不同来源明胶对面团质构特性的影响

姜艳敏，丁长河*，庸菁喆

1. 河南工业大学粮油食品学院（郑州 450001）；2. 河南雅奇明胶有限公司（郑州 450006）

明胶是通过胶原蛋白的部分水解获得的可溶性蛋白质[1]。近年来，明胶在食品[2]、化妆品[3]、照相、医药[4]等领域中广泛应用。工业产品中使用明胶大多是从哺乳动物来源（牛和猪）获得，来自哺乳动物来源的明胶由于它们引起的过敏反应，以及如绵羊和山羊痒病、牛海绵状脑病（疯牛病）、口蹄疫和其他人畜共患病等传染性疾病的风险而面临问题[4]。此外，某些宗教禁止使用牛和猪产品。因此近年来，来自鱼类废物的明胶的生产受到关注[5]。明胶具有较低的转移病原体的风险，这些产品也不反驳任何宗教敏感性。因此，从伦理和宗教的角度来看，鱼明胶被推广为更好地替代由奶牛和猪制成的传统明胶产品[6]。

有研究表明，明胶可以改善食品的弹性、持水能力及稳定性[7]，但明胶应用于面制品中的相关研究甚少。因此，试验通过TPA质构分析的方法，研究不同来源明胶及其添加量对面团质构特性的影响，为明胶在成品中的研究提供理论基础，加深明胶在食品行业中的开发与利用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

明胶（河南雅奇明胶有限公司）；蛋糕用小麦粉（中裕食品有限公司）；新良面包粉（新乡市新良粮油加工有限公司）；金龙鱼多用途麦芯小麦粉（益海嘉里粮油工业有限公司）；高活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）。

表1 试验材料

1.2 仪器与设备

质构仪（TA.XT plus，英国Stable Micro System公司）；厨师机（HM790，海氏电器有限公司）；醒发箱（DNP-905a，上海精宏实验设备有限公司）；电热恒温水浴锅（DK-98-II，天津市泰斯特仪器有限公司）；电子分析天平（JY5002，上海舜宇恒平科学仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 原料面粉的基本理化性质的测定

水分、蛋白质、灰分、脂肪、湿面筋含量等测定分别参照GB/T 5009.3—2016《食品中水分的测定》、GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》、GB 5009.4—2016《食品中蛋白质的测定》、GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》、GB/T 5506.1—2008《小麦和小麦粉 面筋含量 第1部分：手洗法测定湿面筋》。

1.3.2 面团的流变学特性的测定

面团的粉质和拉伸特性分别参照GB/T 14614—2019《小麦粉面团流变学特性测定 粉质仪法》、GB/T 14615—2019《小麦粉面团流变学特性测定 拉伸仪法》等进行面团的流变学特性的测定。

1.3.3 不同来源明胶对高、中、低3种面团质构的影响

将牛皮明胶、鱼皮明胶及牛骨胶原明胶均按照3%，2%和1%添加量分别加到高、中、低3种面粉中，未添加明胶的面粉作为空白对照。

1.3.4 明胶添加量对高、中、低3种面团质构的影响

通过筛选不同来源的明胶对3种面团质构特性的影响，按照筛选结果设计添加量及明胶种类：向高筋粉中分别添加牛皮明胶、鱼皮明胶，添加量依次为0，0.25%，0.75%，1.00%，1.25%和1.50%，未添加明胶的面粉作为空白对照；向中筋粉中添加鱼皮明胶，添加量依次为0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和2.5%，未添加明胶的面粉作为空白对照。

1.3.5 面团的制备

将明胶粉加入适量水于烧杯中，在恒温水浴锅内充分溶解。取100 g面粉，先加入提前溶解好的明胶粉，然后加入高活性干酵母（37 ℃下用温水活化）和适量水混合均匀，通过厨师机（HM790）进行低速搅拌2～3 min，中速搅拌3 min后至面团表面光滑不粘手为止。和面后将面团放置在醒发箱中（温度35 ℃、湿度75 ℃）醒发45 min。将醒发好的面团用于质构分析，同时做空白对照。未发酵面团的制备是和面后直接进行质构分析，不做醒发处理。

1.3.6 面团的质构分析[8]

将制备好的面团制成高2 cm，直径5 cm圆柱体，采用质构仪对面团进行TPA的测定，测试参数：探头P/36R，测试前、中、后速度分别为2，1和10 mm/s，压缩率40%，引发类型为自动，时间间隔5 s，触发力5.0 g，数据采集速率200次/s，每个样品重复测定3次。

1.4 数据分析

采用Excel 2010、IBM SPSS Statistics 20、Origin 2017软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 原料面粉的基本理化性质的测定

分析小麦粉的基本理化指标，可以更充分了解该原料的基本属性。研究表明[9]，灰分含量会影响面制品的色泽，并且与面团及制品的白度呈反比。水分影响面团的吸水性，从而影响面团空间网络结构的形成。蛋白质及湿面筋含量对面制品的品质存在一定影响[10]。从表2可以得到，3种面粉的基本理化指标均存在显著的差异。其中，以高筋粉的各指标为最优，中筋粉次之，低筋粉较好。

表2 原料小麦粉基本组分的测定

2.2 面团的流变学特性的测定

小麦粉是制作面团的基础，通过测定小麦粉的粉质和拉伸特性，可以很好地判断所用面粉筋力的大小以及适用范围[11]。从表3可以看出，高筋粉面团的吸水率、稳定时间等均显著高于低筋粉和中筋粉，而面团的吸水率及稳定时间越大，则小麦粉的面筋蛋白含量越多，同时面团的稳定性也越好[12]，表明高筋粉蛋白质含量高，筋力强，适合用作面包等烘焙制品。低筋粉面团的弱化度显著大于高筋粉和中筋粉，所以低筋粉的筋力较弱，由于面团的弱化度等与面制品的品质呈显著相关[13]，因此低筋粉适合用作饼干、蛋挞等糕点类制品。中筋粉面团的吸水率、稳定时间、弱化度等指标均在高筋粉和低筋粉之间，表明中筋粉的面筋筋力适中，并且其各指标均符合SB/T 10139—93馒头用小麦粉中的规定，因此适合用作馒头的原料粉。高筋粉的拉伸特性各指标均明显大于低筋粉和中筋粉，中筋粉的拉伸阻力小于低筋粉，延伸度却大于低筋粉，因此综合拉伸阻力和延伸度的指标而得到的拉伸比例在2种面粉之间存在差异[14]。综合面粉的粉质和拉伸特性的测定得出，高筋粉的筋力强，耐揉混，综合评价高；中筋粉次之，低筋粉的各项指标均符合GB/T 17320—2013中小麦品种品质分类标准。

表3 面团的流变学特性的测定

2.3 不同来源明胶对3种面团质构特性的影响

如图1所示，3种明胶对低筋粉未发酵面团质构而言，3种明胶的质构各指标与空白组之间均存在显著性差异（p＜0.05），3种明胶对面团的质构特性有显著影响。其中，鱼皮明胶的硬度与另外2种明胶之间存在显著减小的差异（p＜0.05）。黏聚性和回复性2个指标也与另外2种明胶存在显著性增大差异，表明鱼皮明胶的内部作用力较哺乳动物大，能与面粉充分粘合，有利于面筋网络结构的形成，而使面团的硬度下降，黏聚性和回复性增大的现象，鱼皮明胶可使食品具有很好嚼劲和口感，在食品工业中有很大发展前景[15]。对于低筋粉未发酵面团而言，鱼皮明胶对面团质构的各指标影响较好，因此选择鱼皮明胶进行低筋粉未发酵面团添加量的试验。

如图2所示，3种明胶对中筋粉未发酵面团的影响中，硬度、胶着性及咀嚼性与空白组相比存在显著性增大（p＜0.05），并且鱼皮明胶与牛皮及牛骨明胶之间存在显著性减小差异（p＜0.05），可见鱼皮明胶在面筋网络形成过程中对面团的影响较大。对于面团的弹性、黏聚性及回复性3个指标而言，3种明胶与对照组之间存在显著性差异（p＜0.05），但组与组之间不存在差异影响。因此，选择鱼皮明胶进行中筋粉未发酵面团添加量的质构试验。

图1 不同来源的明胶对低筋粉未发酵面团的影响

图2 不同来源的明胶对中筋粉未发酵面团的影响

如图3所示，3种明胶对高筋粉未发酵面团的硬度、胶着性和回复性指标与空白组之间存在显著性差异（p＜0.05），但牛皮明胶与鱼皮明胶两者之间无明显差异，而牛骨明胶与牛皮和鱼皮明胶之间呈现显著增大的差异（p＜0.05）。弹性、黏聚性及回复性指标在3种明胶与空白组之间无显著性差异（p＞0.05）。这可能是由于明胶分子链上存在很多亲水基团，在面团形成过程中与淀粉竞争吸水量，不利于面团吸水膨胀及面筋网络结构的形成，导致加入明胶之后对未发酵面团面筋网络结构的形成影响不明显。因此，选择牛皮和鱼皮2种明胶进行高筋粉未发酵面团添加量的试验。

图3 不同来源的明胶对高筋粉未发酵面团的影响

2.4 明胶添加量对3种面团质构特性的影响

如图4所示，随着鱼皮明胶添加量逐渐增大，低筋粉未发酵面团的硬度、胶着性及咀嚼性趋势变化基本一致，均呈现先逐渐上升然后又下降趋势。添加量3%时，面团的硬度、胶着性、咀嚼性及弹性均达到最大值，之后又不断减小。添加量2%和4%时面团的硬度、胶着性和咀嚼性与空白组相比具有显著增大的差异（p＜0.05），但两者之间无显著性差异（p＞ 0.05）。低筋粉未发酵面团的黏聚性和回复性随着添加量增大均呈现逐渐增大趋势，添加量4%时，面团的黏聚性和回复性与添加量2%时存在显著增大的差异（p＜0.05），并且与空白组也存在这种关系。综合鱼皮明胶对低筋粉未发酵面团质构特性的影响，得出对于低筋粉未发酵面团，鱼皮明胶最适添加量为4%。

图4 鱼皮明胶对低筋粉未发酵面团质构的影响

鱼皮明胶对中筋粉未发酵面团质构的影响如图5所示，面团的硬度、胶着性、咀嚼性、弹性、黏聚性及回复性随着添加量增大均呈现显著增大趋势（p＜ 0.05），添加量1%～4%时，面团的硬度和弹性之间无显著性差异；但添加量1%时，面团的胶着性及咀嚼性与空白组之间呈现显著性差异，与其他添加量之间呈现显著减小差异（p＜0.05）。添加量4%时，面团的黏聚性及回复性达到最大值，但此时对应的面团的胶着性和咀嚼性与添加量1%时相比，存在显著增大的差异（p＜0.05）。综合鱼皮明胶对中筋粉未发酵面团质构特性的影响，选择最适添加量1%。

图5 鱼皮明胶对中筋粉未发酵面团质构的影响

由图6可知，高筋粉未发酵面团随着牛皮明胶添加量增大，面团的硬度、胶着性及咀嚼性呈现显著降低的趋势（p＜0.05）。添加量0时，面团的硬度、胶着性及咀嚼性最大，添加量0.5%，1.0%和1.5%时无显著性差异，添加量2.0%时面团的硬度、胶着性及咀嚼性较大。面团的黏聚性及回复性变化趋势基本一致。面团的黏聚性随着添加量逐渐增大而出现先增大后减小趋势。添加量0.5%时，面团的黏聚性较小，添加量1.0%时达到最大值，此时与添加量0.5%时相比，表现为显著增大，添加量1.5%和2.0%时，面团的黏聚性又逐渐减小，并且两者之间无显著性差异。面团的弹性和回复性随着添加量增加与空白组相比无显著性差异（p＞0.05）。因此，选择牛皮明胶添加量1%作为高筋粉未发酵面团的最适添加量。

鱼皮明胶对高筋粉未发酵面团质构的影响如图7所示，随着鱼皮明胶添加量增加，面团的硬度、胶着性及咀嚼性呈现显著减小趋势（p＜0.05），添加量0时，面团的硬度、胶着性及咀嚼性达到最大值，添加量0.5%～2.0%，各指标显著降低，并且无明显差异。面团的黏聚性和回复性与空白组相比随着添加量增大无显著性差异，但添加量1.0%时达到最大值。面团的弹性随着添加量增大呈现曲折下降趋势，添加量0.5%时显著降低，添加量1.5%时达到最大值，但此时面团的黏聚性和咀嚼性呈现减小趋势，添加量2%时又逐渐下降。因此，高筋粉未发酵面团鱼皮明胶的最适添加量为1%。

图6 牛皮明胶对高筋粉未发酵面团质构的影响

图7 鱼皮明胶对高筋粉未发酵面团质构的影响

3 结论

比较不同来源的明胶对3种未发酵面团质构特性的影响：低筋粉未发酵面团鱼皮明胶的最适添加量为4%；中筋粉未发酵面团鱼皮明胶的最适添加量为1%；高筋粉未发酵面团筛选出的明胶是牛皮和鱼皮2种明胶，其最适添加量均为1%。结果表明，添加明胶可改善面团的质构特性，不同来源明胶对面团质构特性的影响存在差异，其中在与未添加明胶的面团相比，鱼皮来源的明胶对面团的硬度、胶着性及咀嚼性存在减小的影响，哺乳动物来源的明胶对面团质构指标的弹性、黏聚性及回复性存在增大的影响。