麦谷蛋白/麦醇溶蛋白对挂糊油炸猪肉片外壳食用品质的影响

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(1.河南科技学院食品学院,河南新乡 453003；2.河南大学化学博士后流动站,河南开封 475001)

挂糊油炸肉制品是在经预处理的肉表面均匀裹上黏性糊,经油炸后获得的产品;该类制品具有色泽金黄、外脆里嫩的特点,深受消费者欢迎[1]。糊的组分[2]、油炸工艺[3]、煎炸用油[4]等均会影响制品外壳的食用品质。其中,糊的组分是影响挂糊油炸类肉品食用品质的重要因素[5-7]。小麦粉是糊的最常用原料,能够影响糊的黏性,使挂糊油炸食品具有较好的色泽[5,8]。

国内外学者开展了面筋蛋白对挂糊油炸食品相关的研究。Olewnik等[9]研究发现,面筋蛋白能够提高糊的持气能力,使终产品具有良好的多孔性和脆性。Dogan等[10]研究报道,添加小麦蛋白能够改善挂糊油炸鸡肉块外壳的表观色泽和质构品质,显著降低产品含油率。Salvador等[11]发现,添加面筋蛋白的糊具有最高的挂糊率,制备的挂糊油炸鱿鱼圈外壳的含油率最低。面筋蛋白能够影响挂糊油炸肉品外壳的食用品质。面筋蛋白被誉为物美价廉的“植物蛋白”,所含的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白约占其干物质的80%。麦谷蛋白分子是自然界最大的蛋白质分子之一,可为面团提供弹性,与面团的抗延展性有关;麦醇溶蛋白为单体蛋白,具有流动性,与面团的黏性和延展性有关[12-13]。麦谷蛋白能够增加面包的比容,改善面包的烘焙品质[14];麦醇溶蛋白能够增大面包体积[15];重组麦谷蛋白与麦醇溶蛋白,利于延缓面包老化[16]。将麦谷、麦醇溶蛋白分离重组后制作面条可增加面条硬度,降低其断条率[17]。适宜的麦谷蛋白与麦醇溶蛋白比例可使油条和非油炸方便面的产品性状达到最佳[18-19]。麦谷蛋白和麦醇溶蛋白含量的多少、以及两者之间的比例与面团的流变学特性、稳定性、面粉的烘焙、蒸煮品质有良好的相关性[20]。麦谷蛋白和麦醇溶蛋白能够影响上述产品的品质,然而上述产品与挂糊油炸肉制品在原料选择、加工工艺和质量要求等方面均不同。因此,对面包、面条、油条和方便面等的研究结果不适于挂糊油炸肉制品。尽管国内外学者从宏观方面研究了面筋蛋白对挂糊油炸肉制品外壳部分指标的影响,也取得了部分成果,然而,有关麦谷蛋白、麦醇溶蛋白对糊的黏度、挂糊率、持水性等功能性质,对制品外壳的色度、吸油率和质构等食用品质的研究鲜见文献报道。

本文在前期研究面筋蛋白对挂糊油炸猪肉片外壳食用品质的影响基础上[7],以麦谷蛋白、麦醇溶蛋白为研究对象,考察麦谷蛋白、麦醇溶蛋白对糊功能特性和油炸猪肉片外壳食用品质的影响,以期为挂糊油炸专用粉的研发提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小麦面粉、面筋蛋白、麦谷蛋白、麦醇溶蛋白、小麦淀粉 本实验室自制;百农4199小麦(2017年) 河南新乡金蕾苗木有限公司;玉米胚芽油、食盐、双效泡打粉、猪瘦肉 新乡市易购世纪华联超市;所用试剂 均为国产分析纯。

LRMM-8040-3-D型实验磨粉机 江苏无锡锡粮机械制造有限公司;HM4400多功能搅拌器 Caple公司;NDJ-8S型数字显示黏度计 上海精密科学仪器有限公司;CR400色差仪 柯尼卡美能达控股株式会社;EF-101不锈钢单缸电炸炉 广州威而宝酒店设备有限公司;B811全自动脂肪测定仪 瑞士布奇公司;Quanta 200型扫描电镜 美国FEI公司;C-LM4数显式肌肉嫩度仪 东北农业大学工程学院研制。

1.2 实验方法

1.2.1 小麦面粉的制备 小麦种子经润麦后利用实验磨粉机磨粉,出粉率60%左右,面粉中总蛋白含量为11.80%、麦谷蛋白含量为3.91%、麦醇溶蛋白含量为5.15%。

1.2.2 面筋蛋白、麦谷蛋白、麦醇溶蛋白及小麦淀粉的制备

1.2.2.1 面筋蛋白和小麦淀粉的制备 以按1.2.1法制备的小麦面粉为原料,参考陆启玉法并稍作修改[17],采用溶剂萃取和水洗法制备面筋蛋白。

面粉的脱脂条件简述为:三氯甲烷与小麦面粉的比例为5∶1 (mL/g),室温磁力搅拌2 h,过滤,重复1次,残留物在通风厨中自然干燥后磨碎过80 目筛即为脱脂面粉。

面筋蛋白的制备条件为:脱脂面粉-蒸馏水的比例为1∶5 (g/mL),揉成面团后,再加入1∶1.5 (g/mL)(以脱脂面粉计)蒸馏水,静置20 min,继续揉洗。再经过(2×600 mL,2×300 mL,4×200 mL,4×150 mL和 6×100 mL)等一系列蒸馏水揉洗后,将面筋蛋白分离、冷冻干燥、粉碎过80 目筛,即得面筋蛋白(总蛋白含量为80.15%,麦谷蛋白含量为32.64%,麦醇溶蛋白含量为43.09%)。

小麦淀粉的制备:将面筋蛋白洗液静止3 h,弃去上清液体,收集沉淀浆转移至离心机中,在2826 g下离心15 min,将经离心后原料,用铲子轻轻地刮除上层姜黄色的物质,取出下层白色淀粉,并置于鼓风干燥箱45 ℃,粉碎过80 目筛,即得小麦淀粉(总蛋白含量为0.47%)。

1.2.2.2 麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的制备 将按1.2.2.1法制备的面筋蛋白溶于70%乙醇中,料液比为1∶20 (g/mL),磁力搅拌(35 ℃、中速)2 h,在相对离心力2826×g下离心15 min,收集上清液,剩余部分重复2次,收集所有上清液,回收乙醇后真空冷冻干燥、粉碎,过80 目筛即得醇溶蛋白(总蛋白含量为86.98%)。

将上述制备醇溶蛋白后的剩余部分用蒸馏水洗涤3次,真空冷冻干燥,磨碎,过80 目筛即到麦谷蛋白(总蛋白含量为71.42%)。

1.2.3 挂糊油炸猪肉片的制作

1.2.3.2 不同麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例的混合粉的配制 参考陆启玉[17]的方法混匀混合粉。把不同原料按表1配方称样,装于大塑料袋中充入空气后,人工对其进行摇荡、混匀后即得不同麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例的混合粉。

表1 不同麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例的混合粉配方Table 1 The formula of blend flours with different glutenin-gliadin ratio

表2 感官评分标准Table 2 Sensory evaluation criteria

1.2.3.3 糊的制备 取按1.2.3.2制备的混合粉60 g,小麦淀粉40 g,食盐1.5 g,双效泡打粉1.0 g,依次转移至搅拌器中,混合均匀后加入130 g去离子水,继而用搅拌器1档搅拌3 min,备用。

1.2.3.4 深层油炸模型 采用已授权的发明专利(ZL201410198091.4)制备[21]。

1.2.3.5 油炸 参考Zhang等[6]的方法进行。称取5 g猪肉片置于油炸模型的铝盒中,用移液器准确移取5 mL按1.2.3.3制备的糊,将糊转移至不锈钢纱网上,静置2 min。将样品置于180 ℃的玉米油中初炸100 s捞出、沥油,将油升至200 ℃,室温冷却11 min后,再次油炸60 s。室温冷却5 min后,迅速分离外壳,并测定相关指标。

1.2.4 糊粉的功能特性测定

1.2.4.1 持水率的测定 参考Sanz等[22]的方法并稍作修改。准确移取按1.2.3.3法制备的糊液20 mL,转移至已称重的50 mL离心管后,于15 ℃、17300 r/min下离心10 min,弃去上清再次称重。持水性按以下公式计算:持水性(%)=(m离心前-m离心后)/糊液重×100

1.2.4.2 黏度的测定 参考游曼洁等[23]的方法。选用2号转子,在25 ℃、12 r/min 转速下测定。

1.2.4.3 挂糊率的测定 参照Salvador等[11]的方法进行测定。

1.2.5 挂糊油炸猪肉片品质的测定

1.2.5.1 外壳色泽的测定 利用色差仪对L*、a*和b*值进行测定。

1.2.5.2 外壳含水量的测定 参考GB 5009.3-2016中直接干燥法测定[24]。

1.2.5.3 外壳脂肪含量的测定 采用GB 5009.6-2016中索氏抽提法测定[25]。

1.2.5.4 外壳外壳质构的测定 参考李春红等[26]法并稍作修改,利用质构仪进行测定,测量模式为下压过程测量力,探头为HDP/BS,感应力5 g,测试距离 20 mm;测前、测中、测后速度均为3 mm/s,数据采集速率为400 pps。。

1.2.5.5 猪肉片嫩度的测定 利用嫩度仪,参考康壮丽等[27]的方法进行测定。

1.2.5.6 外壳微观结构的测定 利用扫描电镜显微镜(SEM)参考陈季旺等[28]的方法进行测定。

1.2.5.7 外壳感官评定 由从事食品科学与工程和烹饪与营养教育专业经培训的10名人员组成感官评价小组,在油炸、冷却至室温后立即进行评价。感官评分标准参考张令文等报道的方法[6]。

1.3 数据处理

实验中每组数据均重复3次,结果以平均值±标准差表示。采用Microsoft Excel 2016进行数据处理、SPSS 19.0(IBM公司)进行方差分析及差异显著性分析,显著性水平选取P<0.05。

2 结果与分析

2.1 麦谷蛋白与麦醇溶蛋白比例对糊粉持水能力、黏度和挂糊率的影响

持水能力增强能较好的阻止油脂的浸入。由图1可以看出,随麦谷蛋白的逐渐增加,糊粉的持水性呈先上升后逐渐下降趋势;当麦谷蛋白与麦醇溶蛋白比例在0.90时达到最大值(35.56%)(P<0.05),之后逐渐下降。这可能与麦醇溶、麦谷蛋白分子的结构以及其含有的氨基酸残基有关。麦醇溶蛋白分子间无亚基结构,无肽链间二硫键,仅有分子内二硫键和较紧密的三维结构,形成三维结构的主要原因是氨基酸残基的非极性侧链间的疏水相互作用,而在此结构中的非极性基团倾向于避开水的环境;麦谷蛋白由17～20种不同的多肽亚基组成,依靠分子内或分子间的二硫键连接,呈纤维状,其中含有的高分子量亚基中的N端和C端为半胱氨酸残基的集中区,表现出很强的吸水性[29-30]。

图1 不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例对糊持水能力的影响Fig.1 Effect of different glutenin-gliadinratio on water retention capacity注:图中不同小写字母代表差异性显著(P<0.05);图2～图4,图6同。

随麦谷蛋白含量的增加,糊液黏度呈现先上升后又逐渐下降的趋势。当麦谷蛋白与醇溶蛋白比例在0.90时,黏度高达2847 cP(P<0.05)(见图2)。随麦谷蛋白增加,挂糊率先增加后降低;当两者比例低于0.75时,挂糊率增加显著(P<0.05);当两者比例在0.90时,挂糊率达最大值(45.44%),超过0.90时又逐渐下降,最低值为34.48%(见图3)。麦谷蛋白与麦醇溶蛋白比例在0.75～0.90时,具有较高的挂糊率。

图2 不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例对糊黏度的影响Fig.2 Effect of different glutenin-gliadin ratio on viscosity

图3 不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例对挂糊率的影响Fig.3 Effect of different glutenin-gliadin ratio on pick-up

2.2 麦谷蛋白与麦醇溶蛋白对挂糊油炸猪肉片外壳食用品质的影响

2.2.1 麦谷蛋白与麦醇溶蛋白对外壳色泽的影响 随麦谷蛋白含量的增加,L*值和b*值均先逐渐升高后降低。当麦谷蛋白与醇溶蛋白比例为1.05时,L*值最高为46.89,而b*值最大值(24.43)出现在麦谷蛋白与醇溶蛋白比例为0.60时(见图4和图5)。制品颜色的不同与小麦面筋蛋白中麦谷蛋白与麦醇溶蛋白的氨基酸组成有关[31]。麦醇溶蛋白高的配比更易着色,麦谷蛋白含量多的配比颜色较浅。吴欣[32]研究面筋蛋白组分对油条品质的影响时,也得到类似的结论,随麦谷蛋白组分比的下降,油条坯更易上色,颜色变深。

图4 不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例对制品外壳色度的影响Fig.4 Effect of different glutenin-gliadinratio on color of crusts

图5 含不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例的制品外壳Fig.5 Crusts with different glutenin-gliadin ratio注:由左向右,麦谷蛋白与麦醇溶蛋白比例依次为(0.45∶1、0.60∶1、0.75∶1、0.90∶1、1.05∶1、1.20∶1)。

2.2.2 麦谷蛋白与麦醇溶蛋白对挂糊油炸猪肉片外壳水分和脂肪含量的影响 如图6所示,外壳中的水分含量随麦谷蛋白/麦醇溶蛋白的比例增加而上升,当比例在0.90时水分含量最高为13.06%,脂肪含量仅为18.83%。麦谷蛋白在油炸过程中扮演框架支撑的作用,通过二硫键致密的连接在一起,使框架变的牢固,醇溶蛋白不断填充在框架中得到稀释。若醇溶蛋白含量多,较易流动,谷蛋白没有发挥固定框架的作用,炸制品较易松散导致油脂浸入;若谷蛋白含量多,稳固的二硫键使的框架结构紧密,且醇溶蛋白发挥不了本质的作用,两者无法相互缔合,导致成膜性下降[33-34]。当麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例在0.90时,两者的相互作用有较好的成膜阻油性,炸制品的脂肪含量最低,水分含量高。

图6 不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例对制品外壳水分和脂肪含量的影响Fig.6 Effect of different glutenin-gliadin ratioon water and oil content of crusts

2.2.3 麦谷蛋白与醇溶蛋白对挂糊油炸猪肉片质构的影响 随麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例的逐渐增加,炸制品外壳硬度逐渐增大,脆性由高变低,这与麦谷蛋白性质有关[29]。麦谷蛋白和麦醇溶蛋白在制糊过程中吸水膨胀,彼此间通过二硫键的断裂和形成,以及非共价键和共价键的作用相互连接在一起,形成面筋,并通过高温蛋白质骤然变性,麦谷蛋白含量高的硬度增强。比例在0.45时,糊层较易松散薄弱易破裂,失去了麦谷蛋白的支撑作用,内部原料受到影响,与其它组相比肉片剪切力最大(P<0.05)。麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例在0.75～0.90范围内,肉质较嫩,这是因为麦醇溶蛋白与麦谷蛋白起到了协调作用,赋予面筋致密的网络起到了阻油的能力;比例超过0.90时,制品发硬,壳层出现凹凸不平,麦谷蛋白大量聚集,醇溶蛋白填充比例失调,导致更多油脂的浸入,失去口感。

表3 不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例对制品质构的影响Table 3 Effect of different glutenin-gliadinratio on texture of crusts

表4 不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例对制品感官评分的影响(分)Table 4 Effect of different glutenin-gliadin ratio on the sensory score of products(score)

2.2.4 麦谷蛋白与醇溶蛋白对挂糊油炸猪肉片外壳微观结构的影响 油炸食品具有松散的结构,对油脂的吸收影响较大。SEM观察不同组分配比下对油炸外壳微观结构的影响,如图7所示。麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例在0.45和0.60组织结构松散,油炸外壳水分蒸发量大,其外壳层结构松散且出现较大孔洞,表面粗糙;随比例的增加,水分蒸发开始减少,外壳结构变得紧密细致、气孔明显变小且均匀。麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例为1.05和1.20时,结构外壳纹理不均匀且较硬,壳层较厚,凸凹不平。

图7 含不同麦谷蛋白-麦醇溶蛋白比例的制品外壳的扫描电镜图Fig.7 SEM of crusts with different glutenin-gliadin ratio注:由a至f麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例依次为0.45∶1、0.60∶1、0.75∶1、0.90∶1、1.05∶1、1.20∶1。

2.2.5 麦谷蛋白与醇溶蛋白对挂糊油炸猪肉片外壳的感官品质影响 油炸制品感官评定结果由表4表明,从色泽得分来看,麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例0.90为和1.05时,色泽评分高,金黄的色泽能够给人带来愉悦的感觉。麦谷蛋白与麦醇溶蛋白配比在0.75、0.90以及1.05 时油炸香味浓郁,在比例为0.90时最好。从膨胀度看,随比例增加,制品表面逐渐趋于光滑,形状较规则,比例过高时,制品表面不再光滑。酥脆程度与外壳质构测定趋势大致相似。当麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例为0.90时,总体可接受度最高(其值为8.15分)。

3 结论

麦谷蛋白/麦醇溶蛋白能够影响糊粉的持水性、黏度和挂糊率,随麦谷蛋白/麦醇溶蛋白比例的增加,糊粉的持水性、黏度和挂糊率呈稳步上升趋势,超过0.90时又逐渐下降;当两者比例达到0.90时,持水率和挂糊率均最高。麦谷蛋白/麦醇溶蛋白的比例也影响制品外壳的色度、水分含量、脂肪含量及质构。综合各指标,麦谷蛋白与麦醇溶蛋白比例在0.90时,制品外壳具有较好的食用品质,水分含量为13.06%、脂肪含量为18.83%,呈现诱人的焦糖色,外壳硬度适中,肉嫩度高。