添加大豆粉和转谷氨酰胺酶对小麦面粉面条蛋白质含量及品质特性的影响

《Journal of Cereal Science》：Effect of the addition of soybean meal and transglutaminase on protein enrichment and quality attributes of wheat flour noodles

大豆粕与转谷氨酰胺酶协同强化高筋小麦面条的蛋白质含量和质地，改善老年及素食人群营养摄入。

　　

帕鲁希·纳尔戈特拉（Parushi Nargotra）|蔡朝阳（Ciao-Yi Chen）|李艺晨（Yi-Chen Lee）|邱建志（Chien-Chih Chiu）|王慧敏（Hui-Min David Wang）|刘永川（Yung-Chuan Liu）|郭家宏（Chia-Hung Kuo）

台湾高雄科技大学海洋食品科学系，高雄811

摘要

蛋白质缺乏已成为老年人和素食者群体中的一个令人担忧的问题，这主要是由于营养、经济、口腔健康和身体状况的限制。在这项研究中，研究人员将豆粕（含5-20%的蛋白质，是豆油加工的副产品）和转谷氨酰胺酶（TGase）添加到高筋小麦面粉中，以开发富含蛋白质的面条。对强化面条的物理性质和化学成分进行了分析。与对照组相比，添加了20%豆粕的面条蛋白质含量（从16.17%增加到21.73%），水分含量（从36.06%增加到40.47%）。随着豆粕浓度的增加，面条的煮熟率和煮熟后的损失也有所增加。在添加了20%豆粕的情况下，面条的黄度和亮度（b*和L*值）呈下降趋势。此外，豆粕的添加还导致面条的拉伸强度和硬度降低。感官分析表明，添加了5%豆粕的面条在风味、口感和整体接受度方面更接近对照组面条。向含有20%豆粕的面条中添加1%和2%的转谷氨酰胺酶并未改变其蛋白质含量，但添加1%的转谷氨酰胺酶后，面条的硬度 and 拉伸强度有所增加。热稳定性测试结果显示，随着豆粕含量的增加，ΔH值降低，而添加转谷氨酰胺酶后所需的焓值增加。总之，加入豆粕有效提高了面条的蛋白质含量，使老年人更容易满足其蛋白质需求；同时，添加转谷氨酰胺酶改善了面条的口感，而没有改变其营养成分，从而提高了豆粕面条的接受度和消费意愿。

引言

近年来，由于人口老龄化以及老年疾病发病率的上升，全球营养不良的普遍程度一直在增加。均衡的营养和定期的锻炼是维持老年人健康、功能和生活质量的基础。然而，对于老年人来说，饮食不足是一个严重的负担，会损害他们的身体表现和整体健康，降低生活质量，并增加卫生费用（de Sire等人，2022年）。除了年龄导致的蛋白质合成能力下降外，摄入不足蛋白质的老年人还可能患上肌肉减少症（sarcopenia），这是一种导致肌肉质量和功能下降的疾病（Liang等人，2023年）。此外，肌肉减少症还与老年人的口腔健康状况不佳有关。蛋白质是一种重要的宏量营养素，对肌肉功能、组织和酶等过程至关重要（Mahmud等人，2024年）。不良的口腔健康状况可能会影响营养摄入，从而导致蛋白质缺乏和营养不良（de Sire等人，2022年）。虽然建议的每日蛋白质摄入量为每公斤体重0.8克，但欧洲临床营养与代谢学会（ESPEN）建议每日摄入1.0-1.2克蛋白质，以促进肌肉强化并减少身体功能障碍的风险（Gaytán-González等人，2020年；Melchior等人，2023年）。除了老年人外，素食者也可能因为饮食限制而缺乏蛋白质和必需氨基酸。开发能够为素食主食补充蛋白质的功能性食品是一种可行的策略，有助于帮助老年人和素食者达到每日推荐的蛋白质摄入量。 在包括台湾在内的大多数亚洲国家，面条是主要的主食之一。面条主要由小麦面粉制成，因此蛋白质含量较低。通过添加额外的蛋白质来强化面条，可以提高其营养价值（Liang等人，2023年；Yang等人，2025年）。富含蛋白质的强化面条可以成为老年人和素食者获取蛋白质的一个有前景的来源。可以通过添加各种大豆制品来提高面条的蛋白质含量，例如大豆蛋白分离物（Cao等人，2021年；Guritno等人，2024年；Liang等人，2023年；Zhang等人，2022年）、豆浆（He等人，2019年）和大豆蛋白水解物（Guo等人，2022年），而豆粕（SM）也是一种有前景的来源。豆粕是从大豆中通过机械和溶剂提取油脂后留下的残渣，富含蛋白质（40-50%）。豆粕的主要用途是提高动物饲料的蛋白质含量（Thi Kim Nguyen等人，2025年）。每加工27公斤大豆，只有5公斤被提取为豆油，剩余的21公斤作为豆粕副产品产生。尽管大部分豆粕被用作动物饲料，但仍有很多未被充分利用，导致浪费（Nargotra等人，2025年）。豆粕的高蛋白质含量使其成为与面条面粉混合生产高蛋白面条的宝贵成分。由于其全年可用性、营养成分变化小以及高蛋白质浓度，它可能成为2050年的主要可持续蛋白质来源（Lambo等人，2024年）。 大豆蛋白分离物因其高蛋白质纯度而被广泛用于强化小麦面条，因为它能与面筋网络有效结合，从而提高营养价值和改善口感（Liang等人，2023年）。然而，大豆蛋白分离物是一种高度精炼的成分，需要复杂的加工过程，这会增加成本并限制其可持续性（Berardy等人，2015年）。相比之下，豆粕丰富且可持续，但其复杂的成分（包含纤维和非蛋白质成分）使其在功能性食品应用中的直接使用具有挑战性。转谷氨酰胺酶（TGase）是一种蛋白质交联酶，已被证明可以增强蛋白质网络。它通过促进谷氨酰胺和赖氨酸的氨基（NH₂）之间的反应，共价交联谷蛋白和麦醇溶蛋白，并催化ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸异肽键的形成。这些键在烹饪过程中保持不变（Romano等人，2018年；Wee和Jeyakumar Henry，2019年）。TGase通过加强蛋白质-蛋白质和蛋白质-氨基酸之间的交联，在分子内和分子间水平上改善面团的流变学性质（Yang等人，2022年）。TGase被用于改善面条的口感和储存质量，使其更加紧实有弹性，同时降低回变的影响（Wee和Jeyakumar Henry，2019年）。此外，由于其安全性、健康益处和环保特性，TGase在食品工业中得到广泛应用（Romano等人，2018年；Yang等人，2022年）。因此，将豆粕与TGase结合使用是一种策略，可以克服低纯度植物蛋白质的功能限制，同时保留其经济和可持续性优势。这种方法与大豆蛋白分离物强化不同，为改善未充分利用的蛋白质来源的功能提供了新的途径。 在本研究中，将豆粕和TGase添加到面条中，分析了它们对小麦面粉（高筋）面条的风味、物理属性和口感的影响。豆粕以不同的浓度（5-20%）添加到面条面粉中，而TGase则以1%和2%的浓度添加到含有20%豆粕的面条中。这些强化面条与对照组面条在蛋白质含量、水分含量、口感、颜色、热稳定性和感官属性方面进行了比较。此外，还评估了煮熟面条的煮熟率和煮熟后的损失等烹饪特性。虽然之前的研究已经探讨了添加大豆蛋白分离物或转谷氨酰胺酶对面条质量的影响，但本研究使用的是豆粕这种油提取副产品，从而有助于废物利用。本研究通过分析不同浓度的豆粕和转谷氨酰胺，并评估其近似成分、烹饪质量、口感、颜色、热稳定性和感官属性，提供了一种可持续的方法来改善高筋小麦面条。

材料

脱脂豆粕（干基含量45%的蛋白质）购自台湾高雄的Ever Light Oil Industrial Co., Ltd.。高筋小麦面粉和转谷氨酰胺酶（Activa? STG-M）分别购自台湾台南的Uni-President Enterprises Corp.和日本东京的Ajinomoto Co.

面条制备

商业面条由高筋小麦面粉（100克）和水（50毫升）制成，在所有实验中作为对照组使用。

基本成分

近似成分分析显示，豆粕的蛋白质含量为41.04%，脂质含量为2.31%，灰分含量为6.09%。分析对照组面条、添加了5-20%豆粕的面条以及同时添加了20%豆粕和转谷氨酰胺酶（20%+1%和20%+2%）的面条后发现，对照组的蛋白质含量非常低（16.17%），而碳水化合物含量较高（47.06%）。然而，在添加了20%豆粕的面条中...

结论

本研究显示，添加20%豆粕后，小麦面粉面条的蛋白质含量（从16.17%增加到21.73%），水分含量（从36.06%增加到40.10%）。豆粕的添加提高了面条的蛋白质含量，并改善了其口感，使其变得更柔软、更细腻。在感官评估方面，对照组的面条在风味和味道上更令人满意。然而，在颗粒度、甜度和整体偏好方面，两组面条之间没有统计学上的显著差异。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。

作者贡献声明

郭家宏（Chia-Hung Kuo）：撰写 – 审稿与编辑、可视化、监督、数据管理、概念构思。 王慧敏（Hui-Min David Wang）：资源提供。 刘永川（Yung-Chuan Liu）：撰写 – 审稿与编辑、验证。 李艺晨（Yi-Chen Lee）：验证。 邱建志（Chien-Chih Chiu）：资源提供。 帕鲁希·纳尔戈特拉（Parushi Nargotra）：撰写 – 初稿撰写、正式分析。 蔡朝阳（Ciao-Yi Chen）：方法学设计、实验研究、正式分析。

数据可用性

数据可根据请求提供。

资助

本研究得到了台湾国家科学技术委员会（NSTC，项目编号111-2221-E-992-005-MY3和114-2637-E-992-023）以及115年度水产品检验服务中心计划115A00050的研究资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

作者P.N. 感谢台湾国家科学技术委员会提供的博士后奖学金（项目编号NSTC 113-2811-E-992-003）。