蛋白组分与面包感官评分及 TPA指标的相关性

李梦琴 任红涛 常志伟 王 跃

(河南农业大学食品科学技术学院,郑州 450002)

蛋白组分与面包感官评分及 TPA指标的相关性

李梦琴 任红涛 常志伟 王 跃

(河南农业大学食品科学技术学院,郑州 450002)

测定了 8种面包专用粉蛋白质组分、亚基组成,并对其制作的面包进行了感官评定和质构测定,分析了面包专用粉蛋白质组分、亚基组成与面包感官评分与 TPA指标的相关性,结果表明:清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和剩余蛋白含量增加对面包感官品质有不利影响,麦谷蛋白含量、高分子质量麦谷蛋白含量和低分子质量麦谷蛋白含量的增加有利于提高面包的感官品质;谷蛋白含量增加有利于降低面包质地的硬度和胶着性,有利于提高面包质地的弹性和回复性等;亚基 2、Glu-D1位点 2+12亚基组存在对面包的感官品质不利,亚基 7、lu-B1位点 7+8亚基组的存在对面包的感官品质较为有利。

面包专用粉 蛋白组分 面包感官评分 质构指标

随着社会的发展面包已经成为人们日常食品,面包生产要求小麦粉品质稳定,但是由于目前我国小麦品质的限制和混收混藏等原因,致使面包专用粉质量稳定性差[1],研究认为,增加麦谷蛋白含量对烘烤品质有利[2-4]。Unbehend等[5]通过对 10个克罗地亚小麦和 5个德国小麦的蛋白质及蛋白质组分分析,发现蛋白质含量和麦谷蛋白含量影响面包体积。Gupta等[6]发现,小麦粉蛋白质含量增加时,麦谷蛋白含量所占的比例保持不变,其余组分发生变化,麦谷蛋白的相对含量和绝对含量与品质参数高度相关。Uthayakumaran等[7]则指出醇溶蛋白的添加将缩短和面时间,减小面包体积,增强抗断裂能力,降低抗延阻力。一般认为,蛋白质含量对面包烘烤品质有一定的贡献,优良的烘烤品质要求一定的蛋白质含量做基础。不同加工用途对小麦粉蛋白质含量的要求不同。研究表明,决定小麦品种品质性状的最重要因素是麦谷蛋白组成,特别是高分子质量麦谷蛋白亚基的组合,小麦品种只有具备优质亚基且蛋白组分含量比例合适时,才具有良好的加工品质。

发达国家在这方面做了大量的研究工作,取得了一定的研究成果,而国内这方面主要对不同小麦品种进行研究,对于小麦育种有较好的参考作用,但对指导面包专用粉生产尚缺乏指导。研究采用本地广泛使用的面包粉为原料,研究其蛋白组分

1 材料与方法

1.1 原料试剂

采用本地广泛使用的面包专用粉,分别编为 1～8号;蔗糖、脱脂奶粉、活性干酵母:市售,食用级。

十二烷基硫酸钠(SDS):厦门星隆达化学试剂有限公司;β-巯基乙醇、过硫酸酰胺:北京索莱宝科技有限公司;考马斯亮蓝 G250:国药集团化学试剂有限公司;聚丙烯酰胺:郑州宝赛试剂有限公司;TEMED:上海捷倍思基因技术有限公司。

1.2 仪器设备

新南 FX-15S面包发酵箱:广州赛思达机械设备有限公司;B5A多功能搅拌机:广州市威万事实业有限公司;远红外食品烤炉:广州红菱电热设备有限公司;TA-XTplus物性测试仪:英国 Stable Micro System有限公司;DYY12型电泳仪:北京市六一仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 蛋白组分含量测定、高分子质量麦谷蛋白(HMW-GS)和低分子质量麦谷蛋白(LMW-GS)的提取与分离

采用考马斯亮蓝 G-250法测定各蛋白组分的含量[8];HMW-GS与LMW-GS提取与分离参照段淑娥等[9]的方法进行。

1.3.2 麦谷蛋白质亚基组成测定

麦谷蛋白质亚基组成测定见参考文献[10]。

高分子质量麦谷蛋白亚基的命名按照 PAY2 NE[11]等提出的命名标准进行。用 bandscan5.0分析软件分析图谱,得出各亚基的质量分数。

1.3.3 面包品质性状测定

1.3.3.1 面包制作

采用二次发酵工艺制作面包。

操作要点:按配方将 70%的面包粉和全部活化后的酵母液放入适量的水进行和面,将面团放入 28℃,湿度 75%的发酵箱中进行第 1次发酵;将剩余的面包粉和蔗糖、食盐的混合液加入和面机进行揉面15 min;将调制好的面团放入 30℃的发酵箱中 1 h进行第2次发酵至面团成熟;将第2次发酵的面团取出做成一定形状的面包坯。将面团下剂 (100 g 1个剂子)快速整形,要在 10～15 min内完成,装入烤盘内;将面包坯放入 36℃,湿度 85%的发酵箱中 0.5 h进行成形,将成形好的面包坯放入面火为 120℃、底火为 180℃的烤箱中烘烤 5 min;然后面火升温至210℃烘烤 8 min,这个阶段使面包定型、成熟;最后面火升温到 210℃烘烤 2 min。

1.3.3.2 面包比容的测定

面包出炉后 10 min内测定面包体积,称其质量。面包体积用籽粒替代法测定,具体操作按QB 1252—1991进行。面包比容为面包体积与面包质量之比,计算公式:面包比容 =体积/质量。

1.3.3.3 面包感官质量的评定

面包感官评分标准参照中国农科院《面包烘焙品质评分标准》制定,总分 100分,面包体积 35分,表面色泽 5分,表皮质地与面包形状 5分,面包心色泽 5分,平滑度 10分,纹理结构 25分,弹柔性 10分,口感 5分[12]。

1.3.3.4 面包质构特征分析

烘好的面包在常温下放置 1 h后,采用 TA-XT2 plus型质构仪进行分析,将面包两末端 (各 20 mm厚)切去,然后从中间部位切取 20 mm厚的面包片;取面包片中心部位直径 35 mm的面包芯,在质构仪上测定面包片被压缩时的 TPA指标。

物性仪参数:TPA模式、P50探头。测试前速度1.00 mm/s;测试后速度 0.5 mm/s;时间 5.00 s;测试速度 0.50 mm/s;扭曲张力 90%。

每个面包样品切 3片测定,每个样品重复 2次。TPA试验是对质构特性综合评价,主要包括硬度(Hardness)、黏着性 (Ahesiveness)、弹性 (Springi2 ness)、黏聚性 (Cohesiveness)、胶着性 (Gumminess)、咀嚼度(Chewiness)、回复性(Resilienc)等。

1.4 数据分析

运用 Excel、SPSS10.0软件对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 基本统计分析

2.1.1 面包专用粉蛋白组分及高、低分子质量麦谷蛋白的基本统计分析

8种样品的蛋白质组分含量及统计分析见表 1、表2。

由表 1可知,6号样品麦谷蛋白含量最高,谷蛋白与醇溶蛋白的比值最大;1号和 2号样品谷蛋白与醇溶蛋白的比值相对较小。1号样品清蛋白含量最高;7号样品球蛋白含量最高。表 2显示各样品 5种蛋白质组分的变异系数均较大,变异幅度为4.19%～29.91%,其中剩余蛋白含量变异系数最大,为29191%;醇溶蛋白的变异系数最小,为 4.19%,其他蛋白组分变异系数为 11.37%～14.56%,高分子质量麦谷蛋白含量的差异较大,最低为 0.873,最高为1.277,变异系数达 14.79%。

表1 样品蛋白质组分

表2 蛋白组分统计分析

2.1.2 高分子质量麦谷蛋白亚基组成分析

对高分子质量麦谷蛋白的 SDS-PAGE凝胶电泳图谱 (见图 1)分析,以中国春 (Null,7+8,2+12)和陕优 225(1,14+15,2+12)为参照,将不同品种面包专用粉高分子质量麦谷蛋白 Glu-1位点亚基组成列于表3。

图 1 高分子量麦谷蛋白亚基电泳图谱

表 3 样品高分子量麦谷蛋白亚基组成

表4 样品中各亚基模拟表达量

表 5 高、低分子质量麦谷蛋白含量统计分析

由表 3、表 4、表 5可知,8个样品共出现 2种高分子质量高麦谷蛋白亚基组合形式,分别为Null,7+ 8,2+12和 1,7+8,2+12。用 bandscan5.0分析软件对图谱分析,根据各谱带的峰面积与总谱带的面积之比,得出各亚基的模拟表达含量,亚基 1和亚基7的变异系数相对较大。

2.1.3 面包品质性状的基本统计分析

2.1.3.1面包质构仪 TPA测试

TPA测试是以人们进食咀嚼曲线解析为基础,对样品的硬度、黏着性、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼度、回复性指标给以量化的评价方法。通过模拟牙齿的咀嚼行为即牙齿在二次咀嚼过程中时间和力的变化规律,从而得出食品在受力过程中表现出的规律。对每个样品平行测定 10次,计算各指标的相对标准偏差(见表 6),由表 6可知:TPA测试中黏着性指标的重现性较差,不宜采用。综上所述,采用 TPA测试中的硬度、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼度、回复性为 TPA测试评价指标。

表6 面包 TPA指标测定结果的相对标准偏差(RSD)

表7 面包 TPA测试指标基础分析

由表 7可知,不同品种间面包质构仪 TPA指标差异性较大,尤其是咀嚼度,其次是胶着性和硬度指标。

2.1.3.2感官评定

感官评定的统计见表 8。由表 8可以看出,在感官评定中质地形状的变异系数最大,为 19.25%,纹理结构的变异系数最小,为 6.87%,总体上说感官评分的各项变异系数较大,由于小麦粉品质的差异,导致面包品质差别较大,因而表现出面包感官评分差别较大。

表8 面包感官评分指标统计分析

2.2 蛋白组分与面包品质的相关性分析

2.2.1 蛋白组分与面包感官评价的相关性分析

通过简单相关性分析,了解各蛋白组分含量及麦谷蛋白组成对面包品质的影响。分析结果见表 9。

由表 9可知,清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和剩余蛋白含量与面包感官评价各项指标相关系数均为负值,且仅球蛋白与弹柔性相关显著,相关系数为-0.790,表明了清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和剩余蛋白含量增加对面包感官品质有不利影响。麦谷蛋白含量与面包感官评价的各项指标均为正相关,且与面包体积、质地形状、弹柔性、口感和总分极显著相关,为 0.948、0.880、0.869、0.957和 0.935,与包心色泽是显著相关,为 0.763,表明麦谷蛋白的含量增加有利于提高面包的感官品质。麦谷蛋白与醇溶蛋白含量的比值与面包体积、质地形状、弹柔性、口感和总分极显著相关,与包心色泽显著相关。综上说明合适比例的麦谷蛋白与醇溶蛋白对改善面包品质有较好影响。高分子质量麦谷蛋白含量、低分子质量麦谷蛋白含量都与面包品质主要指标达到极显著相关和显著相关,说明高分子质量麦谷蛋白、低分子质量麦谷蛋白含量的增加有助于面包品质的提高,与谷蛋白含量表现一致。

表9 蛋白组分与面包感官评分的相关分析

表10 HMW-GS与面包感官评分的相关分析

由表 10可知,亚基 1和亚基 8与面包的感官指标的相关系数没有较强的相关性,表明亚基 1和亚基 8对面包的感官品质没有较大影响。亚基 2与面包的感官指标均为负相关,且与面包体积、质地形状、口感、总分、包心色泽和纹理结构相关系数为 -0.866、-0.887、-0.923、-0.934、-0.820、-0.729,达到了极显著和显著相关水平,说明亚基 2的存在对面包的感官品质不利。亚基 7与面包的感官指标均为正相关,且与面包体积、质地形状、弹柔性、口感、总分和包心色泽相关系数为 0.935、0.894、0.949、0.905、0.920和 0.821,达到了极显著和显著水平,说明了亚基 7的存在能够有效提高面包的感官品质。亚基 12与平滑度的相关系数为 0.759,达到了显著水平说明亚基 12对面包的平滑度有较好影响。Glu-B1位点7+8亚基组与质地形状、包心色泽的相关系数为 0.838和0.831达到了极显著水平,与口感相关系数为 0.817达到了显著水平,说明 Glu-B1位点7+8亚基组对面包的感官品质较为有利。Glu-D1位点 2+12亚基组与面包体积和口感相关性达到了显著水平,说明了Glu-D1位点 2+12亚基组对面包的感官品质存在明显的不利影响,这表明面包粉中 Glu-B1位点 7亚基和7+8亚基对面包烘焙品质贡献大于 Glu-D1位点2+12亚基对面包烘焙品质贡献。

2.2.2 蛋白质组分与面包质构指标的相关性分析

由表 11可知,清蛋白含量与质构仪 TPA指标的弹性、硬度、黏粘聚性、胶着性、咀嚼度和回复性相关系数均不显著。说明清蛋白含量的增加对改善面包的质地结构没有较大影响。球蛋白含量与硬度、弹性、黏聚性、胶着性和咀嚼度相关关系不显著,与回复性负相关而且是显著相关,为 -0.724,说明球蛋白的增加对面包的质地结构的回复性有不良影响。醇溶蛋白含量与质构仪 TPA测试的各项指标相关系数均相关性不显著,其中与硬度和胶着性相关系数较大为 0.620和 0.707,说明醇溶蛋白含量的增加对提高面包的硬度和胶着性有一定的影响,对改善面包的质地影响不大。麦谷蛋白含量与质构指标中硬度、弹性、胶着性和回复性均为极显著相关,而且与硬度和胶着性负相关,为 -0.923和 -0.849,说明谷蛋白的含量增加有利于降低面包质地的硬度和胶着性,与弹性和回复性正相关,为0.849和 0.949,说明谷蛋白含量的增加有利于提高面包质地的弹性和回复性。剩余蛋白含量与质构各项指标均不显著,说明了剩余蛋白对面包质地的影响较小。麦谷蛋白与醇溶蛋白含量的比值与质构测试中硬度、胶着性和回复性均为极显著相关,与弹性相关系数为显著相关,而且与硬度和胶着性负相关,为 -0.949和-0.910,说明麦谷蛋白与醇溶蛋白含量的比的增加,有利于降低面包质地的硬度和胶着性,与弹性和回复性正相关,为 0.746和 0.946,说明麦谷蛋白与醇溶蛋白含量合适的比例可以增加面包质地的弹性和回复性。高分子质量麦谷蛋白含量与硬度和胶着性负相关,且是极显著和显著,为 -0.901和-0.799,说明高分子质量麦谷蛋白可以有效降低面包质地的硬度和胶着性,有利于面包的柔软和爽口,与回复性是极显著相关,为 0.903,说明了高分子质量麦谷蛋白对增加面包质地回复性有较好作用。低分子质量麦谷蛋白含量与质构测试中硬度、胶着性和咀嚼性均为极显著负相关,与弹性、回复性显著正相关,可见低分子质量麦谷蛋白也对面包质地的硬度和胶着性的降低有较好作用,能增加面包的弹性和回复性。

表 11 蛋白质组分与面包质构测试指标的相关性分析

由表 12可知,亚基 1、亚基 8和亚基 12与面包质构测试指标的相关系数均未达到显著水平,说明亚基 1、亚基 8和亚基 12的对面包的质构指标没有较大影响。亚基 2与面包 TPA测试的硬度和胶着性的相关系数为 0.843和 0.775达到了极显著和显著水平,说明亚基 2的存在能够增加面包的硬度和胶着性,亚基 2与回复性的相关系数为 -0.913,达到了极显著水平,说明了亚基 2的存在不利于面包回复性是提高。亚基 7与面包 TPA测试的硬度和胶着性的相关系数为 -0.955和 -0.882均达到了极显著水平,说明亚基 7可以有效降低面包的硬度,亚基7与弹性和回复性的相关系数为 0.850和 0.932,达到了极显著水平,说明了亚基 7的存在可以有效提高面包的弹性和回复性。Glu-B1位点 7+8亚基组与面包质构的硬度和胶着性的相关系数为 -0.809和 -0.825达到了显著和极显著水平,与回复性相关系数为 0.742达到了显著水平,说明 Glu-B1位点 7 +8亚基组可以有利于降低面包的硬度和胶着性,提高面包的回复性。Glu-D1位点 2+12亚基组与面包的硬度和胶着性的相关系数为 0.812和 0.785,达到了显著水平,与面包的回复性相关系数为 -0.761达到了显著水平,表明 Glu-D1位点 2+12亚基的存在能增加面包的硬度和胶着性,降低面包的回复性,这对面包的品质是不利的。综上所述麦谷蛋白、麦醇溶蛋白、高、低分子质量麦谷蛋白、亚基 7+8和亚基 1对面包粉有较好的影响,这主要是因为蛋白亚基主要决定蛋白质的质量,而蛋白质的质量是影响加工品质的重要因素,亚基 7+8、亚基 1等由于蛋白质分子间形成较多的二硫键,结合成大分子聚合体,具有较强的弹性和膨胀能力,面团筋力较强,在发酵和烘烤过程中阻止面团过分延伸和坍塌。同时各蛋白组分的增加,面筋蛋白的含量也增加,对面团和面包烘焙品质均有较好影响。另外,麦谷蛋白对面筋强度的作用具累加性,通过含有不同亚基组成的品种间杂交重组可改善小麦的品质。

3 讨论与结论

3.1 通过分析蛋白组分与面包感官评分与 TPA指标的相关性,表明清、球、醇溶和剩余蛋白含量增加对面包感官品质有不利影响,麦谷蛋白的含量增加有利于提高面包的感官品质,高分子质量麦谷蛋白含量、低分子质量麦谷蛋白含量都与面包品质指标达到极显著相关和显著相关,说明高分子质量麦谷蛋白、低分子质量麦谷蛋白含量的增加有助于面包品质的提高,与谷蛋白含量表现一致。

3.2 清蛋白含量的增加对改善面包的质地结构没有较大影响。球蛋白的增加对面包的回复性有不良影响。醇溶蛋白含量的增加对提高面包的硬度和胶着性有一定的影响,对改善面包的质地影响不大;谷蛋白含量增加有利于降低面包质地的硬度和胶着性,谷蛋白含量的增加有利于提高面包的弹性和回复性。

3.3 亚基 2的存在对面包的感官品质不利,亚基 7的存在能够有效提高面包的感官品质。Glu-B1位点 7+8亚基组对面包的感官品质较为有利,Glu-D1位点 2+12亚基组对面包的感官品质存在明显的不利影响,这表明面包粉中 Glu-B1位点 7亚基和7+8亚基对面包烘焙品质贡献大于 Glu-D1位点2+12亚基对面包烘焙品质贡献。

3.4 由于所用样品数量的限制,对结论的可靠性会有一定的影响,但所得结论与相关研究一致,所显示的趋势是比较显著的。

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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 文献标识码:A 文章编号:1003-0174(2010)06-0015-07对面包感官评分和质构的影响,旨在确定蛋白组分对面包品质的影响规律,有效指导面包专用粉生产。

河南省科技攻关项目(0624010003)

2009-07-10

李梦琴,女,1965年出生,副教授,粮油深加工