随大豆分离蛋白添加量的增加而增强。Ribotta等[18]认为大豆分离蛋白能通过与直链淀粉、支链淀粉的分支以非共价键(如氢键)相互作用，抑制储藏过程中淀粉的重排，达到抑制淀粉凝胶老化的效果。还有研究认为，蛋白质的加入稀释了体系中淀粉的含量，导致淀粉碰撞形成晶体的几率减少[19]。添加大豆分离蛋白的系列湿米粉回生程度与其硬度趋势一致，进一步表明湿米粉在储藏过程中硬度增加主要是由淀粉回生引起。然而，添加大豆分离蛋白的系列湿米粉回生程度与其湿米粉蒸煮损失和断料率的趋势并不是一致的，这表明湿米粉的蒸煮损失和断料率不仅与淀粉回生有关，还取决于其他因素。

表1 大豆分离蛋白对湿米粉中淀粉回生的影响

注：To起始温度，Tp峰值温度，Tc终点温度，ΔHg老化焓；相同列的相同字母代表无显著性差异 (P>0.05)。

2.5 湿米粉的显微形态分析

如图4所示，未添加大豆分离蛋白的湿米粉结构紧实，进一步证实大米中的大米蛋白不能形成良好的网络结构，当添加大豆分离蛋白后，湿米粉出现多孔状蜂窝结构，表明大豆分离蛋白可形成多孔结构从而增强米粉的持水性。当大豆分离蛋白添加量为6%时，形成的网络结构孔隙率反而低于大豆分离蛋白添加量较低时的湿米粉。这可能是因为在一定范围内，大豆分离蛋白能在米粉制作过程中受热变性，可与淀粉共同形成牢固的网络结构；而但当大豆分离蛋白添加过量时，大豆分离蛋白与淀粉不相容，蛋白质与米粉中的淀粉竞争吸收水分，从而导致淀粉本身不能形成较好的凝胶结构。

图4 添加不同含量大豆分离蛋白的湿米粉的显微形态

3 结论

添加适量的大豆分离蛋白可显著改善湿米粉在储藏过程中硬度增高的现象，且可降低湿米粉的蒸煮损失和断条率，其机理在于大豆分离蛋白可显著抑制米粉的回生。此外，湿米粉本身的网络结构较弱，大豆分离蛋白在挤压过程中会发生热变性形成网络结构，增强体系整体网络结构的强度；同时，大豆分离蛋白具有优异的持水性，能在储藏过程中控制水分的渗出与流动，从而稳定储藏期间米粉的品质。向米粉中添加适量的大豆分离蛋白可增强米粉内部的网络交联，在增强湿米粉营养价值的同时可改善湿米粉的食用品质。

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