大豆11S球蛋白對小麥粉流變學特性及面包品質的影響

楊春華，石彥國*

(哈爾濱商業大學食品工程學院，黑龍江省高校食品科學與工程重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150076)

小麥粉是目前在國內外焙烤類食品的主要原料，但是由于小麥粉中缺乏賴氨酸，因此在一些西方國家小麥粉一直被指責為質量低劣的蛋白來源[1-2]。在美國，作為一種強制措施，政府要求小麥面粉生產廠家在面粉中必須添加大豆蛋白，以增加其營養價值，因為在面包中添加大豆蛋白不僅僅增加了蛋白質含量更是優化了氨基酸配比[3-5]。大豆蛋白具有良好的營養價值，近年來國內外一直有人不斷嘗試將其加入以面粉為主要原料的食品中，以達到營養強化的作用。大豆蛋白含有兩種主要組分：7S和11S，目前，工業上制取大豆分離蛋白，通常都是富含7S和11S球蛋白的混合物，功能特性不突出[6-9]。從結構上看，11S含有較多的二硫鍵，更易與小麥蛋白發生共價結合，對于面筋網絡結構的形成更加有利。而且，11S球蛋白中蛋氨酸含量較低，而賴氨酸含量高，與小麥蛋白中氨基酸互補良好。

國內外的很多專家已經認識到大豆11S球蛋白的重要性，目前我國對于大豆11S球蛋白的提取已經有了較成熟的技術，但對于11S球蛋白在食品中的應用有待于進一步研究[10-14]。對大豆11S球蛋白的構-效關系進一步了解，那么生產加入大豆11S球蛋白的產品的工藝就會有所創新，對大豆11S球蛋白的獨特性質就能進一步挖掘，生產出品質更高且市場前景更好的產品，大豆11S球蛋白在食品加工領域就會有更大的發展空間。小麥粉及其輔料在加水揉混過程中，蛋白吸水膨脹，分子間相互連接，形成一個連續的三維網狀結構，從而賦予面團黏彈性，同時具有一定的流動性，總稱為面團流變學特性，是評價面粉加工品質的重要指標[15]。研究大豆11S球蛋白對小麥粉流變學特性及面包質構特性的影響，對改善食品的加工品質、擴大大豆蛋白在食品加工中的應用范圍等都有較大意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低溫脫脂大豆粕 哈高科大豆食品有限責任公司；雪花粉 內蒙古食為天面粉油脂有限責任公司；酵母安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設備

TA-XT2i型質構儀 英國Stable Micro Systems公司；Farinograph-E型粉質儀、拉伸儀、Glutograph-E型糊化儀 德國Brabender公司。

1.3 方法

1.3.1 大豆粕中11S球蛋白的提取[16-18]

大豆粕采用pH8.5的磷酸鹽緩沖液按料液比1:16(m/V)于45℃浸提1h，期間觀察pH值的變化，維持pH值恒定8.5，然后于20℃、1000r/min離心20min，取上清液用2mol/L HCl調整pH值至6.2，4℃靜置過夜，然后于1000r/min離心20min，沉淀物為11S球蛋白粗提物，得到11S球蛋白的粗提物。觀察粗提物性狀，用緩沖溶液調成均質狀，備用。

1.3.2 蛋白質含量的測定

蛋白質含量的測定方法采用凱氏定氮法按GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質的測定》規定執行[19]。

1.3.3 11S球蛋白對小麥粉的流變學特性

1.3.3.1 粉質特性的測定

采用Brabender粉質儀，參照ICC標準第115號，仿照小麥粉粉質特性分析法對混合粉(11S球蛋白＋小麥粉)粉質參數進行測定。

1.3.3.2 拉伸特性的測定

采用Brabender拉伸儀，參照ICC標準第114/1號，仿照小麥粉拉伸特性分析法對混合粉(11S球蛋白＋小麥粉)拉伸參數進行測定。

1.3.3.3 糊化特性的測定

采用Brabender糊化儀，參照ICC標準，仿照淀粉糊化特性分析法對混合粉(11S球蛋白＋小麥粉)糊化參數進行測定。

1.3.4 面包制作工藝確定

準確稱取各原料及其他輔料，加入面粉50g、水30g、酵母0.5g、糖10g、黃油3.5g，然后分別加入面粉質量的0%、1%、3%、5%的11S球蛋白。把糖、鹽加入水中，均勻攪拌，使之完全溶解，酵母用30℃的水溶解，黃油加熱融化，混合均勻后加入面粉中，樣品用緩沖溶液調成均質狀加入到面粉中。混合后進行揉面，用力將面粉與所加物料混合揉勻，使光面朝外，搓圓，放入36℃、相對濕度為80%的醒發箱中醒發2h。將醒發好的面包連同烤盤放入烘箱中，控制好上火170℃、下火160℃烘烤大約15min。取出脫模后，室溫下自然冷卻，測定其質構特性。

1.3.5 面包評價指標的測定

1.3.5.1 物性指標測定

將面包中間部分切成1.5cm正方形方塊，采用P/50探頭進行TPA模式實驗測定面包的品質。

1.3.5.2 感官評價

本實驗通過觀察面包表皮色澤(10分)、組織結構(15分)、氣味(10分)、口感(5分)和柔軟度(10分)，比較空白與11S球蛋白添加量不同的面包，分析結果，找出適合的添加量。

1.4 數據處理與分析

2 結果與分析

2.1 添加11S球蛋白對小麥粉流變學特性的影響

2.1.1 粉質特性

影響面粉與面制品品質的因素中最重要的是面筋的含量與性質。面筋在形成面團的過程中，其性質全部表現在面團性質上。一般認為吸水率高，面團形成時間長，穩定性好，評價值高，則面筋的品質就越高。通過粉質儀測定面團揉制時所受到阻力可以評價面團的物理性質。

由圖1可知，添加不同11S球蛋白的面團吸水率分別為(55.50±0.02)%、(57.20±0.04)%、(60.80±0.02)%、(61.50±0.03)%，隨著添加量的增加而增加，這是由于大豆蛋白的親水性所致；面團形成時間先減小后增大，在添加量5%時達到最大；面團穩定時間先增大后減小，在添加量3%時達到最大。面團的穩定性好，反映其對剪切力有較強的抵抗力，也就意味著面團中的二硫鍵牢固，或者這些二硫鍵處在十分恰當的位置上[20]。這與11S球蛋白的貢獻緊密相關。少量的11S球蛋白的添加對面粉的弱化度有改善作用，隨著添加量的增多，改善作用不很明顯。綜合來看，適當比例的11S球蛋白可以延長面團的形成時間，增加面團的穩定性，對面粉的粉質特性具有良好的改善作用。

圖1 添加11S球蛋白對小麥粉面團粉質的影響Fig.1 Farinograph properties of 11S wheat dough at different ratios

圖2 添加11S球蛋白對小麥粉面團拉伸的影響Fig.2 Extenograph results of 11S wheat dough at different ratios

2.1.2 拉伸特性

面團是由水、酵母、鹽和其他成分組成的復雜混合物，是小麥由小麥粉向食品轉化的一種基本過渡形態，它屬于一類介于固態食品與液態食品之間的既有彈性又有黏性的黏彈性流變體。面制品的質構很大程度上通過面團的延伸性和韌性表現出來[21]。面團的延伸性和韌性可通過拉伸曲線反應出來。由圖2可知，面團的延伸性呈先升后降的趨勢，而面團的韌性隨著添加量的增多整體呈下降趨勢，面團的韌性越大，說明面筋彈性越好，面筋彈性好，面團醒發慢，不易充分醒發，導致制作的焙烤食品體積小，結構差。添加11S球蛋白使面團的抗拉阻力減小，降低了面筋彈性，使面團易于醒發，但面筋彈性不宜過低，筋力太弱，延伸性過大。這樣的面團結構不牢固，很軟弱，流動性強，發酵過程中易塌陷、持氣性差，這也是加入較多大豆蛋白后面包容易塌陷的原因[22]。

綜上所述，在50mm處抗拉阻力，隨著大豆分離蛋白的用量增大有減弱的趨勢；曲線面積最大的為不添加11S球蛋白的面粉，但此類面粉的拉伸比值偏大，添加量為3%的曲線面積與空白的相差不多，且比值適中，較適于烘焙面包。

2.1.3 糊化特性

表1 添加不同含量11S球蛋白的面包糊化特性參數Table 1 Amylograph results

由表1可知，隨著添加量的增加，糊化初始溫度逐漸升高，最大糊化溫度降低，糊化初始黏度降低，糊化最大黏度降低。最大黏度降低，表示α-淀粉酶活性升高，面包不易老化，即11S球蛋白對面粉的的α-淀粉酶活性有改善的作用，且在添加量達到3%時改善作用相對顯著。

2.2 11S球蛋白添加量對面包品質的影響

2.2.1 物性儀測試結果

表2 添加不同含量11S球蛋白的面包物性測試結果Table 2 Texture parameters of bread

由表2可知，適當的11S球蛋白對面包的強度和彈性均有改善作用，添加量為3%時，改善作用最好。造成上述現象的主要原因是大豆蛋白是面包酵母良好的營養物質，因而添加適量的大豆蛋白制品可使面團發酵旺盛，從而起到改善面包品質的效果；同時，由于大豆蛋白良好的吸水性、持水性和乳化性，在面制品中添加11S球蛋白后，可以使面筋品質更加細致而有彈性，能夠更好地保持成品的水分，但隨著添加量的進一步增加，面包的質量將會稍有惡化。

2.2.2 面包感官評分

表3 添加不同含量11S球蛋白的面包感官評分(滿分50分)Table 3 Sensory evaluation scores

添加不同含量11S球蛋白的面包感官評分見表3。添加大豆蛋白的面包在焙烤時可使表面呈現金黃色。隨著11S球蛋白的添加量增多，面包表面色澤變深，這是由于蛋白與還原糖發生美拉德反應，因此要適當添加，以免顏色過深，影響面包的感官品質。添加量達到3%時，面包顏色呈現金黃色，面包松軟，不易老化。添加量達到5%時，其他感官品質也明顯下降，面包顏色過深，彈性差，面包內部產生大氣孔，有豆腥味。

3 結 論

小麥面筋主要是由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白組成，構成面筋的網絡結構。適量的大豆11S球蛋白的添加，可改善小麥面團的面筋網絡結構[23]。面粉中加入大豆11S球蛋白后提高了吸水率，增加了面團形成時間和面團穩定時間，使面團的耐攪打性增強，面團的延伸性增加，這主要是由于11S球蛋白具有良好的吸水性、持水性和乳化性及較多的二硫鍵，在面粉中添加適量11S球蛋白，可以改善面團的筋性，強化面筋網絡結構。大豆蛋白質和小麥面筋蛋白相互作用形成的大豆蛋白聚集體改變面筋網絡的形成是導致面團流變學性質變化的主要原因。但添加量較多，就會造成面團流變學性質弱化，這主要是因為大豆蛋白質對小麥面筋蛋白的稀釋作用。 因此，在添加時一定要適量，實驗結果表明，3%的添加量效果較好，既能達到營養互補，又能使面團的流變學特性在一定程度上得到改善。

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