大蒜多糖對面制品介觀形態、游離巰基及品質的影響

劉珈銘，毛金蓉，尚玉婷，李茜，2*，張民，2，3*

（1.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津 300392；2.天農農產品加工中外聯合研究中心，天津 300392；3.天津科技大學省部共建食品營養與安全國家重點實驗室，天津 300457）

大蒜為百合科蔥屬植物，因其具有良好的理化特性和多種生理活性而受到廣泛關注[1-5]。研究表明，大蒜含有200多種有益成分，包括蒜氨酸、蒜氨酸酶、蒜素等有機含硫化合物、糖類（低聚糖、多糖和果糖殘基等）、氨基酸、少量的脂類、蛋白質、維生素等[6]。大蒜多糖約占大蒜鮮重的20%～30%，是一種水溶性多糖，也是大蒜中的重要活性成分。目前有關大蒜多糖的應用特性研究較少[7]，不利于大蒜產品的開發。基于此，本論文對比研究了不同大蒜中的多糖提取物對面團游離巰基和介觀形貌的影響，并進一步研究了其對面條質構和感官特性的影響，以期為大蒜多糖產品的開發提供理論基礎和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

云南獨頭蒜、天津寶坻紫皮蒜、山東蒼山四六瓣雜交大蒜：市售。

無水乙醇（分析純）、濃硫酸（分析純）：天津市江天化工技術有限公司；葡聚糖標準品（分析純）、蛋白定量分析試劑盒（生物制劑）：美國Sigma公司；Ellman's試劑（生化試劑）、Tris-HCl緩沖液（生化試劑）：北京Solarbio公司。小麥粉（食品級）：天津市中糧利津糧油有限公司。

1.2 儀器與設備

自動部份收集器（BS-100A）：上海滬西分析儀器廠有限公司；電熱恒溫水浴鍋（HWS-28）：上海一恒科學儀器有限公司；和面儀（Mixograph）：美國國家公司；拉伸儀（TA-XT plus）：英國穩定微系統公司；手持色差儀（NR60CP）：深圳市三恩時科技有限公司；面條機（FKM-160）：永康市富康電器有限公司；電陶爐（C22-CS01）：浙江蘇泊爾股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 大蒜多糖的提取與純化

分別稱取去皮后的云南獨頭蒜（single clove garlic，SG）、天津寶坻紫皮蒜（purple garlic，PG）和山東蒼山雜交四六瓣大蒜（Cangshan hybrid garlic，HG）按照實驗室前期方法[8]制備得到3種大蒜粗多糖（supernatant's oligosaccharides，SOS）。

聚酰胺柱色譜脫蛋白：每毫升聚酰胺上樣400 mg（20 mL）大蒜粗多糖，流動相為蒸餾水，流速3 mL/min，洗脫體積為3倍柱體積[9]。分別收集3種大蒜粗多糖的洗脫液，抽濾，真空濃縮，蒸餾水透析，冷凍干燥，得3種大蒜多糖（SGSOS、HGSOS、PGSOS）打漿后上清液中提取的低聚糖）。苯酚-硫酸法測定洗脫前后樣品的總糖含量，考馬斯亮藍（G-250）法測定洗脫前后樣品的蛋白含量，分別計算3種大蒜多糖的提取得率、總糖含量和蛋白含量。

1.3.2 大蒜多糖對面團介觀形貌和游離巰基的影響

1.3.2.1 大蒜多糖對面團介觀形態的影響

50 g小麥粉中分別添加小麥粉質量0%、3%、5%、7%和10%的大蒜多糖和25 mL水，用和面儀以50 r/min的速度揉制面團5 min，25℃靜置10 min。制備好的面團樣品以液氮速凍，冷凍干燥得待測樣品。

取大小和形狀合適的樣品，粘貼于實驗載物臺上，噴金（厚度10 mm～20 mm），掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察面團樣品橫斷面的形貌（放大倍數分別為 500×、1 000×、10 000×）。

1.3.2.2 大蒜多糖對面團游離巰基含量的影響

稱取30 mg冷凍干燥的面團樣品，采用Ellman's試劑分析法測定面團中游離巰基的含量[10]。

1.3.3 大蒜多糖對面條質構及感官特性的影響

1.3.3.1 面條制作

稱取50 g小麥粉與一定量的大蒜多糖（添加量分別為小麥粉質量的0%、3%、5%、7%和10%）混合，按水粉比1∶2（mL/g）的比例緩慢加入和面機中和面，面團在密閉容器內（25℃）靜置熟化10 min，面條機反復碾壓，制成面條（1.5 mm×2 mm×10 cm），備用。

1.3.3.2 面條拉伸特性測定

使用配有A/NPT拉伸探頭的TA-XT plus質構儀，對新鮮制備的生鮮面的拉伸特性進行測定[11]。測試條件：速度為2.0 mm/s，力為100.0 g，位移為150.00 mm，應變為10%，測定溫度為25℃。記錄力-距離-變形曲線，并分析抗拉伸阻力（g）和延展位移（mm）。

1.3.3.3 面條蒸煮特性的測定

稱取5.00 g面條，置于500 mL煮沸的蒸餾水中，保持微沸5 min。參照GB/T 40636—2021《掛面》的方法測定面條的干物質損失率和吸水率[12]。

1.3.3.4 面條色差值的測定

采用手持色差計測定面條的色澤，記錄L*值（亮度指數，-方向代表變暗，+方向代表變亮）、a*值（紅綠值，+方向表示紅色增加，-方向表示綠色增加）、b*值（藍黃值，+方向表示黃色增加，-方向表示藍色增加）的變化。

1.3.3.5 感官評價

參照GB/T 25005—2010《感官分析方便面感官評價方法》和QB/T 5472—2020《生濕面制品》所述方法，將面條置于500 mL煮沸的蒸餾水中，保持微沸5 min。感官評分采用百分制計分，見表1，由10名感官鑒評員完成。

表1 感官評定標準Table 1 Sensory assessment criteria

1.4 數據處理

所有試驗均重復3次，數據以平均值±標準差表示，采用SPSS 16.0 Duncans測試程序對試驗數據進行多重比較檢驗，顯著水平為P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 大蒜多糖的提取得率和組成

3種大蒜多糖的提取得率、總糖含量和蛋白含量如表2所示。

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

與HGSOS和PGSOS相比，SGSOS組分的提取得率（54.22%，干基計）和總糖含量（90.91%）相對較高，蛋白含量（0.35%）相對較低，這可能與大蒜品種產地和組織結構不同有關。

2.2 大蒜多糖對面團介觀結構的影響

為了研究大蒜多糖與面筋蛋白的相互作用，采用掃描電鏡觀察大蒜多糖對面團橫截面結構的影響[13]。大蒜多糖對面團結構影響的SEM觀察結果見圖1。

圖1 大蒜多糖對面團結構影響的SEM觀察結果（500×、1 000×、10 000×）Fig.1 SEM images of dough structure with garlic polysaccharides（500×，1 000×，10 000×）

由圖1可知，與對照組相比，大蒜多糖可使面團網絡結構的表面粗糙度和孔數增加，表明其可以避免過于致密的面筋基質的形成，從而獲得更強的氣體保留能力[14]。添加5%的大蒜多糖可使面團表面完整性改善，氣孔大小更加均勻。當放大10 000×時，可看到淀粉顆粒的膨脹度沒有發生明顯的變化，且呈現出面筋蛋白與多糖組分之間的黏連現象，其中添加5%SGSOS時該現象尤其明顯。當大蒜多糖添加量為10%時，面團表面的完整性較好，但氣孔數明顯減少，在10 000×的放大倍數下，可看到淀粉顆粒的膨脹度較5%添加量時略有下降，這可能是過量的大蒜多糖與淀粉顆粒之間的競爭性吸水造成的。說明過量添加大蒜多糖，在面團形成過程中可能會影響面團品質，例如導致面團體積減小、質地變硬和口感變差等。

2.3 大蒜多糖對面團游離巰基含量的影響

面團中游離巰基（—SH）的含量變化可以反映面團網絡形成過程中面筋蛋白的交聯情況[15]，—SH含量減少通常代表著S—S鍵形成的增加，對蛋白質結構穩定性有利。大蒜多糖樣品對面團中的游離巰基含量的影響見圖2。

圖2 大蒜多糖樣品對面團中的游離巰基含量的影響Fig.2 Effects of garlic polysaccharides addition on the free sulfhydryl content in the dough

由圖2可知，大蒜多糖可使面團中游離巰基的含量顯著降低，當添加量為5%時達到最低點。3種多糖中，SGSOS的作用最顯著，添加5%SGSOS的面團的游離巰基含量下降至最低（20.74 μmol/g），較空白面團顯著減少了67.51%（P＜0.05）。添加10%的大蒜多糖，尤其是HGSOS組，游離巰基（—SH）含量相對較高，說明過量的大蒜多糖不利于面團網絡結構的穩定性。

2.4 大蒜多糖對面條拉伸特性的影響

面條拉伸試驗結果如圖3所示。

圖3 大蒜多糖對面條拉伸特性的影響Fig.3 Effects of garlic polysaccharides additionon the tensile properties of the noodles

由圖3可知，與空白組相比，3%～10%的大蒜多糖均可以不同程度的降低面條的抗拉伸阻力，提高面條的延展位移；隨著濃度的增加，面條的抗拉伸阻力呈現先下降后上升的趨勢，面條的延展位移呈先上升后下降的趨勢。當添加量為5%時，3種大蒜多糖均使面團抗拉伸阻力呈現最低值，延展位移均顯著增加。3種多糖中，5%SGSOS對面團延展性的影響最顯著，該組果與SEM觀察結構和游離巰基檢測結果相一致[16]。添加10%的大蒜多糖對面條延展位移的增加幅度較小，這可能與過量的大蒜多糖與淀粉顆粒之間的競爭性吸水引起的面團結構變硬有關。

2.5 大蒜多糖對面條蒸煮特性的影響

大蒜多糖對面條的蒸煮特性的影響見圖4。

圖4 大蒜多糖對面條的蒸煮特性的影響Fig.4 Effect of garlic polysaccharides addition on the cooking characteristics of noodles

干物質損失率反映了面條蒸煮時的損失程度。在干物質損失率較高的情況下，烹飪過程中損失較多，面湯易渾濁，面條中的營養物質損失較多，面條的感官值也相應降低[17]。吸水率過低，面條硬、口感差；吸水率過高，面條彈性不足，易粘牙[18]。由圖4可知，3%～10%的大蒜多糖均可降低面條蒸煮過程中的干物質損失率和吸水率。隨著添加量的增加，SGSOS和PGSOS可使面條的干物質損失率和吸水率呈現先極劇下降后緩慢回升的趨勢，在5%添加水平處呈現最低值。其中，添加5%的SGSOS對面條干物質損失率降低最顯著，較空白樣品減少了28.1%。這可能與面條中網絡結構的穩定性或有序性有關。SGSOS還可引起內部水分的遷移和再分配，使淀粉顆粒充分溶脹、面筋蛋白分子鏈充分伸展，機械結合力更牢固。大蒜多糖可使面條吸水率降低，但沒有顯著性，表明SGSOS和PGSOS有助于加強面筋網絡結構，具有一定的保水性，這可能有利于面條蒸煮過程中黏彈性口感的形成[19]。HGSOS可使面條的干物質損失率和吸水率均下降并趨于恒定，這與面團介觀結構、游離巰基含量及面條拉伸特性分析結果一致。10%的HGSOS組分在面團體系中可能引起了較顯著的競爭性吸水作用[20]。

2.6 大蒜多糖對面條的色差值的影響

大蒜多糖對面條色差值的影響見表3。

表3 大蒜多糖對面條色差值的影響Table 3 The color difference of noodles fortified with garlic polysaccharides

由表3可知，除10%添加量水平的個別樣品外，面條的L*值變化不顯著，說明大蒜多糖的添加對面條亮度影響較小；b*值顯著增加，說明大蒜多糖與面筋蛋白的結合會造成面條變黃，這可能是由大蒜多糖本身呈白色或淡黃色造成的影響[21]。當添加量為10%時，HGSOS可使面條的a*值顯著降低，b*值較低，這可能與HGSOS在面團體系中的競爭性吸水有關。

2.7 大蒜多糖對面條感官特性的影響

大蒜多糖可影響面條的色澤、表觀狀態、軟硬度、韌性、黏性、光滑性、食味及感官評分值，結果如表4所示。

表4 大蒜多糖對面條感官評價結果的影響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條感官評價指標均有提高，隨著添加量的增大，面條感官評定指標呈現出由上升到下降的變化，在5%添加水平處評分最高，這與面條拉伸性能、蒸煮特性及大蒜多糖對面團介觀結構的影響規律一致。當添加量為10%時，添加SGSOS和PGSOS的面條的軟硬度、黏性及總感官評分略高于添加HGSOS的面條，這可能與HGSOS在面團體系中的競爭性吸水有關。

3 結論

本研究以云南獨頭蒜、天津寶坻紫皮蒜和山東蒼山雜交四六瓣大蒜為原料，提取制備了3種大蒜多糖（SGSOS、PGSOS、HGSOS）。適量的大蒜多糖可使面團中的游離巰基含量顯著下降（P＜0.05），使面團表面的完整性較好，氣孔大小均勻；大蒜多糖可引起面條抗拉伸阻力下降，延展位移增加；大蒜多糖的添加（0%～10%）可使面條干物質損失率、吸水率及感官評分值呈現先下降后上升的趨勢，使面條黃度值b*顯著升高（P＜0.05）。當HGSOS的添加量達到10%時，會引起其與面團體系中的其它組分間的競爭性吸水。