一、討論
(一)不同來源蛋白原料的擠壓組織化特性
本試驗結果顯示,與脫脂大豆粉的擠壓組織化相比,在PF的擠壓組織化過程中,擠壓產品質地較軟,適宜的擠壓參數設置範圍很窄,機筒溫度和物料水分含量的較小變化,也可使擠壓產品發生明顯的膨脹或變形。這些主要與擠壓原料本身的組成和結構有關,其中,蛋白質組分的相對含量、性質和分子結構的影響至關重要。
不同來源的植物蛋白在分子結構、亞基組成及其大小、氨基酸組成和理化功能性質等方麵均存在較大的差異,因此,不同來源的擠壓原料對擠壓過程中的工藝參數必然有不同的要求,其擠壓產品特性也會有所不同[117]。在同樣的擠壓條件下,與大豆分離蛋白相比,大豆濃縮蛋白就比較容易被擠壓和組織化。在大豆分離蛋白中添加少量的小麥蛋白有助於纖維狀結構的形成[108],這可能與小麥蛋白分子中含有較多的二硫鍵或巰基有關[33]。Hagan R.C.等研究發現,組織化大豆蛋白(TSP)產品具有緊密的形態結構,氣腔狹長,壁厚50~100μm,數量少,該結構特性與其產品高硬度、低的吸水性以及高的堆積密度一致。組織化花生蛋白(TPP)產品具有多孔的結構,氣腔壁較薄30~125μm,氣腔形態較圓滑,也比較大(3000μm)[117]。
從分子結構看,花生球蛋白主要由7個亞基組成,分子質量為14~66ku[11],而大豆蛋白主要由大豆球蛋白和β-伴球蛋白組成,球蛋白由6個亞基組成,分子質量範圍為320 ~375ku,每個分子含有2個巰基和20個二硫鍵。大豆β-伴球蛋白的分子質量範圍為141 ~204ku,由3個亞基組成,分子內含有2個二硫鍵[56,129]。因此,與大豆蛋白相比,花生蛋白亞基分子質量較小和分子內二硫鍵較少可能是導致其擠壓產品質地較軟,結構較疏鬆的主要原因。
(二)擠壓產品組織化質量和結構的評價方法
在擠壓產品的質量分析中,感官評價是最常采用的一種方法,一般是對包括食品色澤、外形、風味和口感等多種特征的綜合反映,可以量化為分值,也可以用描述性語言進行特征描述[61,115,130]。該方法的不足之處在於主觀差異較大,但是食品感官評價直接反映的是消費者對其的可接受性,具有直觀、簡便、快捷等特點。擠壓產品的質構分析(Texture Profile Analysis, TPA)比較客觀,一般需要特定的分析設備和測定程序。測定的產品指標包括硬度、彈性、黏著性、剪切力和拉力等,由於所得數據受主觀因素影響較少,所以測定結果比較準確[30,114,131]。將TPA結果與相應產品的感官分析結果綜合考慮,可以將這些數據與相應的感官質量相聯係。在擠壓過程中,扭矩的變化與擠壓產品組織化結構的形成過程關係密切,也可以作為一種考查指標[61,132]。
擠壓產品的微觀結構變化以其直觀、清晰等特點而廣泛應用於擠壓產品分析中。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電鏡和超薄切片等對擠壓產品的微觀結構進行觀察和分析,可以更直觀、清晰地將擠壓產品內部的細微結構呈現於眼前,對於解釋和證實擠壓組織化過程中的一些現象、結果或推測很有幫助[115]。
對於組織化植物蛋白產品來講,組織化程度一直是一個很重要但又很難準確定義並量化的指標。目前,組織化程度的定義和測定還沒有統一的規定,以擠壓產品橫向與縱向拉力之比定義並測定的較多,目的在於表示擠壓產品內部纖維狀組織結構的強度以及排列的整齊和致密程度[108,130]。Akinorl Noguchi報道,大豆蛋白高水分組織化產品的縱向拉力與橫向拉力及其比值與相應產品的組織化質量密切相關[82]。近年來,一些更加簡便、快捷且直觀的檢測分析方法用於原料的擠壓程度(或組織化程度)方麵的研究,如近紅外光譜技術[112,133]、熒光偏振光譜法(fluorescence polarization spectroscopy)[119〗 等。
二、小結
(1)在PF的擠壓組織化過程中,機筒溫度和物料水分含量對PF擠壓組織化產品質量的影響最顯著,其次是喂料速度和螺杆轉速。機筒溫度是PF是否可以組織化的關鍵因素,物料水分含量則是影響TPP產品能否形成較好組織化結構的重要因素,喂料速度和螺杆轉速主要影響物料在擠壓機內的停留時間和螺杆對物料的剪切作用,並進而影響TPP產品的組織化結構和感官質量。
(2)經多元逐步回歸分析和頻數分析,得到本試驗條件下PF高水分擠壓組織化的最優參數組合為:機筒溫度147.0~148.0℃,物料水分含量49.3%~50.9%,喂料速度9.5~10.4g/min,螺杆轉速95~112r/min。