低温花生粕粉对小麦面团特性的影响

孙晓静，麻琳，张丽霞，*，孔祥昌，孙强

（1.河南省农业科学院，河南郑州450000；2.正阳新地食品工业有限公司，河南驻马店463000）

我国每年约产生数万吨的花生粕，主要用于动物饲料及非食品工业[1]。根据榨油方式的不同，花生粕可分为热榨花生粕和冷榨花生粕，热榨工艺中蛋白受热变性严重，其营养价值受到不同程度的影响[2]；冷榨工艺得到的花生粕营养物质丰富，蛋白质含量为47%～55%，氨基酸配比合理，是一种优质的食用蛋白[3]，且蛋白变性程度低，深加工空间大，进一步提高花生粕的附加值也是企业亟待解决的问题。

近年来，大量学者对花生粕的综合利用进行研究，如提取花生蛋白，对其进行改性，开发其产物的呈味特性和功能特性[4-5]，或制备多肽、多糖，将其添加到食品中提高营养价值或改善食品特性[6-7]。此外，也有报道将花生粕直接制成食品，研究其工艺配方如花生粕咀嚼片、花生蛋白凝胶食品等[8]，而将花生粕应用到主食中的报道较少，小麦粉加工精度高，营养成分大量流失，将花生粕粉添加到小麦粉中，制成营养主食，提高居民日常饮食中蛋白质的摄入量，也为花生粕的利用提供一个新途径。

在实际生产中，冷榨得到的花生粕中有10%左右的残油，后续采用溶剂浸提的方法去除，这种花生粕添加到主食中，对风味有不良影响，限制了冷榨花生粕在主食中的应用。因此本试验取冷榨工艺后的花生粕，保留残油，添加到小麦粉中，测定比较花生粕和小麦粉的混合粉及面团有关性质，研究不同添加量的花生粕粉对小麦粉脂肪酸组成、蛋白质二级结构及小麦面团组织状态、网状结构的影响，为花生粕在主食中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

低温花生粕粉：由河南省农业科学院农副产品加工研究中心制备（采用低温液压技术将去红衣的豫花37花生仁去油得到花生饼粕，粉碎后过60目筛备用）；小麦粉：河北金沙河面业有限责任公司；酵母：安琪酵母股份有限公司。

甲醇（色谱纯）：天津赛孚瑞科技有限公司；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Agilent 7890A气相色谱仪：安捷伦科技（上海）有限公司；TMS-PRO质构仪：美国FTC公司；Nicolet is5型傅里叶红外光谱仪：美国Thermo Fisher公司；S-3400NⅡ型扫描电子显微镜、E-1010镀金机：日本日立公司；GT2S真空冷冻干燥机：德国SRK公司；D2X-6022 B真空干燥箱：上海福玛实验设备有限公司；K-05型自动定氮仪：上海晟声自动化分析仪器有限公司；DFY-1000摇摆式高速万能粉碎机：温岭市林大机械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 基本成分测定

蛋白质含量测定参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》；粗脂肪含量测定参照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》；水分含量的测定参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》；灰分含量测定参照GB 5009.4-2010《食品安全国家标准食品中灰分的测定》。基本成分含量测定均为干基含量计。

1.3.2 花生粕粉与小麦粉混粉及其面团的制备

按花生粕粉和小麦粉总量100 g，花生粕粉添加量分别为 15、20、25、30、35 g，与小麦粉配成混粉，以小麦粉作为对照，添加40%的蒸馏水制成面团。

小麦粉和花生粕粉编号为WF和PM，花生粕粉-小麦粉混粉按花生粕粉的添加量15%、20%、25%、30%、35%分别编号为 F-15、F-20、F-25、F-30、F-35，小麦面团编号为WD、花生粕粉-小麦粉面团按花生粉的添加量15%、20%、25%、30%、35%分别编号为D-15、D-20、D-25、D-30、D-35。

1.3.3 脂肪酸组成测定

将粉样放入索氏抽提器中，石油醚回流4 h提取脂肪，真空干燥后备用。将面团切碎置于烘箱中低温烘干水分，粉碎后同上方法提取脂肪。

采用三氟化硼-乙醚法（GB/T 17376-2008《动植物油脂脂肪酸甲酯制备》）进行脂肪酸甲酯化制备，根据面积归一化法对脂肪酸组成进行定量分析，得到各化学成分的相对含量[9]。

气相条件为色谱柱：HP-88（60m×250μm×0.25μm）；升温程序：120℃保持1 min，以10℃/min升至175℃保持10 min，以5℃/min升至210℃保持5 min，以10 ℃/min升至230℃保持3 min；进样量：10 μL。

1.3.4 面团质构测试

按1.3.2制成面团后，静置10min后进行质构测试。

测试参数为探头：P 50；操作模式：压力测定；测试压缩比：30%；测试速度：1 mm/s。

1.3.5 蛋白质二级结构测定

将粉样用正己烷脱脂，60℃真空干燥去除水分及残留的正己烷。采用溴化钾压片法，研磨均匀压片进行红外分析，同时扣除背景。将面团切碎置于烘箱中低温烘干水分，粉碎后脱脂，同上方法测定蛋白质二级结构。

对酰胺Ⅰ带（1 600 cm-1～1 700 cm-1）进行二阶导数和曲线拟合分析，计算峰面积得到蛋白质各二级结构所占比例。各特征峰与蛋白二级结构对应关系参考He等[10]的方法。

1.3.6 面团微观结构观察

将面团固定、脱水后，用乙酸异戊酯置换两次，24 h后将面团真空干燥，镀金机喷金后用扫描电镜观察面团微观结构[11]，放大倍数为1 000。

1.3.7 数据处理

采用统计软件IBM SPSS Statistics 20和Origin8.5对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 基本组分分析

对原料小麦粉、低温花生粕粉的基本成分进行分析，结果如表1所示。

表1 原料基本成分Table 1 The basic ingredients of the raw material

花生粕粉中蛋白质含量达到55%，残留的脂肪含量占9.59%。小麦粉和花生粕粉中，灰分含量均不到1%。

2.2 脂肪酸组成分析

花生与小麦的脂肪酸组成差异较大，低温花生粕粉中有近10%的残油量，对混粉和面团的脂肪酸组成均有影响，其结果见表2。

表2 混粉、花生粕粉和小麦粉及其面团脂肪酸组成Table 2 The fatty acid composition of mixed flour，peanut meal，wheat flour and their doughs

如表2所示，小麦粉（WF）中，主要脂肪酸为亚油酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸，其中亚油酸含量最高，达到62.34%，这与刘小梦等[12]研究结果一致。花生粕粉（PM）中，主要脂肪酸为油酸、亚油酸、硬脂酸、花生酸、花生烯酸、山嵛酸和二十四碳烷酸，棕榈油酸、亚麻酸含量较低。此外花生粕粉中，不饱和脂肪酸占比高于小麦粉，小麦粉中饱和脂肪酸棕榈酸含量约为花生粕粉的3倍，因此小麦粉中添加花生粕粉，有利于改善主食中脂肪酸组成。

将小麦粉和花生粕粉混合后，两者均对脂肪酸组成有影响，与小麦粉相比，棕榈酸、亚油酸相对含量降低，油酸相对含量升高。面团中各脂肪酸相对含量的变化与粉样的一致，食品加工过程中，高温处理如油炸会降低不饱和脂肪酸的不饱和度，或使饱和脂肪酸分解[13-14]，而制作主食时，将混合粉加水制成面团的过程不影响脂肪酸组成。

普通花生中，亚油酸含量较高，在23%～57%之间[15-16]，受遗传基因和生长环境影响，品种间差异较大[17-18]，本研究中，选用的花生品种为高油酸花生，油酸含量（76.86%）远高于亚油酸（4.39%），Gong等[19]研究表明，与普通花生相比，高油酸花生可提高制品的货架期。

2.3 质构分析

质构测试能够客观评价面团内部组织状态，通过质构测试得到硬度、内聚性、弹性和咀嚼性4个特征值。添加花生粕粉对小麦面团的影响见表3。

由表3可见，与小麦面团相比，添加花生粕粉的面团硬度和咀嚼性均降低，并有显著性差异（P<0.05）。花生粕粉添加量低于20%时，内聚性和弹性与小麦面团之间无显著差异（P>0.05），但随着花生粕粉添加量的增加，面团的内聚性和弹性均明显降低，添加量在25%～35%时，硬度、弹性、咀嚼性与对照组相比，均有显著差异（P<0.05），各水平之间变化差异不显著。花生粕粉添加量为15%时，内聚性和弹性稍高于小麦面团。在兼顾营养和口感两方面，花生粕粉添加量不宜超过20%。

表3 不同添加量花生粕粉-小麦面团的质构特性Table 3 The textural properties of doughs of peanut meal with different additions and wheat

面团的质构特性与蛋白质有密切关系，其次是淀粉[20]。小麦的面筋蛋白与水结合形成具有黏弹性的网状结构，是支撑面团的骨架[21]，淀粉颗粒填充其中，而花生蛋白呈海绵状，可截留大量水分[22]，因此硬度随着花生粕添加量的增加逐渐降低，咀嚼性也相应降低。内聚性和弹性主要反映了面团的内部大分子的结合力，添加量为15%时，内聚性和弹性高于小麦面团，但两者无显著性差异，表明花生粕粉添加量在15%时，花生蛋白不影响小麦面团网络结构的形成。但随着添加量的增加，大量的花生蛋白阻碍了面筋网络的形成，导致面团的内聚性和弹性降低。

2.4 蛋白质二级结构

添加花生粕粉对小麦粉及其面团中蛋白质二级结构的变化影响见表4、表5。

表4 混粉、花生粕粉和小麦粉的蛋白二级结构Table 4 The protein secondary structure of mixed flour，peanut meal and wheat flour

由表4和表5可知，小麦粉、花生粕粉、混粉及其面团的蛋白质二级结构中，β-折叠含量最高，其次是β-转角，α-螺旋的含量与β-转角含量相近，无规卷曲含量最低。在混粉中，添加花生粕后，蛋白质二级结构各组分含量均发生变化，但花生粕粉添加量之间无明显的变化趋势，β-折叠在各花生粕粉添加量之间无显著差异（P>0.05）。在面团中，花生粕粉添加量为15%时，各组分含量与小麦面团无显著差异（P>0.05）。在添加花生粕粉的面团中，随着添加量的增加，β-折叠和α-螺旋含量降低，β-转角和无规卷曲含量变化呈相反趋势。

表5 不同添加量花生粕粉-小麦面团的蛋白质二级结构Table 5 The protein secondary structure of doughs of peanut meal with different additions and wheat

与粉样相比，小麦面团中β-折叠含量升高，α-螺旋、β-转角和无规卷曲含量降低，添加花生粕粉的面团中，无规卷曲含量变化较大，15%添加量时含量降低，添加量25%～35%时，其含量明显增加。添加量超过20%时，α-螺旋含量降低。

已有报道证明，α-螺旋和β-折叠是比较有序的结构，β-转角和无规卷曲是无序结构[23]，β-折叠需大量氢键维持，其含量增加，可提高蛋白质二级结构的稳定性，这可能使面团的弹性和延展性增加[24-25]。添加花生粕粉后，少量的花生蛋白与小麦蛋白相互作用，可能对小麦蛋白二级结构的重排有积极作用，而花生粕粉添加量较高时，更多的花生蛋白与小麦蛋白竞争水分子，影响小麦蛋白分子的伸展转化，其有序结构被打乱，蛋白质形成较小的碎片，无规卷曲结构增加，面团的延展性降低。

综上，花生粕粉的添加影响小麦蛋白的二级结构，在添加量为15%时，两者无显著差异，而超过20%后，不利于面团组织结构的稳定。

2.5 面团的微观结构

面团的微观结构见图1。

从图1中可直观的看出面筋结构中蛋白质和淀粉颗粒的形态。小麦面团中，蛋白质与水结合形成连续、均一的网络交联结构，淀粉颗粒被包裹其中，以高度分散的形式存在[23，26]。添加不同量的花生粕粉后，面团的微观结构明显不同，如图1B所示，添加量为15%时，面筋结构受花生粕粉影响较小，与图1A小麦面团相比，面筋结构有少量孔洞，但交联结构没有被破坏，且淀粉颗粒仍被包裹紧密。添加量为20%时，面筋网络结构连续性受影响，包裹淀粉颗粒的程度降低，淀粉颗粒不均匀且部分浮在面筋结构之外。添加量为25%时，面筋结构被破坏，从图1D中可看到断裂的面筋结构，大量淀粉颗粒暴露在外。由图1E和图1F可见，花生粕粉添加量达到30%时，面筋结构松散，被严重破坏。

图1 不同添加量花生粕和小麦面团的微观结构Fig.1 The microstructure of doughs of peanut meal with different additions and wheat

3 结论

小麦面团质构特性受花生粕粉添加量的影响，当花生粕粉添加量为20%时，面团的内聚性和弹性与小麦面团之间无显著差异。随着花生粕粉添加量的增加，有序结构α-螺旋和β-折叠含量降低，无序结构β-转角和无规卷曲含量升高，花生粕粉添加量为15%时，其对小麦面团蛋白质二级结构的各组分无显著影响。小麦面团的微观结构受花生粕粉添加量的影响，其面筋结构受到不同程度的影响，15%添加量时，面筋网络结构仅出现少量孔洞，添加量达到25%时，其面筋结构被破坏。添加花生粕粉后，混粉及面团中油酸含量最高，脂肪酸不饱和度增加。综上，花生粕粉应用到主食中，添加量应控制在20%以内。