劉珈銘，毛金蓉，尚玉婷，李茜，2*，張民，2，3*

（1.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300392；2.天農(nóng)農(nóng)產(chǎn)品加工中外聯(lián)合研究中心，天津 300392；3.天津科技大學(xué)省部共建食品營養(yǎng)與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guān)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(jī)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(zhì)、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(guān)大蒜多糖的應(yīng)用特性研究較少[7]，不利于大蒜產(chǎn)品的開發(fā)?；诖?，本論文對比研究了不同大蒜中的多糖提取物對面團(tuán)游離巰基和介觀形貌的影響，并進(jìn)一步研究了其對面條質(zhì)構(gòu)和感官特性的影響，以期為大蒜多糖產(chǎn)品的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

云南獨(dú)頭蒜、天津?qū)氎孀掀に?、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(shù)有限公司；葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備

自動(dòng)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(xué)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(wěn)定微系統(tǒng)公司；手持色差儀（NR60CP）：深圳市三恩時(shí)科技有限公司；面條機(jī)（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(dú)頭蒜（single clove garlic，SG）、天津?qū)氎孀掀に猓╬urple garlic，PG）和山東蒼山雜交四六瓣大蒜（Cangshan hybrid garlic，HG）按照實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(lán)（G-250）法測定洗脫前后樣品的蛋白含量，分別計(jì)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(tuán)介觀形貌和游離巰基的影響

1.3.2.1 大蒜多糖對面團(tuán)介觀形態(tài)的影響

50 g小麥粉中分別添加小麥粉質(zhì)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(tuán)5 min，25℃靜置10 min。制備好的面團(tuán)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(shí)驗(yàn)載物臺上，噴金（厚度10 mm～20 mm），掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察面團(tuán)樣品橫斷面的形貌（放大倍數(shù)分別為 500×、1 000×、10 000×）。

1.3.2.2 大蒜多糖對面團(tuán)游離巰基含量的影響

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

1.3.3 大蒜多糖對面條質(zhì)構(gòu)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(zhì)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(jī)中和面，面團(tuán)在密閉容器內(nèi)（25℃）靜置熟化10 min，面條機(jī)反復(fù)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(zhì)構(gòu)儀，對新鮮制備的生鮮面的拉伸特性進(jìn)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(yīng)變?yōu)?0%，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(zhì)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(jì)測定面條的色澤，記錄L*值（亮度指數(shù)，-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(lán)黃值，+方向表示黃色增加，-方向表示藍(lán)色增加）的變化。

1.3.3.5 感官評價(jià)

參照GB/T 25005—2010《感官分析方便面感官評價(jià)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(jì)分，見表1，由10名感官鑒評員完成。

表1 感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory assessment criteria

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)均重復(fù)3次，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 16.0 Duncans測試程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較檢驗(yàn)，顯著水平為P＜0.05。

2 結(jié)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(jì)）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(chǎn)地和組織結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。

2.2 大蒜多糖對面團(tuán)介觀結(jié)構(gòu)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(tuán)橫截面結(jié)構(gòu)的影響[13]。大蒜多糖對面團(tuán)結(jié)構(gòu)影響的SEM觀察結(jié)果見圖1。

圖1 大蒜多糖對面團(tuán)結(jié)構(gòu)影響的SEM觀察結(jié)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(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的表面粗糙度和孔數(shù)增加，表明其可以避免過于致密的面筋基質(zhì)的形成，從而獲得更強(qiáng)的氣體保留能力[14]。添加5%的大蒜多糖可使面團(tuán)表面完整性改善，氣孔大小更加均勻。當(dāng)放大10 000×?xí)r，可看到淀粉顆粒的膨脹度沒有發(fā)生明顯的變化，且呈現(xiàn)出面筋蛋白與多糖組分之間的黏連現(xiàn)象，其中添加5%SGSOS時(shí)該現(xiàn)象尤其明顯。當(dāng)大蒜多糖添加量為10%時(shí)，面團(tuán)表面的完整性較好，但氣孔數(shù)明顯減少，在10 000×的放大倍數(shù)下，可看到淀粉顆粒的膨脹度較5%添加量時(shí)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(tuán)形成過程中可能會(huì)影響面團(tuán)品質(zhì)，例如導(dǎo)致面團(tuán)體積減小、質(zhì)地變硬和口感變差等。

2.3 大蒜多糖對面團(tuán)游離巰基含量的影響

面團(tuán)中游離巰基（—SH）的含量變化可以反映面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)形成過程中面筋蛋白的交聯(lián)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(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有利。大蒜多糖樣品對面團(tuán)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(tuán)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(tuán)中游離巰基的含量顯著降低，當(dāng)添加量為5%時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)。3種多糖中，SGSOS的作用最顯著，添加5%SGSOS的面團(tuán)的游離巰基含量下降至最低（20.74 μmol/g），較空白面團(tuán)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(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.4 大蒜多糖對面條拉伸特性的影響

面條拉伸試驗(yàn)結(jié)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(xiàn)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(dāng)添加量為5%時(shí)，3種大蒜多糖均使面團(tuán)抗拉伸阻力呈現(xiàn)最低值，延展位移均顯著增加。3種多糖中，5%SGSOS對面團(tuán)延展性的影響最顯著，該組果與SEM觀察結(jié)構(gòu)和游離巰基檢測結(jié)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(tuán)結(jié)構(gòu)變硬有關(guān)。

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(zhì)損失率反映了面條蒸煮時(shí)的損失程度。在干物質(zhì)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(yǎng)物質(zhì)損失較多，面條的感官值也相應(yīng)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(zhì)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(zhì)損失率和吸水率呈現(xiàn)先極劇下降后緩慢回升的趨勢，在5%添加水平處呈現(xiàn)最低值。其中，添加5%的SGSOS對面條干物質(zhì)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性或有序性有關(guān)。SGSOS還可引起內(nèi)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(jī)械結(jié)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(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(zhì)損失率和吸水率均下降并趨于恒定，這與面團(tuán)介觀結(jié)構(gòu)、游離巰基含量及面條拉伸特性分析結(jié)果一致。10%的HGSOS組分在面團(tuán)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(gè)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?。籦*值顯著增加，說明大蒜多糖與面筋蛋白的結(jié)合會(huì)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(dāng)添加量為10%時(shí)，HGSOS可使面條的a*值顯著降低，b*值較低，這可能與HGSOS在面團(tuán)體系中的競爭性吸水有關(guān)。

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(tài)、軟硬度、韌性、黏性、光滑性、食味及感官評分值，結(jié)果如表4所示。

表4 大蒜多糖對面條感官評價(jià)結(jié)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(jià)指標(biāo)均有提高，隨著添加量的增大，面條感官評定指標(biāo)呈現(xiàn)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(tuán)介觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律一致。當(dāng)添加量為10%時(shí)，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(tuán)體系中的競爭性吸水有關(guān)。

3 結(jié)論

本研究以云南獨(dú)頭蒜、天津?qū)氎孀掀に夂蜕綎|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(tuán)中的游離巰基含量顯著下降（P＜0.05），使面團(tuán)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(zhì)損失率、吸水率及感官評分值呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，使面條黃度值b*顯著升高（P＜0.05）。當(dāng)HGSOS的添加量達(dá)到10%時(shí)，會(huì)引起其與面團(tuán)體系中的其它組分間的競爭性吸水。