胡盼盼 朱科學(xué) 郭曉娜 陳 援 陳小沛 周惠明

(江南大學(xué)食品學(xué)院1，無(wú)錫 214112)(江蘇三零面粉海安有限公司2，海安 226600)

隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)，人們對(duì)富含蛋白質(zhì)食物的需求越來(lái)越大，據(jù)統(tǒng)計(jì)到2050年我國(guó)的蛋白質(zhì)消費(fèi)預(yù)計(jì)每年將以3%～4%的速度增長(zhǎng)[1]。近年來(lái)由于糖尿病、“三高”、肥胖等疾病的發(fā)病率不斷升高，人們開(kāi)始追求健康的素食飲食概念，植物組織肉作為理想的肉類替代品，受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注[2-3]。小麥拉絲蛋白是一種具有明顯纖維結(jié)構(gòu)的植物組織蛋白，它是由小麥面筋蛋白在雙螺桿擠壓機(jī)的高溫、高壓、高剪切作用下擠壓形成的。TWP具有緊密的絲狀纖維結(jié)構(gòu)，咀嚼感與動(dòng)物肉相似，并且脂肪含量低、蛋白含量高，氨基酸組成豐富，零膽固醇，是一種理想的肉類替代品[4-5]。半干型食品(20%≤水分≤50%，0.65≤Aw≤0.90)具有軟硬適中，咀嚼不費(fèi)力、口感好的優(yōu)點(diǎn)[6]。將TWP加工成老少皆宜的半干型植物肉，將會(huì)有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

如何進(jìn)一步改善TWP的質(zhì)構(gòu)，縮小與真正肉類的口感差距，關(guān)鍵在于復(fù)水后的后處理加工[7]。TWP復(fù)水后水分含量高，干燥脫水是關(guān)鍵，不同的加工干燥方式會(huì)賦予產(chǎn)品不同的質(zhì)構(gòu)特性[8-10]。樣品在干燥的過(guò)程中，水分的散失與其質(zhì)構(gòu)、水分分布、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等有很大的關(guān)系[11]。目前工廠常用的烘烤、油炸等干燥方式，易造成樣品干硬、邊緣焦化等問(wèn)題。Arnau J等[12]認(rèn)為，物料干燥時(shí)表面干結(jié)的形成與其表面水分含量與有直接關(guān)系，表面水分含量越低越易發(fā)生干結(jié)。低溫蒸烤是近年來(lái)新興的一種相對(duì)柔和的熱處理方式，在對(duì)食物進(jìn)行烘烤的同時(shí)給予一定濕度的蒸汽以此來(lái)提高食物周圍的濕度，縮小食物外表面和內(nèi)部失水速率的差別，可在一定程度上減輕產(chǎn)品的邊緣焦化、結(jié)痂、干結(jié)等現(xiàn)象。曹仲文等[13]研究了萬(wàn)能蒸烤箱預(yù)熟雞肉丁的工藝，發(fā)現(xiàn)隨著濕度的增大雞肉丁的感官品質(zhì)越來(lái)越好。本實(shí)驗(yàn)以TWP為原料，通過(guò)對(duì)比低溫蒸烤與高溫烘烤、微波加熱、油炸3種常用的加工方式對(duì)小麥拉絲蛋白素牛肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響，為半干型小麥拉絲蛋白素牛肉的加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

谷朊粉：蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(77.92±0.16)%；小麥淀粉：食品級(jí)；三聚磷酸鈉、碳酸氫鈉：食品級(jí)；香辛料、調(diào)料、大豆油、某品牌素牛肉(對(duì)照組)均購(gòu)于當(dāng)?shù)爻小?/p>

1.2 儀器與設(shè)備

FMHE36-24型雙螺桿擠壓機(jī)；HY-901型電炸爐；M3-L233B型微波爐；AOSIIOECA2 萬(wàn)能蒸烤箱；TA. XTPlus 物性分析儀；MesoMR23-060V-I型低場(chǎng)核磁共振成像分析儀；SU8100型冷場(chǎng)發(fā)射電子掃描顯微鏡。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 小麥拉絲蛋白的制備

參考Li等[4]的方法并稍作改進(jìn)，具體方法如下：將谷朊粉和小麥淀粉按照9∶1的質(zhì)量比用和面機(jī)混合，同時(shí)加入0.5%三聚磷酸鈉和0.3%碳酸氫鈉，使用前密封保存。本實(shí)驗(yàn)使用同向嚙合型雙螺桿擠壓機(jī)，其螺桿長(zhǎng)徑比L∶D = 24∶1，模頭大小為33 mm×3 mm的矩形。擠壓參數(shù)設(shè)置為：喂料量19 kg/h，加水量37%，螺桿轉(zhuǎn)速270 r/min，Ⅱ區(qū)至Ⅵ區(qū)溫度依次為:60、90、135、170、140 ℃，模頭溫度 135～140 ℃。擠壓成型的TWP采用熱風(fēng)空氣干燥，溫度45 ℃，時(shí)間4 h。

1.3.2 半干型小麥拉絲蛋白素牛肉的制作工藝

TWP→蒸汽預(yù)熱→鹵制復(fù)水(45 ℃)→靜置瀝水→剪切成型(3 cm×4 cm×1 cm)→干燥→冷卻→真空包裝

青辰抬頭一望，見(jiàn)唐玉煙正將蹬在樹(shù)干上的腿收回，那根吊住自己的繩索，已被她卡在了身前松樹(shù)的枝杈上，這讓她能夠騰出一只手來(lái)射出竹葉鏢。

主要工藝要點(diǎn)：

1)蒸汽預(yù)熱：由于干燥后的TWP比較干硬，為減輕表面軟爛現(xiàn)象，縮短復(fù)水時(shí)間，本實(shí)驗(yàn)在復(fù)水前對(duì)TWP進(jìn)行蒸汽預(yù)熱，方法是置于蒸鍋內(nèi)沸水蒸制5 min。

2)鹵制復(fù)水：鹵水的制備參考黃治國(guó)等[14]的配方，具體步驟為：按照每1 kg水，0.4%八角、0.3%辣椒、0.4%茴香、0.3%花椒、0.05%香葉、0.05%桂皮、2.5%料酒、2.0%生抽、2.0%老抽、1.0%食用鹽、1.0%白砂糖的配方，大火煮沸后小火加熱30 min，冷卻至45 ℃?zhèn)溆?。按?∶4的料液比，將蒸汽預(yù)熱后的TWP放入其中復(fù)水30 min。

3)干燥：用4種不同的干燥加方式進(jìn)行脫水，使得素牛肉含水量達(dá)到(37±2%)。具體參數(shù)設(shè)置如下：高溫烘烤，溫度210 ℃，時(shí)間610 s; 微波加熱，700 W，150 s; 低溫蒸烤，溫度120 ℃，濕度70%，時(shí)間45 min; 油炸，溫度(150±1)℃，時(shí)間450 s。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

參考Fang等[15]的方法并稍加修改，具體操作如下：將樣品真空包裝后于常溫條件下放置4 h，隨機(jī)挑選10個(gè)，在相同位置處取1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm的大小的樣品。利用質(zhì)構(gòu)儀分別測(cè)量樣品的硬度、彈性、咀嚼度3個(gè)指標(biāo)。全質(zhì)構(gòu)strian模式下，選用P/36 r探頭。參數(shù)設(shè)定：測(cè)試前、中、后速率依次為1.0、1.0、2.0 mm/s，形變量60%，觸發(fā)力20 g。每個(gè)樣品重復(fù)8～10次，取平均值。

1.3.4 組織化度的測(cè)定

參考 Zhang 等[16]方法并稍加修改，具體操作如下：將樣品真空包裝后于常溫條件下放置4 h，隨機(jī)挑選10個(gè)，在相同位置處取1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm的樣品，置于樣品臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試。選用A-CKB探頭，分別測(cè)試其橫、縱向剪切力大小。參數(shù)設(shè)定：前中后測(cè)試速率依次為2.0、1.0、2.0 mm/s，切割強(qiáng)度90%。組織化度用橫、縱剪切力的比值表示。

水分含量的測(cè)定參考GB/T5009.3—2010。

1.3.6 核磁成像(MRI) 的測(cè)定

參考代曉冬等[9]的方法并稍加修改，具體操作如下：將樣品真空包裝后于常溫條件下放置12 h，隨機(jī)挑選6個(gè)，用生料帶包裹嚴(yán)密后放入直徑60 mm的測(cè)試管中，然后置于低場(chǎng)核磁共振測(cè)試腔體中進(jìn)行成像。重復(fù)時(shí)間500 ms，重復(fù)次數(shù)4次，自旋回波時(shí)間為18.60 ms。

1.3.7 TWP微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定

參考劉兵等[17]的方法并稍加改正，將加工后冷卻至室溫的素牛肉，按照1∶4料液比浸泡于正己烷溶液中脫脂，時(shí)間24 h，每8 h更換一次溶液，結(jié)束后在通風(fēng)櫥內(nèi)揮發(fā)12 h。在不破壞截面的情況下，沿著TWP的纖維方向,將樣品切割成0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm的方塊。用2.5%戊二醛溶液在室溫下固定4 h，然后用0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖溶液淋洗5次，再依次分別用30%、50%、70%、90%、100%乙醇溶液對(duì)樣品進(jìn)行梯度洗脫，每次洗脫時(shí)間為5 min，結(jié)束后進(jìn)行冷凍干燥；噴金處理后用掃描電鏡觀察，拍照。

1.3.8 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)小組由20名經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的食品專業(yè)的學(xué)生組成，分別對(duì)TWP素牛肉的外觀、色澤、硬度、口感、組織狀態(tài)五個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定。具體標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 小麥拉絲蛋白素牛肉感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

使用Excel和Origin8.5對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和繪圖。使用SPSS16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差和顯著性析，方差采用Duncan測(cè)試，在P<0.05檢驗(yàn)水平下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥方式對(duì)TWP素牛肉質(zhì)構(gòu)的影響

小麥拉絲蛋白在后處理加工過(guò)程，其質(zhì)構(gòu)與干燥脫水的方式緊密相關(guān)[18]。圖1是四種干燥方式對(duì)TWP素牛肉質(zhì)構(gòu)的影響結(jié)果。硬度、彈性、咀嚼度是評(píng)定素牛肉質(zhì)構(gòu)好壞的3個(gè)重要指標(biāo)[19]。品質(zhì)好的肉類替代品，其咀嚼度在一定范圍內(nèi)越大越好，過(guò)大或過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致其口感變差[20]。從圖1可以看出，微波處理后的素牛肉彈性優(yōu)于對(duì)照組，但硬度、咀嚼度都過(guò)高，這是由于微波處理強(qiáng)度大導(dǎo)致TWP內(nèi)部出現(xiàn)“硬芯”所致；HB處理組雖然咀嚼度優(yōu)于對(duì)照組，但存在彈性小、硬度過(guò)大，有“渣滓感”的缺點(diǎn)。DF處理組與HB處理組結(jié)果相反。油炸后的素牛肉硬度適中，彈性也略高于空白組，但其咀嚼度過(guò)小，這可能是因?yàn)橛驼囟雀?，表面迅速失水并發(fā)生干結(jié)現(xiàn)象，阻礙了內(nèi)部水分的進(jìn)一步逸出，從而導(dǎo)致外硬內(nèi)軟。綜合比較，LSB處理的TWP彈性最大，并且硬度、咀嚼度適中，總體質(zhì)構(gòu)優(yōu)于另外3種處理。

注：HB，高溫烘烤210 ℃； MH，微波加熱700 W； LSB，低溫蒸烤120 ℃ 70%；DF，油炸150 ℃；空白為市場(chǎng)上的某品牌TWP素牛肉。

2.2 干燥方式對(duì)TWP素牛肉組織化度的影響

干燥方式對(duì)TWP素牛肉組織化度的影響結(jié)果如圖2。組織化度是評(píng)價(jià)TWP拉絲效果的直接指標(biāo)，一般用橫、縱向剪切力的比值來(lái)表示，在一定范圍內(nèi)其值越大產(chǎn)品的組織狀態(tài)越好[19]。從圖2可以看出，在保證產(chǎn)品最終水分相似的前提下，4種干燥處理的TWP的組織化度均大于市場(chǎng)上購(gòu)買的空白組，其中LSB組的素牛肉組織化度最高，達(dá)到2.13±0.23。而MH組的素牛肉組織化度最低，這可能是由于微波處理使TWP整體迅速升溫，失水速度較快，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞，內(nèi)部出現(xiàn) “硬芯”而致。而高溫烘烤由于溫度較高，表面失水速度大于內(nèi)部，蛋白變性嚴(yán)重，表面極易發(fā)生干結(jié)并形成硬殼，這對(duì)其組織狀態(tài)有一定的負(fù)面影響。由于油炸處理反應(yīng)劇烈，素牛肉表面結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重并出現(xiàn)不平整皺縮的現(xiàn)象，影響了其剪切力。而低溫蒸烤有水蒸氣的補(bǔ)充，作用較溫和，TWP失水較緩慢，不會(huì)削弱對(duì)絲狀纖維的結(jié)合，組織化度相對(duì)較高。

圖2 干燥方式對(duì)TWP素牛肉組織化度的影響

2.3 干燥方式對(duì)TWP素牛肉水分變化的影響

一般來(lái)說(shuō)，干燥過(guò)程越劇烈，水分散失得越快，樣品的質(zhì)構(gòu)受到影響就越大[21-22]。圖3為4種干燥方式下小麥拉絲蛋白的水分變化規(guī)律圖，從圖3可以看出，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，TWP素牛肉的水分含量逐漸降低。其中，微波加熱的干燥速率最快，失水最快，所需干燥時(shí)間最短，這是由于微波干燥是利用物料內(nèi)部極性分子發(fā)生共振的原理，使物料整體迅速升溫，水分急劇蒸發(fā)，導(dǎo)致素牛肉 出現(xiàn)“硬芯”，硬度過(guò)大。在干燥初期，由于油溫高，表面失水速度較快，隨著油炸的進(jìn)行，表面的蛋白和淀粉反應(yīng)劇烈并形成硬殼，阻礙內(nèi)部水分的散失。高溫烘烤的失水速度介于油炸和低溫蒸烤之間，這可能是由于高溫蒸烤作用劇烈，物料整體溫度高，內(nèi)部溫度差縮小快，從而導(dǎo)致內(nèi)外水分散失速度差小于油炸處理。低溫蒸烤由于處理溫度低、濕度高，作用溫和，干燥過(guò)程中，素牛肉整體水分下降趨勢(shì)平緩，散失均勻，這是導(dǎo)致其質(zhì)構(gòu)特性區(qū)別于其他處理組的重要原因。

圖3 干燥方式對(duì)TWP素牛肉水分變化的影響

2.4 干燥方式對(duì)TWP素牛肉水分分布的影響

在干燥過(guò)程中，小麥拉絲蛋白的水分不斷的遷移，產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)與其水分分布有很大關(guān)系，其水分分布越均勻，相應(yīng)地，質(zhì)地也會(huì)越均勻[23-24]。MRI技術(shù)能清晰的將物料內(nèi)部的H質(zhì)子分布情況以圖像的形式呈現(xiàn)，其亮度越大，水分就越多，能直觀的表示物料的整體水分分布情況[25-26]。圖4為4種干燥處理后的素牛肉的H質(zhì)子密度圖像。從圖4可以明顯的看出，HB、MH、DF三種干燥脫水的素牛肉均出現(xiàn)邊緣不同程度的邊緣焦化，水分分布較不均的現(xiàn)象，并且體積發(fā)生一定的收縮，其中，HB組和DF組尤為明顯，這是因?yàn)镠B溫度高，表面失水速度大于內(nèi)部，致表面形成硬殼，阻礙內(nèi)部水分向表面的遷移；而DF油炸溫度高，反應(yīng)劇烈，表面淀粉和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)被破壞，整體失水速度不均勻。相比，低溫蒸烤處理的素牛肉內(nèi)外水分分布均勻，且體積收縮程度較輕，能減輕外硬內(nèi)軟的現(xiàn)象，符合半干食品軟硬適中，質(zhì)地均勻的特點(diǎn)。

注：彩帶表示H質(zhì)子密度，值越大表示含水率越高

2.5 干燥方式對(duì)TWP素牛肉內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的影響

水分在散失和遷移的過(guò)程中會(huì)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，掃描電子顯微鏡可以很好表征其內(nèi)部結(jié)構(gòu)[9]。圖5為不同干燥方式對(duì)素牛肉內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的影響結(jié)果。從圖5中可以看出，對(duì)照組樣品無(wú)明顯的絲狀纖維結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不平整，這可能是由于樣品纖維呈層狀分布并且結(jié)合不緊密，本身組織化度低造成的；MH組的TWP蛋白變性最嚴(yán)重，失去原有的結(jié)構(gòu)，纖維狀態(tài)被破壞，這是由于微波加熱時(shí)TWP內(nèi)部的水分子、淀粉、蛋白發(fā)生強(qiáng)烈的共振作用致其內(nèi)部產(chǎn)生“硬芯”造成的。 HB處理的素牛肉雖結(jié)構(gòu)相對(duì)平整，絲狀纖維有輕微收縮，但纖維呈層狀分布并有大的孔隙出現(xiàn)；油炸后的素牛肉，內(nèi)部纖維不平整呈褶皺狀，并發(fā)生一定的收縮；而LSB加工的樣品絲狀纖維明顯且平整，結(jié)合緊密，這與低溫蒸烤處理時(shí)溫度低濕度高，水分子、淀粉、蛋白三者相互作用溫和，素牛肉失水速度均勻有很大關(guān)系[27]。

圖5 不同干燥方式對(duì)TWP素牛肉內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的影響

2.6 干燥方式對(duì)TWP素牛肉感官評(píng)價(jià)的影響

感官評(píng)價(jià)可以反映消費(fèi)者對(duì)一款食品的整體喜好和可接受程度。不同干燥方式對(duì)TWP素牛肉的感官評(píng)價(jià)的影響結(jié)果見(jiàn)圖6。從中可以看出，低溫蒸烤處理過(guò)的素牛肉在外觀、色澤、口感、組織狀態(tài)等方面的評(píng)價(jià)均最高，整體接受度最好，這與前面的研究結(jié)果相一致。其中，高溫烘烤處理的素牛肉在色澤和外觀上的接受度較低，這是因?yàn)楦邷睾婵咀饔脧?qiáng)烈，TWP表面褐變嚴(yán)重并形成硬殼，不易被消費(fèi)者接受；而微波處理的素牛肉由于內(nèi)部形成 “硬芯”導(dǎo)致其在組織狀態(tài)和口感方面接受度均最低。

圖6 不同干燥方式對(duì)TWP素牛肉感官評(píng)價(jià)的影響

3 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)比4種不同干燥方式對(duì)半干型小麥拉絲蛋白素牛肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)低溫蒸烤后的小麥拉絲蛋白硬度、咀嚼度適中，組織化度達(dá)到2.13±0.23，質(zhì)構(gòu)品質(zhì)最好。在微觀品質(zhì)上，通過(guò)MRI成像和掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，低溫蒸烤處理后的TWP水分內(nèi)外分布較均勻，未出現(xiàn)邊緣焦化、外硬內(nèi)軟的現(xiàn)象，并且纖維狀態(tài)明顯，結(jié)合緊密，內(nèi)部結(jié)構(gòu)平整無(wú)褶皺?？傮w而言，作為一種比較溫和的干燥脫水方式，低溫蒸烤處理后的素牛肉在宏觀和微觀品質(zhì)上都得到了明顯的改善，是一種比較適合半干型小麥拉絲蛋白素牛肉的干燥方式。