蛋白质含量对花生粕组织化产品质量的影响

中国农业科学2007,40(8):1753-1759ScientiaAgriculturaSinica收稿日期：2006-04-01；接受日期：2006-09-21基金项目：中国农业科学院杰出人才基金，国家“948”项目（2005-Z45）作者简介：张汆（1970-），女，陕西泾阳人，博士研究生，研究方向为食品化学与营养学。E-mail：[e-mail]。通讯作者魏益民（1957-），Tel：[phone]；Fax：[phone]；E-mail：[e-mail]蛋白质含量对花生粕组织化产品质量的影响张汆1，魏益民1，2，张波２，康立宁1（1西北农林科技大学食品科学与工程学院，杨凌712100；2中国农业科学院农产品加工研究所，北京100094）摘要：【目的】研究挤压原料中花生蛋白质含量对高水分组织化蛋白产品质量的影响规律。【方法】采用感官评价法对挤压产品的感官质量进行分析描述，借助扫描电子显微镜观察挤压产品的微观结构，以物性分析仪测定产品的流变学特性。【结果】花生蛋白质含量在34.69%～63.48%范围内，随着蛋白质含量的升高，组织化花生蛋白产品组织化程度明显提高，口感明显改善，产品硬度和咀嚼度显著增加；扫描电镜下的组织结构变得更为致密，气孔变小且分布更均匀。【结论】(1)在设定挤压条件下，原料中花生蛋白质含量低于40%时，不能形成具有良好纤维状组织结构的高水分组织化产品。要获得具有良好纤维状组织结构的挤压产品，原料中低变性花生蛋白的含量应在50%～60%。(2)物性测定仪对HM-TPP产品流变学特性的分析结果与产品的感官质量的变化相关性较好。花生蛋白质含量在34.69%～63.48%范围内，产品的硬度、咀嚼度、横切力、纵切力与蛋白质含量呈显著正相关。(3)利用扫描电镜研究分析HM-TPP产品的微观结构变化，具有清晰、直观和真实的特点，可以为分析挤压产品流变学特性与感官质量变化间的内在联系提供有力的佐证。关键词：脱脂花生粕；蛋白质；组织化花生蛋白EffectofProteinContentsontheQualityPropertiesofTexturizedPeanutProteinProductsZHANGCuan1,WEIYi-min2,ZHANGBo2,KANGLi-ning1(1CollegeofFoodScienceandEngineering,NorthwestSci-TechUniversityofAgricultureandForestry,Yangling712100;2InstituteofAgro-FoodScienceandTechnology,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100094)Abstract:【Objective】Theeffectsofproteincontentsonthequalitypropertiesofthehigh-moisturetexturedpeanutprotein(HM-TPP)productswereinvestigated.【Method】Thequalityextrudateswereanalyzedbysensoryevaluation,themicrostructurewasobservedbyscanningelectronmicroscopeandtherheologypropertiesofextrudateswereanalysedbytextureprofileanalyzer.【Result】Proteincontentswereintherangeof34.69%to63.48%,withtheproteincontentincreasing,theHM-TPPproductshavebettersensoryandbettertexturizedproperties,andthescanningelectronmicroscopephotosofHM-TPPproductsshowedthattheirtexturechangeddenserandthecellchangedsmaller.【Conclusion】(1)Underthedeterminatedextrusionparameters,thequalityofextrudateswaspoorwhentheproteincontentlowerthan40%instuffmaterial.Obtainedextrudateswithgoodquality,thecontentoflow-denaturedpeanutproteinshouldbeintherangeof50%to60%.(2)Rheologypropertiesofextrudatesdeterminedwithtextureprofileanalyzerwerehighlyconsistentwiththesensoryevaluation.Proteincontentswereintherangeof34.69%to63.48%,thereweresignificantcorrelationbetweenthehardness,chewiness,shearforcesofextrudatesandtheproteincontents.(3)ThemicrostructureofHM-TPPcanbeclearly,directlyandreallypresentedbySEM,whichforcefullyidentifiedtherelationsbetweenthechangesofrheologypropertiesandsensoryofextrudates.Keywords:Defattedpeanutflour;Protein;Texturedpeanutprotein0引言【研究意义】中国是世界上花生总产量最高的国家，花生油脂加工企业每年向国内市场提供约220万t花生油，同时产生约300多万t脱脂花生饼粕[1]。花生饼粕中蛋白质含量高达50%～70%（干基），是重1754中国农业科学40卷要的植物蛋白质来源。中国具有得天独厚的花生蛋白资源，研究开发高水分组织化花生蛋白（highmoisturetexturizedpeanutprotein，HM-TPP）产品，对于拓宽花生蛋白的应用范围和增加农产品附加值，提高我国居民的营养水平，具有重要的理论和经济意义。目前，有关花生蛋白质的高水分挤压组织化技术，尤其是花生蛋白质的含量对组织化产品质量的影响，还缺乏详细的研究数据。【前人研究进展】组织化植物蛋白（texturedvegetableprotein，TVP）主要是以植物蛋白为原料，采用挤压组织化技术生产的一种在外观和口感上类似于动物肌肉的高蛋白肉类模拟食品[2]。采用挤压蒸煮（extrusioncooking）技术生产TVP的研究始于20世纪60年代，但大部分是以脱脂大豆粉的中低水分（水分＜40%）挤压组织化为主[3,4]。花生蛋白和脱脂花生蛋白粉以其浅黄的色泽和芳香的气味，主要作为添加成分（5%～20%）应用于挤压，以改善挤压产品的色泽、营养和风味[5]，作为主要原料进行挤压的研究报道很少。AguileraJ.M.等曾就表面活性剂、盐类对脱脂花生粕挤压组织化产品质量的影响进行研究，认为表面活性剂有利于改善挤压产品的质地和膨胀性[6]。AlldG等研究认为，影响脱脂花生粉挤压组织化的不利因素是其中所含的淀粉（8%～20%），淀粉限制了挤压过程中生物大分子的挤压凝聚，并干扰蛋白质基质产品所必需的纤维状结构的形成[7]。采用双螺杆挤压机研究植物蛋白高水分挤压组织化技术的历史不到20年，原料也以脱脂大豆粉的高水分挤压组织化为主[8]。【本研究的切入点】以低温脱脂花生粕为主要材料，采用DSE-25型双螺杆挤压机，在研究高水分组织化花生蛋白生产工艺技术的基础上，研究分析蛋白质含量对HM-TPP产品质量的影响规律。【拟解决的关键问题】分析挤压产品感官质量、微观结构和质构特性三者之间的联系，综合评价HM-TPP产品的组织化质量。1材料与方法1.1材料低温脱脂花生粕（PF）：青岛长寿食品有限公司（山东青岛）提供。花生分离蛋白：以低温脱脂花生粕为材料自制。1.2方法1.2.1挤压条件[6,9]采用DSE-25型双螺杆挤压膨化实验室工作站（德国BrabenderOHG公司）在单因素试验和正交试验结果分析的基础上，确定挤压工艺参数为：从混合区到模头的温度依次为：65℃-110℃-145℃-135℃-70℃，喂料水分含量50%，喂料速度11.59g·min-1，螺杆转速120r/min。1.2.2花生分离蛋白的制备[10,11]将PF粉碎，过80目筛，加入8～10倍0.2%NaOH溶液，调pH到8.5～9.5以内，于50℃下搅拌提取1h。离心（3000r/min，15min），收集上清液。用10%盐酸溶液将上清液pH调到4.0～4.5，花生蛋白即凝聚沉淀，离心（4500r/min，10min），弃去上清液，收集下层乳白色沉淀，破碎后，用少量蒸馏水冲洗两遍。最后用1mol·L-1NaOH溶液将蛋白质凝乳的pH调到6.5以上，中和去酸。冷冻干燥后，粉碎，即得花生分离蛋白（PPI）。1.2.3不同蛋白质含量原料的制备[12]取适量PF（蛋白质47.25%），加入5倍的蒸馏水，搅拌均匀，于30℃下恒温浸提30min，离心（3000r/min，15min），收集沉淀部分，冷冻干燥后，粉碎，得到低蛋白样品，蛋白含量34.69%。在低温脱脂花生粉中分别加入0%、20%、30%、40%和50%的花生分离蛋白，混合均匀后，样品蛋白含量分别为47.25%、53.12%、56.57%、60.03%和63.48%。1.2.4挤压产品质量分析（1）蛋白质含量：凯氏定氮法，AACC方法46-15。（2）样品氮溶解指数（NSI）：AACC方法46-23。（3）持水性：AACC方法88-04。（4）吸油性：采用参考文献[13]的方法。（5）HM-TPP色差分析：采用CR-400型色彩色差计（日本MIN01TA），同时测定L*值、a*值、b*值[14]。（6）质构测定[15,16]：采用TA-XT2i/50型物性测定仪（英国StableMicroSystems制造），分别测定挤压产品的硬度和咀嚼度。质构仪操作参数为：TPA模式，探头P/35，测试前速度2.0mm·s-1，测试速度1.0mm·s-1，测试后速度2.0mm·s-1，下压程度50%，间隔时间5s。组织化度（texturizationindex）测定：对HM-TPP产品进行如图1所示的纵向和横向取样，用质构仪对试样进行剪切试验，以横向与纵向剪切力的比值定量表示TPP产品组织化程度的大小，即组织化度。质构仪操作参数：探头A/CKB，测试前速度1.0mm·s-1，测试速度1.0mm·s-1，测试后速度2.0mm·s-1，剪切程度75%。（7）微观结构分析：采用日立S570扫描电子显8期张氽等：蛋白质含量对花生粕组织化产品质量的影响1755微镜观察。样品处理：样品→采样→戊二醛固定→1%锇酸固定→乙醇逐级脱水→CO2超临界干燥→切片→黏台→喷金→电镜扫描→电镜图谱[17]。图1组织化程度测定取样图Fig.1Samplingsketchfigurefortexturizationindexdetermination（8）感官评价方法[18,19]：分别从产品色泽（系数0.1）、表观状态（系数0.1）、组织化程度（系数0.4）、口感（系数：硬度0.1、润滑感0.1、黏弹性0.1）和风味（0.1）等7个项目对TPP进行评价，每一项目的满分为15分。TPP产品的总分=[∑（各单项目分数×相应系数）/15]×100，同时，结合产品的感官描述进行综合评价。1.3数据分析