王正德　金玉紅　杜金華

(山東農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，泰安　271000)

豌豆分離蛋白對小麥粉面團特性及掛面品質(zhì)的影響

王正德金玉紅杜金華

(山東農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，泰安271000)

研究豌豆分離蛋白(PPI)添加量對小麥粉面團蛋白質(zhì)組成、粉質(zhì)特性、拉伸特性和對掛面斷裂強度、烹煮特性及感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：添加PPI后面團中23.8～100.1 ku的蛋白條帶明顯加深；當添加量為9.0%時，面團吸水率提高8.0%，穩(wěn)定時間延長36.6%，拉伸阻力提高83.2%，拉伸比增大176.2%，說明PPI的添加能夠提高面團的筋力；PPI添加量達到7.0%時，掛面最佳烹煮時間降低11.8%，生掛面斷裂強度提高34.0%，同時熟掛面的硬度、膠著性和咀嚼度有不同程度的提高。感官品評表明，添加3.0%～7.0% PPI制備的掛面與普通掛面無顯著差異。

豌豆分離蛋白面團特性掛面斷裂強度感官評價

豌豆(PisumsativumL.)又稱麥豌豆、寒豆、蠶豆等，是一種營養(yǎng)性食品[1]。我國是全世界第二大豌豆生產(chǎn)國，在世界豌豆生產(chǎn)中占有極其重要的地位[2]；糧食豌豆主要用于生產(chǎn)淀粉，而蛋白質(zhì)作為副產(chǎn)品大部分被用作低附加值的飼料[3]。

近些年，隨著生活水平的提高，人們對食品中蛋白質(zhì)來源多樣化的要求越來越高，低脂、低熱量的植物源蛋白日益受到人們的歡迎。豌豆蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)占干豌豆的21%～25%，賴氨酸的質(zhì)量分數(shù)高達1.5%[4]。豌豆蛋白營養(yǎng)價值高，是一種比較理想的植物蛋白，與FAO/WHO推薦的標準模式較為接近[5-6]。同時，豌豆蛋白還具有低致敏性等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于嬰幼兒配方食品[7]，在食品加工過程中可作為食品添加劑替代部分肉類蛋白，如火腿、香腸等產(chǎn)品的加工[8]。

在我國，對以小麥粉為主要原料的食品需求量極大。但由于小麥蛋白本身缺乏賴氨酸，導(dǎo)致這些食品賴氨酸含量偏低。因此，將優(yōu)質(zhì)蛋白原料和小麥粉適度混合成為提高小麥食品營養(yǎng)價值的有效方法。Mahmoud等[9]研究了添加羽扇豆豆粉對面條品質(zhì)的影響；Lambrecht等[10]研究了添加大豆球蛋白對面條品質(zhì)的影響；郭興鳳等[11]研究了大豆蛋白酶水解產(chǎn)物的水解度對小麥粉及面條品質(zhì)的影響。另外，還有將豆科類植物蛋白加入面粉中制作面包[12-13]、意大利面[14]等食品的相關(guān)報道。這些研究發(fā)現(xiàn)添加豆科類蛋白往往對掛面烹煮特性和質(zhì)構(gòu)特性有較大影響，對掛面感官得分影響較小；實驗原料大部分是全豆粉或者是實驗室條件下提取的豆類分離蛋白，對已經(jīng)上市的成品分離蛋白研究較少。目前，鮮有關(guān)于豌豆分離蛋白的添加對面團及掛面品質(zhì)影響的報道。本實驗通過研究添加豌豆分離蛋白(PPI)對面團特性及掛面品質(zhì)的影響，旨在為相關(guān)生產(chǎn)提供參考。

1　材料與方法

1.1　材料與儀器

1.1.1主要實驗材料

豌豆分離蛋白：山東金都塔林食品有限公司，蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)71%；小麥粉：益海嘉里糧油工業(yè)有限公司，蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)約12%；丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺：SIGMA公司；Tris：Scientific Research Special公司；過硫酸銨、考馬斯亮藍R250：Rolarbio公司；SDS、TEMED：北京華綠源科技有限公司；Marker：Takara公司；β-巰基乙醇：天津市光復(fù)精細化工研究所；溴酚藍：天津市凱通化學試劑有限公司。

1.1.2主要儀器

TF-FD冷凍干燥機：上海田楓實業(yè)有限公司；BGverMINI型電泳儀：北京白晶生物技術(shù)有限公司；BIO-RAD ChemiDocTMMP Imaging System：美國Bio-Rad Laboratories公司；SF17和面機：意大利Alaska公司；DMT-5電動家用面條機：龍口市復(fù)興機械有限公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System公司；CR-300型色彩色差計：日本美能達公司；JFZD型粉質(zhì)儀、JMLD型拉伸儀：北京東孚恒久儀器有限公司。

1.2　方法

1.2.1蛋白質(zhì)組分測定

1.2.1.1樣品制備

參考高雪麗等[15]方法，稍作改動。將PPI按照3%、5%、7%、9%的比例分別加入到小麥粉中，混勻；純小麥粉作對照。分別稱取各PPI混合粉100.0 g，加入適量的水(按85%最佳吸水率計算)進行和面，和面結(jié)束取10 g面團立即放入冰箱，-80 ℃條件下冷凍保存12 h。然后將樣品冷凍干燥，再將干燥的樣品用研缽磨成粉，放入冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.1.2電泳方法(SDS-PAGE)

參考金玉紅等[16]方法，稍作改動。取樣品20 mg，加入1 mL樣品緩沖液，在30 ℃下水浴3 h，然后煮沸10 min，9 000 r/min離心5 min，取上清液上樣15 μL。分離膠濃度為12%，濃縮膠濃度為5%。濃縮膠穩(wěn)壓80 V，40 min；分離膠穩(wěn)壓110 V，約180 min。待溴酚藍前沿離分離膠底部1 cm結(jié)束。用考馬斯亮藍R250染色2 h后脫色24 h。

1.2.2面團干、濕面筋含量的測定

干、濕面筋含量測定分別參照GB/T 5506.3[17]和GB/T 5506.1[18]。

1.2.3面團粉質(zhì)特性的測定

面團粉質(zhì)特性的測定參照GB/T 14614—2006[19]。

1.2.4面團拉伸特性的測定

面團拉伸特性的測定參照GB/T 14615—2006[20]。

1.2.5掛面的制作工藝及色澤測定

掛面的制作工藝及色澤測定參照SB/T 10137—1993[21]。小麥粉加水量為:混合粉實測吸水率×70%；和面至面團表面光滑，室溫(25 ℃)靜置20 min；掛面寬度為4 mm；截取軋至最終厚度為1 mm的10 cm×10 cm面片，自然干燥后測定干面片色澤，以L、a、b值表示。

1.2.6掛面烹煮特性的測定

掛面烹煮特性的測定參照LS/T 3212—2014[22]。

1.2.7生掛面斷裂強度的測定

參考郭玉秋等[23]的方法，稍作改動。用A/SPR探頭測定生掛面的斷裂程度，取一根長8 cm生掛面置于探頭凹槽中，設(shè)置測試前速度2 mm/s，測試速度0.5 mm/s，測試后速度2 mm/s，測試距離20 mm，感應(yīng)力Auto-5 g。

1.2.8熟掛面的質(zhì)構(gòu)特性(TPA)測定

采用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀對樣品進行質(zhì)構(gòu)特性(TPA)測定。取10 g掛面，放入盛有500 mL的沸水中，煮到最佳烹煮時間(同1.2.6中掛面最佳烹煮時間測定結(jié)果相對應(yīng))，立即將掛面撈出，置于篩網(wǎng)中，自來水沖淋60 s。將掛面放在測試平臺上，用P/100探頭TPA測定掛面質(zhì)地，測試前速度2.0 mm/s，測試速度0.5 mm/s，測試后速度2.0 mm/s，測試距離為75%樣品厚度，時間間隔1 s，感應(yīng)力Auto-5 g，記錄硬度、彈性等參數(shù)。

1.2.9面條品嘗項目和評分標準

面條品嘗項目和評分標準參照SB/T 10137—1993[21]。

1.2.10數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel 2010和IBM SPSS Statistics 22數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，均值多重比較采用Tukey法，P<0.05表示差異顯著。

2　結(jié)果與討論

2.1　PPI添加量對面團蛋白組成的影響

對添加PPI的面團蛋白組分進行了SDS-PAGE電泳分析，電泳圖譜見圖1。純小麥粉面團蛋白主要分布在23.8～100.1 ku的范圍內(nèi)；隨著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處的條帶顏色逐漸變深，寬度變大。這表明添加PPI的小麥粉面團樣品中含有更多的可溶于SDS的蛋白質(zhì)；同時添加PPI能夠補充面團23.8～100.1 ku范圍內(nèi)的蛋白質(zhì)。添加PPI后的面團在200 ku以上區(qū)域出現(xiàn)了新的條帶a，且隨著PPI的添加量的增加逐漸明顯，對比泳道2(100%PPI)得出，條帶a來自于PPI。高雪麗等[24]在對大豆分離蛋白的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，添加大豆分離蛋白后面團中出現(xiàn)了一條在97 ku以上的條帶，且在大豆分離蛋白和純面粉面團中均未有該條帶，認為該條帶是大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白之間通過共價鍵、非共價鍵發(fā)生交聯(lián)。

注：1～7條泳道分別是marker、100%PPI、純小麥粉面團、含3.0%、5.0%、7.0%、9.0%PPI的面團樣品。圖1　添加不同PPI的面團蛋白的SDS-PAGE電泳圖譜

2.2　不同PPI添加量對面團干、濕面筋占面團干基質(zhì)量分數(shù)的影響

從表1看出，添加PPI對面團干面筋占面團干基質(zhì)量分數(shù)沒有顯著性影響。隨著PPI添加量的增大，面團中面筋蛋白的含量不斷減少，但最終得到的干面筋質(zhì)量分數(shù)沒有顯著性變化。這說明PPI中部分物質(zhì)能夠與面筋蛋白結(jié)合或者殘留于面筋之中而不易被沖洗掉，在質(zhì)量上補充了面團中減少的面筋蛋白。隨著添加量增加，濕面筋占面團干基質(zhì)量分數(shù)先略微增加后減少。PPI添加量在5.0%以內(nèi)能夠略微提高面團濕面筋占面團干基質(zhì)量分數(shù)；而添加量繼續(xù)增大至7.0%以上時，面團濕面筋的含量有所降低。這說明少量添加PPI能夠提高濕面筋的持水力，而添加過多的PPI不會提高面筋的持水性。這主要是因為小麥面筋蛋白的含量對面筋持水能力起決定作用，當面團中面筋蛋白被PPI替代較多時，會直接對面筋的持水性產(chǎn)生不利影響。郭興鳳等[11]研究發(fā)現(xiàn)添加大豆分離蛋白未對面團干、濕面筋含量產(chǎn)生顯著性影響，與本實驗結(jié)論相似。

表1　不同PPI添加量對面團干濕面筋含量的影響(干基)

注：不同小寫字母表示同列之間的顯著性差異(P<0.05)，下同。

2.3　不同PPI添加量對面團粉質(zhì)特性的影響

添加PPI對面團粉質(zhì)特性有顯著影響。從表2看出，隨著PPI添加量的增加，吸水率顯著增加，這說明添加PPI能夠明顯提高面團的吸水率，這可能是因為加入PPI后，PPI與面團中的面筋蛋白以及淀粉之間能夠結(jié)合更多的水分；PPI添加量在3.0%以內(nèi)時面團形成時間沒有顯著變化，達到5.0%及以上時形成時間顯著增加，這說明添加較多的PPI對面筋的形成有阻礙作用，這可能是因為PPI對面筋蛋白有一定的隔離作用，導(dǎo)致面筋蛋白不能較快地充分結(jié)合形成面筋；添加PPI面團穩(wěn)定時間顯著增加，弱化度顯著降低，說明添加PPI有助于提高面團的穩(wěn)定性，這可能是因為在攪拌的過程中，不斷有新的面筋蛋白突破PPI的隔離作用后形成新的面筋，延緩了正常面筋在攪拌過程中的斷裂速度，從而抵消了在過程中因一部分面筋斷裂后攪拌刀受力降低的效果，提高了面團的穩(wěn)定時間。這與郭興鳳等[11]以及李向陽等[25]有關(guān)大豆分離蛋白的添加對面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間等方面的研究結(jié)論相似。

表2　不同PPI添加量對面團粉質(zhì)特性的影響

2.4　不同PPI添加量對面團拉伸特性的影響

從表3看出，添加PPI對面團拉伸能量沒有顯著影響；但隨著PPI添加量的增加，面團延伸度顯著降低，拉伸阻力和拉伸比顯著提高，這說明添加PPI可以增加面團的筋力，但面團在受力較大時會較早斷裂。這可能是因為雖然PPI增加了面團的強度，但部分PPI對面筋蛋白起到了隔離作用，使形成的面筋較短，不利于面筋蛋白延展性質(zhì)的發(fā)揮。這與崔麗琴等[26]對豆渣粉的研究結(jié)論相似。

表3　不同PPI添加量135 min時對面團拉伸特性影響

2.5　不同PPI添加量對生掛面色澤的影響

隨著PPI添加量的增大，L、a、b值變化明顯。由表4得出，隨著PPI添加量的逐漸增加，L值顯著降低，a值顯著增加，b值顯著增加；這說明掛面的亮度顯著降低，并且有從淡黃色至黃色的漸變趨勢。這主要是因為PPI本身呈黃色，添加至面團后隨添加量增加使掛面發(fā)生趨向PPI顏色的轉(zhuǎn)變。

表4　不同PPI添加量對生掛面色澤的影響

2.6　不同PPI添加量對生掛面水分和烹煮特性的影響

由表5得出，各個掛面樣品之間含水量沒有顯著性差異；PPI添加量在3.0%時，最佳烹煮時間和干物質(zhì)吸水率較空白沒有顯著變化；由3.0%增加至7.0%時二者顯著降低；添加量達到9.0%時二者較添加7.0%時略微增加，但仍低于對照組。這可能是因為添加較多的PPI時，面筋形成受到一定程度的影響，面筋強度降低，導(dǎo)致最佳烹煮時間降低。干物質(zhì)吸水率主要受掛面中淀粉糊化程度高低的影響，而后者在溫度一定，水分充足時，很大程度上受烹煮時間長短的影響，因此干物質(zhì)吸水率的變化和最佳烹煮時間的變化趨勢相同。PPI添加量在3.0%以內(nèi)時，干物質(zhì)損失率較空白沒有顯著變化，隨著添加量逐漸增大，干物質(zhì)損失率顯著升高。這可能是因為PPI本身在中性環(huán)境中的溶解度較面筋蛋白大[27-28]，隨著添加量的增加，掛面在烹煮過程中處于邊緣的豌豆蛋白及其粘附的淀粉等物質(zhì)損失有所增加。Mahmoud等[9]研究發(fā)現(xiàn)添加羽扇豆粉制作面條會降低面條的最佳烹煮時間，添加脫脂羽扇豆粉能夠顯著提高面條的干物質(zhì)損失率，這與本結(jié)論相似；李向陽等[25]研究發(fā)現(xiàn)添加大豆分離蛋白能夠使掛面的吸水率、最佳蒸煮時間增加、蒸煮損失減少，這可能與大豆分離蛋白比豌豆分離蛋白溶解度低，以及大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白之間通過共價鍵、非共價鍵發(fā)生交聯(lián)，形成更加緊密的結(jié)構(gòu)[24]等原因有關(guān)。

表5　不同PPI添加量對生掛面水分和烹煮特性的影響

2.7　不同PPI添加量對生掛面斷裂強度的影響

由圖2看出，PPI添加量增加至5.0%以上時生掛面的斷裂強度有顯著提高。這說明PPI能夠增加掛面內(nèi)部結(jié)構(gòu)強度，使掛面不容易被折斷。這可能和添加PPI能夠提高掛面內(nèi)部面筋強度有關(guān)，與面團拉伸特性表現(xiàn)出的規(guī)律相似。另外，Lambrecht等[10]研究發(fā)現(xiàn)添加大豆球蛋白能夠提高面條最大承受力，即斷裂強度；李向陽等[25]研究發(fā)現(xiàn)適量添加大豆分離蛋白能夠提高掛面的折斷力，均與本實驗結(jié)果相似。

圖2　不同PPI添加量對生掛面斷裂強度的影響

2.8　不同PPI添加量對熟掛面質(zhì)構(gòu)特性(TPA)的影響

由表6得出，各樣品間的黏著性、彈性、黏聚性沒有顯著性變化；隨著PPI添加量增加，熟掛面硬度顯著增加，這可能是因為PPI通過增強熟掛面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的筋力使其不容易被擠壓，從而提高了硬度；添加量在3.0%以內(nèi)時，膠著性沒有顯著變化，添加量在5.0%～9.0%時較空白顯著提高；添加量在5.0%以內(nèi)時咀嚼度沒有顯著性變化，達到7.0%以上時顯著提高；回復(fù)性在添加量為3.0%、5.0%時有所下降，在添加量達到9.0%時有所上升，但未高于對照組。

2.9　不同PPI添加量對掛面感官品質(zhì)的影響

由表7得出，PPI添加量在7.0%以內(nèi)時對掛面的感官品質(zhì)沒有顯著影響；當添加量達到9.0%時，除了光滑性之外，其余各個項目得分都顯著降低，并且添加量達到9.0%時，總分已經(jīng)低于精制級小麥粉制品評分最低分85分，說明PPI添加量達到9.0%時對掛面感官品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。Mahmoud等[9]研究發(fā)現(xiàn)添加5%～10%的全豆粉和5%～20%的脫脂豆粉對面條的可接受性沒有顯著性影響，但過多的添加會使面條可接受性下降。

表6　不同PPI添加量對熟掛面質(zhì)構(gòu)特性(TPA)的影響

表7　不同PPI添加量對掛面感官品質(zhì)的影響

3　結(jié)論

隨著PPI添加量由0增加至9.0%，面團在23.8～100.1 ku范圍內(nèi)電泳條帶顏色逐漸加深；PPI添加量在5.0%以內(nèi)能夠略微提高面團中濕面筋占面團干基的質(zhì)量分數(shù)；隨著PPI添加量的增加，面團的吸水率和穩(wěn)定時間顯著提高，添加PPI使面團拉伸阻力顯著上升，延伸度顯著降低，從而提高面團的筋力；PPI添加量在3.0%～9.0%的范圍內(nèi)增加時，可提高熟掛面的膠著性和咀嚼度；當添加量為5.0%以上時，可顯著降低掛面的最佳烹煮時間，提高生掛面斷裂強度；PPI的添加量在3.0%～7.0%的范圍內(nèi)不會影響掛面的口感。

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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

時間：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，碩士，食品科學

杜金華，女，1963年出生，教授，博士生導(dǎo)師，食品發(fā)酵與釀造