蛋白强化对鲜面条食用品质的改善

施悦，包玉龙，张文锦，陈舒涵，周鹏

(江南大学 食品学院，江苏 无锡,214122)

鲜面条是我国的传统食品，烹调快捷，食用方便。它的主要制作原料，小麦粉中赖氨酸含量较低，且经过精深加工，其中维生素和某些矿物质元素的损失较大[1]。鉴于此，研发营养强化面条，对于人群补充营养、预防疾病、保持健康具有重大意义[2]。

近年来，国内外学者尝试将大豆蛋白、绿豆蛋白等植物性蛋白以及鸡蛋蛋白等动物性蛋白加入面条进行蛋白强化，但很少有将乳清浓缩蛋白和牛奶浓缩蛋白加入面条中，开展新型营养强化面条的研究。乳清浓缩蛋白氨基酸比值系数比大豆分离蛋白高5.4%，营养价值高，利于人体吸收[3]。牛奶浓缩蛋白具有低乳糖高蛋白的特点，与牛乳原有的结构性质相似[4]。

本实验以小麦粉作为基料，分别添加相同比例的乳清浓缩蛋白(whey protein concentrate，WPC)、牛奶浓缩蛋白(milk protein concentrate， MPC)、大豆浓缩蛋白(soy protein concentrate， SPC)和豌豆浓缩蛋白(pea protein concentrate， PPC)制成面条，通过测定混合粉的糊化特性、粉质曲线和鲜面条的烹煮品质、质构品质以及感官品质，研究不同蛋白添加对面条品质的影响，以期筛选出感官良好、加工品质佳的新型蛋白强化面条。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

中筋小麦粉(粗蛋白约9.7%，湿面筋含量约31%),河南金苑粮油有限公司；牛奶浓缩蛋白粉，IDAHO有限公司；乳清浓缩蛋白粉,美国Agropur有限公司；豌豆浓缩蛋白粉、大豆浓缩蛋白粉,西安洁天生物工程有限公司。

1.2 仪器与设备

101-2A电热鼓风干燥箱，南京市长电器仪器厂；TCS-6台秤、PL-203型电子精密天平，梅特勒-托利多(上海)称量设备系统有限公司；RVA-TM型快速黏度仪，澳大利亚Newport公司；Brabender-E型粉质仪，德国Brabender公司；家用压面机，山东龙口市复兴机械有限公司；TA-XT plus质构仪，英国Stable Micro Systems公司；CR-400色彩色差计，科盛行(杭州)仪器有限公司；Hitachi TM3030扫描电子显微镜，日本Hitachi公司。

1.3 实验方法

1.3.1 蛋白-小麦混合粉特性分析

水分含量测定参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中第一法 直接干燥法；糊化特性参照LS/T 6101—2002《谷物粘度测定 快速黏度仪法》；粉质特性测定参照GB/T 14614—2006《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》；湿面筋含量测定参照GB/T 5506.2—2008《小麦和小麦粉 面筋含量 第1部分：水洗法测定湿面筋》。

1.3.2 样品制备

经预实验初步确定，蛋白粉添加比例为5%(质量分数，下同)时面条的感官接受度良好，过高的蛋白添加量将导致颗粒感增强以及异味出现。本实验为进行横向比较，将浓缩蛋白粉添加量统一定为5%。将4种浓缩蛋白粉添加至面粉中，按照粉质仪测定的混合粉吸水率52%称量用水，在水中加入1.5%食盐搅拌均匀。混合粉于和面机中以60 r/min转速和面15 min，在前5 min内用滴管逐滴加入食盐水。以不加蛋白粉的小麦面粉作为对照组。待料胚能够手握成团，轻轻搓揉仍能成为松散颗粒的形状即可。面团用保鲜膜包裹在室温下静置30 min熟化，在压面机2、1.5 mm压辊间距上各压2次，缩小至1 mm压辊间距压4次，直到面片厚度约1 mm，形成厚薄均匀、平整光滑的面带，切下一小片面片后，压成3 mm宽，1 mm厚，200 mm长的面条。

1.3.3 面条的蒸煮特性测定

1.3.3.1 最佳蒸煮时间测定

用1 000 W电磁炉烧水500 mL至沸腾，将鲜面条放入沸水中煮2 min后，每15 s检查面条中是否存在白核，直到白核消失以确定不同面条的最佳蒸煮时间。

1.3.3.2 干物质吸水率和蒸煮损失率的测定

称取约20 g鲜面条煮至最佳蒸煮时间后，用自来水冲洗10 s，滤纸沥干5 min后称重,并记录数据。将面汤转入500 mL容量瓶中定容，混匀后取50 mL面汤放入烧杯中,于105 ℃烘箱干燥至恒重，干物质吸水率和蒸煮损失率分别按公式(1)，(2)计算。

(1)

蒸煮损失率/%=

(2)

1.3.4 面条的质构性质

参考李俊华等[5]的实验方法将面条煮至最佳蒸煮时间，立刻捞出置于筛网上，用自来水冲洗10 s，滤纸沥干5 min后备用，面条特性在10 min内测定完毕。

1.3.4.1 全质构测试(texture profile analysis, TPA)测试

将4根面条均匀间隙并排放置于测试平台上，探头P2，测前速率和测后速率均为2.0 mm/s，测试速率为0.8 mm/s。压缩程度为70%，2次压缩停留间隙为10 s，数据采集速率为200 p/s，触发值为10 g。每组样品至少做6次平行实验。

1.3.4.2 拉伸测试

将面条样品缠绕固定在2个平行的摩擦轮之间，上面的轮子匀速地向上拉面条，直至面条断裂，每组样品至少做6次平行实验。探头A/SPR，测定速率为2.0 mm/s，返回速率10 mm/s，测试速率1 mm/s，拉伸距离为100 mm，数据采集速率为25 p/s。2个探头起始间距30 mm，触发值为5 g。

1.3.5 面条耐煮性测试

称取6份样品,每份样品为10 g面条,分别放入小型不锈钢漏篮中，将6个漏篮放至沸水中煮面5、6、7、8、9、10 min后，用自来水冲洗10 s，滤纸沥干5 min后称重记录数据，计算吸水率。

1.3.6 面条煮后黏结现象比较

称取约100 g面条样品煮至最佳蒸煮时间后，用自来水冲洗10 s，放置10、20以及40 min，用筷子挑起观察并拍照，比较不同面条的黏结现象。

1.3.7 面条微观结构观察

参考张剑等[6]的方法，将鲜面条冷冻干燥，自然掰断一小段，用导电胶带粘贴于样品台后，经离子溅射喷金后，置于扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)下对其表面和断面进行扫描观察，并不断放大观察样品的微观结构。

1.3.8 面条感官评定

参考GB/T 35875—2018《粮油检验 小麦粉面条加工品质评价》中的评分标准进行感官评定实验。对测试样品进行随机编号，将面条煮至最佳蒸煮时间，取出后用自来水冲洗10 s，置于盘中，由10人组成评价小组，年龄在21～30岁之间(6名女性和4名男性)，分别对面条的色泽、表观质地、表观黏性、韧性、软硬度、咀嚼黏性、光滑性和食味进行打分，参考石晓等[7]的方法计算出样品的感官评价总分。

1.4 数据分析

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

2 结果与分析

2.1 不同蛋白添加对面团黏度特性的影响

采用快速旋转式黏度测试仪(rapid visco analyzer, RVA)通过检测淀粉糊化过程中样品黏度的变化，实现对淀粉糊化特性的定性和定量分析[8]。本实验对添加不同浓缩蛋白粉的混合粉进行 RVA分析，结果见表1。与对照组相比，4种蛋白的添加均减低了混合粉的峰值黏度、最终黏度、回升值和衰减值，与刘成龙等[9]研究结果一致。淀粉糊化是黏度产生的主要原因，蛋白粉替代了部分小麦粉从而减少了淀粉含量，以致混合粉的峰值黏度和最终黏度降低[10]。峰值黏度与最低黏度的差值为衰减值，反映淀粉的热糊稳定性；最终黏度与最低黏度的差值为回生值，反映了淀粉的冷糊稳定性[11]。由表1可以看出混合粉的衰减值、回生值较对照组低，这表明蛋白添加可提高淀粉热糊和冷糊的稳定性。

表1 不同蛋白添加对面团黏度特性的影响Table 1 Effects of different proteins on viscocity characteristics of dough

注：同一列不同小写字母表示具有显著性差异(P<0.05)(下同)

2.2 不同蛋白添加对面团粉质特性的影响

粉质曲线是评价面团特性的重要指标之一，直观地反映出面团的稳定时间、弱化度等流变学特性，分析不同添加物对面团形成的影响[12]。对混合粉进行粉质实验，测定结果见表2。

表2 不同蛋白添加对面团粉质特性的影响Table 2 Effects of different protein on flour properties of dough

与对照组相比，WPC的添加使混合粉面团的吸水率减小，另外3种蛋白的添加均使面团的吸水率增大。蛋白添加使面团的稳定时间增加，弱化度减小，提高面团在加工过程中的稳定性以及耐揉程度。其中SPC对混合粉面团的稳定时间，弱化度影响最为显著，与郭波莉等[13]的研究结果一致。

2.3 不同蛋白添加对面条蒸煮品质的影响

干物质吸水率和蒸煮损失率是评价面条蒸煮特性的重要指标，本实验测定了添加不同蛋白的面条的干物质吸水率和蒸煮损失率，实验结果如表3。

表3 不同蛋白添加对面条蒸煮品质的影响Table 3 Effects of different proteins on thecooking quality of noodles

蛋白强化面条的吸水率较对照组下降，与王瑞红等[14]的研究结果一致。李俊华等[5]的研究表明面条吸水主要是淀粉的糊化吸水，煮制过程中，蛋白疏水基团暴露，使得面筋网络的吸水能力和持水能力下降。

蛋白强化面条的蒸煮损失较对照组有所增加。可能是由于蛋白粉中没有面筋蛋白，蛋白粉的添加使面筋网络遭到一定的破坏，混合粉中面筋也因蛋白粉的添加得到稀释，面筋网络形成不足，含量相对减少，面条的面筋网络束缚淀粉颗粒的能力下降，淀粉颗粒在蒸煮时易溶出，导致蒸煮损失率上升[15]。

2.4 不同蛋白添加对面条质构品质的影响

2.4.1 不同蛋白添加对面条质构的影响

TPA是客观评价面条品质的有效方法。刘颖等[16]研究表明，不同品种间煮熟面条的质构指标差异显著，硬度、弹性、黏结性、胶着性和咀嚼性均可反映品种间面条的质地结构差异，可作为评价面条结构特性的客观量化指标。由表4看出，4种蛋白添加均提高了面条的硬度、咀嚼性和回复性，且差异变化显著(P<0.05)。其中添加WPC影响最为显著，分别为硬度8179 g、咀嚼性6667、回复性0.41，较对照组分别提高了34.5%，35.3%，57.1%。结果表明，蛋白的添加可从总体上提高面条的质构特性。

表4 蛋白粉添加面条TPA测试结果Table 4 TPA results of protein added noodles

面条的抗张强度通常以面条被拉断时的最大拉伸阻力表示[17]。面条的抗张强度越大，表明面条的筋力越强，抗拉性能越好[18]。蛋白添加面条的拉伸测试结果如表5所示。添加量相同时，以WPC蛋白强化面条抗张强度最大，为27.6 g，较对照组增大了100%。SPC、MPC也增加了蛋白的抗张强度，与徐芬等[18]的研究结果一致。PPC的添加对面条抗张强度影响不显著。

2.5 不同蛋白添加对面条耐煮性的影响

中国小麦品种制作的面条耐煮性差，煮面时间过长后面条容易变软不筋道，表面黏性增加，面条黏稠，食用品质严重受到影响，进行耐煮性研究对改良中国面条的品质具有重要意义[19]。

表5 蛋白添加面条拉伸测试结果Table 5 Tensile test results of protein added noodles

由图1数据可知，随着煮制时间的延长,面条的吸水性逐渐增加。对照组在长时间煮制后面条的吸水率呈直线上升的趋势，显著高于蛋白强化组，耐煮特性较差。在煮制时间达到10 min时，添加WPC以及SPC的面条吸水率明显低于其他组，张艳等[20]认为在煮后面条质量增加越少，说明面条的吸水性越弱，在过度煮制后面条仍有一定的硬度和较低的黏性，说明耐煮性较好。

图1 添加不同蛋白对面条煮制时间延长下的吸水率的影响Fig.1 Effects of different protein on water absorption of noodles with prolonged cooking time

2.6 不同蛋白添加对面条煮后易黏结现象的影响

面条在烹煮后由于淀粉糊化，长时间放置容易黏结，本实验探究了不同蛋白添加对面条煮后长时间放置容易黏结现象的影响。由图2可知，对照组在放置10 min后已明显黏结，而蛋白强化组仍可用筷挑起单根面条。放置20 min后，除WPC和PPC蛋白强化组，另3组面条已明显黏结。PPC蛋白强化组虽根根分明，但在筷子将面条放回时面条会粘筷。放置40 min后，WPC蛋白强化组面条轻微黏结，另外4组面条均黏结成面块，其中对照组面条已弯曲变形，失去了面条原有的形态。

图2 面条长时间放置后黏性对比Fig.2 Consistency of noodles during storage after cooking

2.7 不同蛋白添加对面条微观结构的影响

面筋网络为彼此黏连的片层状结构，趋向于整体定向排列且有部分空洞。面条经过压延和干燥，内部的蛋白质形成一种丝状的网络结构粘附于淀粉颗粒表面，淀粉粒成圆形或椭圆形，游离或借助于蛋白质机制黏连在面筋蛋白网络上[21]。

观察图3和图4可知，对照组的面筋网络结构比较疏松，面条的均匀性较差，淀粉颗粒与面筋网络之间的间隙较多。WPC蛋白强化面条均匀性良好，淀粉颗粒被紧密包裹在面筋网络之中，彼此之间联系紧密，空隙较少，WPC对面条的微观结构起到了明显的改善作用。

图3 添加不同蛋白的面条表面的SEM图Fig.3 SEM image of noodle surface with different protein added

图4 添加不同蛋白的面条断面的SEM图Fig.4 SEM image of noodle fracture surface with different protein added

2.8 不同蛋白添加对面条感官品质的影响

感官评定最接近消费者的实感，可对样品进行整体评价，面条口感的优劣是评价面条品质的决定因素[9]。如表6所示，浓缩蛋白粉的添加，显著提高了面条的硬度和韧性评分，降低了面条咀嚼黏性，对面条的弹性、食味影响不显著。WPC强化面条感评总分最高，MPC强化面条次之，而SPC以及PPC强化面条感官总分最低，因为这2组样品食用口感粗糙且有令人不悦的豆腥味。

表6 蛋白强化面条感官评分Table 6 Sensory score of protein fortified noodles noodles

3 结论与展望

蛋白的添加对混合面团的黏度特性以及粉质特性有所影响。蛋白的添加减小了混合粉的峰值黏度、最终黏度、衰减值以及回生值，使面团的稳定时间增加，弱化度减小。蛋白强化面条的干物质吸水率较对照组减小，蒸煮损失率略微增加。蛋白的添加改善了面条的耐煮性，WPC以及SPC蛋白强化面条在过度煮制后面条仍能保持较好的形态，耐煮性好。

WPC蛋白强化面条煮后长时间放置不易黏结。蛋白的添加提高面条的硬度、咀嚼性、回复性和抗拉特性，WPC蛋白强化面条的抗张强度显著大于其他蛋白强化组。结合SEM观察结果，WPC蛋白强化面条表面均匀，淀粉颗粒与面筋网络结合较为紧密，孔隙率较小。感官评定结果显示，WPC的添加显著提高了面条的硬度和韧性，感官总分最高。综上，可初步认为WPC相较于MPC、PPC、SPC，更加用于面条蛋白强化。

本论文为面条蛋白强化提供了新思路，可为高营养、高蛋白面条的生产提供一定的理论指导，也可为后续添加果蔬粉或其他营养成分等产品奠定基础。不同蛋白不同的添加比例可能对面条产生不同的影响，后续将对此进行详细和系统的研究，对蛋白的添加可改善面条耐煮性以及煮后放置黏结性评分高的机理进行深入研究与分析，以期获得高营养价值、感官以及加工品质良好的新型蛋白强化面条。