《食品科学》：郑州轻工业大学张华教授等：紫甘薯花色苷对面筋蛋白结构特性及饺子皮品质的影响
在食品体系中，食物多酚属于一类重要的天然食品添加剂，花青素就是一种常见的食物多酚，因其含有苯酚结构而具有良好的抗氧化性，但花青素性质不稳定，在食物的加工与烹调过程中易发生降解。紫甘薯花色苷（PSPA）安全无毒、资源丰富，并含有大量酰基化的花青素，酰基化的结构对花青素的稳定性有很好的提升作用，PSPA越来越受到人们的重视。
郑州轻工业大学食品与生物工程学院的刘兴丽、沈 力、张 华*等通过添加不同比例的PSPA以制备饺子皮，从微观角度出发对多酚与面筋蛋白相互作用对面筋网络结构的影响进行研究，同时与不同PSPA添加量对饺子皮宏观品质的影响进行结合，以阐明不同添加量的PSPA与面筋蛋白的相互作用及对饺子皮品质的影响及其可能的机理，为添加多酚类物质的淀粉基食品的加工提供一定的理论基础。
1、PSPA添加量对面筋蛋白结构的影响
图1为不同添加量的PSPA饺子皮的红外光谱图。面团在3 500～3 250 cm－1范围内的强吸收峰可以认为是饺子皮内部分子的羟基和氢键的伸缩振动，随着PSPA添加量的增加，该吸收峰向右发生了不同程度的偏移，这说明PSPA的加入使饺子皮内部的氢键含量增加。
图1中1 650 cm－1波数处吸收峰的偏移表明PSPA的加入使饺子皮中蛋白质的二级结构发生了变化，酰胺I带是表征蛋白质二级结构的一种方法，利用peakfit对谱图进行基线校正，二阶导拟合处理，直至拟合残差最小。由图2可以看出，随着PSPA添加量的增加，α-螺旋结构相对含量呈先增加后减少的趋势，β-折叠相对含量随着添加量的增加而增加，β-转角相对含量逐渐减少。
如表1所示，随着PSPA添加量的增加饺子皮二硫键由较为稳定的扭-扭-扭和扭-扭-反结构向不稳定的反-扭-反结构转变，说明PSPA会通过降低二硫键的稳定性弱化面筋网络，阻碍面筋蛋白的聚集和交联，原因可能是多酚对二硫键的还原作用，且多酚的抗氧化性不利于面团分子间二硫键的形成，作用效果与酚类的抗氧化性呈正相关。
2、PSPA添加量对饺子皮微观结构的影响
图3显示，未添加和添加0.1% PSPA样品的面筋网络结构相对疏松的覆盖在淀粉表面，随着PSPA添加量增加至0.2%和0.4%，面筋网络结构逐渐致密，呈均匀的连续网膜状覆盖在大小淀粉颗粒表面，这一结果表明，当PSPA添加量为0.2%和0.4%时多酚物质的加入使面筋蛋白的侧链基团优先与酚羟基结合，多酚与面筋蛋白之间的相互作用对蛋白质产生了聚合作用从而增强面筋了网络结构；而当PSPA添加量增加至0.8%时，网络结构部分遭到破坏，开始变得不连续，淀粉颗粒开始从面筋网络中暴露出来，这可能是因为随着PSPA添加量的增加，酚类物质对二硫键的还原起主导作用后会破坏面筋网络结构的形成，这与拉曼光谱二硫键构型的研究结果一致。
3、PSPA添加量对饺子皮面团流变特性的影响
由图4c可以看出，所有面团的损耗角正切值tanδ小于1，即G’高于G”，表明面团的类固体行为占主导地位。G’代表物质的弹性本质，是指经过一个振动周期的正弦形变后恢复所需的能量；G”代表物质的黏性本质，是指每个周期的正弦形变所消耗或损失的能量。同一PSPA添加量比例下，G’和G”随着频率的增加不断升高，这表明面团体系具有典型的黏弹特性。图4a和图4b表明，当添加量为0.1%～0.4%时，PSPA的加入使面团的G’减小和G”有不同程度的增加，其中添加量为0.1%时增加的最多，原因可能是多酚进入面筋网络与面筋蛋白形成复合体，与水分子相比，多酚的分子质量更大，有效碳链更长，因此多酚-面筋蛋白复合物比水-面筋蛋白复合物的分子柔韧性以及稳定性更强。而当添加量增加至0.8%，G’和G”值降低，可能是因为多酚的还原性阻碍的支撑面筋网络的二硫键的氧化形成，弱化了面筋网络，导致G’和G”值降低。
4、PSPA添加量对饺子皮面团拉伸特性的影响
如表2所示，与对照组相比，不同的醒发时间内所有面团的拉伸阻力显著增加，且随着添加量的增加呈先增加后降低的趋势。拉伸阻力增大说明面团的抗拉强度（筋力）增大，加工性能好，同时使面团的延伸度降低。原因可能是因为PSPA在面筋网络形成的过程中与面筋蛋白形成复合物，增加了面筋蛋白的二级结构中α-螺旋与β-折叠的比例，起到了一定的“增筋”作用，随着PSPA添加量的增加，PSPA的还原性对二硫键稳定性的影响占主导地位，此时面团的面筋网络遭到弱化，拉伸阻力与延伸度降低。
5、PSPA添加量对饺子皮颜色的影响
从表3可以看出，随着PSPA添加量的增加，饺子皮的L值与b值显著降低，a值显著上升，饺子皮的颜色由白色向紫色，深紫色转变。WI值显著性降低表明PSPA的加入会使饺子皮的颜色加深变暗。C值则呈先降低后升高的趋势，表明当添加量增加至0.4%和0.8%时，饺子皮的颜色变得越来越鲜艳。饺子皮色差变化的原因主要是因为PSPA粉末呈紫黑色，其中含有的有色酚类物质对饺子皮的整体颜色影响显著。
6、PSPA添加量对饺子皮DPPH自由基清除能力的影响
由图5所示，对照组饺子皮也具有一定的抗氧化性，原因是因为面粉中存在的内源酚类化合物提供了抗氧化能力。此外不同添加量的PSPA能显著提升饺子皮的抗氧化性，且与添加量呈正相关，当添加量为0.8%时DPPH自由基清除率较对照组提高了21.065%。这表明向饺子皮中添加PSPA可以提升饺子皮的抗氧化能力。
7、PSPA添加量对饺子皮品质的影响
由表4可知，适量添加PSPA可以一定程度上增强面筋网络结构，而大量多酚的加入则可能会破坏面筋网络的结构导致硬度和咀嚼性下降。同时，与对照相比，添加量为0.1%～0.4%样品的弹性和胶着性都有所提高，而当添加量进一步增加至0.8%时，样品的弹性及胶着性大幅下降至对照组以下。这与流变测试的结果一致。因此，质构的结果表明，适量的向面制品中添加PSPA可以起到强化面筋网络，改善加工特性的作用。
如图6A所示，与未添加PSPA的饺子皮相比，添加0.1%、0.2%、0.4% PSPA饺子皮的蒸煮损失都有所降低，原因可能是PSPA中的多酚与面筋蛋白形成的络合物提高了饺子皮面筋网络结构的稳定性，降低了煮制过程中的损失；而当添加量增加至0.8%时，蒸煮损失较对照组进一步增大，这是因为体系中多酚的进一步增加，面筋被稀释，使游离的多酚增多，在煮制过程中溢出而增加了饺子皮的蒸煮损失。由图6B可以看出，花青素的损失随着PSPA添加量的增加而增加，这是因为添加量的增加使体系中未能与面筋蛋白形成络合物的游离花青素增多，因此花青素的损失逐渐增大。
因此上述结果表明一定量PSPA的加入能使多羟基的酚类与面筋蛋白的侧链结合，增强了饺子皮的网络结构，使饺子皮的硬度及咀嚼性增加，蒸煮损失下降，一定程度上改善了饺子皮的品质。而当添加量为0.8%时，饺子皮的面筋网络遭到弱化使其品质降低。
结论
结果表明，首先抗氧化性实验结果显示，与对照相比，所有样品都显著提高了饺子皮的抗氧化性。其次，当PSPA添加量为0.1%～0.4%时可以增强饺子皮的面筋网络结构，一定程度上改善饺子皮的加工特性且降低了蒸煮损失；而当添加量增加至0.8%时则弱化了饺子皮的面筋网络，饺子皮的品质有所下降。原因可能是与水相比，多酚更容易与面筋蛋白氢键键合，增强了氢键相互作用，使体系中α-螺旋及β-折叠结构的相对含量显著增加，但同时多酚的还原性与抗氧化性会导致二硫键的稳定性降低，使二硫键向不稳定的构型转变，当PSPA的还原性为主导时，面筋网络遭到破坏使饺子皮品质有所降低。因此PSPA与面筋蛋白相互作用带来的增筋效果与多酚物质破坏二硫键带来的弱化面筋的作用存在相互制约的动态平衡，且与PSPA添加量有关。本研究结果为PSPA在食品中的应用提供了新思路，为新兴多酚面制品的开发提供了理论基础和实验依据。
本文《紫甘薯花色苷对面筋蛋白结构特性及饺子皮品质的影响》来源于《食品科学》2022年43卷14期14-21页，作者：刘兴丽，沈力，张艳艳，王宏伟，冯志强，张华。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210519-229。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
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