不同来源蛋白对谷朊粉挤压组织化产品特性的影响

蒋华彬1，2，刘明1，2，刘艳香2，田晓红2，谭斌2，于国萍1，郭文杰3

(1.东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030；2.国家粮食局科学研究院，北京 100037；3.安徽瑞福祥食品有限公司，安徽亳州 236800)

摘要：以谷朊粉为主要原料，研究分别添加花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白对谷朊粉挤压组织化产品特性的影响。结果表明：花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对谷朊粉挤压组织化产品特性均有显著性影响。随着蛋白粉添加量的增大，产品色泽呈现不同程度降低，花生蛋白和豌豆蛋白降幅平缓，大豆分离蛋白下降迅速；添加适量的花生蛋白(10%～20%)可以改善产品感官品质和质构特性(硬度、咀嚼度略有下降)；添加适量的豌豆蛋白(20%)、大豆分离蛋白(20%)均可提高产品质构特性。

植物蛋白是人类良好的蛋白膳食来源，其胆固醇和饱和脂肪酸含量很低，受到了广大消费者的青睐。谷朊粉是小麦加工过程中的副产物,蛋白质含量高达75%,具有营养价值高、价格低的优势[1]。我国小麦的产量位居世界第一，并且随着淀粉工业的不断发展，谷朊粉年产量已达30万t左右[2]，并且仍在逐年增加。采用挤压技术生产谷朊粉组织化蛋白产品，不仅可提高谷朊粉附加值，而且也能拓展我国小麦资源的精深加工途径。

目前，植物蛋白挤压组织化研究的蛋白来源有很多种，如大豆蛋白、花生蛋白、谷朊粉、向日葵蛋白、棉籽蛋白、油菜籽蛋白等[3]。国内外关于谷朊粉挤压组织化的研究已经很多，Yao[4]等将大豆分离蛋白、谷朊粉和小麦淀粉按照6∶4∶0.5的比例混合作为挤压原料,研究了高水分挤压组织化产品纤维形成的程度；Amiot[5]等以酪蛋白酸钠、谷朊粉和大豆分离蛋白为原料，研究了挤压对组织化产品蛋白质效率比的影响；Lawton[6]等将一定比例(0～15%)的麦麸添加到谷朊粉中，研究了物料含水率和挤压温度对挤压产品容积密度和复水率等特性的影响；郑建梅[7]等研究了挤压温度对谷朊粉挤压组织化产品特性的影响。Day等研究表明添加谷朊粉可显著提高挤压组织化产品的组织化程度[8]；挤压过程中向低蛋白原料中添加一定比例的谷朊粉，可以提高产品品质[4]。谷朊粉遇水会形成网状结构，不易单独进行挤压组织化[9]。不同来源的植物蛋白理化性质不同，相互混合后经挤压组织化得到的产品不仅营养价值得到提高[10]，而且外观、风味及质构特性更好[11-12]，且其组织结构和口感类似于动物肉[13-14]。本实验选取谷朊粉为主要原料，分别添加一定量的花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白，混合均匀后进行挤压组织化实验，探讨不同来源蛋白对谷朊粉挤压组织化产品特性的影响，为谷朊粉的开发与利用、以及挤压组织化过程中植物蛋白原料的选择与复配提供依据。

1 材料与方法

谷朊粉：安徽瑞福祥食品有限公司；花生蛋白：河南亮健科技有限公司；豌豆蛋白：烟台东方蛋白科技有限公司；大豆分离蛋白：河南省鲲华生物技术有限公司。

表1 原料的基本组分 %

FMHE36-24型高扭矩双螺杆挤压机：湖南富马科食品工程技术有限公司；TA-XT Plus型物性测试仪：英国Stable Micro System公司；X-Rite SP60积分球式分光光度仪：美国X-Rite爱色丽公司；DGG-9240B型电热恒温鼓风干燥箱：上海森信实验仪器有限公司；马弗炉：天津市中环实验电炉有限公司；万用电炉：北京科伟永兴仪器有限公司；Soxtec2050全自动索氏抽提系统：福斯分析仪器公司；Kjeltec8400全自动定氮仪：福斯分析仪器公司；Fibertec2010全自动纤维分析系统：福斯分析仪器公司。

将花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白分别按照0%、10%、20%、30%、40%、50%等梯度添加到谷朊粉中，混合均匀后进行挤压实验，挤压工艺参数为水分含量49%，喂料速度10 kg/h，螺杆转速300 r/min，挤压温度170 ℃。

使用积分球式分光光度仪测定样品色泽，记录L*、a*、b*、ΔE值。

使用物性测试仪(TPA模式，P/36R探头)[15]，测定挤压组织化产品的硬度、弹性、咀嚼性等，将样品切成边长为15 mm，高为3 mm的正方体，置于测试台中央，测试前速度1 mm/s，测试速度 1 mm/s，测试后速度1 mm/s，下压程度50%，间隔时间3 s，往复2次。

使用HDP/BS探头对样品(长20 mm,宽10 mm，高5 mm)进行剪切，测试前速度1 mm/s，测试速度1 mm/s，测试后速度1 mm/s，剪切程度为样品厚度的75%，组织化度为横向剪切力所做的功与纵向剪切力所做的功的比值[16]。

选取食品相关专业10名研究生，培训后进行挤压组织化产品的感官分析。感官分析的项目分别为组织化程度(系数0.4)、色泽(系数0.1)、表观状态(系数0.1)、口感(系数分别为:硬度0.1、润滑感0.1、粘弹性0.1)和风味(系数0.1)，每项目满分为10分。感官评分表详见表2，挤压组织化产品感官得分计算公式如下：

表2 挤压组织化产品感官评分

2 结果与分析

由图1a可以看出，花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品明度L*影响极显著(P<0.01)。随着花生蛋白、豌豆蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的明度L*呈先下降后升高，当花生蛋白添加量为30%时达到最小值(61.67)，当豌豆蛋白添加量为40%时达到最小值(55.06)，且花生蛋白的变化幅度小于豌豆蛋白；大豆分离蛋白添加量为0～20%时，挤压组织化产品的明度L*逐渐下降，添加量为20%～40%时，L*逐渐下降但降幅平缓，随后L*迅速降低。

由图1b可以看出，花生蛋白的添加对挤压组织化产品红色度a*影响显著(P<0.05)，豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品红色度a*影响极显著(P<0.01)。随着花生蛋白、豌豆蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的红色度a*都逐渐升高，且豌豆蛋白的升高幅度高于花生蛋白；随着大豆分离蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的红色度a*逐渐升高，当添加量为40%时达到最大值(6.16)，随后开始下降。

由图1c可以看出，花生蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品黄色度b*影响极显著(P<0.01)；豌豆蛋白的添加对挤压组织化产品黄色度b*影响显著(P<0.05)。随着花生蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的黄色度b*先逐渐下降后略有升高，当添加量为10%～30%时，b*降幅平缓，当添加量为40%时达到最小值(16.12)；当豌豆蛋白添加量为0～30%时，挤压组织化产品的黄色度b*缓慢升高，添加量为30%～40%时，b*快速降低到最小值(19.88)，随后迅速升高；随着大豆分离蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的黄色度b*先略有升高随后下降，当添加量为10%时达到最大值(21.00)。

由图1d可以看出，花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品色差△E影响极显著(P<0.01)。随着花生蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的色差△E先下降后略有升高，当添加量为30%时达到最小值(36.27)；随着豌豆蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的色差△E先缓慢下降后快速升高，当添加量为40%时达到最小值(36.52)；随着大豆分离蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的色差△E逐渐下降。

植物蛋白挤压组织化产品评价过程中，色泽是直接影响人们对产品品质判断的重要感官评价指标。张汆[17]认为随着添加到花生蛋白中的脱脂大豆粕量的增加，其挤压组织化产品明度指数L*逐渐降低，色泽逐渐由灰白色变成棕褐色。杨耸[18]认为将谷朊粉添加到大豆蛋白中进行挤压组织化，其产品的L*值显著增加，从侧面证明了向谷朊粉中添加大豆蛋白会降低其挤压组织化产品的明度指数L*值。孙照勇[19]认为随着花生粉的添加，谷朊粉挤压组织化产品的明度指数L*表现为先不变后减小的变化趋势。

本实验选取谷朊粉为主要原料，分别添加一定量的花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白，混合均匀后进行挤压组织化实验，研究了不同来源蛋白对谷朊粉挤压组织化产品特性的影响。

结果表明添加不同来源蛋白所得挤压组织化产品色泽呈现不同程度的下降，明度L*、色差△E均减小，这一变化趋势与前人报道结果相似。

由图2a可以看出，花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品组织化度影响极显著(P<0.01)。随着花生蛋白、豌豆蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的组织化度均先升高后下降，当添加量为30%时分别达到最大值(2.93和1.64)，且花生蛋白的变化幅度大于豌豆蛋白；随着大豆分离蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的组织化度逐渐升高。

由图2b可以看出，花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品硬度影响极显著(P<0.01)。随着花生蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的硬度先下降后缓慢升高，当添加量为30%时达到最小值(13 300 g)；当豌豆蛋白添加量为0%～20%时，挤压组织化产品的硬度基本保持不变，随后逐渐升高；随着大豆分离蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的硬度逐渐升高，但升高的幅度小于豌豆蛋白。

由图2c可以看出，花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品弹性影响极显著(P<0.01)。花生蛋白添加量为0%～30%时，挤压组织化产品的弹性基本保持不变，添加量为30%～40%时，弹性下降到最小值(0.923)，随后开始升高；随着豌豆蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的弹性先缓慢升高后逐渐降低，当添加量为20%时达到最大值(0.984)；随着大豆分离蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的弹性先下降后缓慢升高，当添加量为10%时达到最小值(0.943)。

由图2d可以看出，花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品咀嚼度影响极显著(P<0.01)。随着花生蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的咀嚼度先下降后升高，当添加量为40%时达到最小值(10 145 g)；豌豆蛋白添加量为0%～20%时，挤压组织化产品的咀嚼度基本保持不变，随后逐渐升高；大豆分离蛋白添加量为0%～10%时，挤压组织化产品的咀嚼度基本保持不变，随后逐渐升高。

组织化度、硬度、弹性、咀嚼度是植物蛋白挤压组织化产品最重要的质构特性。张汆[17]认为添加适量的脱脂大豆粕可显著提高花生蛋白挤压组织化产品的组织化度、硬度和弹性。孙照勇[19]认为随着大豆粉、花生粉添加量的增大，谷朊粉挤压组织化产品的组织化度呈现先逐渐增大后减小的趋势。向谷朊粉中添加适量的花生蛋白所得挤压组织化产品的组织化度升高，可能与原料本身特性有关(蛋白质分子大小、可溶性蛋白含量)；添加适量豌豆蛋白、大豆分离蛋白也可以提高谷朊粉挤压组织化产品的组织化度，可能与蛋白含量的升高有关[20]。

Hagan[21]等研究发现大豆、花生复合蛋白挤压后得到产品的质构特性介于大豆蛋白、花生蛋白之间。孙照勇[11]等研究发现大豆、花生混合挤压后，所得挤压组织化产品的弹性介于两者单独挤压产品之间，组织化度、硬度、咀嚼度呈叠加效应。向谷朊粉中添加适量的花生蛋白所得挤压组织化产品的硬度、咀嚼度略有下降，这可能是由于由于单一花生蛋白挤压组织化产品质构较软，纤维化程度低，咀嚼感较差[12]，然向谷朊粉中添加豌豆蛋白、大豆分离蛋白所得挤压组织化产品的硬度、咀嚼度均升高，可能与单一豌豆蛋白、大豆蛋白的挤压组织化产品硬度和咀嚼感较强有关。

由图3可以看出，花生蛋白的添加对挤压组织化产品感官评分影响显著(P<0.05)，豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对挤压组织化产品感官评分影响极显著(P<0.01)。随着花生蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的感官评分逐渐升高；随着豌豆蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的感官评分先缓慢升高后逐渐降低，当添加量为20%时分别达到最大值(76.3分)；随着大豆分离蛋白添加量的增大，挤压组织化产品的感官评分逐渐下降，且下降幅度越来越大。

3 结论

花生蛋白、豌豆蛋白、大豆分离蛋白的添加对谷朊粉挤压组织化产品特性均有显著性影响，随着花生蛋白添加量的增大，组织化度先升高后下降，红色度a*、感官评分逐渐升高，明度L*、硬度、弹性、咀嚼度先下降后升高，黄色度b*、色差△E先下降后略有升高。随着豌豆蛋白添加量的增大，组织化度、弹性、黄色度b*、感官评分先升高后下降，红色度a*、硬度、咀嚼度逐渐升高，明度L*、色差△E先下降后升高。随着大豆分离蛋白添加量的增大，明度L*、色差△E感官评分逐渐下降，红色度a*、黄色度b*先升高后下降，组织化度、咀嚼度、硬度逐渐升高，弹性先下降后升高。

随着蛋白粉添加量的增大，产品色泽呈现不同程度降低，花生蛋白和豌豆蛋白降幅平缓，大豆分离蛋白下降迅速；添加适量的花生蛋白(10%～20%)可以改善产品感官品质和质构特性(硬度、咀嚼度略有下降)；添加适量的豌豆蛋白(20%)、大豆分离蛋白(20%)均可提高产品的质构特性。

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Effects of various proteins on the properties of extruded texture of wheat gluten

JIANG Hua-bin1,2,LIU Ming1,2,LIU Yan-xiang2,TIAN Xiao-hong2,TAN Bin2,YU Guo-ping1*,GUO Wen-jie3

(1.College of Food，Northeast Agricultural University，Harbin Heilongjiang 150030;2.Academy of State Administration of Grain，Beijing 100037;3. Anhui Reapsun Food Co.,Ltd, Bozhou Anhui 236800)

Abstract：The effects of peanut protein, pea protein and soy protein isolate on the properties of extruded texture of wheat gluten were explored. The results showed that the addition of the proteins had significant effects on the properties of textured wheat gluten. The color parameters decreased in different degree with the increasing of three kinds of protein content. The decreasing amplitudes were gentle with the increasing of peanut protein and pea protein content, while decreased rapidly with the increasing of the soy protein isolate content. The addition of appropriate amount peanut protein(10%～20%) could improve sensory and the textural properties(the hardness and chewiness decreased slightly); Both the addition of appropriate amount pea protein(20%) and soy protein isolate(20%) could improve the textural properties.

Key words：wheat gluten; protein from various sources; texturized by extrusion; product properties