蛋白組分與面包感官評分及 TPA指標的相關性

李夢琴 任紅濤 常志偉 王 躍

(河南農業大學食品科學技術學院,鄭州 450002)

蛋白組分與面包感官評分及 TPA指標的相關性

李夢琴 任紅濤 常志偉 王 躍

(河南農業大學食品科學技術學院,鄭州 450002)

測定了 8種面包專用粉蛋白質組分、亞基組成,并對其制作的面包進行了感官評定和質構測定,分析了面包專用粉蛋白質組分、亞基組成與面包感官評分與 TPA指標的相關性,結果表明:清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和剩余蛋白含量增加對面包感官品質有不利影響,麥谷蛋白含量、高分子質量麥谷蛋白含量和低分子質量麥谷蛋白含量的增加有利于提高面包的感官品質;谷蛋白含量增加有利于降低面包質地的硬度和膠著性,有利于提高面包質地的彈性和回復性等;亞基 2、Glu-D1位點 2+12亞基組存在對面包的感官品質不利,亞基 7、lu-B1位點 7+8亞基組的存在對面包的感官品質較為有利。

面包專用粉 蛋白組分 面包感官評分 質構指標

隨著社會的發展面包已經成為人們日常食品,面包生產要求小麥粉品質穩定,但是由于目前我國小麥品質的限制和混收混藏等原因,致使面包專用粉質量穩定性差[1],研究認為,增加麥谷蛋白含量對烘烤品質有利[2-4]。Unbehend等[5]通過對 10個克羅地亞小麥和 5個德國小麥的蛋白質及蛋白質組分分析,發現蛋白質含量和麥谷蛋白含量影響面包體積。Gupta等[6]發現,小麥粉蛋白質含量增加時,麥谷蛋白含量所占的比例保持不變,其余組分發生變化,麥谷蛋白的相對含量和絕對含量與品質參數高度相關。Uthayakumaran等[7]則指出醇溶蛋白的添加將縮短和面時間,減小面包體積,增強抗斷裂能力,降低抗延阻力。一般認為,蛋白質含量對面包烘烤品質有一定的貢獻,優良的烘烤品質要求一定的蛋白質含量做基礎。不同加工用途對小麥粉蛋白質含量的要求不同。研究表明,決定小麥品種品質性狀的最重要因素是麥谷蛋白組成,特別是高分子質量麥谷蛋白亞基的組合,小麥品種只有具備優質亞基且蛋白組分含量比例合適時,才具有良好的加工品質。

發達國家在這方面做了大量的研究工作,取得了一定的研究成果,而國內這方面主要對不同小麥品種進行研究,對于小麥育種有較好的參考作用,但對指導面包專用粉生產尚缺乏指導。研究采用本地廣泛使用的面包粉為原料,研究其蛋白組分

1 材料與方法

1.1 原料試劑

采用本地廣泛使用的面包專用粉,分別編為 1～8號;蔗糖、脫脂奶粉、活性干酵母:市售,食用級。

十二烷基硫酸鈉(SDS):廈門星隆達化學試劑有限公司;β-巰基乙醇、過硫酸酰胺:北京索萊寶科技有限公司;考馬斯亮藍 G250:國藥集團化學試劑有限公司;聚丙烯酰胺:鄭州寶賽試劑有限公司;TEMED:上海捷倍思基因技術有限公司。

1.2 儀器設備

新南 FX-15S面包發酵箱:廣州賽思達機械設備有限公司;B5A多功能攪拌機:廣州市威萬事實業有限公司;遠紅外食品烤爐:廣州紅菱電熱設備有限公司;TA-XTplus物性測試儀:英國 Stable Micro System有限公司;DYY12型電泳儀:北京市六一儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 蛋白組分含量測定、高分子質量麥谷蛋白(HMW-GS)和低分子質量麥谷蛋白(LMW-GS)的提取與分離

采用考馬斯亮藍 G-250法測定各蛋白組分的含量[8];HMW-GS與LMW-GS提取與分離參照段淑娥等[9]的方法進行。

1.3.2 麥谷蛋白質亞基組成測定

麥谷蛋白質亞基組成測定見參考文獻[10]。

高分子質量麥谷蛋白亞基的命名按照 PAY2 NE[11]等提出的命名標準進行。用 bandscan5.0分析軟件分析圖譜,得出各亞基的質量分數。

1.3.3 面包品質性狀測定

1.3.3.1 面包制作

采用二次發酵工藝制作面包。

操作要點:按配方將 70%的面包粉和全部活化后的酵母液放入適量的水進行和面,將面團放入 28℃,濕度 75%的發酵箱中進行第 1次發酵;將剩余的面包粉和蔗糖、食鹽的混合液加入和面機進行揉面15 min;將調制好的面團放入 30℃的發酵箱中 1 h進行第2次發酵至面團成熟;將第2次發酵的面團取出做成一定形狀的面包坯。將面團下劑 (100 g 1個劑子)快速整形,要在 10～15 min內完成,裝入烤盤內;將面包坯放入 36℃,濕度 85%的發酵箱中 0.5 h進行成形,將成形好的面包坯放入面火為 120℃、底火為 180℃的烤箱中烘烤 5 min;然后面火升溫至210℃烘烤 8 min,這個階段使面包定型、成熟;最后面火升溫到 210℃烘烤 2 min。

1.3.3.2 面包比容的測定

面包出爐后 10 min內測定面包體積,稱其質量。面包體積用籽粒替代法測定,具體操作按QB 1252—1991進行。面包比容為面包體積與面包質量之比,計算公式:面包比容 =體積/質量。

1.3.3.3 面包感官質量的評定

面包感官評分標準參照中國農科院《面包烘焙品質評分標準》制定,總分 100分,面包體積 35分,表面色澤 5分,表皮質地與面包形狀 5分,面包心色澤 5分,平滑度 10分,紋理結構 25分,彈柔性 10分,口感 5分[12]。

1.3.3.4 面包質構特征分析

烘好的面包在常溫下放置 1 h后,采用 TA-XT2 plus型質構儀進行分析,將面包兩末端 (各 20 mm厚)切去,然后從中間部位切取 20 mm厚的面包片;取面包片中心部位直徑 35 mm的面包芯,在質構儀上測定面包片被壓縮時的 TPA指標。

物性儀參數:TPA模式、P50探頭。測試前速度1.00 mm/s;測試后速度 0.5 mm/s;時間 5.00 s;測試速度 0.50 mm/s;扭曲張力 90%。

每個面包樣品切 3片測定,每個樣品重復 2次。TPA試驗是對質構特性綜合評價,主要包括硬度(Hardness)、黏著性 (Ahesiveness)、彈性 (Springi2 ness)、黏聚性 (Cohesiveness)、膠著性 (Gumminess)、咀嚼度(Chewiness)、回復性(Resilienc)等。

1.4 數據分析

運用 Excel、SPSS10.0軟件對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 基本統計分析

2.1.1 面包專用粉蛋白組分及高、低分子質量麥谷蛋白的基本統計分析

8種樣品的蛋白質組分含量及統計分析見表 1、表2。

由表 1可知,6號樣品麥谷蛋白含量最高,谷蛋白與醇溶蛋白的比值最大;1號和 2號樣品谷蛋白與醇溶蛋白的比值相對較小。1號樣品清蛋白含量最高;7號樣品球蛋白含量最高。表 2顯示各樣品 5種蛋白質組分的變異系數均較大,變異幅度為4.19%～29.91%,其中剩余蛋白含量變異系數最大,為29191%;醇溶蛋白的變異系數最小,為 4.19%,其他蛋白組分變異系數為 11.37%～14.56%,高分子質量麥谷蛋白含量的差異較大,最低為 0.873,最高為1.277,變異系數達 14.79%。

表1 樣品蛋白質組分

表2 蛋白組分統計分析

2.1.2 高分子質量麥谷蛋白亞基組成分析

對高分子質量麥谷蛋白的 SDS-PAGE凝膠電泳圖譜 (見圖 1)分析,以中國春 (Null,7+8,2+12)和陜優 225(1,14+15,2+12)為參照,將不同品種面包專用粉高分子質量麥谷蛋白 Glu-1位點亞基組成列于表3。

圖 1 高分子量麥谷蛋白亞基電泳圖譜

表 3 樣品高分子量麥谷蛋白亞基組成

表4 樣品中各亞基模擬表達量

表 5 高、低分子質量麥谷蛋白含量統計分析

由表 3、表 4、表 5可知,8個樣品共出現 2種高分子質量高麥谷蛋白亞基組合形式,分別為Null,7+ 8,2+12和 1,7+8,2+12。用 bandscan5.0分析軟件對圖譜分析,根據各譜帶的峰面積與總譜帶的面積之比,得出各亞基的模擬表達含量,亞基 1和亞基7的變異系數相對較大。

2.1.3 面包品質性狀的基本統計分析

2.1.3.1面包質構儀 TPA測試

TPA測試是以人們進食咀嚼曲線解析為基礎,對樣品的硬度、黏著性、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼度、回復性指標給以量化的評價方法。通過模擬牙齒的咀嚼行為即牙齒在二次咀嚼過程中時間和力的變化規律,從而得出食品在受力過程中表現出的規律。對每個樣品平行測定 10次,計算各指標的相對標準偏差(見表 6),由表 6可知:TPA測試中黏著性指標的重現性較差,不宜采用。綜上所述,采用 TPA測試中的硬度、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼度、回復性為 TPA測試評價指標。

表6 面包 TPA指標測定結果的相對標準偏差(RSD)

表7 面包 TPA測試指標基礎分析

由表 7可知,不同品種間面包質構儀 TPA指標差異性較大,尤其是咀嚼度,其次是膠著性和硬度指標。

2.1.3.2感官評定

感官評定的統計見表 8。由表 8可以看出,在感官評定中質地形狀的變異系數最大,為 19.25%,紋理結構的變異系數最小,為 6.87%,總體上說感官評分的各項變異系數較大,由于小麥粉品質的差異,導致面包品質差別較大,因而表現出面包感官評分差別較大。

表8 面包感官評分指標統計分析

2.2 蛋白組分與面包品質的相關性分析

2.2.1 蛋白組分與面包感官評價的相關性分析

通過簡單相關性分析,了解各蛋白組分含量及麥谷蛋白組成對面包品質的影響。分析結果見表 9。

由表 9可知,清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和剩余蛋白含量與面包感官評價各項指標相關系數均為負值,且僅球蛋白與彈柔性相關顯著,相關系數為-0.790,表明了清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和剩余蛋白含量增加對面包感官品質有不利影響。麥谷蛋白含量與面包感官評價的各項指標均為正相關,且與面包體積、質地形狀、彈柔性、口感和總分極顯著相關,為 0.948、0.880、0.869、0.957和 0.935,與包心色澤是顯著相關,為 0.763,表明麥谷蛋白的含量增加有利于提高面包的感官品質。麥谷蛋白與醇溶蛋白含量的比值與面包體積、質地形狀、彈柔性、口感和總分極顯著相關,與包心色澤顯著相關。綜上說明合適比例的麥谷蛋白與醇溶蛋白對改善面包品質有較好影響。高分子質量麥谷蛋白含量、低分子質量麥谷蛋白含量都與面包品質主要指標達到極顯著相關和顯著相關,說明高分子質量麥谷蛋白、低分子質量麥谷蛋白含量的增加有助于面包品質的提高,與谷蛋白含量表現一致。

表9 蛋白組分與面包感官評分的相關分析

表10 HMW-GS與面包感官評分的相關分析

由表 10可知,亞基 1和亞基 8與面包的感官指標的相關系數沒有較強的相關性,表明亞基 1和亞基 8對面包的感官品質沒有較大影響。亞基 2與面包的感官指標均為負相關,且與面包體積、質地形狀、口感、總分、包心色澤和紋理結構相關系數為 -0.866、-0.887、-0.923、-0.934、-0.820、-0.729,達到了極顯著和顯著相關水平,說明亞基 2的存在對面包的感官品質不利。亞基 7與面包的感官指標均為正相關,且與面包體積、質地形狀、彈柔性、口感、總分和包心色澤相關系數為 0.935、0.894、0.949、0.905、0.920和 0.821,達到了極顯著和顯著水平,說明了亞基 7的存在能夠有效提高面包的感官品質。亞基 12與平滑度的相關系數為 0.759,達到了顯著水平說明亞基 12對面包的平滑度有較好影響。Glu-B1位點7+8亞基組與質地形狀、包心色澤的相關系數為 0.838和0.831達到了極顯著水平,與口感相關系數為 0.817達到了顯著水平,說明 Glu-B1位點7+8亞基組對面包的感官品質較為有利。Glu-D1位點 2+12亞基組與面包體積和口感相關性達到了顯著水平,說明了Glu-D1位點 2+12亞基組對面包的感官品質存在明顯的不利影響,這表明面包粉中 Glu-B1位點 7亞基和7+8亞基對面包烘焙品質貢獻大于 Glu-D1位點2+12亞基對面包烘焙品質貢獻。

2.2.2 蛋白質組分與面包質構指標的相關性分析

由表 11可知,清蛋白含量與質構儀 TPA指標的彈性、硬度、黏粘聚性、膠著性、咀嚼度和回復性相關系數均不顯著。說明清蛋白含量的增加對改善面包的質地結構沒有較大影響。球蛋白含量與硬度、彈性、黏聚性、膠著性和咀嚼度相關關系不顯著,與回復性負相關而且是顯著相關,為 -0.724,說明球蛋白的增加對面包的質地結構的回復性有不良影響。醇溶蛋白含量與質構儀 TPA測試的各項指標相關系數均相關性不顯著,其中與硬度和膠著性相關系數較大為 0.620和 0.707,說明醇溶蛋白含量的增加對提高面包的硬度和膠著性有一定的影響,對改善面包的質地影響不大。麥谷蛋白含量與質構指標中硬度、彈性、膠著性和回復性均為極顯著相關,而且與硬度和膠著性負相關,為 -0.923和 -0.849,說明谷蛋白的含量增加有利于降低面包質地的硬度和膠著性,與彈性和回復性正相關,為0.849和 0.949,說明谷蛋白含量的增加有利于提高面包質地的彈性和回復性。剩余蛋白含量與質構各項指標均不顯著,說明了剩余蛋白對面包質地的影響較小。麥谷蛋白與醇溶蛋白含量的比值與質構測試中硬度、膠著性和回復性均為極顯著相關,與彈性相關系數為顯著相關,而且與硬度和膠著性負相關,為 -0.949和-0.910,說明麥谷蛋白與醇溶蛋白含量的比的增加,有利于降低面包質地的硬度和膠著性,與彈性和回復性正相關,為 0.746和 0.946,說明麥谷蛋白與醇溶蛋白含量合適的比例可以增加面包質地的彈性和回復性。高分子質量麥谷蛋白含量與硬度和膠著性負相關,且是極顯著和顯著,為 -0.901和-0.799,說明高分子質量麥谷蛋白可以有效降低面包質地的硬度和膠著性,有利于面包的柔軟和爽口,與回復性是極顯著相關,為 0.903,說明了高分子質量麥谷蛋白對增加面包質地回復性有較好作用。低分子質量麥谷蛋白含量與質構測試中硬度、膠著性和咀嚼性均為極顯著負相關,與彈性、回復性顯著正相關,可見低分子質量麥谷蛋白也對面包質地的硬度和膠著性的降低有較好作用,能增加面包的彈性和回復性。

表 11 蛋白質組分與面包質構測試指標的相關性分析

由表 12可知,亞基 1、亞基 8和亞基 12與面包質構測試指標的相關系數均未達到顯著水平,說明亞基 1、亞基 8和亞基 12的對面包的質構指標沒有較大影響。亞基 2與面包 TPA測試的硬度和膠著性的相關系數為 0.843和 0.775達到了極顯著和顯著水平,說明亞基 2的存在能夠增加面包的硬度和膠著性,亞基 2與回復性的相關系數為 -0.913,達到了極顯著水平,說明了亞基 2的存在不利于面包回復性是提高。亞基 7與面包 TPA測試的硬度和膠著性的相關系數為 -0.955和 -0.882均達到了極顯著水平,說明亞基 7可以有效降低面包的硬度,亞基7與彈性和回復性的相關系數為 0.850和 0.932,達到了極顯著水平,說明了亞基 7的存在可以有效提高面包的彈性和回復性。Glu-B1位點 7+8亞基組與面包質構的硬度和膠著性的相關系數為 -0.809和 -0.825達到了顯著和極顯著水平,與回復性相關系數為 0.742達到了顯著水平,說明 Glu-B1位點 7 +8亞基組可以有利于降低面包的硬度和膠著性,提高面包的回復性。Glu-D1位點 2+12亞基組與面包的硬度和膠著性的相關系數為 0.812和 0.785,達到了顯著水平,與面包的回復性相關系數為 -0.761達到了顯著水平,表明 Glu-D1位點 2+12亞基的存在能增加面包的硬度和膠著性,降低面包的回復性,這對面包的品質是不利的。綜上所述麥谷蛋白、麥醇溶蛋白、高、低分子質量麥谷蛋白、亞基 7+8和亞基 1對面包粉有較好的影響,這主要是因為蛋白亞基主要決定蛋白質的質量,而蛋白質的質量是影響加工品質的重要因素,亞基 7+8、亞基 1等由于蛋白質分子間形成較多的二硫鍵,結合成大分子聚合體,具有較強的彈性和膨脹能力,面團筋力較強,在發酵和烘烤過程中阻止面團過分延伸和坍塌。同時各蛋白組分的增加,面筋蛋白的含量也增加,對面團和面包烘焙品質均有較好影響。另外,麥谷蛋白對面筋強度的作用具累加性,通過含有不同亞基組成的品種間雜交重組可改善小麥的品質。

3 討論與結論

3.1 通過分析蛋白組分與面包感官評分與 TPA指標的相關性,表明清、球、醇溶和剩余蛋白含量增加對面包感官品質有不利影響,麥谷蛋白的含量增加有利于提高面包的感官品質,高分子質量麥谷蛋白含量、低分子質量麥谷蛋白含量都與面包品質指標達到極顯著相關和顯著相關,說明高分子質量麥谷蛋白、低分子質量麥谷蛋白含量的增加有助于面包品質的提高,與谷蛋白含量表現一致。

3.2 清蛋白含量的增加對改善面包的質地結構沒有較大影響。球蛋白的增加對面包的回復性有不良影響。醇溶蛋白含量的增加對提高面包的硬度和膠著性有一定的影響,對改善面包的質地影響不大;谷蛋白含量增加有利于降低面包質地的硬度和膠著性,谷蛋白含量的增加有利于提高面包的彈性和回復性。

3.3 亞基 2的存在對面包的感官品質不利,亞基 7的存在能夠有效提高面包的感官品質。Glu-B1位點 7+8亞基組對面包的感官品質較為有利,Glu-D1位點 2+12亞基組對面包的感官品質存在明顯的不利影響,這表明面包粉中 Glu-B1位點 7亞基和7+8亞基對面包烘焙品質貢獻大于 Glu-D1位點2+12亞基對面包烘焙品質貢獻。

3.4 由于所用樣品數量的限制,對結論的可靠性會有一定的影響,但所得結論與相關研究一致,所顯示的趨勢是比較顯著的。

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Correlation of Flour Protein Components and Bread Sensory Evaluation

LiMengqin Ren Hongtao Chang Zhiwei Wang Yue
(College of Food Science and Technology,Henan AgriculturalUniversity,Zhengzhou 450002)

The protein components,bread sensory evaluation and texture indexes of eight bread special flours were analyzed,and the correlation between the protein components and the bread sensory evaluation and texture inde2 xeswere studied.Results:The increases of contents of albumin,globulin,gliadin,and insoluble protein have nega2 tive effect on bread sensory evaluation,while the increases of contents of glutenin,high molecular weight glutenin, and low molecularweight glutenin have favorable effect on bread sensory evaluation.Glutenin is favorable to enhance bread springiness and resilience.The present of subunit 7,and subunit 7+8 of lu-B1 ect has favorable effect on sensory evaluation of bread.

bread special flour,protein components,bread sensory evaluation,texture index

TS202 文獻標識碼:A 文章編號:1003-0174(2010)06-0015-07對面包感官評分和質構的影響,旨在確定蛋白組分對面包品質的影響規律,有效指導面包專用粉生產。

河南省科技攻關項目(0624010003)

2009-07-10

李夢琴,女,1965年出生,副教授,糧油深加工