谷朊粉对蔬菜挂面粉质特性、质构特性及微观结构变化的影响

陈春旭，杜传来，郑海波，郭元新

(安徽科技学院　食品药品学院，安徽　凤阳　233100)



谷朊粉对蔬菜挂面粉质特性、质构特性及微观结构变化的影响

陈春旭，杜传来，郑海波，郭元新*

(安徽科技学院食品药品学院，安徽凤阳233100)

摘要：目的:研究添加谷朊粉对蔬菜粉挂面的影响；方法:以蔬菜挂面为主要研究对象，通过改变谷朊粉的添加量，分析谷朊粉对蔬菜挂面的粉质特性(吸水率、形成时间、稳定时间和弱化度)、质构特性(硬度、黏着性、胶着性、弹性及咀嚼性)的影响，并对挂面的显微变化进行分析；结果：随着谷朊粉添加量的增加，淀粉颗粒较多地掩埋于蛋白中，形成紧密连续的面筋网络，谷朊粉和面粉形成的分子内及分子间交联使面筋网络更稳定。结论：谷朊粉能够显著改善添加蔬菜粉面团的粉质特性和质构特性；提高了蔬菜挂面的品质。

关键词：谷朊粉；蔬菜挂面；质构特性；粉质特性；微观结构

挂面是我国最受大众喜爱的主食之一，每年有30%的面粉用于生产制备挂面[1]，随着人民生活水平的提高，营养均衡的挂面已成为加工的主要趋势[2-3]。研究表明，在加入一定量纤维类物质后，挂面的蛋白质含量降低，不能形成面筋结构，导致无法制作具有良好弹性和延伸性的面团[4-6]。

谷朊粉亦称活性面筋粉，是从小麦中提取而出的粉状蛋白质，其蛋白质质量分数大于80%，是营养丰富、物美价廉、氨基酸组成比较齐全的植物性蛋白源[7]。研究表明利用谷朊粉维持面团框架结构，可以直观地提高面粉中蛋白质含量，促进面团网络结构的形成[8]。目前，虽然国内对谷朊粉加工工艺上及谷朊粉对小麦粉影响有一定的研究[9-10]，但是从微观结构及粉质、质构性质分析谷朊粉对添加蔬菜粉的挂面性质影响却未见报道，本实验通过探究不同比例的谷朊粉-菠菜粉-小麦混合粉的粉质特性、质构特性，找到其特性的变化规律，并观察其微观结构变化，旨在为添加蔬菜粉挂面的实际加工生产提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料与试剂

精制特一粉(水分13.09%，灰分0.46%，总淀粉66.3%，粗蛋白质12.3%，湿面筋33.1%，降落数值336s)，谷朊粉(水分9.79%，灰分1.53%，总蛋白质80.7%，粗脂肪1.06%，吸水率148.4%)，菠菜粉(有效成分>99%)，NaOH、KOH、NaHCO3、NaCl等。

1.2仪器与设备

JFZD 300粉质仪，山东衡通公司；CT-3质构仪，美国博勒飞公司；DMT-5小型电动压面机，平度市金玉麒麟机械厂；C21-SK2101电磁炉，广东美的电器有限公司；GZX-9076MBE数显鼓风干燥箱，博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.3方法

1.3.1混合粉的制作以添加10%蔬菜粉、0%谷朊粉，90%小麦面粉的混合粉作为对照，分别用5%、10%、15%、20%、25%和30%的谷朊粉替代相应比例的小麦面粉，混合均匀。

1.3.2粉质参数测定将谷朊粉、菠菜粉和小麦面粉混合均匀，得到混合粉50 g，设置转速为63 r/min，时间为25 min，根据小麦面粉粉质特性分析法的国标(GB/T 14614-2006/ISO5530-1:1997《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法》)，测定得到面粉的吸水率、面团形成时间、面团稳定时间、弱化度和粉质质量指数。

1.3.3挂面制作取200 g混合粉放入和面盆中，向凹槽里加入37 g的蒸馏水，一定量的5 g NaCl和0.7 g NaHCO3，将面团放置20 min，依次在轨距2 mm、1 mm处压延4次压成1 mm厚度均匀的面片。将压好的面片放入压面机中切条。

1.3.4生挂面微观结构测定参照Kim等[11]的方法，略有改动，将制作的面条经过冷冻干燥之后，取干燥面条用手小心地掰断，取截面较为整齐的样品，置于电镜内并抽真空(防止淀粉颗粒表面的电子导电而失去)拍照观察其微观结构，经计算机软件自动处理分析结果，放大倍数为500倍和1000倍。

1.3.5熟挂面的质构特性测定取挂面20根，放入盛有300 mL沸水的铁锅中，煮面5 min，立即将面条捞出，置于漏勺中，在凉自来水中浸水10 s，后淋水5 min，分别放在搪瓷托盘中待测。用TA44探头在TPA模式下，设置测试速度为3.0 mm/s。拉伸试验设置测试速度为2.0 mm/s，目标为20 mm，夹具为TA-DGA，每组测量6根面条，实验值为去掉极端值后求平均值[12]。

2结果与分析

2.1谷朊粉对混合粉面团粉质特性的影响

表1　谷朊粉对面团粉质特性的影响

注：同列小写字母表示在0.05水平上差异显著,下同。

注：The small letters in a column mean significant difference at levels of 0.05 respectively. The same as follow

粉质特性能够反映面团在形成过程当中的流变学特性[13]，由表1可见，随着谷朊粉添加量的增加，混合粉的吸水率增大，而且增加显著(P<0.05)，这可能是由于添加谷朊粉增大了小麦粉中的面筋蛋白等大分子含量[14]。面团的形成时间和稳定时间都随着谷朊粉添加量的增加而显著增加(P<0.05)，这是由于淀粉的吸水速度比面筋蛋白质要快，当在混合粉中添加谷朊粉后，面团的吸水速度降低[15-16]。当谷朊粉添加量由25%增加到30%时，面团形成时间延长幅度最大，由3.2 min延长到3.9 min；当谷朊粉添加量在15%～25%时，面团形成时间的增加逐渐减弱，这可能与混合粉中面筋蛋白质含量相对增加使面团的粘度增加有关[17]；随着谷朊粉添加量的变化，面团稳定时间变化速率较为稳定，表示其加工性能的上升[18]，谷朊粉添加量在0%～30%之间时，谷朊粉对混合粉弱化度的影响显著 (P<0.05)，弱化度的值与面团的流变学特性呈负相关，表明混合粉面团的面筋强度随谷朊粉添加比例的增加而增大，面团加工性随之变好。

2.2谷朊粉对生挂面微观结构的影响

图1为谷朊粉不同添加量(5%和30%)(w/w)制作的生挂面，其断面放大500倍和1000倍的图像。从500倍图像上能直观地看出，谷朊粉2个不同添加量所制作的面条内部结构存在差异，随着添加量的增加，由淀粉颗粒较多地游离于蛋白之外，转变为较多地掩埋于蛋白中，蛋白膜增多，结构由松散变紧密。谷朊粉在5%的添加量时可明显看到蛋白增多但没有形成紧密、连续的面筋网络；添加30%谷朊粉的生面条淀粉颗粒均匀地分散于蛋白间，借助于蛋白基质连接于面筋网络上，蛋白基质也变得更加密实。说明了谷朊粉和面粉形成的分子内或分子间交联使面筋网络更稳定，结构更密实[16-17]。

A

B

a

b

从1000倍图像上可清晰地看出，谷朊粉在低添加量时生挂面的淀粉颗粒较多地分散于蛋白外围，结构疏松；而高添加量时蛋白膜增多，这是由于谷朊粉的作用得到发挥，促进蛋白与面筋蛋白分子之间及相互间的交联，形成了较多的面筋网络，使生挂面的质构变好，从而使拉伸性能得到提高。由此可能推断出，良好的连续性蛋白质网络结构是使面条具有较强延伸性和抗断条能力的根本保证。

2.3谷朊粉对熟挂面质构特性的影响

2.3.1谷朊粉对熟挂面硬度的影响面条的硬度主要由其表面成膜效果决定，是由改良剂配料与原料(淀粉等各类成分含量)协同作用影响[15]。由图2可知，谷朊粉在低添加量(5%)时显著降低了熟挂面的硬度，而当谷朊粉在提高添加量(10%)时又显著增加了熟挂面的硬度，进一步添加有明显的变化；谷朊粉在15%的添加量时硬度达到最大为24.4/g；随着谷朊粉添加量的增大熟挂面的硬度呈现减小的趋势，在20%时谷朊粉的添加使熟挂面的硬度降低为23.6/g，并且在继续增加谷朊粉添加量(25%，30%)时面条的硬度基本保持不变。

图2　谷朊粉添加量对熟挂面硬度的影响

图3　谷朊粉添加量对熟挂面胶着性的影响

2.3.2谷朊粉对熟挂面胶着性影响胶着性是模拟表示将半固体的样品破裂或吞咽时的稳定状态所需的能量[15]。由图3可知谷朊粉在添加量(10%)时显著增加了熟挂面的胶着性，随着谷朊粉添加量的增大熟挂面的胶着性呈现增加的趋势，在30%时谷朊粉的添加使熟挂面的胶着性达到最大(30.5)。这可能与面条中蛋白质含量的增加有关[17]。

2.3.3谷朊粉对熟挂面黏着性的影响由图4可知，谷朊粉在低添加量(5%)时显著增加了熟面条的黏着性，进一步添加有明显的变化；谷朊粉在15%的添加量时硬度达到最大为1.35/gs；随着谷朊粉添加量的继续增大熟挂面的黏着性呈现减小的趋势，在25%时谷朊粉的添加使熟挂面的硬度降低为0.86/gs。

图4　谷朊粉添加量对熟挂面黏着性的影响

2.3.4谷朊粉对熟挂面弹性的影响弹性是指面条在去除变形力恢复到变形前的条件下的高度或体积比率[15]。由图5可以看出谷朊粉在添加量5%时显著增加了熟挂面的弹性，随着谷朊粉添加量的增大熟挂面的弹性呈现增加的趋势，在30%时谷朊粉的添加使熟挂面的胶着性达到最大(0.985)。

图5　谷朊粉添加量对熟挂面弹性的影响

图6　谷朊粉添加量对熟挂面咀嚼性的影响

2.3.5谷朊粉对熟挂面咀嚼性的影响咀嚼性是表示将半固体的样品咀嚼或吞咽时的稳定状态所需的能量[15]。由图6可知谷朊粉在添加量10%时才显著增加了熟挂面的咀嚼性，随着谷朊粉添加量的增大熟挂面的咀嚼性呈现增加的趋势，在30%时谷朊粉的添加使熟挂面的咀嚼性达到最大0.7。这可能是由于谷朊粉的作用得到发挥，促进蛋白与面筋蛋白分子之间及相互间的交联形成了较多的面筋网络，增强了面条咀嚼或吞咽时所需的能量。

3结论

本研究结果表明，谷朊粉能够显著改善添加蔬菜粉面团的粉质特性。随着谷朊粉添加量的增加，蔬菜粉面团的吸水率增加，形成时间及稳定时间延长，弱化度降低，面团加工性变好。对蔬菜面条内部结构电镜扫描图表明，随着谷朊粉添加量的增加，淀粉颗粒较多地掩埋于蛋白中，形成紧密连续的面筋网络，谷朊粉和面粉形成的分子内及分子间交联使面筋网络更稳定。

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(责任编辑：马世堂)

收稿日期：2016-01-10

基金项目：国家农业科技成果转化基金项目(2014GB2C300011)；安徽科技学院农产品加工及贮藏工程重点学科项目(AKZDXK2015B04)。

作者简介：陈春旭(1984-)，男，安徽省蚌埠市人，硕士，助教，主要从事食品饮料生产工艺及品质控制研究。*通信作者：郭元新，教授，E-mail：guoyuanxiner@163.com。

中图分类号：TS201.2

文献标识码：A

文章编号：1673-8772(2016)02-0039-05

Effects of Wheat Gluten on the Farinograph, Rheological Properties and Microstructure of the Vegetable Noodles

CHEN Chun-xu, DU Chuan-lai, ZHENG Hai-bo, GUO Yuan-xin*

(Food and Drug College, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, China)

Abstract：Farinograph properties (water absorption, development time, stability time and weakening level) and rheological properties (hardness, adhesiveness, gumminess, springiness and chewiness) of the vegetable noodles were studied. Also the microstructural changes of vegetable noodles were analyzed. Test results showed that Gluten can significantly improve the farinograph, rheological properties of dough, with the increasing amount of gluten, more starch granules are buried in the protein to form a tight network of continuous gluten. Wheat gluten and flour make crosslinking gluten network more stable.

Key words:Wheat gluten; Vegetable noodles; Farinograph properties; Rheological properties; Microstructure