大蒜多糖对面制品介观形态、游离巯基及品质的影响

刘珈铭，毛金蓉，尚玉婷，李茜，2*，张民，2，3*

（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300392；2.天农农产品加工中外联合研究中心，天津 300392；3.天津科技大学省部共建食品营养与安全国家重点实验室，天津 300457）

大蒜为百合科葱属植物，因其具有良好的理化特性和多种生理活性而受到广泛关注[1-5]。研究表明，大蒜含有200多种有益成分，包括蒜氨酸、蒜氨酸酶、蒜素等有机含硫化合物、糖类（低聚糖、多糖和果糖残基等）、氨基酸、少量的脂类、蛋白质、维生素等[6]。大蒜多糖约占大蒜鲜重的20%～30%，是一种水溶性多糖，也是大蒜中的重要活性成分。目前有关大蒜多糖的应用特性研究较少[7]，不利于大蒜产品的开发。基于此，本论文对比研究了不同大蒜中的多糖提取物对面团游离巯基和介观形貌的影响，并进一步研究了其对面条质构和感官特性的影响，以期为大蒜多糖产品的开发提供理论基础和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

云南独头蒜、天津宝坻紫皮蒜、山东苍山四六瓣杂交大蒜：市售。

无水乙醇（分析纯）、浓硫酸（分析纯）：天津市江天化工技术有限公司；葡聚糖标准品（分析纯）、蛋白定量分析试剂盒（生物制剂）：美国Sigma公司；Ellman's试剂（生化试剂）、Tris-HCl缓冲液（生化试剂）：北京Solarbio公司。小麦粉（食品级）：天津市中粮利津粮油有限公司。

1.2 仪器与设备

自动部份收集器（BS-100A）：上海沪西分析仪器厂有限公司；电热恒温水浴锅（HWS-28）：上海一恒科学仪器有限公司；和面仪（Mixograph）：美国国家公司；拉伸仪（TA-XT plus）：英国稳定微系统公司；手持色差仪（NR60CP）：深圳市三恩时科技有限公司；面条机（FKM-160）：永康市富康电器有限公司；电陶炉（C22-CS01）：浙江苏泊尔股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 大蒜多糖的提取与纯化

分别称取去皮后的云南独头蒜（single clove garlic，SG）、天津宝坻紫皮蒜（purple garlic，PG）和山东苍山杂交四六瓣大蒜（Cangshan hybrid garlic，HG）按照实验室前期方法[8]制备得到3种大蒜粗多糖（supernatant's oligosaccharides，SOS）。

聚酰胺柱色谱脱蛋白：每毫升聚酰胺上样400 mg（20 mL）大蒜粗多糖，流动相为蒸馏水，流速3 mL/min，洗脱体积为3倍柱体积[9]。分别收集3种大蒜粗多糖的洗脱液，抽滤，真空浓缩，蒸馏水透析，冷冻干燥，得3种大蒜多糖（SGSOS、HGSOS、PGSOS）打浆后上清液中提取的低聚糖）。苯酚-硫酸法测定洗脱前后样品的总糖含量，考马斯亮蓝（G-250）法测定洗脱前后样品的蛋白含量，分别计算3种大蒜多糖的提取得率、总糖含量和蛋白含量。

1.3.2 大蒜多糖对面团介观形貌和游离巯基的影响

1.3.2.1 大蒜多糖对面团介观形态的影响

50 g小麦粉中分别添加小麦粉质量0%、3%、5%、7%和10%的大蒜多糖和25 mL水，用和面仪以50 r/min的速度揉制面团5 min，25℃静置10 min。制备好的面团样品以液氮速冻，冷冻干燥得待测样品。

取大小和形状合适的样品，粘贴于实验载物台上，喷金（厚度10 mm～20 mm），扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）观察面团样品横断面的形貌（放大倍数分别为 500×、1 000×、10 000×）。

1.3.2.2 大蒜多糖对面团游离巯基含量的影响

称取30 mg冷冻干燥的面团样品，采用Ellman's试剂分析法测定面团中游离巯基的含量[10]。

1.3.3 大蒜多糖对面条质构及感官特性的影响

1.3.3.1 面条制作

称取50 g小麦粉与一定量的大蒜多糖（添加量分别为小麦粉质量的0%、3%、5%、7%和10%）混合，按水粉比1∶2（mL/g）的比例缓慢加入和面机中和面，面团在密闭容器内（25℃）静置熟化10 min，面条机反复碾压，制成面条（1.5 mm×2 mm×10 cm），备用。

1.3.3.2 面条拉伸特性测定

使用配有A/NPT拉伸探头的TA-XT plus质构仪，对新鲜制备的生鲜面的拉伸特性进行测定[11]。测试条件：速度为2.0 mm/s，力为100.0 g，位移为150.00 mm，应变为10%，测定温度为25℃。记录力-距离-变形曲线，并分析抗拉伸阻力（g）和延展位移（mm）。

1.3.3.3 面条蒸煮特性的测定

称取5.00 g面条，置于500 mL煮沸的蒸馏水中，保持微沸5 min。参照GB/T 40636—2021《挂面》的方法测定面条的干物质损失率和吸水率[12]。

1.3.3.4 面条色差值的测定

采用手持色差计测定面条的色泽，记录L*值（亮度指数，-方向代表变暗，+方向代表变亮）、a*值（红绿值，+方向表示红色增加，-方向表示绿色增加）、b*值（蓝黄值，+方向表示黄色增加，-方向表示蓝色增加）的变化。

1.3.3.5 感官评价

参照GB/T 25005—2010《感官分析方便面感官评价方法》和QB/T 5472—2020《生湿面制品》所述方法，将面条置于500 mL煮沸的蒸馏水中，保持微沸5 min。感官评分采用百分制计分，见表1，由10名感官鉴评员完成。

表1 感官评定标准Table 1 Sensory assessment criteria

1.4 数据处理

所有试验均重复3次，数据以平均值±标准差表示，采用SPSS 16.0 Duncans测试程序对试验数据进行多重比较检验，显著水平为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 大蒜多糖的提取得率和组成

3种大蒜多糖的提取得率、总糖含量和蛋白含量如表2所示。

表2 大蒜多糖的提取得率、总糖及蛋白含量Table 2 Yield，total sugar and protein content of garlic polysaccharides fractions%

与HGSOS和PGSOS相比，SGSOS组分的提取得率（54.22%，干基计）和总糖含量（90.91%）相对较高，蛋白含量（0.35%）相对较低，这可能与大蒜品种产地和组织结构不同有关。

2.2 大蒜多糖对面团介观结构的影响

为了研究大蒜多糖与面筋蛋白的相互作用，采用扫描电镜观察大蒜多糖对面团横截面结构的影响[13]。大蒜多糖对面团结构影响的SEM观察结果见图1。

图1 大蒜多糖对面团结构影响的SEM观察结果（500×、1 000×、10 000×）Fig.1 SEM images of dough structure with garlic polysaccharides（500×，1 000×，10 000×）

由图1可知，与对照组相比，大蒜多糖可使面团网络结构的表面粗糙度和孔数增加，表明其可以避免过于致密的面筋基质的形成，从而获得更强的气体保留能力[14]。添加5%的大蒜多糖可使面团表面完整性改善，气孔大小更加均匀。当放大10 000×时，可看到淀粉颗粒的膨胀度没有发生明显的变化，且呈现出面筋蛋白与多糖组分之间的黏连现象，其中添加5%SGSOS时该现象尤其明显。当大蒜多糖添加量为10%时，面团表面的完整性较好，但气孔数明显减少，在10 000×的放大倍数下，可看到淀粉颗粒的膨胀度较5%添加量时略有下降，这可能是过量的大蒜多糖与淀粉颗粒之间的竞争性吸水造成的。说明过量添加大蒜多糖，在面团形成过程中可能会影响面团品质，例如导致面团体积减小、质地变硬和口感变差等。

2.3 大蒜多糖对面团游离巯基含量的影响

面团中游离巯基（—SH）的含量变化可以反映面团网络形成过程中面筋蛋白的交联情况[15]，—SH含量减少通常代表着S—S键形成的增加，对蛋白质结构稳定性有利。大蒜多糖样品对面团中的游离巯基含量的影响见图2。

图2 大蒜多糖样品对面团中的游离巯基含量的影响Fig.2 Effects of garlic polysaccharides addition on the free sulfhydryl content in the dough

由图2可知，大蒜多糖可使面团中游离巯基的含量显著降低，当添加量为5%时达到最低点。3种多糖中，SGSOS的作用最显著，添加5%SGSOS的面团的游离巯基含量下降至最低（20.74 μmol/g），较空白面团显著减少了67.51%（P＜0.05）。添加10%的大蒜多糖，尤其是HGSOS组，游离巯基（—SH）含量相对较高，说明过量的大蒜多糖不利于面团网络结构的稳定性。

2.4 大蒜多糖对面条拉伸特性的影响

面条拉伸试验结果如图3所示。

图3 大蒜多糖对面条拉伸特性的影响Fig.3 Effects of garlic polysaccharides additionon the tensile properties of the noodles

由图3可知，与空白组相比，3%～10%的大蒜多糖均可以不同程度的降低面条的抗拉伸阻力，提高面条的延展位移；随着浓度的增加，面条的抗拉伸阻力呈现先下降后上升的趋势，面条的延展位移呈先上升后下降的趋势。当添加量为5%时，3种大蒜多糖均使面团抗拉伸阻力呈现最低值，延展位移均显著增加。3种多糖中，5%SGSOS对面团延展性的影响最显著，该组果与SEM观察结构和游离巯基检测结果相一致[16]。添加10%的大蒜多糖对面条延展位移的增加幅度较小，这可能与过量的大蒜多糖与淀粉颗粒之间的竞争性吸水引起的面团结构变硬有关。

2.5 大蒜多糖对面条蒸煮特性的影响

大蒜多糖对面条的蒸煮特性的影响见图4。

图4 大蒜多糖对面条的蒸煮特性的影响Fig.4 Effect of garlic polysaccharides addition on the cooking characteristics of noodles

干物质损失率反映了面条蒸煮时的损失程度。在干物质损失率较高的情况下，烹饪过程中损失较多，面汤易浑浊，面条中的营养物质损失较多，面条的感官值也相应降低[17]。吸水率过低，面条硬、口感差；吸水率过高，面条弹性不足，易粘牙[18]。由图4可知，3%～10%的大蒜多糖均可降低面条蒸煮过程中的干物质损失率和吸水率。随着添加量的增加，SGSOS和PGSOS可使面条的干物质损失率和吸水率呈现先极剧下降后缓慢回升的趋势，在5%添加水平处呈现最低值。其中，添加5%的SGSOS对面条干物质损失率降低最显著，较空白样品减少了28.1%。这可能与面条中网络结构的稳定性或有序性有关。SGSOS还可引起内部水分的迁移和再分配，使淀粉颗粒充分溶胀、面筋蛋白分子链充分伸展，机械结合力更牢固。大蒜多糖可使面条吸水率降低，但没有显著性，表明SGSOS和PGSOS有助于加强面筋网络结构，具有一定的保水性，这可能有利于面条蒸煮过程中黏弹性口感的形成[19]。HGSOS可使面条的干物质损失率和吸水率均下降并趋于恒定，这与面团介观结构、游离巯基含量及面条拉伸特性分析结果一致。10%的HGSOS组分在面团体系中可能引起了较显著的竞争性吸水作用[20]。

2.6 大蒜多糖对面条的色差值的影响

大蒜多糖对面条色差值的影响见表3。

表3 大蒜多糖对面条色差值的影响Table 3 The color difference of noodles fortified with garlic polysaccharides

由表3可知，除10%添加量水平的个别样品外，面条的L*值变化不显著，说明大蒜多糖的添加对面条亮度影响较小；b*值显著增加，说明大蒜多糖与面筋蛋白的结合会造成面条变黄，这可能是由大蒜多糖本身呈白色或淡黄色造成的影响[21]。当添加量为10%时，HGSOS可使面条的a*值显著降低，b*值较低，这可能与HGSOS在面团体系中的竞争性吸水有关。

2.7 大蒜多糖对面条感官特性的影响

大蒜多糖可影响面条的色泽、表观状态、软硬度、韧性、黏性、光滑性、食味及感官评分值，结果如表4所示。

表4 大蒜多糖对面条感官评价结果的影响Table 4 The effect of garlic polysaccharide on sensory evaluation of the noodles

由表4可知，添加大蒜多糖可使面条感官评价指标均有提高，随着添加量的增大，面条感官评定指标呈现出由上升到下降的变化，在5%添加水平处评分最高，这与面条拉伸性能、蒸煮特性及大蒜多糖对面团介观结构的影响规律一致。当添加量为10%时，添加SGSOS和PGSOS的面条的软硬度、黏性及总感官评分略高于添加HGSOS的面条，这可能与HGSOS在面团体系中的竞争性吸水有关。

3 结论

本研究以云南独头蒜、天津宝坻紫皮蒜和山东苍山杂交四六瓣大蒜为原料，提取制备了3种大蒜多糖（SGSOS、PGSOS、HGSOS）。适量的大蒜多糖可使面团中的游离巯基含量显著下降（P＜0.05），使面团表面的完整性较好，气孔大小均匀；大蒜多糖可引起面条抗拉伸阻力下降，延展位移增加；大蒜多糖的添加（0%～10%）可使面条干物质损失率、吸水率及感官评分值呈现先下降后上升的趋势，使面条黄度值b*显著升高（P＜0.05）。当HGSOS的添加量达到10%时，会引起其与面团体系中的其它组分间的竞争性吸水。