蛋白強化對鮮面條食用品質的改善

施悅，包玉龍，張文錦，陳舒涵，周鵬

(江南大學 食品學院，江蘇 無錫,214122)

鮮面條是我國的傳統食品，烹調快捷，食用方便。它的主要制作原料，小麥粉中賴氨酸含量較低，且經過精深加工，其中維生素和某些礦物質元素的損失較大[1]。鑒于此，研發營養強化面條，對于人群補充營養、預防疾病、保持健康具有重大意義[2]。

近年來，國內外學者嘗試將大豆蛋白、綠豆蛋白等植物性蛋白以及雞蛋蛋白等動物性蛋白加入面條進行蛋白強化，但很少有將乳清濃縮蛋白和牛奶濃縮蛋白加入面條中，開展新型營養強化面條的研究。乳清濃縮蛋白氨基酸比值系數比大豆分離蛋白高5.4%，營養價值高，利于人體吸收[3]。牛奶濃縮蛋白具有低乳糖高蛋白的特點，與牛乳原有的結構性質相似[4]。

本實驗以小麥粉作為基料，分別添加相同比例的乳清濃縮蛋白(whey protein concentrate，WPC)、牛奶濃縮蛋白(milk protein concentrate， MPC)、大豆濃縮蛋白(soy protein concentrate， SPC)和豌豆濃縮蛋白(pea protein concentrate， PPC)制成面條，通過測定混合粉的糊化特性、粉質曲線和鮮面條的烹煮品質、質構品質以及感官品質，研究不同蛋白添加對面條品質的影響，以期篩選出感官良好、加工品質佳的新型蛋白強化面條。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

中筋小麥粉(粗蛋白約9.7%，濕面筋含量約31%),河南金苑糧油有限公司；牛奶濃縮蛋白粉，IDAHO有限公司；乳清濃縮蛋白粉,美國Agropur有限公司；豌豆濃縮蛋白粉、大豆濃縮蛋白粉,西安潔天生物工程有限公司。

1.2 儀器與設備

101-2A電熱鼓風干燥箱，南京市長電器儀器廠；TCS-6臺秤、PL-203型電子精密天平，梅特勒-托利多(上海)稱量設備系統有限公司；RVA-TM型快速黏度儀，澳大利亞Newport公司；Brabender-E型粉質儀，德國Brabender公司；家用壓面機，山東龍口市復興機械有限公司；TA-XT plus質構儀，英國Stable Micro Systems公司；CR-400色彩色差計，科盛行(杭州)儀器有限公司；Hitachi TM3030掃描電子顯微鏡，日本Hitachi公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 蛋白-小麥混合粉特性分析

水分含量測定參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中第一法 直接干燥法；糊化特性參照LS/T 6101—2002《谷物粘度測定 快速黏度儀法》；粉質特性測定參照GB/T 14614—2006《小麥粉 面團的物理特性 吸水量和流變學特性的測定 粉質儀法》；濕面筋含量測定參照GB/T 5506.2—2008《小麥和小麥粉 面筋含量 第1部分：水洗法測定濕面筋》。

1.3.2 樣品制備

經預實驗初步確定，蛋白粉添加比例為5%(質量分數，下同)時面條的感官接受度良好，過高的蛋白添加量將導致顆粒感增強以及異味出現。本實驗為進行橫向比較，將濃縮蛋白粉添加量統一定為5%。將4種濃縮蛋白粉添加至面粉中，按照粉質儀測定的混合粉吸水率52%稱量用水，在水中加入1.5%食鹽攪拌均勻。混合粉于和面機中以60 r/min轉速和面15 min，在前5 min內用滴管逐滴加入食鹽水。以不加蛋白粉的小麥面粉作為對照組。待料胚能夠手握成團，輕輕搓揉仍能成為松散顆粒的形狀即可。面團用保鮮膜包裹在室溫下靜置30 min熟化，在壓面機2、1.5 mm壓輥間距上各壓2次，縮小至1 mm壓輥間距壓4次，直到面片厚度約1 mm，形成厚薄均勻、平整光滑的面帶，切下一小片面片后，壓成3 mm寬，1 mm厚，200 mm長的面條。

1.3.3 面條的蒸煮特性測定

1.3.3.1 最佳蒸煮時間測定

用1 000 W電磁爐燒水500 mL至沸騰，將鮮面條放入沸水中煮2 min后，每15 s檢查面條中是否存在白核，直到白核消失以確定不同面條的最佳蒸煮時間。

1.3.3.2 干物質吸水率和蒸煮損失率的測定

稱取約20 g鮮面條煮至最佳蒸煮時間后，用自來水沖洗10 s，濾紙瀝干5 min后稱重,并記錄數據。將面湯轉入500 mL容量瓶中定容，混勻后取50 mL面湯放入燒杯中,于105 ℃烘箱干燥至恒重，干物質吸水率和蒸煮損失率分別按公式(1)，(2)計算。

(1)

蒸煮損失率/%=

(2)

1.3.4 面條的質構性質

參考李俊華等[5]的實驗方法將面條煮至最佳蒸煮時間，立刻撈出置于篩網上，用自來水沖洗10 s，濾紙瀝干5 min后備用，面條特性在10 min內測定完畢。

1.3.4.1 全質構測試(texture profile analysis, TPA)測試

將4根面條均勻間隙并排放置于測試平臺上，探頭P2，測前速率和測后速率均為2.0 mm/s，測試速率為0.8 mm/s。壓縮程度為70%，2次壓縮停留間隙為10 s，數據采集速率為200 p/s，觸發值為10 g。每組樣品至少做6次平行實驗。

1.3.4.2 拉伸測試

將面條樣品纏繞固定在2個平行的摩擦輪之間，上面的輪子勻速地向上拉面條，直至面條斷裂，每組樣品至少做6次平行實驗。探頭A/SPR，測定速率為2.0 mm/s，返回速率10 mm/s，測試速率1 mm/s，拉伸距離為100 mm，數據采集速率為25 p/s。2個探頭起始間距30 mm，觸發值為5 g。

1.3.5 面條耐煮性測試

稱取6份樣品,每份樣品為10 g面條,分別放入小型不銹鋼漏籃中，將6個漏籃放至沸水中煮面5、6、7、8、9、10 min后，用自來水沖洗10 s，濾紙瀝干5 min后稱重記錄數據，計算吸水率。

1.3.6 面條煮后黏結現象比較

稱取約100 g面條樣品煮至最佳蒸煮時間后，用自來水沖洗10 s，放置10、20以及40 min，用筷子挑起觀察并拍照，比較不同面條的黏結現象。

1.3.7 面條微觀結構觀察

參考張劍等[6]的方法，將鮮面條冷凍干燥，自然掰斷一小段，用導電膠帶粘貼于樣品臺后，經離子濺射噴金后，置于掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)下對其表面和斷面進行掃描觀察，并不斷放大觀察樣品的微觀結構。

1.3.8 面條感官評定

參考GB/T 35875—2018《糧油檢驗 小麥粉面條加工品質評價》中的評分標準進行感官評定實驗。對測試樣品進行隨機編號，將面條煮至最佳蒸煮時間，取出后用自來水沖洗10 s，置于盤中，由10人組成評價小組，年齡在21～30歲之間(6名女性和4名男性)，分別對面條的色澤、表觀質地、表觀黏性、韌性、軟硬度、咀嚼黏性、光滑性和食味進行打分，參考石曉等[7]的方法計算出樣品的感官評價總分。

1.4 數據分析

=-1 116.7+4×(-285.83)-(-87.86)-2×(-47.7)-8(-229.94)=141.84(kJ·mol-1)

2 結果與分析

2.1 不同蛋白添加對面團黏度特性的影響

采用快速旋轉式黏度測試儀(rapid visco analyzer, RVA)通過檢測淀粉糊化過程中樣品黏度的變化，實現對淀粉糊化特性的定性和定量分析[8]。本實驗對添加不同濃縮蛋白粉的混合粉進行 RVA分析，結果見表1。與對照組相比，4種蛋白的添加均減低了混合粉的峰值黏度、最終黏度、回升值和衰減值，與劉成龍等[9]研究結果一致。淀粉糊化是黏度產生的主要原因，蛋白粉替代了部分小麥粉從而減少了淀粉含量，以致混合粉的峰值黏度和最終黏度降低[10]。峰值黏度與最低黏度的差值為衰減值，反映淀粉的熱糊穩定性；最終黏度與最低黏度的差值為回生值，反映了淀粉的冷糊穩定性[11]。由表1可以看出混合粉的衰減值、回生值較對照組低，這表明蛋白添加可提高淀粉熱糊和冷糊的穩定性。

表1 不同蛋白添加對面團黏度特性的影響Table 1 Effects of different proteins on viscocity characteristics of dough

注：同一列不同小寫字母表示具有顯著性差異(P<0.05)(下同)

2.2 不同蛋白添加對面團粉質特性的影響

粉質曲線是評價面團特性的重要指標之一，直觀地反映出面團的穩定時間、弱化度等流變學特性，分析不同添加物對面團形成的影響[12]。對混合粉進行粉質實驗，測定結果見表2。

表2 不同蛋白添加對面團粉質特性的影響Table 2 Effects of different protein on flour properties of dough

與對照組相比，WPC的添加使混合粉面團的吸水率減小，另外3種蛋白的添加均使面團的吸水率增大。蛋白添加使面團的穩定時間增加，弱化度減小，提高面團在加工過程中的穩定性以及耐揉程度。其中SPC對混合粉面團的穩定時間，弱化度影響最為顯著，與郭波莉等[13]的研究結果一致。

2.3 不同蛋白添加對面條蒸煮品質的影響

干物質吸水率和蒸煮損失率是評價面條蒸煮特性的重要指標，本實驗測定了添加不同蛋白的面條的干物質吸水率和蒸煮損失率，實驗結果如表3。

表3 不同蛋白添加對面條蒸煮品質的影響Table 3 Effects of different proteins on thecooking quality of noodles

蛋白強化面條的吸水率較對照組下降，與王瑞紅等[14]的研究結果一致。李俊華等[5]的研究表明面條吸水主要是淀粉的糊化吸水，煮制過程中，蛋白疏水基團暴露，使得面筋網絡的吸水能力和持水能力下降。

蛋白強化面條的蒸煮損失較對照組有所增加。可能是由于蛋白粉中沒有面筋蛋白，蛋白粉的添加使面筋網絡遭到一定的破壞，混合粉中面筋也因蛋白粉的添加得到稀釋，面筋網絡形成不足，含量相對減少，面條的面筋網絡束縛淀粉顆粒的能力下降，淀粉顆粒在蒸煮時易溶出，導致蒸煮損失率上升[15]。

2.4 不同蛋白添加對面條質構品質的影響

2.4.1 不同蛋白添加對面條質構的影響

TPA是客觀評價面條品質的有效方法。劉穎等[16]研究表明，不同品種間煮熟面條的質構指標差異顯著，硬度、彈性、黏結性、膠著性和咀嚼性均可反映品種間面條的質地結構差異，可作為評價面條結構特性的客觀量化指標。由表4看出，4種蛋白添加均提高了面條的硬度、咀嚼性和回復性，且差異變化顯著(P<0.05)。其中添加WPC影響最為顯著，分別為硬度8179 g、咀嚼性6667、回復性0.41，較對照組分別提高了34.5%，35.3%，57.1%。結果表明，蛋白的添加可從總體上提高面條的質構特性。

表4 蛋白粉添加面條TPA測試結果Table 4 TPA results of protein added noodles

面條的抗張強度通常以面條被拉斷時的最大拉伸阻力表示[17]。面條的抗張強度越大，表明面條的筋力越強，抗拉性能越好[18]。蛋白添加面條的拉伸測試結果如表5所示。添加量相同時，以WPC蛋白強化面條抗張強度最大，為27.6 g，較對照組增大了100%。SPC、MPC也增加了蛋白的抗張強度，與徐芬等[18]的研究結果一致。PPC的添加對面條抗張強度影響不顯著。

2.5 不同蛋白添加對面條耐煮性的影響

中國小麥品種制作的面條耐煮性差，煮面時間過長后面條容易變軟不筋道，表面黏性增加，面條黏稠，食用品質嚴重受到影響，進行耐煮性研究對改良中國面條的品質具有重要意義[19]。

表5 蛋白添加面條拉伸測試結果Table 5 Tensile test results of protein added noodles

由圖1數據可知，隨著煮制時間的延長,面條的吸水性逐漸增加。對照組在長時間煮制后面條的吸水率呈直線上升的趨勢，顯著高于蛋白強化組，耐煮特性較差。在煮制時間達到10 min時，添加WPC以及SPC的面條吸水率明顯低于其他組，張艷等[20]認為在煮后面條質量增加越少，說明面條的吸水性越弱，在過度煮制后面條仍有一定的硬度和較低的黏性，說明耐煮性較好。

圖1 添加不同蛋白對面條煮制時間延長下的吸水率的影響Fig.1 Effects of different protein on water absorption of noodles with prolonged cooking time

2.6 不同蛋白添加對面條煮后易黏結現象的影響

面條在烹煮后由于淀粉糊化，長時間放置容易黏結，本實驗探究了不同蛋白添加對面條煮后長時間放置容易黏結現象的影響。由圖2可知，對照組在放置10 min后已明顯黏結，而蛋白強化組仍可用筷挑起單根面條。放置20 min后，除WPC和PPC蛋白強化組，另3組面條已明顯黏結。PPC蛋白強化組雖根根分明，但在筷子將面條放回時面條會粘筷。放置40 min后，WPC蛋白強化組面條輕微黏結，另外4組面條均黏結成面塊，其中對照組面條已彎曲變形，失去了面條原有的形態。

圖2 面條長時間放置后黏性對比Fig.2 Consistency of noodles during storage after cooking

2.7 不同蛋白添加對面條微觀結構的影響

面筋網絡為彼此黏連的片層狀結構，趨向于整體定向排列且有部分空洞。面條經過壓延和干燥，內部的蛋白質形成一種絲狀的網絡結構粘附于淀粉顆粒表面，淀粉粒成圓形或橢圓形，游離或借助于蛋白質機制黏連在面筋蛋白網絡上[21]。

觀察圖3和圖4可知，對照組的面筋網絡結構比較疏松，面條的均勻性較差，淀粉顆粒與面筋網絡之間的間隙較多。WPC蛋白強化面條均勻性良好，淀粉顆粒被緊密包裹在面筋網絡之中，彼此之間聯系緊密，空隙較少，WPC對面條的微觀結構起到了明顯的改善作用。

圖3 添加不同蛋白的面條表面的SEM圖Fig.3 SEM image of noodle surface with different protein added

圖4 添加不同蛋白的面條斷面的SEM圖Fig.4 SEM image of noodle fracture surface with different protein added

2.8 不同蛋白添加對面條感官品質的影響

感官評定最接近消費者的實感，可對樣品進行整體評價，面條口感的優劣是評價面條品質的決定因素[9]。如表6所示，濃縮蛋白粉的添加，顯著提高了面條的硬度和韌性評分，降低了面條咀嚼黏性，對面條的彈性、食味影響不顯著。WPC強化面條感評總分最高，MPC強化面條次之，而SPC以及PPC強化面條感官總分最低，因為這2組樣品食用口感粗糙且有令人不悅的豆腥味。

表6 蛋白強化面條感官評分Table 6 Sensory score of protein fortified noodles noodles

3 結論與展望

蛋白的添加對混合面團的黏度特性以及粉質特性有所影響。蛋白的添加減小了混合粉的峰值黏度、最終黏度、衰減值以及回生值，使面團的穩定時間增加，弱化度減小。蛋白強化面條的干物質吸水率較對照組減小，蒸煮損失率略微增加。蛋白的添加改善了面條的耐煮性，WPC以及SPC蛋白強化面條在過度煮制后面條仍能保持較好的形態，耐煮性好。

WPC蛋白強化面條煮后長時間放置不易黏結。蛋白的添加提高面條的硬度、咀嚼性、回復性和抗拉特性，WPC蛋白強化面條的抗張強度顯著大于其他蛋白強化組。結合SEM觀察結果，WPC蛋白強化面條表面均勻，淀粉顆粒與面筋網絡結合較為緊密，孔隙率較小。感官評定結果顯示，WPC的添加顯著提高了面條的硬度和韌性，感官總分最高。綜上，可初步認為WPC相較于MPC、PPC、SPC，更加用于面條蛋白強化。

本論文為面條蛋白強化提供了新思路，可為高營養、高蛋白面條的生產提供一定的理論指導，也可為后續添加果蔬粉或其他營養成分等產品奠定基礎。不同蛋白不同的添加比例可能對面條產生不同的影響，后續將對此進行詳細和系統的研究，對蛋白的添加可改善面條耐煮性以及煮后放置黏結性評分高的機理進行深入研究與分析，以期獲得高營養價值、感官以及加工品質良好的新型蛋白強化面條。