葡萄籽原花色素對馬鈴薯饅頭感官品質的影響

張子睿，田金虎，張惠玲，葉興乾，陳士國*

1. 浙江大學生物系統工程與食品科學學院，智能食品加工技術與裝備國家地方聯合工程實驗室，浙江省農產品加工技術研究重點實驗室，浙江省食品加工技術與裝備工程實驗室（杭州 310058）；2. 寧夏大學食品微生物應用技術與安全控制重點實驗室（銀川 750021）

馬鈴薯主糧化是農業部在2015年提出的一項戰略性政策，其內涵就是將馬鈴薯加工成符合中國人飲食習慣的主食產品[1]。饅頭是我國的傳統美食，將馬鈴薯應用于饅頭生產是豐富馬鈴薯主食產品的一大途徑。然而，馬鈴薯和精磨小麥粉在加工后通常具有較高的淀粉消化速率，這使得饅頭也具有較高的血糖生成指數（glycemic index，GI）[2-3]。長時間攝入高GI飲食會增加肥胖和二型糖尿病等代謝綜合癥的風險[4]。

葡萄籽是葡萄釀酒或葡萄汁生產工業的副產物，它富含葡萄籽原花色素（grape seed proanthocyanidins，GSP）[5]。GSP具有抑制淀粉消化和血糖升高的潛力[6-9]。這使得添加GSP成為了調節饅頭中淀粉消化速率的可選方案。然而，Lin等[10]發現向饅頭中添加槲皮素會降低饅頭比容，提高饅頭的硬度。Zhu等[11]發現向饅頭中添加富含多酚的黑茶會使饅頭的比容略微降低。添加這類多酚類物質可能不利于面筋蛋白網絡結構的形成，從而影響饅頭的質構和感官品質，最終影響消費者的接受度[3]。

目前較少有研究關注GSP對馬鈴薯饅頭品質的影響。GSP可能會與面筋蛋白與饅頭中的淀粉通過共價鍵（二硫鍵）或非共價鍵（氫鍵、疏水相互作用）結合，改變蛋白的空間構想以及淀粉分子間的結合，從而影響饅頭內部的結構[12-13]。試驗的目的是探究不同GSP添加量對饅頭的外觀與組成、質構、比容、孔隙度和感官品質的影響。研究結果可為GSP在饅頭中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯由寧夏薯味鮮食品科技有限公司提供；葡萄籽原花色素由天津市尖峰天然產物研究開發有限公司提供。小麥粉（蛋白含量11.4%），揚州名佳食品有限公司；高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司，購自當地超市。K-TASA-100A總淀粉測定試劑盒購自愛爾蘭Megazyme國際貿易有限公司。研究中使用的其他化學試劑均為分析純級，購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

UV-2600型紫外可見分光光度計，島津儀器（蘇州）有限公司；SZF-06A粗脂肪測定儀，上海鎊西儀器科技有限公司；K9860型全自動凱氏定氮儀，濟南海能儀器有限公司；DHS-20A型鹵素快速水分測定儀，深圳冠亞電子科技有限公司；SX2馬弗爐，上海魅宇儀器設備有限公司。Color Flex EZ色差儀，美國Hunter Lab顏色管理公司；TA-XT2i穩定微系統質構分析儀，英國薩里穩定微系統有限公司；M7250N型激光多功能一體機，聯想（北京）有限公司；CM-1200家用廚師機，中山卡士電器有限公司；CF-6000家用發酵箱，中山卡士電器有限公司；SCD26-01蒸箱，寧波方太廚具有限公司；BJ-300型高速多功能粉碎機，德清拜杰電器有限公司；GB204分析天平，梅特勒-托利多（上海）國際貿易有限公司。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯饅頭的制作

1) 將馬鈴薯鮮薯用沸水煮25 min后，去皮搗制成泥，備用。

2) 將100份小麥粉與65份馬鈴薯泥（水分含量占80%）混合均勻。以小麥粉的質量為基礎，分別添加0%，1%，2%和3%的GSP，同時稱取0.8%的安琪酵母以及13%的水，倒入原料中，用廚師機揉制成面團。

3) 軋面機軋面4次至面團表面光滑，內部無大氣孔，將面餅卷成圓柱體，切割成50 g 1份，手工成型。

4) 將成型后的面團放于發酵箱中發酵，發酵溫度為38 ℃，相對濕度為80%，發酵時間為60 min。

5) 將發酵后的面團放于蒸箱中，100 ℃蒸25 min，關火1 min后開蓋，取出饅頭放于保溫箱中冷卻，得饅頭成品。

1.3.2 馬鈴薯饅頭理化性質測定

饅頭的水分含量由鹵素快速水分測定儀測定；饅頭的總淀粉（Total Starch，TS）含量由總淀粉試劑盒測定；饅頭的粗灰分含量根據GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》利用灼燒法進行測定；饅頭的粗蛋白質含量根據GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》由凱氏定氮儀測定；饅頭的粗脂肪含量根據GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》由快速脂肪分析儀測定。

1.3.3 馬鈴薯饅頭氣孔的數字圖像分析

參考Ozge等[14]的方法，將饅頭對半切片，對饅頭切面進行掃描。掃描得到的圖像用Image J軟件進行分析：首先將圖像轉化成8-bit灰度圖，接著按比例像素點轉化成長度單位，最后選取饅頭圖像上3×3 cm2的正方形切面，調整閾值后進行統計分析。可得到2個參數：氣孔密度和氣孔平均大小。

1.3.4 馬鈴薯饅頭比容的測量

將饅頭取出稱其質量，精確到0.10 g；采用小米置換法測量饅頭的體積，精確到5 mL；再根據公式（1）求得饅頭比容。

1.3.5 馬鈴薯饅頭的色差分析

參考Yousif等[15]的方法，用色差儀測量饅頭表皮的L*，a*和b*值。

1.3.6 馬鈴薯饅頭質構的測定

參考Liu等[16]的方法，將饅頭切成邊長為2.5 cm的立方體進行質構分析（Texture Profile Analysis，TPA）。使用的探頭為P50型，TPA測試的操作模式：壓力測定；測試前速率，1.0 mm/s；測試速率，1.0 mm/s；測試后速率，1.0 mm/s；壓縮率，50%；兩次壓縮之間的時間間隔，2 s；觸發類型設置，Auto；起點感應力，5 g；數據采集速率，200 pps。可得到5個參數：硬度（Hardness）、彈性（Springiness）、內聚性（Cohesiveness）、咀嚼性（Chewiness）、回復性（Resilience）。

1.3.7 馬鈴薯饅頭模糊感官評價

參考GB/T 35991—2018《糧油檢驗 小麥粉饅頭加工品質評價》以及王瑞花等[17]的方法，采用模糊感官評定的方法評價饅頭的感官性質。

首先確定感官評價因素集U，因素集指的是影響被評判樣品質量的指標集，表示為U=[u1, …, ui,…, um]，其中ui為第i個因素。根據國家標準可以確定其中7項指標組成的因素集：U=[彈性，表面色澤，表面結構，內部結構，韌性，黏性，食味]。

接著確定評語集V，評語集指的是被評樣品所屬質量級別的集合，表示為V=[v1, v2, …, vi, …, vm]，其中vi指的是第i級評定語。通過與評定小組探討，選擇饅頭的評語集：V=[非常好，較好，一般，差，很差]。

最后確定因素權重集合K，權重是指各個因素在被評價因素中的影響和所處地位，表示為K=[k1, k2,項因素的權重為K=[0.1, 0.1, 0.2, 0.2, 0.1, 0.1, 0.2]。對應的馬鈴薯饅頭感官評價標準見表1。

由包含16名成員的食品專業學生（8男8女）評估饅頭的感官特性。饅頭蒸制結束和感官評估之間的時間為30 min，感官評價人員在評估開始前1 h不進食辛辣的食物與酒精，在評估的過程中禁止相互討論，每評定完一個樣品需要用清水漱口。

表1 馬鈴薯饅頭感官評價標準表

1.4 數據分析

測定結果用“平均值±標準差”表示。數據由IBM SPSS statistics 23（美國萬國商業機器公司）進行分析，采用Tukey’s honestly顯著性差異分析區分數據間的差異，顯著性水平為p＜0.05。

2 結果與分析

2.1 GSP對馬鈴薯饅頭外觀和化學組成的影響

如表2所示，隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭的水分含量呈降低趨勢，而淀粉含量、粗灰分、粗蛋白和粗脂肪含量均無顯著變化。圖1是不同GSP添加量下馬鈴薯饅頭的主視圖、俯視圖以及切面視圖（質量相同，均以統一比例拍攝）。隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭外觀色澤、饅頭體積以及內部結構均發生顯著變化。如表3所示，隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭的亮度顯著降低；紅度顯著增加而黃度顯著降低。馬鈴薯饅頭的顏色變化可能是由于受到GSP粉末本身的棕紅色的影響，說明在馬鈴薯饅頭的制作過程中，GSP充分地分散在食品基質中。

饅頭的比容定義為單位質量饅頭所占的體積大小，比容越大則饅頭結構越松軟。隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭的比容顯著降低。小麥粉中的面筋蛋白在和面過程，面筋蛋白水化并解聚，麥谷蛋白之間發生交聯形成面筋網絡結構，為面團提供延展性和彈性，在發酵過程中保留氣體[18]。面筋蛋白結構被稀釋或者是蛋白水化被限制均會降低面團的持氣能力[19]。和面后，GSP會分散在面團中，這可能會造成面筋網絡的稀釋，從而降低饅頭的比容。另外，饅頭內部的氣孔尺寸和氣孔密度隨著GSP添加量的增加而顯著降低。這說明單位體積馬鈴薯饅頭內部的孔隙減小，饅頭的結構變得緊密。Liu等[20]發現饅頭氣孔體積的減小和數量的減少可能是由于面筋蛋白強度不足以維持氣孔的穩定。這也說明GSP對面筋網絡結構的破壞作用。

表2 GSP對馬鈴薯饅頭化學組成的影響

表3 GSP對馬鈴薯饅頭色澤的影響

圖1 不同GSP添加量下馬鈴薯饅頭的外觀

2.2 GSP對馬鈴薯饅頭質構的影響

如表4所示，馬鈴薯饅頭的硬度隨GSP添加量的增加而顯著增大。Liu等[20]發現，越小的比容意味著越緊致的面團結構，這種結構會產生較高的面團硬度。彈性、內聚性和回復性則隨著GSP添加量的增加呈減小趨勢，尤其是當添加量大于2%時趨勢顯著，這與感官品質在添加量大于2%時發生的驟變相一致。較低的內聚性會使饅頭在食用的過程中變得更容易掉渣，從而影響消費者的接受程度。饅頭的彈性主要是面筋蛋白中的谷蛋白在和面過程中交聯產生的。GSP相對較大的分子體積會破壞面筋網絡結構，從而降低馬鈴薯饅頭的彈性。咀嚼性是指固體食物被咀嚼成可吞咽狀態所需要的能量，它由硬度、彈性和內聚性相乘得到[10]。雖然馬鈴薯饅頭的硬度隨著GSP添加量的增加而增大，但是也伴隨著彈性和內聚性而顯著降低，這也使饅頭的咀嚼性相對保持不變。

表4 GSP對馬鈴薯饅頭質構的影響

2.3 GSP對饅頭感官性質的影響

統計各樣品各因素在各評語等級所得票數，可以得到模糊矩陣Aj：

式中：j=0，1，2，3為樣品編號，分別代表添加0%，1%，2%和3% GSP的馬鈴薯饅頭，其模糊矩陣分別如下：

根據模糊矩陣變換原理，第j號樣品評價結果為Rj=K×Aj，以A0樣品為例，其綜合評價結果為：

以上結果說明有16.2%的感官評定員認為該樣品感官非常好，55%認為較好，28.8%認為一般，沒有人認為差或是很差。同理可得其他樣品的綜合評價結果：R1=[0.169 0.487 0.294 0.05 0]；R2=[0.18 0.54 0.28 0 0]；R3=[0.035 0.318 0.382 0.229 0.035]。

針對綜合評價結果，進一步采用改進的算法[21]：

則產品的最終得分分別為2.125，2.225，2.1和2.912分。綜合評分越高，產品感官越差。總體來看，添加馬鈴薯以及GSP會降低饅頭的感官性質。饅頭的整體感官評價偏向于“較好”等級，然而添加了3% GSP后，饅頭得感官品質則趨向于“一般”。

3 結論

GSP不會改變馬鈴薯饅頭的化學組成，但會改變馬鈴薯饅頭的外觀和結構特性。GSP會降低馬鈴薯饅頭的亮度和黃度，提高紅度。隨著GSP添加量的增加，馬鈴薯饅頭的硬度增加，彈性、內聚性和回復性下降，饅頭的比容下降，孔隙度下降，這些變化說明饅頭的結構愈發緊致。模糊感官評價結果說明了饅頭的整體感官評價偏向于“較好”水平，但隨著GSP添加量的增加，饅頭的感官評分降低。當GSP添加量大于2%時，馬鈴薯饅頭的感官品質急劇下降。