谷朊粉的深加工及其应用现状概述

□ 刘立芳 安徽华测检测技术有限公司

谷朊粉是以小麦或小麦粉为原料，将其中的淀粉或其他碳水化合物等非蛋白质成分分离后获得的小麦蛋白产品。其水合后具有高度的粘弹性，又称活性小麦面筋粉。谷朊粉中蛋白质含量在70%以上，含有人体所必需的8种氨基酸，由于谷朊粉中含有较多的疏水性氨基酸，分子内疏水作用区域较大，导致谷朊粉的溶解性低，乳化性和起泡性较差，极大限制了谷朊粉的应用。谷朊粉通过进一步加工，可以发挥其功能特性，得到更广泛的工业应用。目前，对谷朊粉的深加工主要集中在以下几方面。

1 酶解谷朊粉制备活性多肽

生物活性肽是一类分子量介于50～10 000 Da，结构介于氨基酸和蛋白质之间的分子聚合物。经试验验证，生物活性肽的功能有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌、降血压、降胆固醇、神经调节与免疫调节等功能，有些功能仍在不断被发现和证实中[1]，谷朊粉通过蛋白酶酶解可以制备植物源免疫活性肽。王章存[2]以血管紧张素转换酶（ACE）抑制率为指标，发现碱性蛋白酶酶解3 h的谷朊粉酶解物具有较高的ACE抑制活性；由ESITOF-MS质谱图得出该小肽的m/z为630.89，氨基酸序列为Trp-Phe-Gln-Pro（WFQP）。盛晓静[3]采用复合蛋白酶水解谷朊粉一定时间后再加入中性蛋白酶分步酶解得到谷朊粉短肽，制备条件温和，避免了后续脱盐步骤，分子量集中分布在1 000 Da以下。郑志强[4]研究了不同蛋白酶对酶解物抗氧化活性的影响，发现蛋白酶种类对小麦蛋白酶解物抗氧化活性影响显著，风味蛋白酶对提高蛋白水解程度和生成小分子质量多肽的作用明显，而碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶能很好地提高酶解产物抗氧化活性效果。

谷朊粉在复合酶的共同作用下得到纯度较高的小麦低聚肽，且低聚肽中的氨基酸含量较未水解之前含量更高。小麦低聚肽在抗氧化方面具有显著的效果[5]，小麦低聚肽也可以有效减少大鼠胃肠黏膜损伤[6]，其机制可能与增强胃黏膜保护因子、提高抗氧化、抗炎及抗凋亡等作用有关[7]。

酶解谷朊粉制备活性肽会产生较重的苦味，与单一酶解相比，复合蛋白酶酶解产物的苦味值会有所降低[8]，谷朊粉酶解产物苦味的去除、小肽含量较低等问题，制约了产品的开发利用，这也是目前需要研究和迫切解决的问题。

2 改性谷朊粉制备添加剂

谷朊粉可以作为添加剂直接应用于食品工业，如将谷朊粉添加到面条尤其是添加到各种杂粮面条中[9-10]，可以改善面条硬度和口感，使其品质趋于稳定。杂粮面包制作时，加入谷朊粉，能提升杂粮面包的口感和品质[11-12]。将谷朊粉添加到高粱馒头中，测定该高粱馒头的血糖生成指数（GI）为57.07，属中GI值水平，适合糖尿病患者在日常饮食中食用[13]。加入谷朊粉，可以制得品质较好的马铃薯鲜薯馒头[14]。木薯全粉馒头加入谷朊粉能使其具有良好的感官性状，富含矿物质、维生素和膳食纤维，具有延缓消化吸收和缓解便秘等保健功效，适于各类人群长期食用[15]。当糯玉米粉与普通玉米粉配比为2∶3，谷朊粉添加量为2%（以总玉米粉计）时，玉米曲奇饼干的品质最佳[16]。

通过超高压、超声波、糖基化等方法可以对谷朊粉改性，改性后其的起泡性和乳化性得到一定的改善，花青素、菊粉等物质的加入也会改变谷朊粉的特性。将改性后的谷朊粉作为添加剂，可以更广泛地应用于食品工业。改性谷朊粉用于面包烘焙，能使面包内部蜂窝均匀、质地细腻、香软可口，有助于改善面包的口感[17]。李娟娟[18]利用谷朊粉制备小麦澄清蛋白，发现小麦澄清蛋白处理樱桃酒时具有澄清效果好、澄清速率快、安全无毒、成本低等优点，对樱桃酒的工业生产和延长货架期具有重要意义。蓼兰将酶解得到的小麦蛋白肽应用到酸奶发酵中替代部分牛奶蛋白，小麦蛋白肽具有促酸奶发酵能力[19]。何文猛采用有机酸（醋酸、酒石酸、柠檬酸）脱脂结合热处理改性谷朊粉，得到的蛋白保持大分子特性，乳化性质提高，界面层明显，乳状液较稳定，并将有机酸湿热改性谷朊粉替代脱脂乳粉制备冰淇淋[20]。

3 利用谷朊粉制备蛋白膜

谷朊粉具有良好的粘弹性，能与水形成三维立体网络结构，干燥后可形成具有韧性较强、阻氧性和热封性良好、阻油性出色的蛋白膜。但阻湿性和机械性能较差。在谷朊粉中添加甘油可以降低膜的脆性，使膜柔韧性增强，且对阻湿性影响相对较小，添加适量的麦醇溶蛋白可有效地降低膜的脆性，提高谷朊粉蛋白膜的韧性、阻水性、机械性、透光率和阻氧性[21]。从谷朊粉中提取小麦醇溶蛋白后与聚乙二醇混合制备PEG200增塑小麦醇溶蛋白膜，在最优工艺条件下，膜的断裂强度为18.38 MPa，断裂伸长率为5.95%，吸湿率（相对湿度65%）为4.65%，溶胀度为103.99%，溶解度为15.52%[22]。将微纤化纤维素与谷朊粉共混后制备复合膜，能够明显提高谷朊粉膜的机械性能和阻隔性能[23]。谷朊粉/交联羧甲基玉米淀粉复合包装膜可用于食品调味料或豆（奶）粉等粉剂的包装[24]。丛旭以蛋白膜阻隔性能和机械性能为考核指标，采用响应面实验设计方法优化确定了最佳成膜工艺条件，在此条件下制得的可食膜表面较光滑、致密性好，可进一步应用于模拟方便面调料包实验。经保藏45 d，油包、粉包和蔬菜包均能保持完整外观，过氧化值和酸价均未超过国家标准要求，粉包、蔬菜包中水分含量均低于文献报道[25]。谷朊粉和玉米醇溶蛋白制得的复合膜具有良好的热封性。经复合膜液涂膜处理可显著抑制榛子仁的氧化酸败，保鲜效果优于谷朊粉单组分涂膜处理。在常温下保鲜100 d后，经复合膜保鲜处理的榛子仁其感官质量良好[26]。

4 谷朊粉在饲料中的应用

谷朊粉虽然属于植物蛋白，但和部分动物蛋白一样具有较高的消化率。小麦蛋白粉替代饲料（含40%鱼粉）中100%的鱼粉不会影响大黄鱼幼鱼的生长[27]。在低鱼粉型膨化饲料中添加不同比例的混合型小麦蛋白逐步替代饲料中低温干燥鱼粉或大豆浓缩蛋白，日本黄姑鱼血清总蛋白、甘油三酯和肝脏MDA含量以及肝脏SOD活性均无显著影响[28]。

5 展望

谷朊粉来源丰富，营养价值高，人们应当加大对谷朊粉的开发深度，加强其工业化生产，使谷朊粉创造出更多的社会和应用价值。