臧盈盈,陳麗嬌,陳繼承,陳 莉,趙曉丹(福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建福州 350002)

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海帶降血壓活性肽面條的工藝優(yōu)化

臧盈盈,陳麗嬌,陳繼承*,陳 莉,趙曉丹
(福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建福州 350002)

為研制海帶降血壓活性肽面條,將海帶降血壓活性肽、甘露醇、褐藻膠和海帶膳食纖維添加到面條中,以最大抗拉伸阻力及感官評(píng)分為指標(biāo),進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn),優(yōu)化面條的工藝參數(shù)并驗(yàn)證其降血壓活性。結(jié)果表明:在海帶膳食纖維添加量3%,海帶降血壓活性肽添加量0.5%,甘露醇添加量1.8%,褐藻膠添加量0.3%的條件下,面條的最大抗拉伸阻力達(dá)到36.72 g,感官評(píng)分達(dá)到91分,與預(yù)測(cè)值分別相差2.52%和0.005%(<5%)。對(duì)最優(yōu)工藝條件制備的面條降血壓活性進(jìn)行檢測(cè),其半數(shù)抑制率IC50值為6.02 mg/mL。

海帶降血壓活性肽,甘露醇,褐藻膠,海帶膳食纖維,面條,工藝優(yōu)化

面條是我國(guó)最常見(jiàn)的傳統(tǒng)面食之一,現(xiàn)已普及世界各地。海帶面條是將海帶添加到面條中的一種營(yíng)養(yǎng)面條,且目前海帶面條已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。海帶是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的蔬菜,且具有降血壓功效[1-2]。目前對(duì)海帶的降血壓功效已有研究,且已經(jīng)能夠從海帶中分離出各種具有功能特性的物質(zhì),如:海帶降血壓活性肽、甘露醇、褐藻膠、褐藻糖膠、海帶膳食纖維等[3-4]。其中海帶降血壓活性肽具有很好的降血壓效果[5];甘露醇具有脫水及降顱內(nèi)壓的功效[6];褐藻糖膠具有抗凝血、降血脂等功效[7-9];海帶膳食纖維是一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),具有治療便秘的功效,還可以對(duì)面條的品質(zhì)起到一定的作用[10]。

目前,市場(chǎng)上海帶面條的研制是將海帶經(jīng)過(guò)打漿、制粉或者酶解等工藝處理后添加到面條中,但是此類(lèi)方法制作的海帶面條中的海帶成分的比例一致,得到的海帶面條的品種較單一,通過(guò)優(yōu)化海帶添加量對(duì)面條品質(zhì)的改善作用也受到了限制[11-12]。

本研究擬選取海帶降血壓活性肽、甘露醇、褐藻膠、海帶膳食纖維添加到面條中,研究其對(duì)面條品質(zhì)的影響趨勢(shì),以選取對(duì)面條品質(zhì)影響較大且具有功能特性的因子進(jìn)行復(fù)配,得到品質(zhì)佳、口感好的面條。因此,選取最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分為響應(yīng)值以制作較好品質(zhì)的面條,并且驗(yàn)證是否具有降血壓活性來(lái)判定其是否具有功能性。此思路不僅可以制作出品質(zhì)較好的面條,并且其降血壓功效增加了面條價(jià)值,還提高了海帶的綜合利用程度,為以后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的高值化利用提供了思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard of sensory score

海帶降血壓活性肽 用復(fù)合蛋白酶(木瓜蛋白酶∶堿性蛋白酶∶胰蛋白酶=1∶2∶1)酶解海帶蛋白獲得降血壓活性多肽,分子量為3000 Da[13];甘露醇、褐藻膠 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;面粉 福州永輝超市;海帶膳食纖維 海帶中提取，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，淺棕色粉末。

HR2356/21HR型自動(dòng)面條機(jī) 飛利浦投資有限公司，用于面條的制作;TA.XT Plus物性質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司,用于對(duì)面條拉伸特性的測(cè)定;LC-20A型高效液相色譜儀 日本島津公司,用于測(cè)定多肽活性。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 海帶面條制備工藝步驟 原輔料混合:稱(chēng)取海帶降血壓活性肽、甘露醇、褐藻膠、海帶膳食纖維、面粉加入到面條機(jī)中,啟動(dòng)面條機(jī),加33%的水和面5 min;

熟化:用保鮮膜密封面條機(jī)的加料口,熟化10 min;

成型:選擇直徑為6 mm的磨具,啟動(dòng)制面,制作出直徑為6 mm的圓柱形面條;

包裝:將做好的面條放置到保鮮袋中密封,使面條處于自然松弛狀態(tài)[14]。

1.2.2 面條拉伸特性測(cè)定方法 參考陸啟玉[15]等的方法并且略有改動(dòng),利用特定探頭,將面條纏繞在探頭上進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn),記錄面條被拉斷過(guò)程中力臂所承受力的變化曲線(xiàn),確定面條被拉斷時(shí)的最大抗拉伸阻力和拉伸距離,每個(gè)樣品做8次平行實(shí)驗(yàn),去掉最大值和最小值求平均值。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù):選用A/SPR探頭,張力模式,預(yù)測(cè)試速度1.0 mm/s,測(cè)試速度5.00 mm/s,后測(cè)試速度10.00 mm/s,測(cè)試距離15 mm,觸發(fā)形式選用自動(dòng),觸發(fā)力5 g。

1.2.3 感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照SB/T10137-93進(jìn)行部分修改,如表1所示,由10位專(zhuān)業(yè)人員組成感官評(píng)定小組[16]。

1.2.4 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 以面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分為指標(biāo),研究海帶降血壓活性肽、甘露醇、褐藻膠和海帶膳食纖維添加量對(duì)面條品質(zhì)的影響。

設(shè)置海帶降血壓活性肽添加量分別為0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1%,其他條件:甘露醇2%、褐藻膠添加量0.3%、海帶膳食纖維2%;

設(shè)置甘露醇添加量分別為0、0.5%、1%、2%、3%、4%、6%,其他條件:海帶降血壓活性肽0.5%、褐藻膠添加量0.3%、海帶膳食纖維2%;

設(shè)置褐藻膠添加量分別為0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.8%,其他條件:海帶降血壓活性肽0.5%、甘露醇2%、海帶膳食纖維2%;

設(shè)置海帶膳食纖維添加量分別為0、1%、2%、3%、4%、5%,其他條件:海帶降血壓活性肽0.5%、甘露醇2%、褐藻膠0.3%。

1.2.5 響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果選取對(duì)面條品質(zhì)影響大的因素,采用Box-Behnken Design中心組合設(shè)計(jì)原理,以最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分為響應(yīng)值,進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)[17]。設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 面條加工工藝響應(yīng)面因素及水平設(shè)計(jì)Table 2 Factors and levels of response surface design in noodle processing

1.2.6 海帶面條降血壓活性測(cè)定方法 面條的降血壓活性檢測(cè)參考Chen等報(bào)道ACE抑制活性的測(cè)定方法[18]。面條用水稀釋十倍后打漿,4000 r/min離心20 s后取上清液備用。高效液相色譜(HPLC)條件:色譜柱symmetry C18(5 μm,4.6 mm×150 mm),柱溫25 ℃,檢測(cè)波長(zhǎng)228 nm,流速0.5 mL/min,流動(dòng)相為0.05% TFA加0.05%三乙胺水溶液(pH2.80)/乙腈=85∶15(v/v)。

取10 μL ACE和40 μL樣品于旋渦震蕩器中震蕩2 min,37 ℃保溫5 min,加入50 μL馬尿酰組氨酰亮氨酸(HHL),37 ℃下反應(yīng)0.5 h后加入200 μL的1.0 mol/L HCl終止反應(yīng),離心后取上清液,通過(guò)HPLC法測(cè)定在228 nm處反應(yīng)生成馬尿酸(HA)的吸收值,計(jì)算ACE抑制活性的半數(shù)抑制率IC50值。ACE抑制活性計(jì)算公式:

式中:A為不加入抑制劑時(shí)的馬尿酸的峰面積在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)的濃度,單位mmol/L;B為加入抑制劑時(shí)的馬尿酸的峰面積在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)的濃度,單位mmol/L。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Qrigin 8.5分析軟件對(duì)單因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,采用JMP10對(duì)單因素的顯著性進(jìn)行分析,采用Design-Expert 8.05統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)各因素編碼值和響應(yīng)值進(jìn)行回歸擬合分析。采用SSPS20.0分析處理ACE抑制活性的半數(shù)抑制率IC50值數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)斜拉橋進(jìn)行地震響應(yīng)分析是一個(gè)規(guī)模巨大而且極為復(fù)雜的問(wèn)題。反應(yīng)譜方法通過(guò)反應(yīng)譜概念巧妙地將動(dòng)力問(wèn)題靜力化，概念簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，可以用較少的計(jì)算量獲得結(jié)構(gòu)的最大反應(yīng)值[1]。因此，世界各國(guó)規(guī)范都把它作為一種基本分析手段。從1943年M.Biot提出反應(yīng)譜概念，并且給出了第一條彈性反應(yīng)譜曲線(xiàn)以來(lái)，反應(yīng)譜理論逐步發(fā)展，并被許多國(guó)家采納到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震規(guī)范中。

2.1.1 海帶降血壓活性肽添加量對(duì)面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分的影響 由圖1可知,海帶降血壓活性肽添加量在0～0.5%的范圍內(nèi),隨著添加量的增大最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分呈增大趨勢(shì),海帶降血壓活性肽添加量為0.5%時(shí)達(dá)到最大值,此時(shí)最大抗拉伸阻力為24.43 g,感官評(píng)分為87分,隨著海帶降血壓活性肽添加量繼續(xù)增大面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)。目前關(guān)于海帶降血壓活性肽的應(yīng)用鮮有報(bào)道,研究結(jié)果可能是由于適量添加海帶降血壓活性肽對(duì)于面條的品質(zhì)有一定的改善作用,使得面條的拉伸特性增強(qiáng),口感變好,但是海帶降血壓活性肽添加過(guò)量時(shí),面條在制作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)斷面,面條的感官評(píng)分變低,面條最大抗拉伸阻力下降。因此,選定海帶降血壓活性肽添加量范圍0.3%～0.7%。

圖1 海帶降血壓活性肽添加量對(duì)面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分的影響 Fig.1 Effects of the addition of antihypertensive peptides from Laminaria japonica on maximum tensile resistance and sensory score of noodle注:不同字母代表顯著性差異,相同字母代表差異不顯著,圖2～圖4同。

2.1.2 甘露醇添加量對(duì)面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分的影響 由圖2可知,甘露醇添加量在0～2%范圍內(nèi)時(shí),隨著添加量增大最大抗拉伸阻力呈增大趨勢(shì),甘露醇添加量為2%時(shí)達(dá)到最大值,此時(shí)最大抗拉伸阻力為39.19 g,但是隨著甘露醇添加量的繼續(xù)增大最大抗拉伸阻力呈下降趨勢(shì)。感官評(píng)分也是呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),且在甘露醇添加量為3%時(shí)達(dá)到最大值,為89分。目前甘露醇主要應(yīng)用在糖果的生產(chǎn),對(duì)于其在面條中的應(yīng)用還無(wú)人報(bào)道。研究結(jié)果可能是由于甘露醇是一種增稠劑,適量添加能夠改善面條的品質(zhì),增強(qiáng)面條的口感,但是甘露醇添加過(guò)量時(shí),面條在制作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象,面條品質(zhì)下降,1%、3%添加量時(shí)的感官評(píng)分與2%時(shí)相差較少。因此,選定甘露醇添加量范圍為1%～3%。

圖2 甘露醇添加量對(duì)面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of mannitol on the maximum tensile resistance and sensory score of noodle

2.1.3 褐藻膠添加量對(duì)面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分的影響 由圖3可知,褐藻膠的添加量在0～0.3%范圍內(nèi),隨著添加量的增大最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分呈增大趨勢(shì),褐藻膠添加量為0.3%時(shí)達(dá)到最大值,此時(shí)最大抗拉伸阻力為35.80 g,感官評(píng)分為88分,但是隨著褐藻膠添加量的繼續(xù)增加面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)。這是由于褐藻膠有增強(qiáng)面團(tuán)吸水率和增強(qiáng)面條的硬度及彈性的作用,同時(shí)褐藻膠有增稠作用,有助于形成類(lèi)似面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了面條的拉伸性能,但是褐藻膠添加過(guò)量時(shí),高濃度褐藻膠制作的面條硬度較大,易斷裂,面條拉伸特性下降,口感變差[19-20]。因此,選定褐藻膠添加范圍為0.2%～0.4%。

圖3 褐藻膠添加量對(duì)面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分的影響Fig.3 Effects of alginate addition on maximum resistance and sensory score noodles

2.1.4 海帶膳食纖維添加量對(duì)面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分的影響 由圖4可知,海帶膳食纖維的添加量在0～3%的范圍內(nèi),隨著添加量增大，最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分呈增大趨勢(shì),添加量為3%時(shí)達(dá)到最大值,此時(shí)最大抗拉伸阻力為39.18 g,感官評(píng)分為87分,但是隨著海帶膳食纖維添加量的繼續(xù)增大，面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)。這是由于海帶膳食纖維持水能力較好,有助于維持面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),面條拉伸特性增大,但海帶膳食纖維不能形成面筋,添加量過(guò)高會(huì)對(duì)面筋起稀釋作用,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)疏松,面條品質(zhì)下降,因此海帶膳食纖維添加過(guò)量會(huì)導(dǎo)致面條拉伸特性下降,結(jié)果與其他膳食纖維在面制品中的添加量相近[21-22]。因此,選定海帶膳食纖維添加量為3%。

表4 最大抗拉伸阻力方差分析及顯著性檢驗(yàn)Table4 The maximum tensile resistance variance analysis and test of significance

圖4 海帶膳食纖維添加量對(duì)面條最大抗拉伸阻力和感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of dietary fiber addition on maximum tensile resistance and sensory score of noodle

注:**:極顯著(p<0.01);*:顯著(p<0.05)。

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化面條加工工藝

2.2.1 響應(yīng)面分析水平的確定 由單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,通過(guò)單因素添加量空白時(shí)與最優(yōu)條件進(jìn)行對(duì)比,甘露醇和褐藻膠對(duì)面條品質(zhì)及口感的改善程度比海帶膳食纖維、海帶降血壓活性肽大,另外考慮海帶降血壓活性肽的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其顯著降血壓功能,因此選定海帶膳食纖維的添加量為3%,選取海帶降血壓活性肽、甘露醇、褐藻膠添加量為自變量。

表3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 The response surface experiment results

2.2.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果 見(jiàn)表3。

Y1=36.66-1.06B-2.44AC-5.23A2-2.13B2-2.29C2

由表4方差分析及顯著性檢驗(yàn)和圖5響應(yīng)曲面圖可知,B對(duì)面條最大抗拉伸阻力的影響顯著;交互項(xiàng)AC,二次項(xiàng)A2、B2、C2的影響極顯著,交互項(xiàng)AB、AC的影響不顯著。

圖5 響應(yīng)面圖Fig.5 Response surface chart

2.2.4 以感官評(píng)分為響應(yīng)值的響應(yīng)面分析 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)得到回歸方程:

Y2=91.20﹢1.38B-3.00AB-2.00AC-3.73A2-2.98B2-1.97C2

表5 感官評(píng)分方差分析及顯著性檢驗(yàn)Ttable 5 Variance analysis and significance test of sensory evaluation

注:**:極顯著(p<0.01);*:顯著(p<0.05)。

由表5方差分析及顯著性檢驗(yàn)和圖6響應(yīng)面圖可知,B、AC、C2對(duì)面條最大抗拉伸阻力的影響顯著,交互項(xiàng)AB以及二次項(xiàng)A2、B2的影響極顯著,BC的交互作用影響不顯著。

圖6 響應(yīng)曲面圖Fig.6 Response surface map

2.2.5 面條最佳工藝的確定及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 通過(guò)Design-Expert 8.05統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以最大抗拉伸阻力為響應(yīng)值的面條的理論最佳工藝條件:海帶降血壓活性肽添加量0.498%,甘露醇添加量1.75%,褐藻膠添加量0.3%,面條最大抗拉伸阻力的最佳預(yù)測(cè)值為37.67 g。以感官評(píng)分為響應(yīng)值的面條的理論最佳工藝條件:海帶降血壓活性肽添加量0.54%,甘露醇添加量2.04%,褐藻膠添加量0.27%,面條感官評(píng)分的最佳預(yù)測(cè)值為91.46分。兩者最佳工藝相近,考慮感官評(píng)分能夠表現(xiàn)消費(fèi)者的需求性以及實(shí)際操作的便利性,將工藝調(diào)整為降血壓活性肽添加量0.5%,甘露醇添加量1.8%,褐藻膠添加量0.3%進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)測(cè)得最大抗拉伸阻力為36.72 g,感官評(píng)分為91分,最大抗拉伸阻力與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差RSD值為2.52%(<5%),感官評(píng)分與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差RSD值為0.005%(<5%),說(shuō)明預(yù)測(cè)模型可靠。

2.3 面條ACE抑制活性驗(yàn)證結(jié)果

對(duì)以上最優(yōu)工藝參數(shù)制作出的面條進(jìn)行ACE抑制活性驗(yàn)證,結(jié)果顯示,其IC50值為6.02 mg/mL,說(shuō)明面條對(duì)ACE酶具有一定的抑制作用,海帶降血壓活性肽能夠抑制ACE酶活性,從而抑制血管緊張素Ⅰ水解為血管緊張素Ⅱ及催化舒緩激肽失活兩個(gè)過(guò)程,達(dá)到降血壓效果。海帶降血壓活性肽、甘露醇和褐藻膠均具有不同程度的降血壓效果,各物質(zhì)的添加使得制作的面條具有ACE抑制活性。

3 結(jié)論

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上固定海帶膳食纖維的添加量為3%,采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化面條工藝參數(shù):海帶降血壓活性肽添加量0.5%,甘露醇添加量1.8%,褐藻膠添加量0.3%,此時(shí)最大抗拉伸阻力達(dá)到36.72 g,感官評(píng)分為91分,面條的IC50值為6.02 mg/mL,制作出的面條品質(zhì)較好。本文為以后重組功能性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供了思路,并且提高了海帶綜合利用程度,為海帶的高值化利用提供了路徑。

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The process optimization of noodles with antihypertensive peptide fromLaminariajaponica

ZANG Ying-ying,CHEN Li-jiao,CHEN Ji-cheng*,CHEN Li,ZHAO Xiao-dan

(College of Food Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China)

The aim was to develop a kind of hypotensive noodles by adding antihypertensive peptides,mannitol,alginate and dietary fiber fromLaminariajaponica. The single factor experiment and response surface experiments were carried according to the maximum tensile resistance and sensory scores. Optimal technique parameters of noodles were obtained,and antihypertensive activities were also verified. The optimal processing parameters of kelp noodles was that kelp dietary fiber 3%,0.5% kelp antihypertensive peptide,1.8% mannitol,0.3% algin. Sensory evaluation results suggested that the produced noodles had good taste score of 91 points,and the maximum tensile resistance was 36.72 g under such conditions,2.52% and 0.005% respectively with the predicted value(<5%). The antihypertensive activities of noodles under the optimal conditions was determined,the half inhibition rate of IC50was 6.02 mg/mL.

antihypertensive peptide fromLaminariajaponica;mannitol;alginate;kelp dietary fiber;noodle;process optimization

2016-11-04

臧盈盈(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：功能性食品研究，E-mail：zyychang@163.com。

*通訊作者:陳繼承(1978-)，男，博士，副教授，研究方向：生物活性成分分析檢測(cè)和功能性食品研究，E-mail：newtaicjc@163.com。

福建省海洋高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)(閩海漁高新【2004】03號(hào))；福州市科技項(xiàng)目(2013-N-47)；福建農(nóng)林大學(xué)高水平大學(xué)建設(shè)項(xiàng)目(61201404310)。

TS218

B

1002-0306(2017)14-0203-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.040