麥谷蛋白/麥醇溶蛋白對掛糊油炸豬肉片外殼食用品質的影響

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(1.河南科技學院食品學院,河南新鄉 453003；2.河南大學化學博士后流動站,河南開封 475001)

掛糊油炸肉制品是在經預處理的肉表面均勻裹上黏性糊,經油炸后獲得的產品;該類制品具有色澤金黃、外脆里嫩的特點,深受消費者歡迎[1]。糊的組分[2]、油炸工藝[3]、煎炸用油[4]等均會影響制品外殼的食用品質。其中,糊的組分是影響掛糊油炸類肉品食用品質的重要因素[5-7]。小麥粉是糊的最常用原料,能夠影響糊的黏性,使掛糊油炸食品具有較好的色澤[5,8]。

國內外學者開展了面筋蛋白對掛糊油炸食品相關的研究。Olewnik等[9]研究發現,面筋蛋白能夠提高糊的持氣能力,使終產品具有良好的多孔性和脆性。Dogan等[10]研究報道,添加小麥蛋白能夠改善掛糊油炸雞肉塊外殼的表觀色澤和質構品質,顯著降低產品含油率。Salvador等[11]發現,添加面筋蛋白的糊具有最高的掛糊率,制備的掛糊油炸魷魚圈外殼的含油率最低。面筋蛋白能夠影響掛糊油炸肉品外殼的食用品質。面筋蛋白被譽為物美價廉的“植物蛋白”,所含的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白約占其干物質的80%。麥谷蛋白分子是自然界最大的蛋白質分子之一,可為面團提供彈性,與面團的抗延展性有關;麥醇溶蛋白為單體蛋白,具有流動性,與面團的黏性和延展性有關[12-13]。麥谷蛋白能夠增加面包的比容,改善面包的烘焙品質[14];麥醇溶蛋白能夠增大面包體積[15];重組麥谷蛋白與麥醇溶蛋白,利于延緩面包老化[16]。將麥谷、麥醇溶蛋白分離重組后制作面條可增加面條硬度,降低其斷條率[17]。適宜的麥谷蛋白與麥醇溶蛋白比例可使油條和非油炸方便面的產品性狀達到最佳[18-19]。麥谷蛋白和麥醇溶蛋白含量的多少、以及兩者之間的比例與面團的流變學特性、穩定性、面粉的烘焙、蒸煮品質有良好的相關性[20]。麥谷蛋白和麥醇溶蛋白能夠影響上述產品的品質,然而上述產品與掛糊油炸肉制品在原料選擇、加工工藝和質量要求等方面均不同。因此,對面包、面條、油條和方便面等的研究結果不適于掛糊油炸肉制品。盡管國內外學者從宏觀方面研究了面筋蛋白對掛糊油炸肉制品外殼部分指標的影響,也取得了部分成果,然而,有關麥谷蛋白、麥醇溶蛋白對糊的黏度、掛糊率、持水性等功能性質,對制品外殼的色度、吸油率和質構等食用品質的研究鮮見文獻報道。

本文在前期研究面筋蛋白對掛糊油炸豬肉片外殼食用品質的影響基礎上[7],以麥谷蛋白、麥醇溶蛋白為研究對象,考察麥谷蛋白、麥醇溶蛋白對糊功能特性和油炸豬肉片外殼食用品質的影響,以期為掛糊油炸專用粉的研發提供一定的科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥面粉、面筋蛋白、麥谷蛋白、麥醇溶蛋白、小麥淀粉 本實驗室自制;百農4199小麥(2017年) 河南新鄉金蕾苗木有限公司;玉米胚芽油、食鹽、雙效泡打粉、豬瘦肉 新鄉市易購世紀華聯超市;所用試劑 均為國產分析純。

LRMM-8040-3-D型實驗磨粉機 江蘇無錫錫糧機械制造有限公司;HM4400多功能攪拌器 Caple公司;NDJ-8S型數字顯示黏度計 上海精密科學儀器有限公司;CR400色差儀 柯尼卡美能達控股株式會社;EF-101不銹鋼單缸電炸爐 廣州威而寶酒店設備有限公司;B811全自動脂肪測定儀 瑞士布奇公司;Quanta 200型掃描電鏡 美國FEI公司;C-LM4數顯式肌肉嫩度儀 東北農業大學工程學院研制。

1.2 實驗方法

1.2.1 小麥面粉的制備 小麥種子經潤麥后利用實驗磨粉機磨粉,出粉率60%左右,面粉中總蛋白含量為11.80%、麥谷蛋白含量為3.91%、麥醇溶蛋白含量為5.15%。

1.2.2 面筋蛋白、麥谷蛋白、麥醇溶蛋白及小麥淀粉的制備

1.2.2.1 面筋蛋白和小麥淀粉的制備 以按1.2.1法制備的小麥面粉為原料,參考陸啟玉法并稍作修改[17],采用溶劑萃取和水洗法制備面筋蛋白。

面粉的脫脂條件簡述為:三氯甲烷與小麥面粉的比例為5∶1 (mL/g),室溫磁力攪拌2 h,過濾,重復1次,殘留物在通風廚中自然干燥后磨碎過80 目篩即為脫脂面粉。

面筋蛋白的制備條件為:脫脂面粉-蒸餾水的比例為1∶5 (g/mL),揉成面團后,再加入1∶1.5 (g/mL)(以脫脂面粉計)蒸餾水,靜置20 min,繼續揉洗。再經過(2×600 mL,2×300 mL,4×200 mL,4×150 mL和 6×100 mL)等一系列蒸餾水揉洗后,將面筋蛋白分離、冷凍干燥、粉碎過80 目篩,即得面筋蛋白(總蛋白含量為80.15%,麥谷蛋白含量為32.64%,麥醇溶蛋白含量為43.09%)。

小麥淀粉的制備:將面筋蛋白洗液靜止3 h,棄去上清液體,收集沉淀漿轉移至離心機中,在2826 g下離心15 min,將經離心后原料,用鏟子輕輕地刮除上層姜黃色的物質,取出下層白色淀粉,并置于鼓風干燥箱45 ℃,粉碎過80 目篩,即得小麥淀粉(總蛋白含量為0.47%)。

1.2.2.2 麥谷蛋白和麥醇溶蛋白的制備 將按1.2.2.1法制備的面筋蛋白溶于70%乙醇中,料液比為1∶20 (g/mL),磁力攪拌(35 ℃、中速)2 h,在相對離心力2826×g下離心15 min,收集上清液,剩余部分重復2次,收集所有上清液,回收乙醇后真空冷凍干燥、粉碎,過80 目篩即得醇溶蛋白(總蛋白含量為86.98%)。

將上述制備醇溶蛋白后的剩余部分用蒸餾水洗滌3次,真空冷凍干燥,磨碎,過80 目篩即到麥谷蛋白(總蛋白含量為71.42%)。

1.2.3 掛糊油炸豬肉片的制作

1.2.3.2 不同麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例的混合粉的配制 參考陸啟玉[17]的方法混勻混合粉。把不同原料按表1配方稱樣,裝于大塑料袋中充入空氣后,人工對其進行搖蕩、混勻后即得不同麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例的混合粉。

表1 不同麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例的混合粉配方Table 1 The formula of blend flours with different glutenin-gliadin ratio

表2 感官評分標準Table 2 Sensory evaluation criteria

1.2.3.3 糊的制備 取按1.2.3.2制備的混合粉60 g,小麥淀粉40 g,食鹽1.5 g,雙效泡打粉1.0 g,依次轉移至攪拌器中,混合均勻后加入130 g去離子水,繼而用攪拌器1檔攪拌3 min,備用。

1.2.3.4 深層油炸模型 采用已授權的發明專利(ZL201410198091.4)制備[21]。

1.2.3.5 油炸 參考Zhang等[6]的方法進行。稱取5 g豬肉片置于油炸模型的鋁盒中,用移液器準確移取5 mL按1.2.3.3制備的糊,將糊轉移至不銹鋼紗網上,靜置2 min。將樣品置于180 ℃的玉米油中初炸100 s撈出、瀝油,將油升至200 ℃,室溫冷卻11 min后,再次油炸60 s。室溫冷卻5 min后,迅速分離外殼,并測定相關指標。

1.2.4 糊粉的功能特性測定

1.2.4.1 持水率的測定 參考Sanz等[22]的方法并稍作修改。準確移取按1.2.3.3法制備的糊液20 mL,轉移至已稱重的50 mL離心管后,于15 ℃、17300 r/min下離心10 min,棄去上清再次稱重。持水性按以下公式計算:持水性(%)=(m離心前-m離心后)/糊液重×100

1.2.4.2 黏度的測定 參考游曼潔等[23]的方法。選用2號轉子,在25 ℃、12 r/min 轉速下測定。

1.2.4.3 掛糊率的測定 參照Salvador等[11]的方法進行測定。

1.2.5 掛糊油炸豬肉片品質的測定

1.2.5.1 外殼色澤的測定 利用色差儀對L*、a*和b*值進行測定。

1.2.5.2 外殼含水量的測定 參考GB 5009.3-2016中直接干燥法測定[24]。

1.2.5.3 外殼脂肪含量的測定 采用GB 5009.6-2016中索氏抽提法測定[25]。

1.2.5.4 外殼外殼質構的測定 參考李春紅等[26]法并稍作修改,利用質構儀進行測定,測量模式為下壓過程測量力,探頭為HDP/BS,感應力5 g,測試距離 20 mm;測前、測中、測后速度均為3 mm/s,數據采集速率為400 pps。。

1.2.5.5 豬肉片嫩度的測定 利用嫩度儀,參考康壯麗等[27]的方法進行測定。

1.2.5.6 外殼微觀結構的測定 利用掃描電鏡顯微鏡(SEM)參考陳季旺等[28]的方法進行測定。

1.2.5.7 外殼感官評定 由從事食品科學與工程和烹飪與營養教育專業經培訓的10名人員組成感官評價小組,在油炸、冷卻至室溫后立即進行評價。感官評分標準參考張令文等報道的方法[6]。

1.3 數據處理

實驗中每組數據均重復3次,結果以平均值±標準差表示。采用Microsoft Excel 2016進行數據處理、SPSS 19.0(IBM公司)進行方差分析及差異顯著性分析,顯著性水平選取P<0.05。

2 結果與分析

2.1 麥谷蛋白與麥醇溶蛋白比例對糊粉持水能力、黏度和掛糊率的影響

持水能力增強能較好的阻止油脂的浸入。由圖1可以看出,隨麥谷蛋白的逐漸增加,糊粉的持水性呈先上升后逐漸下降趨勢;當麥谷蛋白與麥醇溶蛋白比例在0.90時達到最大值(35.56%)(P<0.05),之后逐漸下降。這可能與麥醇溶、麥谷蛋白分子的結構以及其含有的氨基酸殘基有關。麥醇溶蛋白分子間無亞基結構,無肽鏈間二硫鍵,僅有分子內二硫鍵和較緊密的三維結構,形成三維結構的主要原因是氨基酸殘基的非極性側鏈間的疏水相互作用,而在此結構中的非極性基團傾向于避開水的環境;麥谷蛋白由17～20種不同的多肽亞基組成,依靠分子內或分子間的二硫鍵連接,呈纖維狀,其中含有的高分子量亞基中的N端和C端為半胱氨酸殘基的集中區,表現出很強的吸水性[29-30]。

圖1 不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例對糊持水能力的影響Fig.1 Effect of different glutenin-gliadinratio on water retention capacity注:圖中不同小寫字母代表差異性顯著(P<0.05);圖2～圖4,圖6同。

隨麥谷蛋白含量的增加,糊液黏度呈現先上升后又逐漸下降的趨勢。當麥谷蛋白與醇溶蛋白比例在0.90時,黏度高達2847 cP(P<0.05)(見圖2)。隨麥谷蛋白增加,掛糊率先增加后降低;當兩者比例低于0.75時,掛糊率增加顯著(P<0.05);當兩者比例在0.90時,掛糊率達最大值(45.44%),超過0.90時又逐漸下降,最低值為34.48%(見圖3)。麥谷蛋白與麥醇溶蛋白比例在0.75～0.90時,具有較高的掛糊率。

圖2 不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例對糊黏度的影響Fig.2 Effect of different glutenin-gliadin ratio on viscosity

圖3 不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例對掛糊率的影響Fig.3 Effect of different glutenin-gliadin ratio on pick-up

2.2 麥谷蛋白與麥醇溶蛋白對掛糊油炸豬肉片外殼食用品質的影響

2.2.1 麥谷蛋白與麥醇溶蛋白對外殼色澤的影響 隨麥谷蛋白含量的增加,L*值和b*值均先逐漸升高后降低。當麥谷蛋白與醇溶蛋白比例為1.05時,L*值最高為46.89,而b*值最大值(24.43)出現在麥谷蛋白與醇溶蛋白比例為0.60時(見圖4和圖5)。制品顏色的不同與小麥面筋蛋白中麥谷蛋白與麥醇溶蛋白的氨基酸組成有關[31]。麥醇溶蛋白高的配比更易著色,麥谷蛋白含量多的配比顏色較淺。吳欣[32]研究面筋蛋白組分對油條品質的影響時,也得到類似的結論,隨麥谷蛋白組分比的下降,油條坯更易上色,顏色變深。

圖4 不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例對制品外殼色度的影響Fig.4 Effect of different glutenin-gliadinratio on color of crusts

圖5 含不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例的制品外殼Fig.5 Crusts with different glutenin-gliadin ratio注:由左向右,麥谷蛋白與麥醇溶蛋白比例依次為(0.45∶1、0.60∶1、0.75∶1、0.90∶1、1.05∶1、1.20∶1)。

2.2.2 麥谷蛋白與麥醇溶蛋白對掛糊油炸豬肉片外殼水分和脂肪含量的影響 如圖6所示,外殼中的水分含量隨麥谷蛋白/麥醇溶蛋白的比例增加而上升,當比例在0.90時水分含量最高為13.06%,脂肪含量僅為18.83%。麥谷蛋白在油炸過程中扮演框架支撐的作用,通過二硫鍵致密的連接在一起,使框架變的牢固,醇溶蛋白不斷填充在框架中得到稀釋。若醇溶蛋白含量多,較易流動,谷蛋白沒有發揮固定框架的作用,炸制品較易松散導致油脂浸入;若谷蛋白含量多,穩固的二硫鍵使的框架結構緊密,且醇溶蛋白發揮不了本質的作用,兩者無法相互締合,導致成膜性下降[33-34]。當麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例在0.90時,兩者的相互作用有較好的成膜阻油性,炸制品的脂肪含量最低,水分含量高。

圖6 不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例對制品外殼水分和脂肪含量的影響Fig.6 Effect of different glutenin-gliadin ratioon water and oil content of crusts

2.2.3 麥谷蛋白與醇溶蛋白對掛糊油炸豬肉片質構的影響 隨麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例的逐漸增加,炸制品外殼硬度逐漸增大,脆性由高變低,這與麥谷蛋白性質有關[29]。麥谷蛋白和麥醇溶蛋白在制糊過程中吸水膨脹,彼此間通過二硫鍵的斷裂和形成,以及非共價鍵和共價鍵的作用相互連接在一起,形成面筋,并通過高溫蛋白質驟然變性,麥谷蛋白含量高的硬度增強。比例在0.45時,糊層較易松散薄弱易破裂,失去了麥谷蛋白的支撐作用,內部原料受到影響,與其它組相比肉片剪切力最大(P<0.05)。麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例在0.75～0.90范圍內,肉質較嫩,這是因為麥醇溶蛋白與麥谷蛋白起到了協調作用,賦予面筋致密的網絡起到了阻油的能力;比例超過0.90時,制品發硬,殼層出現凹凸不平,麥谷蛋白大量聚集,醇溶蛋白填充比例失調,導致更多油脂的浸入,失去口感。

表3 不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例對制品質構的影響Table 3 Effect of different glutenin-gliadinratio on texture of crusts

表4 不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例對制品感官評分的影響(分)Table 4 Effect of different glutenin-gliadin ratio on the sensory score of products(score)

2.2.4 麥谷蛋白與醇溶蛋白對掛糊油炸豬肉片外殼微觀結構的影響 油炸食品具有松散的結構,對油脂的吸收影響較大。SEM觀察不同組分配比下對油炸外殼微觀結構的影響,如圖7所示。麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例在0.45和0.60組織結構松散,油炸外殼水分蒸發量大,其外殼層結構松散且出現較大孔洞,表面粗糙;隨比例的增加,水分蒸發開始減少,外殼結構變得緊密細致、氣孔明顯變小且均勻。麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例為1.05和1.20時,結構外殼紋理不均勻且較硬,殼層較厚,凸凹不平。

圖7 含不同麥谷蛋白-麥醇溶蛋白比例的制品外殼的掃描電鏡圖Fig.7 SEM of crusts with different glutenin-gliadin ratio注:由a至f麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例依次為0.45∶1、0.60∶1、0.75∶1、0.90∶1、1.05∶1、1.20∶1。

2.2.5 麥谷蛋白與醇溶蛋白對掛糊油炸豬肉片外殼的感官品質影響 油炸制品感官評定結果由表4表明,從色澤得分來看,麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例0.90為和1.05時,色澤評分高,金黃的色澤能夠給人帶來愉悅的感覺。麥谷蛋白與麥醇溶蛋白配比在0.75、0.90以及1.05 時油炸香味濃郁,在比例為0.90時最好。從膨脹度看,隨比例增加,制品表面逐漸趨于光滑,形狀較規則,比例過高時,制品表面不再光滑。酥脆程度與外殼質構測定趨勢大致相似。當麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例為0.90時,總體可接受度最高(其值為8.15分)。

3 結論

麥谷蛋白/麥醇溶蛋白能夠影響糊粉的持水性、黏度和掛糊率,隨麥谷蛋白/麥醇溶蛋白比例的增加,糊粉的持水性、黏度和掛糊率呈穩步上升趨勢,超過0.90時又逐漸下降;當兩者比例達到0.90時,持水率和掛糊率均最高。麥谷蛋白/麥醇溶蛋白的比例也影響制品外殼的色度、水分含量、脂肪含量及質構。綜合各指標,麥谷蛋白與麥醇溶蛋白比例在0.90時,制品外殼具有較好的食用品質,水分含量為13.06%、脂肪含量為18.83%,呈現誘人的焦糖色,外殼硬度適中,肉嫩度高。