轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)凍藏面皮的水分影響

李星科 ，李素云，張華，張中義，徐學(xué)明*

1. 江南大學(xué)食品學(xué)院（無錫 214122）；2. 鄭州思念食品有限公司（鄭州 450002）；3. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院（鄭州 450002）

冷凍非發(fā)酵面制品是我國傳統(tǒng)食品（水餃、湯包、餛飩等）工業(yè)化生產(chǎn)中最大的一類。在凍藏過程中隨著時(shí)間延長(zhǎng)和溫度變化，面團(tuán)中的水分狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，冰晶析出和變大，對(duì)已形成的完整面制品網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)品質(zhì)下降。

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（Transglutaminase EC 2.3.2.13簡(jiǎn)稱TGase）是一種催化酰基轉(zhuǎn)移的酶，能使蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)，改善蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，從而改變食物的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)[1-2]。孟嫚和倪新華等[1,3]研究發(fā)現(xiàn)TGase可以改善面團(tuán)的粉質(zhì)特性，改善面制品的品質(zhì)。袁永利等[2,4]研究發(fā)現(xiàn)TGase能改善冷凍面團(tuán)的儲(chǔ)藏冷凍穩(wěn)定性，減弱冰晶對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，還能增加冷凍面團(tuán)面包的比容和品質(zhì)。但是目前關(guān)于TGase對(duì)面制品水分的影響的研究較少。因此旨在探討TGase對(duì)凍藏面皮中水分的影響，為TGase在速凍米面食品中的應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與設(shè)備

1.1 試驗(yàn)材料

金苑特一粉，河南金苑糧油有限公司；食鹽，市售；蒸餾水，鄭州輕工業(yè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)用水；TGase，江蘇一鳴生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

布拉班德拉伸儀Viscograph-E，德國Brabender公司；布拉班德粉質(zhì)儀Viscograph-E，德國Brabender公司；冷凍干燥機(jī)DK-98-ⅡA型，河南兄弟儀器設(shè)備有限公司；掃描電子顯微鏡JSM-6490 LV，日本JEOL公司；低場(chǎng)核磁共振成像分析儀NMI20，蘇州鈕邁電子科技有限公司等。

2 試驗(yàn)內(nèi)容與方法

2.1 凍藏面皮的制備

稱取300 g面粉，3 g食鹽融于126 g水中，加入面粉中，和面機(jī)中和面10 min，使其形成干濕均勻、表面光滑的面團(tuán)，接著用壓面機(jī)反復(fù)壓延5遍，最終形成厚度為2 mm的面帶，然后用圓形模具切割成水餃皮，挑選形狀較好的裝入測(cè)試小管和自封袋中，放入冷凍實(shí)驗(yàn)機(jī)冷凍，而后放入-18 ℃冰箱保存，以備使用。

2.2 面粉粉質(zhì)和拉伸測(cè)定

根據(jù)GB/T 14614—2006中的方法用布拉班德粉質(zhì)儀對(duì)混合粉粉質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。稱取質(zhì)量相當(dāng)于300 g，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的面粉，在面缽中揉混1 min后，快速加入一定量的水，分別加入一定量的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，使面團(tuán)最大稠度控制在500±20 BU范圍內(nèi)。同時(shí)利用布拉班德拉伸儀進(jìn)行檢測(cè)，在拉伸曲線上分析延伸性、抗拉伸阻力、拉伸比值的變化[5]。

2.3 面皮水分含量的測(cè)定

參考GB 5009.3—2016，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值[6]。

2.4 面皮水分狀態(tài)測(cè)定

利用FID90°單脈沖激勵(lì)樣品產(chǎn)生核磁共振信號(hào)，脈沖停止掃描后，得到樣品的平均質(zhì)子信號(hào)幅度（A）。CPMG脈沖序列，射頻脈沖停止后，通過質(zhì)子自由感應(yīng)衰減曲線，CPMG試驗(yàn)的參數(shù)：采樣點(diǎn)數(shù)TD=24 112，回波個(gè)數(shù)CO=30，重復(fù)掃描次數(shù)NS=8、弛豫衰減時(shí)間D0=1.2 s。采用多指數(shù)衰減模型的兩組分模型來分析冷凍面團(tuán)在冷藏過程中的水分存在狀態(tài)情況。T2-Fit軟件擬合結(jié)果參數(shù)T21和T22，二者分別代表深層結(jié)合水和半自由水的弛豫時(shí)間[7]。

2.5 面皮微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定

將樣品冷凍干燥，切成小塊，將導(dǎo)電雙面膠帶貼于鋁載物臺(tái)上后取形態(tài)較好的小塊貼于導(dǎo)電雙面膠帶上，多余的樣品用洗耳球吹去，噴金，然后將載物臺(tái)放于掃描電子顯微鏡中進(jìn)行觀察，電子槍加速電壓為10 kV，放大倍數(shù)為100倍。

2.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)用Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)面粉吸水率和拉伸特性的影響

吸水率指面團(tuán)最大稠度（粉質(zhì)曲線峰值）處于500 BU時(shí)所需的加水量，以占14%濕基面粉重量的百分?jǐn)?shù)表示。不同的TGase添加量對(duì)面粉吸水率的影響如圖1所示，面粉的吸水率隨著TGase添加量的添加而增大，這主要是因?yàn)門Gase能催化小麥面筋蛋白發(fā)生交聯(lián)，形成蛋白質(zhì)大分子簇，改善面團(tuán)中面筋網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)，從而改善面粉的吸水率[3]。

圖1 TGase對(duì)面粉吸水率的影響

不同的TGase添加量對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響如表1所示，隨著TGase添加量的增加，面團(tuán)的最大拉伸阻力、拉伸曲線面積、拉伸比例均呈增大趨勢(shì)，而延伸度在減小，說明TGase添加到面粉中，不但能提高面粉的吸水率，但是也能改善面制品加工性能，提高成品品質(zhì)。

表1 TGase對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響

3.2 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)凍藏面皮水分含量的影響

將不同的TGase添加到面粉中，制備成面皮凍藏4周后測(cè)定水分含量，TGase對(duì)凍藏面皮的水分含量的影響如圖2所示，隨著TGase添加量的增加，凍藏面皮含水量先降低后升高，在添加量為0.4%達(dá)到最大，這與前面面粉的吸水率試驗(yàn)結(jié)果一致。因此TGase具有提高面皮水分含量的作用，也能夠有效提高面皮的保水性，這與報(bào)道一致[4]。

圖2 TGase對(duì)凍藏面皮水分含量的影響

3.3 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)凍藏面皮水分狀態(tài)的影響

面團(tuán)是一個(gè)多重的體系，面團(tuán)中含有的水分根據(jù)其與大分子的結(jié)合程度大小而以不同的狀態(tài)存在。面團(tuán)中一部分水分子與蛋白質(zhì)和碳水化合物等大分子物質(zhì)相結(jié)合，被這些大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)所包圍，為深層結(jié)合水；還有一大部分水分子遠(yuǎn)離這些大分子以相對(duì)“自由”的狀態(tài)存在，為半結(jié)合水。在面團(tuán)凍藏過程中，面團(tuán)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，可能導(dǎo)致大分子之間連接不牢固的氫鍵斷裂，使深層結(jié)合水水被釋放出來，導(dǎo)致半結(jié)合水含量增加[7]。面團(tuán)中水分的遷移對(duì)于面團(tuán)的質(zhì)量起著舉足輕重的作用。TGase對(duì)凍藏面皮中水分狀態(tài)的影響如圖3和圖4所示，從圖3和圖4可以看出，面皮在凍藏過程中，隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，深層結(jié)合水呈下降趨勢(shì)，而半結(jié)合水呈增加趨勢(shì)，這主要是因?yàn)樵趦霾氐倪^程中，面皮中的蛋白質(zhì)和淀粉發(fā)生了結(jié)構(gòu)變化，與水結(jié)合的能力降低了，一部分深層結(jié)合水轉(zhuǎn)化為半自由水，而添加了TGase的凍藏面皮，其深層結(jié)合水含量隨著隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)而減少，但是一直比不添加TGase的凍藏面皮的深層結(jié)合水含量高，相應(yīng)的半結(jié)合水含量一直低于空白組，這也說明了添加TGase能提高凍藏面皮結(jié)合水的能力，改善了其持水能力，尤其是在添加量為0.4%時(shí)，深層結(jié)合水含量最高，半結(jié)合水含量最低。這主要是因?yàn)門Gase能促使面皮中的面筋蛋白變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高面團(tuán)的持水能力。

圖3 TGase對(duì)凍藏面皮中深層結(jié)合水的影響

圖4 TGase對(duì)凍藏面皮中半結(jié)合水的影響

3.4 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)凍藏面皮微觀結(jié)構(gòu)的影響

為了更直觀地了解TGase對(duì)凍藏面皮水分含量的影響，利用掃面電鏡觀察了凍藏面皮的微觀結(jié)構(gòu)。圖5是凍藏面皮的微觀結(jié)構(gòu)圖，如圖可見，TGase的添加能使面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)更加均勻。面團(tuán)是由淀粉和面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)組成的體系，其中面筋網(wǎng)絡(luò)作為主要的支架，淀粉顆粒被包裹在其中起到支撐網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用，水被包裹在中間。在面團(tuán)冷藏過程中，面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中形成的空洞是由于面團(tuán)中半結(jié)合水水分結(jié)晶或重結(jié)晶形成了更大的冰晶造成的，大冰晶對(duì)冷凍面團(tuán)造成了不可逆的破壞，當(dāng)冰晶熔化后在面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上就留下了大空間[2]。TGase對(duì)冷凍面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)影響表明，在凍藏過程中，TGase的添加能夠改善冷凍面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)，減少面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，從而可以控制凍藏面皮的水分和冰晶的形成并延緩冰晶的重結(jié)晶，最終改善凍藏面皮的品質(zhì)。

圖5 不同添加量TGase對(duì)凍藏面皮微觀結(jié)構(gòu)的影響

4 結(jié)論

TGase不但能提高面粉的吸水率，而且還能改善面團(tuán)拉伸性能，因此可以添加到面皮中改善品質(zhì)。在凍藏面皮中添加TGase，TGase能提高凍藏面皮的水分含量。低場(chǎng)核磁共振儀檢測(cè)水分狀態(tài)結(jié)果表明，面皮在凍藏過程中發(fā)生水分狀態(tài)的變化，深層結(jié)合水含量下降，半結(jié)合水含量增多，說明面皮持水能力降低。添加不同量的TGase能提高面皮深層結(jié)合水的含量，降低半結(jié)合水的含量，最終提高面團(tuán)的持水能力。掃描電鏡試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明，TGase能夠在一定程度上減少面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，使面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)更加均勻，提升面團(tuán)的保水能力，減少冰晶對(duì)面筋蛋白結(jié)構(gòu)的破壞。因此TGase能作為一種良好的食品添加劑添加到速凍米面食品中改善品質(zhì)，具有良好的應(yīng)用前景。