陳 潔 汪 磊 呂瑩果 卞 科

(河南工業(yè)大學糧油食品學院， 鄭州 450001)

食鹽對燴面面團品質和面筋網絡結構的影響

(河南工業(yè)大學糧油食品學院， 鄭州 450001)

采用低磁場核磁共振和激光共聚焦掃描顯微鏡，研究了食鹽添加量(0～5%)對燴面面團水分分布狀態(tài)和面筋網絡微觀結構變化的影響，并結合面團拉伸特性、動態(tài)流變學特性以及麥谷蛋白大聚體含量變化對各項試驗指標進行綜合分析。結果表明：添加食鹽可以提高面團的彈性模量G′和黏性模量G″；食鹽添加量在0%～3%范圍內，結合水和半結合水比例變化不顯著，自由水比例降低，食鹽添加量超過3%，結合水和自由水比例降低，半結合水比例上升；隨著食鹽添加量的增加，面筋網絡微觀結構變的越來越緊密，面團的最大拉伸力逐漸升高；在0%～5%范圍內，面團中麥谷蛋白大聚體含量升高，濕面筋指數(shù)上升，添加量超過3%，面團中濕面筋含量下降，面團的拉伸距離下降，麥谷蛋白大聚體含量變化不顯著。綜合考慮，3%以下添加量可以獲得理想的燴面面團品質。

食鹽 核磁共振 流變特性 微觀結構

河南燴面作為一種特色的面食小吃，傳統(tǒng)工藝需要“三揉三醒”制作成燴面坯，燴面坯經過拉扯成燴面，要求面團具有良好的彈性。為了提高燴面的抗拉伸力，通常在制作過程中，向面團中加入一定比例的食鹽。因為食鹽不僅能夠改善面制品的風味和色澤，還可以提高面筋的筋力，賦予面團良好的彈性。目前關于食鹽對面制品品質的研究，國內外學者已經進行了大量的研究。McCann等[1]研究發(fā)現(xiàn)食鹽對面團網絡結構形成以及流變學性質等均產生一定的影響。隨著食鹽添加量(2%以下)的增加，抑制了面筋蛋白的水合速度，面團形成時間延長，加鹽面團中形成更多纖維狀的面筋網絡結構，提高面團的筋力。朱在勤等[2]用粉質儀測試食鹽對小麥粉流變學性質的影響發(fā)現(xiàn)，添加食鹽(0%～1%)可以使小麥粉的吸水率下降。Angioloni等[3]對加鹽面團(0%～4.5%)的動態(tài)流變學性質進行測定，發(fā)現(xiàn)加鹽面團的彈性模量G′隨著食鹽添加量的增加而降低，Salvador等[4]發(fā)現(xiàn)添加食鹽(0%～2.4%)面團的黏彈性模量變化并不明顯，但Beck等[5]認為隨著食鹽添加量的增加面團的彈性模量G′逐漸升高，目前關于食鹽對面團動態(tài)流變學性質的影響尚無明確的定論。Lynch等[6]對添加0%、0.3%、0.6%、1.2%的食鹽面團進行微觀觀察，發(fā)現(xiàn)1.2%食鹽添加量面團面筋網絡結構形成最好。

國內外關于食鹽對面制品的影響，主要集中于對面團流變學性質、面筋網絡結構微觀變化以及面制品質構品質等方面進行研究。但食鹽添加量對面團中濕面筋品質、面筋蛋白組分變化、以及面團持水性等方面的研究報道較少。本研究通過向小麥粉中加入不同比例的食鹽，并研究食鹽對燴面面團以及面筋蛋白的影響，從而為燴面生產中添加合適比例的食鹽提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

神象高筋粉：鄭州海嘉食品有限公司(試驗用小麥粉灰分(干基)0.51%、蛋白質(干基)12.63%、濕面筋質量分數(shù)35.62%、吸水率62.80%、面團形成時間2.12 min、穩(wěn)定時間9.52 min)；無碘食鹽(NaCl質量分數(shù)≥99.1%)：河南省鹽業(yè)總公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

B5A多功能攪拌機：廣州市威力事實業(yè)有限公司；JMTD-168壓面機：北京東方孚德儀器技術有限公司；TA.XT.plus質構儀：英國Stable Micro Systems公司；3K15離心機：Sigma公司；KDN-1000全自動定氮儀：上海新嘉電子有限公司；JJJM54面筋洗滌儀、JLZM面筋離心指數(shù)測定儀：上海嘉定糧油儀器有限公司；NM120核磁共振儀：上海紐邁電子科技有限公司；DHR-1動態(tài)流變儀：美國TA公司；FV-100激光共聚焦顯微鏡：奧林巴斯株式會社。

1.3 試驗方法

1.3.1 燴面坯的制作工藝

原輔料→和面→醒面→壓面→醒面→壓面→醒面→拉制燴面

操作要點：稱取300 g小麥粉倒入和面機中，然后再稱取一定量食鹽加入到153 g水中溶解，將鹽水倒入小麥粉中，用和面檔調制面團。將和好的面團整理成重約65 g，直徑約25 mm的圓柱條，圓柱條用保鮮膜包裹，在30 ℃恒溫箱中醒面30 min。將面團分別在輥間距為：15、12、9 mm處壓延后，在30 ℃恒溫箱中醒面30 min；繼續(xù)將面團在輥間距為：6、4、2.4 mm處壓延后，在30 ℃恒溫箱中醒面30 min后，備用。

1.3.2 燴面面團拉伸特性的測定

取燴面坯50 g放置在質構儀A/KIE模具里，壓緊面團，使用上刀口將面團制成2 mm×60 mm的細條測定面團的拉伸性質。測試條件：測前速度：2.0 mm/s；測試速度：3.3 mm/s；測后速度：10.0 mm/s；應變位移：50.0 mm；引發(fā)類型：自動；引發(fā)力：5.0 g。

1.3.3 燴面面團濕面筋含量和面筋指數(shù)測定

按照1.3.1制作燴面坯面團，食鹽添加量分別為0%、1%、2%、3%、4%、5%。然后稱取不同加鹽量面團總質量的三十分之一，用面筋洗滌儀洗滌面團，至用碘液檢查無顏色。參照LS/T 6102—1995[7]，用面筋離心-指數(shù)測定儀測定濕面筋含量和面筋指數(shù)。

1.3.4 麥谷蛋白大聚體(Glutenin macropolymer)含量測定

麥谷蛋白大聚體的含量參照Weegels等[8]和孫輝等[9]試驗方法，并稍作改進，0.5 g干粉加1.5%SDS提取液10 mL，振蕩提取1 h，常溫下9 500×g離心15 min，棄上清液，然后再重復提取1次，采用微量凱氏定氮法測定殘渣中蛋白質含量近似作為麥谷蛋白大聚體含量。

1.3.5 面團核磁共振弛豫時間的測定

FID試驗調節(jié)共振中心頻率后，利用CPMG序列測定樣品的橫向弛豫時間(T2)。稱取面團約1 g，制備成長約2.5 cm、直徑約為4 mm的細條放入核磁試管中，快速將核磁管放在核磁共振儀的中心磁場線圈位置，對樣品進行脈沖序列掃描試驗，每個樣品做3次平行試驗。

CPMG序列參數(shù)：采樣點數(shù)TD=51 594，采樣頻率=100 kHz，累加次數(shù)等待時間TW=1 000 ms，重復掃描次數(shù)NS=8，半回波時間DL1=0.175 ms。掃描結束后用T2-FitFrm軟件反演得到波譜圖和T2值。

1.3.6 食鹽對燴面面團動態(tài)流變特性的影響

采用DHR-1 TA流變儀和直徑為25 mm的不銹鋼平行板測量系統(tǒng)，平行板間距為1 mm，將分割后的面團放在2塊之間靜置5 min，以使殘留的壓力松弛，多余部分刮掉，然后立刻將涂有礦物油的蓋子蓋上以防止水分蒸發(fā)。參數(shù)設定：應變?yōu)?.5%，溫度25 ℃，頻率0.1～10 Hz，選取頻率為1 Hz數(shù)據(jù)為代表。

1.3.7 面團面筋網絡結構激光共聚焦掃描顯微鏡(CSLM)微觀觀察

利用0.001 g/L的羅丹明B水溶液和面制作燴面面團，以保證面團中的面筋蛋白與染料充分結合。然后將面團置于-30 ℃冰箱中冷凍3 h，備用，將冷凍后的面團用冷凍切片機切片。將載有樣品的載玻片蓋上蓋玻片，置于CSLM鏡頭下觀察，采用20×倍目鏡觀察。掃描條件：參照Jekle等[10]方法。發(fā)射光波長：543 nm，掃描方式：時間序列掃描，掃描密度：1 024×1 024。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007、Origin 8.5進行圖表制作，運用統(tǒng)計分析軟件SPSS 16.0對試驗數(shù)據(jù)進行顯著性檢驗，以P<0.05為顯著性標準。

2 結果與分析

2.1 食鹽對面團拉伸特性的影響

由圖1可知，隨著面團中加鹽量的增加，面團的最大拉伸力呈現(xiàn)逐漸升高趨勢，添加量2%、5%處理組與空白組相比，面團最大拉伸力分別升高20.73%、99.93%，升高趨勢顯著。食鹽添加量在2%以下時，面團最大拉伸力上升速度較慢，但添加量超過2%后，面團的最大拉伸力上升速度加快，表明添加量超過2%后，面團的抗拉伸性會變得更強。面團的拉伸距離隨著加鹽量的增加，呈現(xiàn)先升高后下降趨勢，添加量2%處理組與空白組相比，面團拉伸距離增加16.01%，升高趨勢顯著，這是因為面團中添加食鹽，強化了面筋網絡結構，面團的抗拉伸性顯著提高，面團在相同力的作用下更不容易被拉斷，面團的拉伸距離會顯著提高[11]；添加量5%處理組與空白組相比，面團拉伸距離下降22.64%，食鹽添加量超過2%后，面團的拉伸距離開始下降。

注：用Duncan法進行多重比較，圖上標不同字母表示顯著性差異(P<0.05)，下同。圖1 食鹽對面團拉伸特性的影響

2.2 食鹽對面團中面筋品質的影響

由圖2可知，食鹽添加量在2%以下時，面團中濕面筋含量與空白組相比，略有升高，但升高趨勢不顯著，這可能是因為在低濃度條件下，氯化鈉所解離的陰陽離子能夠與水分子所締合，水合鹽離子與面筋蛋白質分子上帶電集團結合，能提高蛋白質結合水的能力，使面團中濕面筋含量略有升高[12]。但食鹽添加量超過3%后，各處理組濕面筋含量與空白組相比，呈現(xiàn)顯著下降趨勢，5%食鹽添加量(以小麥粉計)相當于約1.70 mol/L的高濃度氯化鈉溶液，在高鹽添加量以及面團中加水量一定條件下，過多氯化鈉與面筋蛋白爭奪面團中的游離水，這可能是導致面團中濕面筋含量下降的主要原因。隨著面團中食鹽添加量的增加，面筋指數(shù)升高趨勢顯著，這是因為氯化鈉解離的陰陽離子通過非特異性的靜電相互作用與蛋白質作用，具有穩(wěn)定面筋蛋白的作用[13]，此外Tuhumury等[14]認為氯化鈉(2%添加量)可以使面筋蛋白構象發(fā)生改變，提高麥谷分子間的氫鍵含量，提高面筋強度。

圖2 食鹽對濕面筋品質的影響

2.3 食鹽對面團中麥谷蛋白大聚體含量的影響

由圖3可知，食鹽添加量在2%以下時，隨著面團中食鹽添加量的增多，麥谷蛋白大聚體含量上升趨勢顯著，但添加量超過2%后，面團中麥谷蛋白大聚體含量變化不顯著。Hamer等[15]認為和面過程中，機械破壞作用是導致麥谷蛋白大聚體發(fā)生解聚的重要因素，和面過程會對面團施加剪切和拉伸力，使谷蛋白大聚體發(fā)生解聚現(xiàn)象，導致面團中麥谷蛋白大聚體含量下降。研究發(fā)現(xiàn)加鹽面團與未加鹽面團相比，形成時間更長，更耐攪拌，抵抗剪切的能力更強[16]，在同樣和面條件下，加鹽面團麥谷蛋白大聚體解聚程度會更低。這是因為氯化鈉離解的陰陽離子中和面筋蛋白質表面的電荷，從而產生了電荷屏蔽效應，降低了面筋蛋白分子間的靜電排斥作用，使面筋蛋白分子間結合更加緊密，麥谷蛋白分子間有大量的氫鍵形成[17]。因此加鹽面團(2%以下)與未加鹽面團相比，具有更強的耐揉性和抗拉伸性，在相同的攪拌時間內面團的破壞程度更低，面團中麥谷蛋白大聚體含量更高，但添加量超過2%后，麥谷蛋白大聚體含量變化不顯著。

圖3 食鹽對面團中麥谷蛋白大聚體含量的影響

2.4 食鹽對面團中水分分布的影響

相關研究證明橫向弛豫時間T2，可以反映食品體系中水分的流動[18-19]。由圖4可知，不同處理組面團樣品T2均可以分為3個區(qū)域：T2(P1)、T2(P2)和T2(P3)。其中，T2(P1)的峰值位于1 ms左右，T2(P2)的峰值位于10 ms左右，T2(P3)的峰值位于50～90 ms之間，與空白組相比，隨著面團中食鹽添加比例的增加，T2(P1)峰向左偏移，T2(P2)和T2(P3)峰均向右偏移。前人研究結果表明，P1區(qū)域代表與面筋蛋白緊密結合以及包埋于淀粉顆粒內部的水，此區(qū)域水最不易移動，稱為結合水；P2區(qū)域代表與淀粉顆粒以及糖類相互結合的水，此區(qū)域水具有一定流動性，稱為半結合水；P3區(qū)域代表與面筋蛋白和淀粉顆粒之間相互交換的水，位于面筋蛋白網絡以及淀粉顆粒的間隙，此部分水最易流動，為自由水[20-22]。由表1可知，食鹽添加量在3%以下時，與空白組相比，T2(P1)和T2(P2)總體變化不顯著，P1峰面積和P2峰面積變化也不明顯；當添加量超過3%后，P1峰面積比例明顯下降，T2(P2)呈現(xiàn)升高趨勢，P2峰面積比例同樣呈現(xiàn)上升趨勢。與空白組相比，各處理組T2(P3)值均顯著上升，食鹽添加量超過1%后，P3峰面積比例出現(xiàn)下降趨勢。表明食鹽添加量在3%以下時，對面團的持水性改變不明顯，添加量超過3%后，使面團中自由水和結合水比例減少，半結合水比例增加。

表1 食鹽對面團弛豫時間T2的影響

注：用Duncan法進行多重比較，表中同列數(shù)據(jù)右上角不同字母表示顯著性差異(P<0.05)，下同。

圖4 不同食鹽添加量面團的弛豫時間T2反演圖

這是因為氯化鈉是一種親水性的中性鹽，在面團體系中，與面筋蛋白、淀粉以及大分子的糖類等相比，水分子更容易與小分子的無機鹽相互結合，所以隨著食鹽添加量的增加，氯化鈉容易與面團體系中的自由水區(qū)域相互締合，導致面團體系中自由水比例降低，P3峰面積比例逐漸開始下降。當食鹽添加量較低(3%以下)，T2(P1)、T2(P2)、P1峰面積以及P2峰面積變化不顯著。隨著面團體系中食鹽濃度的提高，在高鹽濃度下，更多的易溶性無機鹽與面團體系中自由水相結合，導致面筋蛋白質等大分子物質的水合作用程度降低，而面團體系中與氯化鈉結合的自由水轉化成移動性較弱的半結合水[1,23]，所以P1峰面積比例下降，P2峰面積比例上升，同時T2(P2)也逐漸升高。Assifaoui等[24]向面包面團中加入不同比例的蔗糖，同樣發(fā)現(xiàn)P2峰面積、T2(P2)以及T2(P3)出現(xiàn)上升趨勢，他們認為這是蔗糖更容易與水結合所導致的結果，本研究所得結果與其相似。

2.5 食鹽對面團動態(tài)流變學性質的影響

由圖5和表2可知，隨著振動頻率的不斷上升，各處理組面團的G′和G″也呈現(xiàn)逐漸上升趨勢，在同一振動頻率條件下，相同面團的G′值總是大于G″。1%、2%以及3%處理組面團的G′無顯著性差異，但均大于空白組，添加量超過4%后，面團的G′和G″急劇上升。這是因為面團動態(tài)流變性不僅受面筋網絡結構的影響，還受面筋網絡與淀粉顆粒之間以及淀粉顆粒與淀粉顆粒之間相互作用力的影響[1]，食鹽雖然能夠提高面筋強度，但可能在低添加量條件下，對面筋網絡與淀粉顆粒之間以及淀粉顆粒與淀粉顆粒之間相互作用產生影響不顯著，所以食鹽添加量在3%以下時，面團的G′和G″上升趨勢較慢。Zalm等[16]向面團中添加一定比例的食鹽，發(fā)現(xiàn)食鹽添加量在2%以下時，面團的黏彈性模量略微上升，達到4%時面團黏彈性模量又開始下降，達到7%時面團的黏彈性又迅速上升，本文結果與其相似。添加食鹽能提高面團的黏彈性模量，主要是因為面團中氯化鈉離解的陰陽離子中和面筋蛋白質表面的電荷，從而產生了電荷屏蔽效應，降低了面筋蛋白分子間的靜電排斥作用，從而使面筋蛋白分子間結合更加緊密，面筋蛋白交聯(lián)程度增強，面團中谷蛋白大聚體含量升高，面團的黏彈性模量都有一定程度的上升。另一方面，由食鹽對面團中水分分布結果可知，較多氯化鈉與面團中的自由水結合，導致面團變硬變強，也會使面團的黏彈性模量迅速上升。

圖5 不同食鹽添加量對面團動態(tài)流變學性質的影響

表2 加鹽量對面團黏彈性模量的影響(頻率為1 Hz)

tan δ(G′/G″)用來描述面團體系中高聚物含量和聚合度，其值越小說明高聚物含量越多，聚合度越大[25]。從圖5可以看出，添加食鹽各處理組面團的tan δ值均小于空白組，說明向燴面面團中添加食鹽，可以使面團中面筋蛋白分子之間、淀粉—淀粉體系以及面筋蛋白—淀粉體系的交聯(lián)增強，從而提升面團的強度。當食鹽添加量2%～3%時，面團的tan δ值最小，說明添加量達到2%后，面團中面筋網絡結果已經形成較好，過多的添加量對面團中高聚物含量和聚合度改善并不明顯。

2.6 CSLM觀察食鹽對面筋蛋白微觀結構的影響

圖6為不同食鹽添加量面團的光學切片圖像，蛋白質被羅丹明B染成紅色。圖6a為未加鹽面團，圖6b為1%食鹽面團，面筋蛋白之間通過相互交聯(lián)，形成了面筋網絡框架結構，圖6a、圖6b與其他處理組相比，微觀觀察發(fā)現(xiàn)圖6a、圖6b面筋網絡之間有大量的空白區(qū)域(箭頭所示)，面筋網絡結構分布不均勻。表明未加鹽面團面筋網絡結構疏松，這可能是因為面筋蛋白分子間作用力較弱，導致面筋網絡結構不緊密，對淀粉顆粒包裹不密實，導致面團抗拉伸性差。隨著食鹽添加量的增加，圖6c和圖6d面筋網絡之間的空隙(箭頭所示)，與圖6a、圖6b相比明顯變小，面筋蛋白分子間作用力(氫鍵、疏水作用、離子鍵以及共價鍵等)增強，促進了面筋蛋白分子間的交聯(lián)，使圖6c、圖6d以及圖6e面筋網絡結構在面團中分布均勻，面團抗拉伸性顯著增強，此時面團已經形成較好的面筋網絡組織。圖6f中面筋網絡出現(xiàn)更多的纖維片層結構，有序排列，Tuhumury等[14]同樣發(fā)現(xiàn)隨著食鹽添加量的增多，加鹽面筋微觀圖像中出現(xiàn)較多的纖維狀結構，他們認為這可能是因為添加食鹽，使面筋蛋白構象發(fā)生改變，面筋蛋白二級結構中β-折疊含量增加以及面筋蛋白分子間氫鍵作用增強等因素有關，纖維片層結構的增多使面團的筋力變的更強。

圖6 不同食鹽添加量對面筋蛋白微觀結構的影響

3 結論

本試驗研究了不同食鹽添加量對燴面面團品質的影響，加鹽面團與未加鹽面團相比，面筋網絡微觀結構顯示，添加量在2%時，已經可以形成較理想的面筋網絡結構，添加量大于2%，面筋網絡微觀結構越來越緊密，使麥谷蛋白大分子亞基之間作用力增強，面團中谷蛋白大聚體含量顯著上升，面團的黏彈性模量逐漸升高，使面團的抗拉伸性也顯著增強。食鹽添加量超過3%后，面團中過多的氯化鈉分子與面筋蛋白爭奪自由水，弛豫時間T2反演圖中P1峰面積比例明顯下降，面團中結合水比例降低，面團中濕面筋含量下降，但濕面筋指數(shù)顯著上升，面團的黏彈性模量逐漸升高趨勢加快，面團的抗拉伸力變的越來越強。

燴面面團講究面團彈性和延伸性的平衡，添加過多食鹽會導致面團延伸性下降。根據(jù)本試驗結果并綜合考慮低鹽飲食的要求，食鹽添加量應為1%～3%，在此添加量下，面團的最大拉伸力和拉伸距離都顯著升高。

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Effects of Salt on Stewed Noodles Dough Quality and Gluten Matrix Microstructure

Chen Jie Wang lei Lü Yingguo Bian Ke
(School of Food Science and Technology, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001)

The effects of salt (0～5%) on stewed noodles dough moisture status and gluten protein microstructure were studied by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Confocal Scanning Laser Microscope (CSLM), and comprehensive analysis on various experimental indicators were made, combined with tensile properties, dynamic oscillation rheology properties and the content of glutenin macropolymer in dough. The results showed that adding appropriate amount of salt increased elastic modulus(G′) and viscous modulus(G″). At 0～3%, the ratio of bound and weakly bound water did not change significantly, and the ratio of free water reduced. When the additive amount was more than 3%, the ratio of bound and free water reduced, and the ratio of weakly bound water increased. With the salt addition increasing, the gluten protein microstructure crosslinked more closely, and the maximum tensile force of dough increased. At 0～5%, the content of glutenin macropolymer (GMP) and the index of wet gluten increased. When salt was more than 3%, the content of wet gluten and tensile distance reduced, and the content of glutenin macropolymer did not change significantly. Collectively, the desired quality of stewed noodles dough was obtained with the salt content below 3%.

salt, NMR, rheological properties, microstructure

公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項經費(201303070)

2015-09-28

陳潔，女，1963年出生，教授，食品的加工及基礎理論

TS21

A

1003-0174(2017)04-0024-07