海南椰子蛋白对小麦面团流变特性影响的研究现状和展望

李 铭，肖容雍，曲亚男

（1.三亚中瑞酒店管理职业学院，海南 三亚 572000；2.三亚航空旅游职业学院，海南 三亚 572000）

1 海南省椰子产业概况

海南省是我国椰子的主产地，据统计，2020年海南省椰子种植面积为3.5 万hm2，占全国椰子总种植面积的99%，全省涉及种植户28 万多户，114 万人口。海南椰子果大多数作为鲜食消费，目前每年省内消费鲜果近1.32 亿个，出岛销售约1 亿个。椰子作为海南特产，备受海南省政府重视，《海南省椰子产业高质量发展“十四五”规划》正式出台，明确指出“十四五”期间，海南全省椰子总面积计划达到4.5 万hm2，收获面积达3.0 万hm2，到“十四五”末，可产椰子果实量达5.6 亿个。在加工业方面，目前已在海南文昌建设了“椰子王国”，未来将在海口、文昌继续建设椰子产业园2 个；在现有企业中重点培育1 家产值超50 亿元的椰子产业龙头企业，同时在现有企业中遴选并提升5 家产值10 亿元以上的重点产业培育企业，使海南全省的椰子加工业总产值可以达到150 亿元；在椰子的国际贸易方面，计划打造一个国际化、现代化、信息化、专业化的椰子交易中心。由此可见，海南椰子产业将迎来更好发展。但是，海南椰子现有产品主要为椰子汁、椰子糖、椰子粉、椰雕工艺品活性炭等初级产品，存在精深加工技术和资源综合利用不足的问题，归根到底，是对椰子的营养物质特性的科学解析不足，物性决定用途，用途决定产品，产品决定产业。例如，椰子蛋白的物性到底如何尚未见清晰系统的科学研究报道。从长远来看，极可能制约海南椰子产业的可持续发展。

海南，作为中国的自贸区和“一带一路”战略实施的重要口岸，海南热带农业和食品工业发展都面临前所未有的机遇。椰子树（Cocos nucifera L）.，属热带农作物，是海南省有别于我国其他省份的特色农经作物，还是很多“一带一路”沿线国家和地区的主要经济作物。随着我国“一带一路”战略的实施和海南对发展热带农业的大力支持，椰子产业已是海南与“一带一路”沿线国家和地区农业经济技术交流的重要一笔，也为海南椰子产业“走出去”和“引进来”提供了绝佳的发展契机。在椰子文旅业发展上，海南计划通过新建或扩建的方式，重点打造和催生1～2 个椰子主题景区、椰子相关文化节和椰林生态休闲农庄，以及10 个网红打卡地；建成1 个椰子主题旅游驿站和椰子文化博物馆，预计吸引游客逾300 万人。随着海南自贸港和“三区一中心”建设的推进，椰子的市场需求量会更大，椰子产业发展壮大面临新机遇。

2 椰子蛋白的物性系统性的研究现状

研究认为，椰子蛋白质含有18种氨基酸，必需氨基酸配比合理，营养价值高。20 世纪40年代，开始有关椰子蛋白的功能特性研究，至1930年美国科学家分离出 208 kDa 的球蛋白 （Cocosin）[1-2]。1976年已有酶解- 冷冻干燥技术制备的椰子浓缩蛋白的报道[3]。郑亚军等人[4]曾从脱脂椰肉中制备了分离蛋白，并分析了pH 值、温度、离子强度等因素对椰子分离蛋白溶解度、乳化性、黏度、起泡性、水合性质的影响。有研究人员从椰子总蛋白质中分离出椰子球蛋白，并分析了其氨基酸组成及其在巴氏杀菌、加热等常见加工处理方式中的稳定性[5]。郑亚军等人[6]从脱脂椰肉中采用缓冲溶液提取椰子蛋白质，并对其溶解性及影响因素进行了分析。结果表明，在等电点pH 值4.0 处，大豆分离蛋白和椰子分离蛋白的溶解度最低，其原因是此时蛋白质表面静电荷为零或接近零，蛋白质的极性变小，与水结合力下降，蛋白质与蛋白质之间的排斥作用降低，发生聚集甚至沉淀；当pH 值远离等电点时，蛋白质表面静电荷数增大，分子极性变大，水合作用增强，同时蛋白质与蛋白质之间的排斥力加强，导致大豆分离蛋白和椰子分离蛋白的溶解度升高[7]。在等电点范围内，椰子分离蛋白的乳化性和乳化稳定性都很差，当离子强度浓度由0.05 mol/L 增大到0.15 mol/L 时，椰子分离蛋白的乳化性和乳化稳定性升高，且椰子分离蛋白的乳化性极显著地大于大豆分离蛋白[8]。

尽管国内外对于椰子蛋白的研究起步较早，但限于传统手段和方法，对于椰子蛋白的物性系统性的研究仍有空白，尤其是将椰子蛋白结构和功能特性相关联，从结构角度阐释功能的研究报道较为缺乏。

3 小麦面团流变特性的研究现状

椰子独特的风味和营养价值，使得椰子粉作为食品原辅料深受喜爱。但是，椰子在烘焙食品中应用时主要是以椰丝、椰蓉的形式[9-11]，且用量非常少。以椰子粉作为辅料，研发的烘焙食品几乎未见。究其根本是对椰子粉- 小麦粉复配粉的面团特性尤其是流变特性的了解不够透彻。

面团流变特性，是小麦粉的重要特性，也是决定面制品终产品品质的关键特性。而小麦面团流变特性又与其主组分面筋蛋白、淀粉紧密相关，尤其是面筋蛋白。面筋蛋白能够通过分子间/内二硫键、氢键、范德华力和疏水作用等形成网络结构起到骨架支撑作用[12]，网络结构中包裹镶嵌淀粉分子，形成大分子聚合体，进而决定面团独特加工品质。1907年Osborne 将面筋蛋白分为醇溶蛋白（Gliadin） 和谷蛋白（Glutenin）。随后陆续发现：醇溶蛋白分子构象呈球状，又分为 α/β-，γ-， ω1,2-，ω5 - 亚基，α/β和γ-Gliadin 主要形成分子内二硫键，而ω-Gliadin中因缺乏半胱氨酸而不形成二硫键[13-14]；谷蛋白分子构象呈链状，又分为HMW-GS 和LMW-GS 2种类型，而HMW-GS 又分为x-HMW-GS 和y-HMW-GS 2种类型[15-16]。面筋蛋白亚组分及亚基结构差异，是面筋蛋白功能的基础。面筋蛋白亚基分子一级序列中半胱氨酸间缩合形成二硫键，是面筋蛋白二级结构的骨架支撑力。目前普遍认为，小麦粒中面筋蛋白组分亚基分子间二硫键交联模式是：HMW-GS 通过分子间二硫键聚合形成大聚体GMP，LMW-GS 则作为扩充链或终止剂，通过二硫键与HMW-GS 末端连接，球形Gliadin 保留巯基并填充其中[16-17]。

椰子粉中含有大量的蛋白质、脂肪和纤维素，这些物质的存在势必会影响到面筋网络的形成，进而影响面团流变特性。受益于交叉学科发展，借助混合流变仪（Mixolab）、发酵流变仪（F4 Rheo）、质构仪（Texture） 等先进仪器[18]，能够更准确地分析面团流变特性，将有助于更好地理解椰子面团流变特性变化情况，也有助于解决椰子发酵饼干加工品质问题。

4 结语

立足海南特色农经作物椰子，以椰子蛋白为研究对象，深度解析椰子蛋白的结构信息，并进一步分析椰子蛋白的功能特性包括水合性质、表面性质、感官性质，以结构信息为基础阐明功能特性，以期为椰子蛋白的高值利用提供基础支撑。为分析椰子蛋白凝胶的硬度、弹性、咀嚼性等感官质构性质，进一步采用流变仪分析椰子蛋白的动态流变性，获知吞咽性（爽滑感），为椰子产品提供感官基础数据。

椰子蛋白结构与功能关系解析技术路线见图1。

图1 椰子蛋白结构与功能关系解析技术路线

以海南椰子中富含的优质植物源蛋白为对象，从微观到宏观解析椰子蛋白的结构和功能特性，利用现代色谱技术等先进手段深度阐释结构与功能关系，一方面为海南椰子产业发展储备基础数据；另一方面为海南椰子中优质植物蛋白的高值利用提供科学支撑。掌握科学的基础数据后，可探索将椰子粉用于烘焙食品中，研究椰子粉对面团流变特性影响，开发椰子粉发酵饼干，为椰子资源综合利用储备技术，为完成《海南省椰子产业高质量发展“十四五”规划》的目标提供有力保障。