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TSP与SPH复合物对面团特性及面条品质的影响机制

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-03-11
核心提示:小麦面筋蛋白是由麦谷蛋白和醇溶蛋白通过二硫键连接组成的复合物,具有独特的黏弹特性,在面制品制作过程中发挥重要作用。
   小麦面筋蛋白是由麦谷蛋白和醇溶蛋白通过二硫键连接组成的复合物,具有独特的黏弹特性,在面制品制作过程中发挥重要作用。
 
  用大豆蛋白均衡并丰富小麦蛋白中的氨基酸是常用的强化面制品营养的手段,但大豆蛋白的加入通常会影响面筋的网络结构,导致面团的流变学特性和面制品的品质发生改变。同时,大豆中存在天然的抗营养素也影响了大豆蛋白在面制品中的应用,酶水解或质构化等改性方法处理可有效降低其中抗营养成分。酶水解使蛋白质中的肽键断裂生成小分子的多肽和氨基酸等,蛋白质的溶解度和生物活性物质增加;质构化处理是在高温高压和高剪切力作用下使蛋白质分子变性,相邻蛋白质分子间发生交联的几率增加,分子质量增大,其质构特性也发生变化。
 
  基于此,本实验室前期对2 种改性大豆蛋白在添加到面粉中,发现添加水解大豆蛋白(SPH)的面条的蒸煮品质变差,而添加质构化大豆蛋白(TSP)在一定程度上改善了面条的蒸煮品质。因此河南工业大学粮油食品学院的张莹莹、郭兴凤*和王瑞红等人将TSP和SPH进行复配添加到面粉,以面条的质构特性和蒸煮品质为目标值,优化出TSP-SPH复配的比例及替代面粉量分别为6.0%和2.2%。在此基础上,分析TSP-SPH复合物对面粉粉质特性、面筋特性和面条品质的影响,考察面团流变学特性、蛋白组分和二硫键含量等变化,并与原面粉和分别添加TSP和SPH的面粉进行对比,探究大豆蛋白对面团特性及其对面条品质的影响机制,以期为面制品的品质改良提供一定理论参考。
 
  面条的质构特性和蒸煮品质
 
  结果显示,与原面粉面条相比,TSP-SPH面条的弹性降低;与单独添加TSP的面条相比,TSP-SPH面条的黏附性降低,蛋白质保留率增大;与单独添加SPH的面条相比,TSP-SPH面条的硬度、弹性、黏附性和咀嚼性等质构指标以及面条的蛋白质保留率均显着提高。由此可知,3 种添加大豆蛋白的面条中,TSP-SPH面条在质构特性和蒸煮品质上最接近原面粉面条,与单独添加TSP或SPH的面条相比,TSP-SPH在一定程度上改善了面条的质构特性和蒸煮品质。
 
  面条的品质与面筋有很大的关系,推测:TSP、TSP-SPH和SPH对面团面筋网络产生不同程度的影响,TSP-SPH面条的蛋白质保留率与原面粉面条相比无显着性差异,与单独添加TSP或SPH的面条相比蛋白质保留率显着提高,说明与单独添加TSP或SPH的面条相比,TSPSPH与面筋蛋白相互作用可一定程度改善面筋特性。
 
  TSP-SPH对面粉粉质特性和面筋特性的影响
 
  结果显示,与原面粉相比,添加TSP-SPH面粉的湿面筋含量和干面筋质量分数分别降至15.65%和5.10%,面筋指数由82.42%增至89.24%,单独添加SPH的面粉中无面筋洗出,而单独添加TSP的面粉的湿面筋质量分数和干面筋质量分数分别增至34.97%和11.79%,面筋指数为由82.42%降至82.01%。
 
  以上数据说明SPH阻碍面筋网络的形成,单独添加SPH后面条的蛋白质保留率降低,是由于SPH阻碍面筋网络形成,面筋网络遭到破坏,小分子蛋白在蒸煮过程中流失;TSP与SPH复配在一定程度上缓解了SPH对面筋网络的弱化作用,同时验证了1中的推测:TSP-SPH在一定程度上改善面筋特性;而单独添加TSP的面粉面筋特性测定结果表明,TSP有助于面筋形成,但面条的蛋白质保留率下降,其部分原因在于TSP与面筋蛋白竞争吸水,在有限的水分供给时面筋蛋白未能完全水合,面筋网络形成受限。
 
  与原面粉相比,添加TSP-SPH的面团弱化度减小7.4%,评价值增大9.1%,面团形成时间和稳定时间分别延长108.3%和3.4%;添加TSP的面团评价值最高,而添加SPH的面团评价值小,综合评价TSP-SPH和TSP改善了面粉粉质特性。
 
  TSP-SPH对面团动态流变学特性的影响
 
  由图1可知,面团的储能模量(G’)和损耗模量(G”)都表现出频率依赖性,即2 个模量随着扫描频率的增大而增大。在扫描频率范围内,样品的G’明显大于G”,即样品的弹性大于黏性,且大豆面团弹性和黏性符合SPH面团<TSP-SPH面团<TSP面团的顺序,这与粉质特性测定的粉质评价值的顺序一致。3 种添加大豆蛋白的面团的G’和G”均增大,推测是大豆蛋白与面筋蛋白交联使GMP含量增加。如图1C所示,tanδ是黏性组分与弹性组分的比值,tanδ值越小说明面团弹性组分越高。tanδ值减小,说明面团弹性比例增加。综合评价,面团中加入TSP-SPH后G’和G”增大,tanδ值减小,即面团黏弹性增大,弹性比例提高。
 
  TSP-SPH对面团中蛋白组分的影响
 
  结果显示,TSP-SPH面团醇溶蛋白、SDS可溶性麦谷蛋白以及盐溶蛋白含量与原面团相比无显着性差异,GMP质量分数较原面粉面团显着增大,由2.86%增至5.04%,TSP面团的GMP质量分数为4.35%,SPH面团的GMP质量分数为0.66%。TSP、TSP-SPH面团中GMP含量增大验证了大豆蛋白与面筋蛋白交联使GMP含量增加的推测(图1)。
 
  实验结果说明SPH面团中GMP的形成受阻,面筋网络结构弱化,与面筋特性测定结果相符。SPH作为一种小分子可溶性蛋白,在蛋白组分分级提取过程中随盐溶蛋白一起被提取出来造成盐溶蛋白含量增加。而TSP由SPI经过质构化处理,相邻蛋白质分子间发生交联的几率增加,TSP可能通过二硫键与面筋蛋白交联,有利于面筋网络的形成,TSP面团的GMP含量较原面粉面团增加,与此对应单独添加TSP的面粉的面筋含量增加,G’和G”增大(图1)。
 
  TSP-SPH对面团中游离巯基及二硫键含量的影响
 
  结果显示,本实验添加大豆蛋白的面团与原面粉面团相比二硫键含量增加,说明面团中交联结构增加。
 
  TSP-SPH对面团中蛋白质分子间作用力的影响
 
  为进一步探究TSP-SPH与面筋蛋白在面团中的相互作用,分析了TSP-SPH面团中分子间作用力变化。加入大豆蛋白后,面团疏水性相互作用减弱,氢键和二硫键作用增强,对面团黏弹性的综合影响是大豆面团的黏弹性增大,弹性比例增加(图1)。面团中加入大豆蛋白后,面团中共价键和非共价键都发生显着变化,可见大豆蛋白和面筋蛋白通过共价键和非共价键共同维持面筋网络结构的稳定性。
 
  结    论
 
  与原面粉面条相比,TSP-SPH面条的弹性降低;3 种大豆面条中TSP-SPH面条在质构特性和蒸煮品质上最接近原面粉面条;与单独添加TSP或SPH相比,TSPSPH在一定程度上改善了面条的质构特性和蒸煮品质。与原面粉相比,TSP-SPH面粉的弱化度减小7.4%,评价值增大9.1%,面团形成时间和稳定时间分别增大108.3%和3.4%,湿面筋和干面筋质量分数分别降至15.65%和5.10%,面筋指数由82.42%增至89.24%。面团中加入TSP-SPH后G’和G”增大,tanδ值减小。TSP-SPH面团醇溶蛋白、SDS可溶性麦谷蛋白以及盐溶蛋白含量与原面团相比无显着性差异,GMP含量较原面粉面团显着增大。与原面粉面团相比,添加大豆蛋白的面团中氢键和二硫键数量增加,疏水性相互作用减弱,共价键和非共价键都发生显着变化。总之,TSP-SPH提高了面粉粉质特性、面筋指数、面团黏弹性和弹性比例;TSP-SPH通过二硫键与面筋蛋白相互作用,促进面团内部交联结构增加,GMP含量增大,在一定程度上缓解了单独使用SPH对面筋网络的弱化作用,面条品质得到改善。
 
 
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