牡丹花蕊蛋白对面团和面筋蛋白特性的影响_罗磊.pdf

42 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学牡丹花蕊蛋白对面团和面筋蛋白特性的影响罗 磊，夏迎利，杨浩昆，赵一帆，李瀚姝，马 潇（河南科技大学食品与生物工程学院，河南省农产品干燥装备工程技术研究中心，河南 洛阳 471000）摘 要：为实现牡丹花蕊资源化利用，以大豆分离蛋白为参照，研究牡丹花蕊蛋白对面团和面筋蛋白质构、动态流变学特性、二硫键、表面微观结构和二级结构的影响。结果表明，牡丹花蕊蛋白能够明显提高面团的硬度、黏着性和咀嚼性，添加量低于6%时效果优于大豆分离蛋白。添加花蕊蛋白提高了面团的储能模量与损耗模量，使得面团黏弹性增加。牡丹花蕊蛋白对面筋蛋白网络结构形成的影响与大豆分离蛋白基本一致，添加量为6%时，扫描电镜显示面筋蛋白气孔数量多且孔洞深，网络结构致密；面筋蛋白二级结构中，相对稳定的-螺旋-折叠占比达到最大值59.32%，与空白组相比二硫键含量提高了89%。牡丹花蕊蛋白能够有效促进面筋蛋白网络结构的形成，提高面团的品质，可用于对黏弹性要求较高的面制品生产。关键词：牡丹花蕊蛋白；面团；面筋蛋白；质构特性；扫描电镜Effect of Peony Stamen Protein on Dough and Gluten Protein PropertiesLUO Lei,XIA Yingli,YANG Haokun,ZHAO Yifan,LI Hanshu,MA Xiao(Henan Engineering Technology Research Center of Agricultural Product Drying Equipment,College of Food and Bioengineering,Hennan University of Science and Technology,Luoyang 471000,China)Abstract:In order to realize the resource utilization of peony stamens,the effects of peony stamen protein on the texture,dynamic rheological properties,disulfide bonds,surface microstructure and secondary structure of dough and gluten proteins were studied using soybean protein isolate(SPI)as a reference.The results showed that peony stamen protein could significantly improve the hardness,stickiness and chewiness of dough,and the effect of addition of less than 6%of peony stamen protein was more pronounced than that of SPI.Addition of peony stamen protein increased the storage and loss moduli and consequently the viscoelasticity of dough.The effect of peony stamen protein on the formation of gluten protein network structure was basically the same as that of SPI.Under scanning electron microscopy(SEM),gluten proteins added with 6%of peony stamen protein exhibited a compact network structure consisting of many deep pores.In the presence of peony stamen protein,the total proportion of the relative stable secondary structures of-helix and-sheet reached the maximum value of 59.32%,and the content of disulfide bonds increased by 89%compared with the blank group.In conclusion,peony stamen protein can effectively promote the formation of gluten protein network structure and improve the quality of dough,and therefore can be used in the production of flour products with high viscoelasticity requirements.Keywords:peony stamen protein;dough;gluten proteins;texture properties;scanning electron microscopyDOI:10.7506/spkx1002-6630-20220314-155中图分类号：TS210.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）04-0042-06引文格式：罗磊,夏迎利,杨浩昆,等.牡丹花蕊蛋白对面团和面筋蛋白特性的影响J.食品科学,2023,44(4):42-47.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220314-155.http:/ LUO Lei,XIA Yingli,YANG Haokun,et al.Effect of peony stamen protein on dough and gluten protein propertiesJ.Food Science,2023,44(4):42-47.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220314-155.http:/收稿日期：2022-03-14基金项目：国家自然科学基金联合基金项目（U1304330）；河南省科技攻关计划项目（182102110140）第一作者简介：罗磊（1976）（ORCID:0000-0002-3710-7341），男，教授，博士，研究方向为天然产物化学与功能性食品。E-mail:食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 43牡丹花色泽艳丽，素有“花中之王”的美誉，我国自古就有食用牡丹花的习惯，现已形成多种地方特色名吃，如牡丹鲜花饼、牡丹花银耳汤等1。2013年丹凤牡丹被国家卫生部列为一种新资源食品原材料，被众多研究者开发与利用。我国牡丹种植面积已超过30万 亩，除具有极高的观赏价值外，花期过后其籽可产油，根皮可入药，花瓣宜食用，而牡丹花蕊由于没有得到很好的开发，出现大量资源浪费的现象。牡丹花蕊是牡丹之精华，碳水化合物和蛋白质含量高，脂肪酸构成较健康，能降低人体血压，具有较好的抗氧化效果，对人体生理代谢以及膳食结构的调节具有重要作用。研发者应加大对牡丹花蕊功能成分、加工特性以及食品开发方面的研究，为牡丹花蕊资源进一步开发利用提供依据，有利缓解资源浪费的局面。近年来，国内外众多研究者发现将植物蛋白添加到面粉中可以提高面制品的营养品质，改善面团的特性，影响面筋网络结构，从而可以提高面制品的质量2-3。大豆蛋白是一种高纯度蛋白，因其产量高、价格便宜、营养丰富，常被作为食品改良剂应用于肉制品、面制品、乳制品等食品中4。有研究表明，将大豆分离蛋白（soy protein isolate，SPI）添加到面粉中，蛋白质和面筋蛋白含量显著增高，面条口感较好，断条率明显减少。在生产面包时加入不超5%的SPI可改善面包表皮色泽，增大面包体积，增加风味，营养增补效果明显。应用于饼干生产时，可提高其保水性，延长产品货架期5。牡丹花蕊作为药食同源的植物原料，蛋白质含量占干质量的23.73%，氨基酸组成合理，其中必需氨基酸占比为38.26%，是优质的蛋白质资源6。因此，本实验以SPI添加量作比较，研究牡丹花蕊蛋白对面团质构和动态流变学特性影响以及对面筋蛋白二硫键含量、表面微观结构、二级结构等特性的影响，为牡丹花蕊蛋白在面制品开发应用提供了理论依据。1 材料与方法1.1 材料与试剂牡丹花蕊：丹凤，采自洛阳牡丹园；小麦粉（标准粉：蛋白质质量分数10.07%，水分质量分数13.58%）一加一天然面粉有限公司；SPI 源叶生物科技有限公司；L-半胱氨酸 天津市光复精细化工研究所；乙二胺四乙酸 天津市凯通化学试剂有限公司；甘氨酸 上海蓝季生物公司；5,5-二硫代双(2-硝基苯甲酸)合肥博美生物科技有限公司；-巯基乙醇 上海麦克林生化科技有限公司。1.2 仪器与设备SMS TA.XT Epress Enhanced食品物性分析仪 美国Stable Micro Systems Ltd.公司；VERTEX70傅里叶变换中远红外光谱仪 德国Bruker公司；DHR2流变仪 美国 TA仪器有限公司；TM3000台式电镜 日立高新技术公司；DSC-1型差示扫描量热仪 瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司；T6新世纪紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。1.3 方法1.3.1 样品制备1.3.1.1 面团的制作以小麦粉质量为基准，参考韩畅等7的方法略作修改，将牡丹花蕊粗蛋白粉末和SPI分别按照0%、2%、4%、6%、8%、10%的比例与小麦面粉混合均匀，称取适量面粉于揉面机内，加入65%蒸馏水，充分搅拌均匀后，将面团用保鲜膜包好，置于4 冰箱储存备用。1.3.1.2 面筋蛋白的制备参考冯勇等8的方法稍作修改，采用手洗法进行面筋蛋白的洗涤。分别称取小麦面粉0%、2%、4%、6%、8%、10%的花蕊蛋白和SPI与面粉混合均匀，加入65%蒸馏水混合揉成均匀面团，在室温下静置20 min，然后用蒸馏水反复水洗，期间要注意及时换水以利于洗涤效率高，洗至水澄清遇碘不变蓝即得到面筋蛋白。然后将其进行冷冻干燥处理，得到干燥的面筋蛋白放置自封袋4 冰箱贮存备用。1.3.2 面团质构性质的测定利用食品物性分析仪对面团质构性质进行测定，测定前将面团制作为边长为1.5 cm的正方体，选择P/36R圆柱形探头，测试前速率为2.0 mm/s，测试中速率为1.0 mm/s，测试后速率为1.0 mm/s，压缩比为50%，触发力为5.0 g，两次压缩间隔为5 s，数值精确到0.01。1.3.3 面团流变学特性的测定称取适量面团，放置流变仪平台上，参考杨勇等9的方法略有改动。采用频率扫描模式研究牡丹花蕊蛋白和SPI对面团动态流变学的影响。选用直径为40 mm的平板，下降平板至1 050 m，刮去平板外多出的样品，然后下降至剪切间隙为1 000 m，设置平台温度25，应变量1.0%，扫描频率为1.010.0 Hz，测定储能模量（G）和损耗模量（G”）的变化。1.3.4 面筋蛋白微观结构分析参照Gmez等10的方法略有修改。将冷冻干燥后的面筋蛋白，使其自然断面，用镊子选出大小合适、样品表面平整的样品，用导电胶带把样品固定在电镜样品台，然后放置喷金仪上进行喷金处理使样品导电，将处44 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学理好的样品置于扫描电子显微镜下，调节最佳视野和放大倍数进行观察并拍照。1.3.5 面筋蛋白二级结构分析采用傅里叶变换中远红外光谱仪进行面筋蛋白二级结构分析。参考马薇薇等11的方法略作修改，取样品1 m