固态脂肪含量对层状糕点在热加工过程中蛋白质-淀粉构象以及水分-脂质迁移的调控作用

时间:2026年5月23日
来源:Food Hydrocolloids

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张玉金|柴秀航|刘远发江苏省江南大学食品科学与技术学院食品科学与资源国家重点实验室,功能性食品国家工程研究中心,中国江苏省无锡市蠡湖路1800号,214122摘要油酥皮(OP)的结构特征在决定中国传统层压产品的酥脆性方面起着关键作用。本研究探讨了使用猪油(LO)、大豆油(SO)和

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张玉金|柴秀航|刘远发
江苏省江南大学食品科学与技术学院食品科学与资源国家重点实验室,功能性食品国家工程研究中心,中国江苏省无锡市蠡湖路1800号,214122

摘要

油酥皮(OP)的结构特征在决定中国传统层压产品的酥脆性方面起着关键作用。本研究探讨了使用猪油(LO)、大豆油(SO)和熔点分别为38°C(PO38)、32°C(PO32)和24°C(PO24)的棕榈油在层压和热处理过程中淀粉-蛋白质-油相互作用的变化及其对烘焙产品品质的影响。结果显示,猪油、PO38、PO32、PO24和SO在25°C时的固体脂肪含量(SFC)分别为28.55%、29.35%、21.53%和0.00%。流变学和质地分析表明,高SFC的油脂显著提高了油酥皮在烘焙前的粘弹性和硬度,而在热处理后显著降低了剪切强度和抗断裂性。微观结构观察显示,油脂在油酥皮中形成了连续相,淀粉颗粒和面筋蛋白嵌入在脂质网络中。低SFC的油脂(PO24和SO)在加热过程中促进了水分迁移,导致游离巯基含量(分别为0.20和0.20 μmol/L)和SDS可溶性组分(分别为0.24%和0.30%)降低。此外,淀粉结晶度基本保持不变,而在热处理后检测到了淀粉-脂质复合物的形成。这些依赖于SFC的水分-脂质迁移和分子相互作用共同决定了层压酥皮的蛋白质-淀粉网络的发展及其最终的酥脆质地。这项工作为油脂介导的碳水化合物-蛋白质系统调节提供了机制上的见解,并为层压谷物基产品中油脂的合理选择提供了理论基础。

引言

中国传统层压点心,包括蛋黄酥、老婆饼和酥皮月饼,是一种全球流行的传统小麦粉零食,以其独特的酥脆质地而受到喜爱,这种质地是通过独特的层压技术实现的。中国层压点心的面团是通过层压和压制水油面团和油酥面团交替层叠制成的。水油面团含有小麦粉、油脂和水,形成了面筋结构;而酥脆的油酥面团则是以2:1的比例混合面粉和油脂制成的。因此,中国传统层压点心的宏观品质本质上与蛋白质、淀粉、油脂和水之间的相互作用密切相关。因此,研究油脂在层压点心基质中在不同尺度上引起的结构和物理化学变化变得至关重要。
小麦粉蛋白质、淀粉和油脂是层压面团系统的主要结构成分。在水合过程中,面筋形成了一个有凝聚力和粘弹性的三维网络,而占小麦粉约70-80%的淀粉颗粒作为填充颗粒嵌入在蛋白质网络中。淀粉颗粒膨胀并部分释放出直链淀粉,经历可逆或不可逆的构象转变。热处理进一步诱导了蛋白质、淀粉和其他成分的广泛分子重排,最终决定了烘焙产品的质地和结构完整性。油脂是层压点心中不可或缺的成分,不仅有助于润滑和调味,还控制着加工过程中的结构。先前的研究表明,油脂可以调节面团的流变性质、面筋网络的连续性以及淀粉的糊化行为(Chen等人,2024年)。Chen等人(2024年)指出,添加油脂可以降低水油面团的硬度,同时增加其抗拉伸性,而且油脂的类型会影响面团的性质。油脂的添加减少了二硫键的形成,这可能是由于界面之间的润滑作用(Zhao等人,2022年)。高固体脂肪含量(SFC)的油脂分散在面筋蛋白网络中,破坏了蛋白质和淀粉之间的相互作用,从而改变了系统的宏观性质(Opaluwa等人,2024年)。此外,已知脂质在加热过程中会与淀粉和蛋白质竞争性相互作用,特别是通过形成淀粉-脂质复合物,从而影响淀粉的结晶度和蛋白质-淀粉的结合(Wang等人,2025年)。作为抗性淀粉,淀粉-脂质复合物的形成减缓了淀粉的消化速率,抑制了单糖的产生,从而调节了餐后血糖水平。此外,油脂引起的蛋白质-淀粉相互作用决定了面团的性质及其最终食品的特性。
在层压烘焙产品(如丹麦酥皮和牛角面包)的生产中,可以在两层相邻的面团之间添加油层(Bousquieres等人,2014年)。油层会影响面团的层次和产品的体积膨胀(Ooms等人,2016年)。含有黄油、起酥油、人造黄油以及植物油和动物油混合物的层压烘焙产品表现出不同的质地。结晶度、SFC、油层的数量以及使用时的油层硬度是影响点心体积的关键因素(Steinkellner等人,2025年)。脂肪的SFC范围从38%到45%,增加了酥皮的厚度(De等人,2017年)。尽管对层压面团中脂肪功能进行了大量研究,但油脂SFC通过水分和脂质迁移在热处理过程中调节蛋白质-淀粉构象变化的机制仍不完全清楚。
有趣的是,在中国传统层压点心的生产中,油酥面团可以作为两层相邻的水油面团之间的层添加,而不是丹麦酥皮中的油层。为了降低饱和脂肪酸的含量,大豆油、低熔点棕榈油和玉米油已经取代了猪油和起酥油,从而导致点心酥脆质地的变化。因此,确定油脂质量对蛋白质-淀粉相互作用的调节作用在层压点心的制备中至关重要。我们之前的研究表明,低SFC的油脂通过包裹淀粉颗粒和抑制淀粉糊化,损害了热处理后水油面团的酥脆质地(Zhang等人,2025年)。此外,油脂的添加会影响油酥面的物理性质,从而影响产品形成过程中的成分变化。然而,油SFC、水分重新分布以及层压和加热过程中油酥层内蛋白质-淀粉网络演变之间的动态相互作用尚未得到系统阐明。这一知识空白突显了系统研究油酥层在相变过程中的结构变化如何决定其功能性质,以及这些变化如何最终影响热处理后最终酥皮品质的必要性。
因此,本研究的目的是探讨具有不同熔化行为的油脂对层压油酥皮系统中蛋白质-淀粉基质的物理化学性质、微观结构和分子构象的影响。通过整合流变测量、微观结构观察和分子水平分析,本研究旨在阐明油脂介导的结构调节的SFC依赖机制,并建立与高质量层压谷物产品开发相关的结构-功能关系。

章节摘录

材料

所使用的小麦粉(中国北京COFCO集团有限公司)的蛋白质含量为10.20%,总淀粉含量为73.92%,其中直链淀粉占淀粉的24.63%。猪油(LO)、大豆油(SO)和熔点分别为38°C、32°C和24°C的棕榈油(分别命名为PO38、PO32和PO24)购自中国江苏省的益海嘉里金龙鱼控股有限公司。

样品制备

根据我们实验室之前发表的方法,小麦粉、水(42克/100

SFC分析

SFC反映了给定温度下油脂中结晶甘油三酯的比例,因此是一个关键的物理化学参数,决定了脂肪的塑性、晶体网络强度和热响应性。如图2A所示,除了大豆油外,所有油脂的SFC都随温度的升高而降低,这与脂肪晶体的逐渐熔化一致。在25°C时,猪油、PO38、PO32、PO24和SO的SFC值分别为28.55%、29.35%、21.53%和0.00%

结论

本研究系统阐明了不同SFC的油脂对层压油酥皮在层压和热处理过程中的物理化学性质、多尺度结构和分子相互作用的影响。无论油脂类型如何,油酥皮中都形成了连续的脂质网络,而蛋白质和淀粉的构象在这一阶段基本未受影响。相比之下,热处理引发了由油脂SFC控制的重大结构重组。

CRediT作者贡献声明

刘远发:资源获取、概念化。张玉金:写作——审稿与编辑、原始草稿撰写、软件使用、方法论、数据管理、概念化。柴秀航:写作——审稿与编辑、监督

未引用参考文献

Chen等人,2024年;Opaluwa等人,2024a年;Wang等人,2024年;Wang等人,2024年。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

本工作得到了山东省重点研发计划(编号2024CXGC010915)、国家自然科学基金(32202082)和江苏省基础研究计划(JUSRP124026)的支持。

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