糯麥粉及轉谷氨酰胺酶(TGase)在冷凍糯性糕團中的應用

王 鳳，黃衛寧,*，堵國成，張思佳，姚 遠，鄭風平，李越華

(1.江南大學 食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇 無錫 214122；2.江南大學 工業生物技術教育部重點實驗室，江蘇 無錫 214122；3.無錫麥吉貝可生物食品有限公司，江蘇 無錫 214131；4.江蘇楚龍面粉有限公司，江蘇 興化 225700；5.廣東開蘭面粉有限公司，廣東 開平 529300)

中國傳統特色糕團產品如青團、麻薯和冰皮月餅等多采用冷加工技術進行生產，將糯米粉等原料經過預先熟化、冷卻、成型、包裝等工藝后進行冷藏或凍藏[1]。這樣不但可以很好地保持原料原有的色、香、味、形和營養成分，并可有效延緩產品老化、保持產品品質[1]。此類產品品種多樣，口感獨特，且有著低油脂、低熱量的營養優勢，因而廣受消費者喜歡。但是在儲藏過程中產品易老化，破壞口感，同時失水使得產品變硬龜裂，導致內陷散開無法成型，產品品質下降。此外，以糯米粉等為原料的食品中蛋白質含量低，特別是缺乏人體必需氨基酸之一的賴氨酸[2]。

糯麥粉在某些特性方面與糯米粉相似，其淀粉組成主要為支鏈淀粉[3-4]。從營養方面來看，糯麥粉的營養價值更勝一籌，因其有著更為豐富的蛋白組分。目前糯麥粉主要應用在面條、面包、饅頭等的制作中[5-8]。但是關于糯麥粉在糕團類產品中應用的研究尚未見報道。

轉谷氨酰胺酶TGase是一種交聯酶制劑，可催化多種蛋白質間的交聯，達到提高其彈性，持水性和其他功能特性的目的[9-10]。但蛋白質的來源是關鍵因素，它決定了酶對蛋白質的作用[11]。已有研究報道[12-15]，大米蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白、面筋蛋白、燕麥蛋白等都是TGase較好的作用底物。

在糯米粉中加入部分糯麥粉來制作糯性糕團，不但可以增加產品中賴氨酸含量，改善營養特性，而且通過研究糯麥粉對糯性糕團品質及凍藏特性的影響，還可為進一步拓展糯麥粉的綜合應用提供理論依據。由前期預實驗結果發現，在糯米粉中加入10%(以粉質量計)的糯麥粉可制作出品質較好的糯性糕團，因此本實驗以糯米粉和含10%糯麥粉的糯米-糯麥組合粉為研究對象，研究TGase對其糊化特性的影響，并用兩種粉制作糯性糕團，研究TGase在兩種不同體系中的作用及其對糯性糕團產品品質產生的影響，并對含TGase的糕團產品的凍藏特性進行研究。這對于促進我國傳統特色糕團類食品的工業化生產實踐以及擴展糯麥資源的利用都具有非常重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

水磨糯米粉購自無錫市當地超市；糯麥粉 江蘇楚龍面粉有限公司；轉谷氨酰胺酶(TGase，100U/g) 泰州一鳴精細化工有限公司。

1.2 儀器與設備

快速黏度分析儀(RVA) 澳大利亞Newport Scientific公司；TA-XT2i質構儀 英國Stable Micro Systems公司；Kitchen Aid攪拌機 美國惠而浦公司；便攜式水分活度測定儀 瑞士Novasina公司。

1.3 方法

1.3.1 組分測定糯米粉和糯麥粉的水分、灰分、蛋白質、總淀粉以及直鏈淀粉含量分別依據AACCI方法進行測定[16]。

1.3.2 糊化特性的測定

參照AACCI 61—02方法，采用快速黏度分析儀對糯米粉和糯米-糯麥組合粉的糊化特性進行分析[16]。將稱好的樣品和水一并加入樣品捅，然后將樣品筒放入RVA測定儀中進行測定。測定過程中溫度變化為：先50℃保溫2min，然后在6min內升溫至95℃，保溫6min后，經4min降溫至50℃，然后再保溫4min，每個樣品測定3次，結果顯示為3次實驗的平均值。

1.3.3 糯性糕團的制作

取糯米粉或混合了10%糯麥粉的糯米-糯麥組合粉500g、白砂糖160g、水90%(以粉質量計)，以及TGase(0、0.5%、1%，以粉質量計)混合均勻成面團。將面團轉入不銹鋼容器中，在室溫條件下靜置30min，然后將其放在沸水蒸籠中蒸制20min。取蒸好的面團加入攪拌缸中，高速攪打5min后，放置在室溫松弛30min。然后對其進行分割(30g/個)，并搓圓成球狀，室溫冷卻1h。

1.3.4 糯性糕團塌陷度測定

蒸制冷卻后的面團，經定型，放置在室溫條件下冷卻1h。以兩塊三角板相互垂直來測定糯性糕團冷卻前后的高度h1和h2，塌陷度以Δh=h1－h2表示。

1.3.5 糯性糕團的冷凍貯藏

將冷卻后的糯性糕團置于－38℃的冰柜內快速冷凍0.5h，然后放入－18℃的冰箱內進行冷凍儲存，凍藏期設定為6周，在這6周之內每周取出樣品自然解凍，然后對不同凍藏周期下糯性糕團進行相關質量參數的測定。

1.3.6 糯性糕團表面完好率的測定

將在－18℃凍藏不同周期(0、1、2、3、4、5、6周)的糯性糕團樣品取出，并觀察其表面狀態，以不產生表面裂紋為完好狀態，計算得到表面完好率[1]。

1.3.7 水分活度的測定

取糯性糕團中心部位樣品并切成小粒，并用水分活度儀進行測定。同一樣品平行測定3次后取平均值。每個樣品在測定前均需使其溫度恢復到室溫(25℃)。

1.3.8 糯性糕團硬度和彈性的測定

采用TA-XT2i質構儀對糯性糕團的硬度和彈性進行測定[17]。參數設定：測試前探頭下降速率為1mm/s，測試速率為2mm/s，測試后探頭回程速率為5mm/s，測試距離為2mm，觸發力為5g，探頭類型為P/25。探頭壓縮部位為糯性糕團的中心部位，每組樣品進行5次平行測定后取平均值。每個樣品在測定前均需使其溫度恢復到室溫狀態下。

1.4 數據處理

實驗數據采用SAS8.0 數據處理系統進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 糯米粉和糯麥粉的基本成分

表 1 糯米粉和糯麥粉基本成分分析Table 1 Proximate composition of waxy rice fl our and waxy wheat fl our

表1顯示了糯米粉和糯麥粉這兩種不同原料的基本成分，可以看出，同糯米粉一樣，糯麥粉中的直鏈淀粉含量很低，但是糯麥粉的蛋白質含量要高于糯米粉。

2.2 添加TGase對糯米粉和糯米-糯麥組合粉糊化特性的影響

糯麥粉與糯米粉在糊化特性方面有很多相似之處，例如有較低的回值，較高的衰減值，能更快地到達黏度高峰等，這些可能與其淀粉組成主要為支鏈淀粉有關[18-19]。

表 2 TGase對糯米粉及含10%糯麥粉的糯米組合粉糊化特性的影響Table 2 Effect of TGase on the pasting properties of waxy flour and waxy flour blends

在本研究中，通過RVA測定冷熱循環中面團黏度的變化，從而獲得糯麥粉對糯米粉以及TGase對糯米粉和糯米-糯麥組合粉糊化特性的影響。如表2所示，與糯米粉相比，含10%糯麥粉的組合粉樣品有著相對較低的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度。這可能是由于糯麥粉含有較高的蛋白質含量，稀釋了體系中淀粉的濃度。Marco等[11]研究者也發現，當米粉中加入其他外源蛋白時會降低米粉的峰值黏度。在糯米粉中添加10%的糯麥粉，還會使得體系回值顯著降低。因此，在糯米粉中加入部分糯麥粉可在一定程度上延緩產品的老化。

雖然米粉的糊化特性主要與淀粉組分相關，但某些因素對蛋白質結構的改變也會對糊化特性產生影響[12]。經TGase處理后，表征糯米粉糊化特性的各參數無明顯變化，僅衰減值有所增加。而對于含10%糯麥粉的組合粉，其峰值黏度和最終黏度在添加TGase后都增加了，當添加量達到1%時，峰值黏度和最終黏度分別增加了15.19%和15.23%。這種差異可能是由于TGase對兩個體系中蛋白質的不同作用而產生的。而TGase對糯麥粉中面筋蛋白的作用增加了面筋蛋白對水分的競爭，使得組合粉體系的黏度增加了[20]。TGase使得糯米-糯麥組合粉的衰減值由45.2RVU增大到53.9RVU，而回值卻在一定程度上有所降低。

無論在糯麥粉面團中還是糯米-糯麥組合粉面團中添加TGase，對體系達到峰值黏度的時間無顯著影響。

2.3 TGase對糯性糕團塌陷度的影響

圖 1 TGase對糯性糕團塌陷度的影響Fig.1 Effect of TGase on the collapse degree of waxy fl our dough

整型后的糯性糕團放置在室溫條件下冷卻時，由于糯性糕團質地柔軟，往往會出現塌架的現象，從而影響產品的外觀品質[1]。而這種現象在加入10%糯麥粉后更加明顯。由圖1可知，分別在用糯米粉和用糯米-糯麥組合粉制作的糯性糕團中添加0.5%和1%的TGase，可很好地降低產品的塌陷度，且隨著TGase添加量的增加效果更明顯。Gujral等[12]研究發現，TGase可作用于大米蛋白，從而改善米粉面團的黏彈特性。而關于TGase對小麥蛋白的作用的文獻報道就更多了[21-22]。通過對流變學特性的影響，TGase可使得筋力較弱的面筋筋力變強[23]。因此可以推測，正是因為TGase對大米蛋白和小麥蛋白的交聯作用，降低了糯性糕團產品的塌陷度。

2.4 TGase對冷凍糯性糕團表面完好率的影響

表面完好率是糯性糕團產品的一個重要品質特性。冷凍糯性糕團凍藏后表面開裂，主要是由于糕團內凝膠冷凍后產生的脫水收縮引起的。凍藏過程中，由于溫度波動，常常會導致水分重結晶現象，由此產生熱應力，使得產品出現“低溫斷裂”現象。而另一方面，在橡膠態下產生的微觀裂縫也為晶核的生長提供了自由容積和很高的表面能。因此，長期的冷凍貯藏更容易加速這個過程[24]。

將速凍好的糯性糕團保存在－18℃條件下，樣品隨著時間的延長而出現不同程度的表面龜裂甚至開裂現象。從表3可以看出，用含10%糯麥粉的糯米-糯麥組合粉制得的糯性糕團的表面完好率與用糯米粉制得的無顯著差異。而在兩種糯性糕團中添加TGase，對樣品表面完好率的影響不同。在糯米粉糕團中，TGase對其表面完好性的改善作用不顯著，但在含有10%糯麥粉的糯性糕團中，TGase使得表面完好率增加。當添加1% TGase時，凍藏6周的組合粉糯性糕團的表面完好率依舊能夠保持在90%。在糯米粉或糯米-糯麥組合粉兩個體系中，有著不同來源的蛋白質組成，因而導致了TGase對這兩個體系的不同作用表現。

表 3 TGase對凍藏不同周期的糯性糕團的表面完好率的影響Table 3 Effect of TGase on the surface integrity of frozen waxy flour dough stored for different weeks%

2.5 TGase對冷凍糯性糕團水分活度的影響

表 4 不同添加量TGase對凍藏不同周期的糯性糕團水分活度的影響Table 4 Effect of TGase on the water activity of frozen waxy flour dough stored for different weeks

在淀粉加熱糊化過程中，水分子通過氫鍵結合到淀粉鏈上，形成較為結實的凝膠。但在冷凍時，隨著凝膠的凍結，淀粉與淀粉之間相互聚結，迫使水從這一結合體系中擠壓出來。因此，隨著凍藏周期延長，糯性糕團的水分活度降低了。由表4可知，在糯米粉中混入10%的糯麥粉會使得凍藏的糯性糕團的水分活度有所降低。而對于添加TGase的糯性糕團，無論是否含有糯麥粉，TGase都在一定程度上使得樣品的水分活度增加，當樣品凍藏越久時，這種增加作用越明顯。據報道[12]，TGase對大米蛋白的交聯作用可增加面團的持水力。而關于TGase提高小麥面團持水能力的研究結果早在1998年就已報道[25]。

2.6 TGase對解凍的糯性糕團質構的影響

硬度是反映糯性糕團的老化特性與食用品質的重要指標之一。由圖2可知，與用糯米粉制作的糯性糕團相比，由糯米-糯麥組合粉制得的糯性糕團的硬度明顯要小。這可能與糯麥粉使得糯米粉的最終黏度減小有關。將糯性糕團樣品凍藏在－18℃的低溫條件下，可有效降低產品的老化速率。但隨著凍藏周期的延長，糯性糕團的硬度都顯著增加了。比較未添加TGase的兩個糕團樣品，含10%糯麥粉的糯性糕團經歷不同的凍藏周期后，其硬化速率要小于不含糯麥粉的樣品，這說明在糯米粉中添加糯麥粉，可延緩樣品在凍藏過程中的老化。

圖 2 不同量TGase對不同凍藏周期的糯性糕團硬度的影響Fig.2 Effect of TGase on the hardness of frozen waxy fl our dough stored for different weeks

在糯米粉制作的糕團中加入TGase，會使得樣品的硬度稍微有所增加，但對含10%糯麥粉的糯米-糯麥組合粉糕團的硬度影響不顯著。Wu Jianping等[26]發現TGase會使得面條的硬度增加，而Wang Feng等[27]在用TGase處理燕麥粉和谷朊粉制作的面條時，沒有觀察到顯著的差異。本研究中，TGase對用糯米粉和糯米-糯麥組合粉制作的糕團產品的硬度影響不一致，這可能與TGase在這兩個不同體系中的作用差異有關，包括TGase對粉質糊化特性的影響和對產品持水力的影響，歸根結底是TGase對這兩個體系中不同蛋白質底物產生的不同作用。

圖 3 不同量TGase對不同凍藏周期的糯性糕團硬度的影響Fig.3 Effect of TGase on the springiness of frozen waxy fl our dough stored for different weeks

由圖3可知，與不含糯麥粉的糯性糕團相比，由糯米-糯麥組合粉制得的糯性糕團的彈性要小。這可能與糯米粉和糯麥粉的凝膠特性有關。添加TGase可增加糯性糕團的彈性，特別是含10%糯麥粉的糯性糕團，且這種增加效果隨著TGase添加量的增大而增大。該結論與Wu Jianping[26]和Wang Feng[27]等的研究結果一致，他們對含有TGase的熟面條進行質構測定，發現TGase可通過對蛋白質網絡結構的強度，來提高產品的彈性。經過長時間凍藏，糯性糕團的彈性降低了，含10%糯麥粉的糯性糕團的下降幅度要比不含糯麥粉的大。但TGase處理使得兩種糯性糕團在凍藏之后仍能很好地保持較好的彈性。

3 結 論

3.1 與糯米粉相比，含10%(以粉質量計)糯麥粉的糯米-糯麥組合粉的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度相對降低，且體系的回值也減小了。TGase處理對糯米粉的糊化特性無明顯變化，但是卻使得組合粉的峰值黏度和最終黏度分別增加15.19%和15.23%。

3.2 加入10%糯麥粉使得糯性糕團的塌陷度有所增加，但對糯性糕團的表面完好率影響不顯著。TGase可很好地改善產品的塌陷現象；在含有10%糯麥粉的糯性糕團中添加1%(以粉質量計)TGase，可使凍藏6周的糯性糕團仍保持90%的表面完好率。

3.3 在糯米粉中混入10%的糯麥粉會使得凍藏的糯性糕團的水分活度有所降低。而無論是否含有糯麥粉，TGase都使得產品的水分活度增加了。

3.4 與用糯米粉制作的糯性糕團相比，糯米-糯麥組合粉制得的糯性糕團的硬度和彈性都明顯要小。同時，糯麥粉在一定程度上降低了凍藏過程在產品的硬化速率。加入TGase會使得糯性糕團的彈性都有所增加。

本研究為我國傳統特色糕團類食品的工業化生產實踐提供了一定的基礎理論信息和新的技術途徑。

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