面筋蛋白对面条品质的影响研究

王晶晶，陆启玉，李 华

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

0 引言

国内外研究表明，小麦中的蛋白质、淀粉、脂类等对面条品质都有很大的影响，其中以蛋白质和淀粉对面条品质的影响最大[1-2].小麦制粉后，保留在面粉中的蛋白质主要有麦谷蛋白和麦醇溶蛋白，它们又被称为面筋蛋白，约占小麦蛋白质的80%[3].已有学者研究了面筋蛋白的数量与质量对面条质构特性如硬度、咀嚼性、黏合性、黏附性、拉伸特性等的影响[4-8]，但这种研究还停留在宏观阶段，因此作者对面筋蛋白的侧链基团进行两种修饰:琥珀酰化和脱酰胺以改变面筋蛋白侧链氨基的数量，观察其对最终产品质量的影响，同时与未作修饰的原面筋蛋白对比，初步揭示面筋蛋白对面条品质影响的机理.琥珀酰化主要是将琥珀酰基交联到肽链上的游离氨基上，用阴性的琥珀酰基封闭了蛋白质的阳性氨基，减少了游离氨基，同时增加了羧基的数量，加强了与水的相互作用[9].脱酰胺主要是借助于TG（谷氨酰胺转胺酶）来完成，TG 能催化酰基转移，它以肽链上的谷氨酰胺残基的γ-酰胺基作为酰基供体来完成催化反应，其中为了避免赖氨酸残基与谷氨酰胺发生分子交联，先通过美拉德反应来掩蔽赖氨酸侧链上的ε-NH2，让水成为酰基受体，使反应朝着谷氨酰胺脱去氨基生成谷氨酸的方向进行.已有研究表明采用琥珀酸酐改性小麦面筋蛋白能改善其溶解度、乳化能力和起泡性等功能特性[10].采用糖基化和谷氨酰胺转氨酶对小麦面筋蛋白改性能提高面筋的疏水性和溶解性，并能较大程度地改善持水性和持油性[11].

1 材料与方法

1.1 试验材料

面粉：金苑高筋粉，不含任何添加剂.

1.2 仪器设备

精密电子分析天平BS210S：北京赛多利斯天平有限公司；真空冷冻干燥机：美国Labconco 公司；TA-XT2i 质构仪：英国Stable Micro System 公司；DYY-6C 型电泳仪：北京市六一仪器厂；PHS-3C 精密pH 计：上海大浦仪器有限公司.

1.3 试验方法

1.3.1 面粉面筋含量测定

执行GB/T 14608—93 标准.

1.3.2 制备面筋蛋白

参见文献[12].

1.3.3 制备琥珀酰化面筋蛋白

[9]并有所改动.用1 mol/L NaOH 配制pH 8.0～8.5 的溶液，称取一定量的面筋蛋白溶于此溶液中，配制成10%的溶液.于40 ℃水浴中磁力搅拌，分批加入琥珀酸酐（加入量为面筋蛋白质量的15%），在此过程中用2 mol/L 的NaOH 调节溶液pH 为8.0～8.5.反应结束后离心（4 000 r/min，10 min），将沉淀真空冷冻干燥，冻干后粉碎，过80 目筛.

1.3.4 制备脱酰胺面筋

参考文献[11].

1.3.5 电泳分析

本试验对原面粉、面筋、琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋进行聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）[13]，通过比较进一步在分子层面探讨经过蛋白侧链修饰后的面筋影响面条品质方面的机理.

1.3.6 配粉

对制备得到的面筋蛋白、琥珀酰化面筋蛋白、脱酰胺面筋蛋白进行粗蛋白含量测定.配制成以下样品：原面粉-a、添加未作处理的面筋至面粉中使面筋含量为11.5%、13.5%、15.5%的面粉，分别用原面筋-b、原面筋-c、原面筋-d 表示；添加琥珀酰化面筋至面粉中使面筋总含量为11.5%、13.5%、15.5%的面粉，分别用琥珀酰化面筋-b、琥珀酰化面筋-c、琥珀酰化面筋-d 表示；添加脱酰胺面筋至面粉中使面筋总含量为11.5%、13.5%、15.5%的面粉，分别用脱酰胺面筋-b、脱酰胺面筋-c、脱酰胺面筋-d 表示.

1.3.7 面条的制作

参考LS/T 3202—1993《面条专用粉》附录的方法，将重组后的一系列重组粉制成面条.具体操作如下：准确称取100 g 重组面粉于面钵中，加入35%（W/W）的水（水温为30 ℃左右），慢速和面5 min，之后快速和面2 min，将搅拌均匀的料坯熟化20 min 并保湿.然后进行压片、切条：在压辊间距为2 mm 处压成片并和片一次.然后，把压辊间距调至3.5 mm，从3.5 mm 开始，和片一次后，将面片逐渐压薄至1.0 mm，共压片6 道.压片完成后保湿，熟化20 min，最后用2.0 mm 宽的面刀切条.

1.3.8 面条TPA 特性的测定

每次挑出3 根鲜湿面条，置于载物台中央，每根面条之间要有一定的间隔，并且确保面条表面平整，然后进行测定.每组样品重复测试6 次，去掉最大值、最小值后求平均值.TPA 试验所使用探头型号为：Pasta firmness/Stickiness rig code HDP/PFS，试验参数见表1.

1.3.9 面条拉伸特性的测定

将一根生面条缠绕在两根探测棒上，操作质构仪，让探头拉伸面条，直到面条被拉断为止.在样品拉伸期间，不得触碰样品及探测棒.试验使用的拉伸探头型号为：Spaghetti/Noodle tensile rig code A/SPR[i].参数设定见表2.

表1 面条TPA参数设定

表2 面条拉伸试验参数设定

1.4 数据统计与处理

在SPSS 17.0，EXCEL 软件中进行数据的处理和分析.

2 结果与分析

2.1 原面粉、面筋、琥珀酰化面筋及脱酰胺面筋的电泳图（图1）

图1 原面粉、面筋、琥珀酰化面筋及脱酰胺面筋的电泳图

从图1 可以看出，经过琥珀酰化的面筋与原面筋条带基本一致，说明在琥珀酰化过程中，大分子质量小麦面筋蛋白没有被显著水解，而是以不解离松散的状态存在，其网络结构得到较好的保持，进而说明添加此面筋蛋白对面条品质的影响是由琥珀酰化引起的.而脱酰胺面筋电泳图谱中某些亚基条带不明显，说明脱酰胺除去了蛋白质中的酰胺基，也可由此推断出脱酰胺面筋蛋白对面条品质的影响是由于酰胺基的减少造成的.

2.2 由原面筋、琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋制作的生面条的质构特性比较（表3）

由表3 可以看出，添加少量的原面筋蛋白后，生面条的硬度先上升后下降，这说明一定的面筋蛋白含量对生面条硬度产生了促进作用，而当面筋含量相对过高时硬度却有所下降，这可能是由于所形成的面筋网络结构中缺少淀粉颗粒的支撑而导致硬度下降；而添加琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋的生面条硬度均低于原面条，随着添加量的增大，添加琥珀酰化面筋的面条硬度先略微降低后增大，而添加脱酰胺面筋的面条硬度呈不明显下降趋势，但都低于原面条，这可能是由于对侧链基团的修饰作用使面筋蛋白亲水作用增强而导致硬度低于原面条，尤其是脱酰胺中糖的亲水性对面筋的功能性也有所改善.

表3 由原面筋、琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋制作的生面条的质构特性比较

随着面筋蛋白添加量的增加，生面条的弹性呈下降趋势，这可能与本研究选取制作面条的水分含量有关.当面筋添加量增大，而加水量的增加与之不能相匹配时，就不能形成良好的面筋网络结构，进而导致弹性下降；而随着琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋添加量的增多，面条弹性逐渐增大，当面筋蛋白总量达到15.5%时，这两种面筋的弹性基本相同，且比添加未作处理面筋的面条弹性大，这是因为琥珀酰化引入了琥珀酰基（HOOCCH2CH2-CO），封闭了蛋白质氨基阳离子，增加了亲水性极强的羧基和净负电荷数量，加强了与水的相互作用.脱酰胺使酰胺键变为亲水的羧基，与此同时，部分未参加脱酰胺的面筋蛋白发生了分子交联，改变了蛋白质质构，在加水量与原面条一致时，有助于形成良好的面筋网络结构.

随着面筋蛋白添加量的增大，生面条黏结性呈下降趋势；而添加琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋对生面条的黏结性几乎没有影响，这说明生面条的黏结性与面筋蛋白侧链的氨基及羧基数量无关.

随着面筋添加量的增大，3 种生面条的拉断力都有不同程度的增大，其中以添加琥珀酰化面筋的生面条拉断力增大得最显著.随着面筋添加量的增大，3 种生面条的拉伸距离都在增大；其中添加原面筋的面条增大较明显，而添加少量的琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋均有明显效果，但增大的幅度没有添加原面筋制作的面条明显.这说明面筋含量是影响面条拉伸特性的主要因素.

2.3 由原面筋、琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋制作的熟面条的质构特性比较（表4）

由表4 可以看出，随着面筋添加量的增大，添加原面筋的面条与添加琥珀酰化面筋的面条硬度、咀嚼性都逐渐增大；而添加脱酰胺面筋的面条硬度、咀嚼性先上升后下降.

表4 由原面筋、琥珀酰化面筋和脱酰胺面筋制作的熟面条的质构特性比较

随着面筋添加量的增大，原面条的弹性逐渐增大；而添加琥珀酰化和脱酰胺面筋的面条弹性均呈现先增大后减小的趋势，且都在含量为13.5%时达到最大值，这说明面筋蛋白含量在一定范围内有助于提高熟面条的弹性，当含量过高时，由于两种方法都明显改善了面筋蛋白的持水性，当添加较多的改性面筋时，熟面条的蛋白网络结构结实性变差.

随着面筋添加量的增大，添加原面筋的面条与添加琥珀酰化面筋的面条拉断力、拉伸距离都逐渐增大；而添加脱酰胺面筋的面条拉断力、拉伸距离上升趋势不明显.

3 结论

综上所述，对于生面条而言，添加少量经过修饰的面筋即能对面条的拉断力和拉伸距离产生影响，而对其他特性的影响均不如添加原面筋.对于熟面条而言，添加少量经过修饰的面筋对熟面条的弹性、硬度、咀嚼性、拉断力、拉伸距离均产生显著的影响；其中，添加琥珀酰化面筋主要影响面条的拉断力和弹性，添加脱酰胺面筋对熟面条硬度和咀嚼性影响效果显著.

面筋蛋白对于面条及其他面制品的品质有着重要影响，因此从微观结构和分子层面研究面筋蛋白组分对面条品质的影响规律，面筋蛋白与淀粉、脂质等的相互作用，探究面筋蛋白侧链基团之间的作用、二级结构变化与面条品质之间的关系，为提高面条质量和优质面条专用小麦育种提供理论依据，对增加我国面条在国际市场上的竞争能力具有重要意义.

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