小麦低聚肽对大豆营养棒储藏品质的影响

马天娇，郝利民*，钱平*，邵剑钢

（1.军事科学院军需工程技术研究所，北京100010；2.海军勤务学院，天津300450）

大豆营养棒是一类富含蛋白质的食物棒，含有大量的不饱和脂肪酸、多种微量元素、维生素及优质蛋白质，由于大豆营养棒营养丰富、货架期长、便于携带，不仅可以作为军用、航天和急救食品，还可作为休闲和运动营养食品。

小麦低聚肽是一种将小麦蛋白粉中提取的蛋白质经过定向酶切及特定小麦分离技术获得的分子量在1 000 Da左右的肽段[1]。它具有成本低、水溶性好、易吸收、生物活性强、加工性能好的特点。2012年，中华人民共和国卫生部发布公告：批准中长链脂肪酸食用油和小麦低聚肽作为新资源食品。国内外大量的研究结果证明，小麦低聚肽具有降血压、降低胆固醇作用，同时具备免疫调节、抗氧化等多种生物活性[2]。于兰兰等[3]研究发现，小麦低聚肽能提高急性酒精中毒小鼠体内抗氧化能力，对小鼠急性酒精性肝损伤具有一定的保护作用。钱平等[4]发现高剂量小麦低聚肽对力竭游泳运动大鼠具有较好的抗疲劳活性。袁媛等[5]通过细胞免疫功能、体液免疫功能、NK细胞活性测试实验，得出小麦低聚肽固体饮料具有一定的增强免疫功能的结论。刘文颖等[6]通过观察灌胃小麦低聚肽和谷氨酰胺对非甾体类药物（nonsteroidal antiinflammatory drugs，NSAIDs）致大鼠胃肠黏膜损伤的保护作用，得出小麦低聚肽可以有效减少大鼠胃肠黏膜损伤的结论。

营养棒在长时间存放的情况下，会出现硬度增加、品质劣变的现象，影响食用口感。耿战辉等[7]采用正交设计法优化配方，制备软硬适中且常温（25℃）下能安全贮存24个月的即食棒。王明礼等[8]论述了高蛋白营养棒储藏期间组分变化、分子迁移和蛋白聚集对硬度的影响及其机理的研究进展，同时总结了通过降低分子迁移和抑制美拉德反应等途径对改善硬度变化的作用。郭睿等[9]研究了大豆蛋白添加量对焙烤食品质构的影响，结果表明，高水分活度大豆肽可明显改善高蛋白焙烤食品的质构，弱化硬度，增加产品的回复性，改善口感。陆乃彦等[10]研究了小分子迁移及其对储藏初期硬化的影响，结果表明，小分子迁移是高蛋白营养棒储藏初期迅速硬化的重要原因。

本文将不同质量分数的小麦低聚肽添加至大豆营养棒中，在55℃下储藏，通过加速试验，研究其不同添加量对大豆营养棒储藏品质的影响，以期为开发具有功能性的大豆营养棒提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

葡萄干、果脯、白砂糖、棕榈油、鸡蛋液：益海嘉里（兖州）粮油工业有限公司；大豆粉：徐州维维食品饮料股份有限公司；小麦低聚肽：浙江海氏生物科技有限公司；铝塑复合袋：德州诚达精彩印务有限公司；石油醚（分析纯）：天津大茂化学试剂厂。

ME103E/02电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；HH-6恒温水浴锅：苏州威尔实验用品有限公司；LHS-250SC恒温恒湿箱：希斯百瑞仪器有限公司；DZ-400型单室真空包装机：温州市华侨包装机械厂；Kjectec2300型旋转蒸发仪：德国海道夫公司；KMM710型搅拌机：东莞德龙健伍电器有限公司；SEZ-2L电烤箱：珠海三麦机械有限公司；CR-400色彩色差计：杭州祥盛科技有限分公司；CH-8853 Lab－Swift-aw水分活度仪：北京盛达骏业科技有限公司；TA.XT.plus质构仪：美国稳定微系统公司。

1.2 试验方法

1.2.1 大豆营养棒的制备

大豆营养棒的配方如表1。

表1 大豆营养棒的配方Table 1 Formula of soybean nutrition bar

1.2.1.1 工艺流程

准备原料→称量→混合→成型→烘烤→包装

1.2.1.2 操作要点

1）称量、混合：棕榈油、白砂糖用搅拌机混合均匀后，将鸡蛋液加入并用搅拌机混合均匀，放入果脯，搅拌机调至3档将原料搅拌均匀，再加入大豆粉轻微搅拌，至混合物软硬适中即可。

2）成型：30 g为一个面团单位，将面团放入成型器中挤压成型。

3）焙烤：将成型后的面块均匀摆放于烤盘，焙烤26 min，上火160℃，下火160℃。

1.2.2 建立大豆营养棒模型体系

设空白组和试验组。空白组为未添加小麦低聚肽的大豆营养棒，试验组为不同小麦低聚肽添加量（1%、3%、5%）的大豆营养棒。具体添加方法：取一定量的小麦低聚肽加入水中，混合摇匀。大豆营养棒的保质期加速试验参考T/CNFIA 001—2017《食品保质期通用指南》。

1.2.3 酸价和过氧化值的测定

称取大豆营养棒样品250 g研碎，置于500 mL具塞广口瓶中，加适量石油醚，浸泡样品，放置过夜，用快速滤纸过滤后，减压挥发回收溶剂，得到油脂分别采用GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》和GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》规定的方法测定过氧化值和酸价。

1.2.4 色度的测定

色泽采用色彩色差计测量，用设备自带的标准白瓷瓦片作为空白对照。去除样品包装，用粉碎机轻微粉碎，均匀铺放于样品盘中，色彩色差计选择L*a*b*彩色空间和绝对/色差显示，光源垂直照射样品表面，记录 L*、a*、b*的值。L*表示明度，为 0～100 的数值；a*表示红绿度，-a*为绿，+a*为红；b*表示黄蓝度，-b*为蓝，+b*为黄。

1.2.5 质构的测定

采用质构仪测定大豆营养棒的硬度，采用质构仪质地多面分析（texture profile analysis，TPA）测试模式，选用A/LKB-F探头，分别测定两个配方大豆营养棒的硬度值。各个阶段的每包营养棒（含3根）不作处理，分别测定每根营养棒中间和两侧的硬度值，每个阶段每种配方取9个数值，取9个数据的平均值作为该阶段大豆营养棒的硬度值。设置质构仪基本测试条件为模式：下压；操作：返回开始；测前速度：1.0 mm/s、测试速度：2.0 mm/s、测后速度：10.0 mm/s、测试高度：30 mm、触发力：5.0 g；数据获取率：200 pps。

1.2.6 水分活度的测定

使用水分活度仪进行水分活度的测定。首先将粉碎后的样品平铺于PS-40取样杯中，而后放入WP-40测量舱中，盖上HC2-AW水活型探头进行测定，待显示器上温度与水分活度均稳定后记录水分活度示数，平行3次。

2 结果与分析

2.1 小麦低聚肽对大豆营养棒酸价的影响

小麦低聚肽对大豆营养棒酸价的影响见图1。

图1 小麦低聚肽对大豆营养棒酸价的影响Fig.1 Effect of wheat oligopeptides on acid value of soybean nutrition stick

由图1可知，随着储藏时间的延长，大豆营养棒的酸价不断上升。在前21 d随着小麦低聚肽添加量的增加，酸价值基本保持不变，21 d后，大豆营养棒的酸价呈下降趋势，小麦低聚肽添加量为5%的大豆营养棒酸价最低、储存稳定性最强、效果最好。

2.2 小麦低聚肽对大豆营养棒过氧化值的影响

小麦低聚肽对大豆营养棒过氧化值的影响见图2。

图2 小麦低聚肽对大豆营养棒过氧化值的影响Fig.2 Effect of wheat oligopeptides on the peroxide value of soybean nutrition stick

由图2可知，随着储藏时间的延长，大豆营养棒的过氧化值均呈上升趋势，小麦低聚肽添加量越多，大豆营养棒的过氧化值越低，小麦低聚肽添加量为3%时，营养棒过氧化值最低（与5%无差异）。说明小麦低聚肽的添加，可以延缓营养棒中油脂被氧化。

由图1、图2可知，在55℃储藏过程中，大豆营养棒会发生油脂氧化反应，引起过氧化值和酸价的变化，随着时间的推移，大豆营养棒的过氧化值和酸价不断升高，其含有较高的糖分、油脂、多肽和蛋白质，储存过程中品质逐渐劣化。在55℃储藏条件下，相同储藏时间，小麦低聚肽的添加，对大豆营养棒油脂过氧化反应存在一定程度的抑制作用，从而改善大豆营养棒的储存品质。

2.3 小麦低聚肽对大豆营养棒色度的影响

小麦低聚肽对大豆营养棒色度的影响见图3。

图3 小麦低聚肽对大豆营养棒色度的影响Fig.3 Effect of wheat oligopeptides on the color of soybean nutrition stick

在55℃储藏过程中，随着储藏时间的延长，大豆营养棒体系的L*值逐渐降低，红度不断升高，黄度不断下降，颜色逐渐加深。储藏过程中大豆营养棒色泽各指标L*、a*、b*的相应变化与大豆营养棒的感官颜色由淡黄色逐渐变成深褐色甚至黑色的变化一致。这一现象可能是大豆营养棒储藏中美拉德反应产物累积导致的[11]。

样品的亮度随小麦低聚肽添加量的增加而逐渐变暗，添加量越大，亮度值越低；红度随小麦低聚肽添加量的增加而逐渐变红，添加量越大，红度值越大；黄度随小麦低聚肽添加量的增加而逐渐变小，添加量越大，黄度值越小。小麦低聚肽的添加，增加了营养棒的亮度、红度，降低了产品的黄度。

2.4 小麦低聚肽对大豆营养棒硬度的影响

小麦低聚肽对大豆营养棒硬度的影响见图4。

图4 小麦低聚肽对大豆营养棒硬度的影响Fig.4 Effect of wheat oligopeptides on the hardness of soybean nutrition stick

由图4可知，在55℃储藏初期，不同小麦低聚肽添加量的大豆营养棒的硬度随储藏时间的延长逐渐增加。因为在储藏初期，由于大豆营养棒内部存在水分活度差异，水分会逐渐从高水分活度连续相，向低水分活度迁移，使连续相中水分减少，导致营养棒硬度增加[12-13]。未添加小麦低聚肽的大豆营养棒在储藏过程中，硬度值整体呈增大的趋势，原因可能是营养棒在长期储藏过程中，可能发生美拉德反应，使蛋白质分子糖基化，产生不溶性聚集体，导致营养棒硬化[14]。最初，试验组大豆营养棒的硬度高于对照组，随着储藏时间的延长，试验组大豆营养棒的硬度呈现先增加后降低的趋势，在储藏时间为21 d时，硬度达到最大值。当储藏时间为35 d时，试验组的硬度低于对照组。小麦低聚肽作为蛋白质的水解物质，在不同的pH值和温度下都具有更高的溶解度，水解蛋白和其它蛋白混合使用比单一蛋白体系能更好地控制硬度的变化[15]。

综上所述，加入小麦低聚肽可以在一定程度上改善焙烤食品储藏期间变硬的情况，随着小麦低聚肽添加量的增加，大豆营养棒表现出硬度指标的降低，质构得到了改善，因而小麦低聚肽可以作为一种较优选的改善大豆营养棒品质的添加剂。

2.5 小麦低聚肽对大豆营养棒水分活度的影响

大豆营养棒在储藏期间的水分活度变化见图5。

图5 小麦低聚肽对大豆营养棒水分活度的影响Fig.5 Effect of wheat oligopeptides on the water activity of soybean nutrition stick

试验组和对照组营养棒的水分活度均保持在0.52～0.64，微生物的生长与繁殖受到抑制[12]。试验组的水分活度低于对照组，原因可能为当小麦低聚肽作为水解蛋白添加到营养棒中，完整蛋白与水解蛋白配合使用时，水解蛋白由于具有较高的吸湿性以及较低的玻璃态转变温度，能够在液相中吸收更多的水分，减缓了不同相之间的分离，保持了柔软的质地，延长了产品的货架期[16-17]。随着储藏时间的延长，水分活度呈现先降低后增加再降低的趋势，从图5中看出，不同添加量小麦低聚肽的大豆营养棒的水分活度在前7 d呈下降趋势，这可能是营养棒在储藏初期，其表面水分较多，且和大豆粉混合较均匀，而其内部水分较少。储藏初期水分子向蛋白颗粒内部迁移，与内部蛋白相结合，从而导致游离水分子减少，水分活度降低。而在储藏中期，水分活度呈增加趋势，可能是因为发生了美拉德反应产生水分，导致水分活度增大；储藏后期，水分活度呈下降趋势，营养棒虽用铝箔复合袋密封，但也会有一部分水分从样品中蒸发使水分含量减少、水分活度降低[18]。食品中水分的含量、分布及状态对质地、风味以及储藏稳定性有很大影响[19-20]。

3 结论

在55℃储藏条件下，小麦低聚肽的添加在储藏初期会使大豆营养棒硬度增加，但是随着储藏时间的延长，会降低产品的硬度，对营养棒的质构有一定改善作用；小麦低聚肽可以在一定程度上抑制大豆营养棒的油脂过氧化；在55℃的储藏过程中，小麦低聚肽与还原糖发生美拉德反应，使营养棒颜色加深，小麦低聚肽会降低营养棒水分活度，延长大豆营养棒的保质期。研究结果表明，加入小麦低聚肽对大豆营养棒的品质有一定的改善作用，可为下一步开发出具有功能性的大豆营养棒提供理论依据。