许 慧，包海蓉，邓义书，齐知耕

(上海海洋大学，上海 201306)

湿热-胶体改性对小麦面筋蛋白功能性质的影响

许 慧，包海蓉*，邓义书，齐知耕

(上海海洋大学，上海 201306)

研究了在湿热条件下将羧甲基纤维素钠(CMC)、明胶、海藻酸钠、果胶、瓜尔胶这几种不同胶体作为添加剂添加到小麦面筋蛋白中，测定了其对小麦面筋蛋白功能性质的影响，主要以小麦面筋蛋白的粘稠性、乳化性和乳化稳定性、溶解性、起泡性这几个指标作为参考。实验结果表明，与简单混合相比，羧甲基纤维素钠、明胶、海藻酸钠、果胶在湿热条件下使小麦面筋蛋白的溶解性，乳化性和粘稠性都有一定幅度的提高，但是对小麦起泡性和乳化稳定性的影响不大;瓜尔胶在湿热条件下对小麦蛋白性质的影响与简单混合相比基本持平。

小麦面筋蛋白，胶体，功能性质

小麦面筋蛋白又称谷朊粉，是以小麦粉为原料，用水洗去淀粉和其它水溶性物质后剩下未变性的面筋经烘干制成的粉体。小麦面筋蛋白具有独特的黏弹特性、乳化性、延伸性、起泡性等功能特性，其蛋白质含量在75%以上。目前，对植物蛋白的改性方法有化学改性法、物理改性法、酶改性法和生物工程改性法［1］。亲水胶体是高分子量长链亲水聚合物，在水中可以分散、膨胀。其主要功能包括:凝胶、增稠、成膜、稳定、促进粘性、附着、抑制脱水收缩。亲水胶体的加入会影响面团的流变学特性［2］，在面粉中加入低含量的亲水胶体(＜1%，w/w)会提高面团持水性，增大面包的体积，降低面团的硬度，抑制面粉的回生［3］。纤维素衍生物类物质如羟丙基甲基纤维素可提高面团的吸水性，并且能使面团和面包的感官特性和货架期得到提高［4］。Collar和 Armero发现，羧甲基纤维素会降低面团的内聚性，提高面团的硬度［5］。添加大于1%的高脂果胶到面团中会使面团的稳定性和发酵后的体积得到明显的提高［6］。我国是小麦生产大国，近几年来又连续获得丰收，年产量达一亿多吨，但由于种种原因，我国对小麦的深加工和转化研究很少，对小麦面筋蛋白在工业用途的开发研究还基本处于起步阶段。本文主要探讨海藻酸钠、果胶、CMC、明胶、瓜尔胶这几种不同胶体对小麦面筋蛋白溶解性、起泡性、乳化性和粘稠性的影响，旨在为小麦面筋蛋白的进一步开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小麦面筋蛋白 安徽安特生物化学有限公司;果胶 上海顺勃生物工程技术有限公司;CMC 华盛食化有限公司;海藻酸钠 上海精析化工科技有限公司;瓜尔胶 北京矿冶研究总院;明胶 星和食品(上海)有限公司。

DF－101S集热式恒温加热磁力搅拌器 巩义市予华仪器责任有限公司;CPA124S型电子天平 德国sartorius公司;Anke TDL－40B离心机 上海安亭科学仪器厂;FE20型pH计 梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司;81－2型恒温磁力搅拌仪 上海司乐仪器有限公司;UV－1800PC紫外可见分光光度计

上海美谱达仪器有限公司;XHF－1高速分散机上海金达生化仪器厂;TA－XTPlus质构仪。

1.2 小麦面筋蛋白基本品质指标测定

1.2.1 含水量测定 按GB/T5479测定。

1.2.2 灰分的测定 按GB/T5512测定。

1.2.3 粗脂肪的测定 按GB/T5512测定。

1.2.4 粗蛋白的测定 按GB/T5511测定。

1.3 小麦面筋蛋白功能特性的测定

1.3.1 小麦面筋蛋白溶解性的测定［7］以上清液蛋白质浓度为小麦面筋蛋白溶解性指标，蛋白质浓度的测定采用Folin－酚法，称取一定量改性小麦面筋蛋白溶于蒸馏水，然后在3000 r/m in的转速下离心20m in，取上清液，按一定倍数稀释，取1m L稀释液，加入5m L Folin－酚试剂 A，混匀后在室温下放置10m in，加入0.5m L Folin－酚试剂 B，立即混匀，室温下放置30m in，测定OD650。测定已知浓度的牛血清白蛋白(BSA)在同样条件下的吸光度，绘制标准曲线(见图1)，经标准曲线转换为每毫升溶液中溶解蛋白的毫克数。

图1 牛血清白蛋白标准曲线

1.3.2 起泡性和泡沫稳定性的测定［8］用pH7.0的缓冲液配制浓度为1%的改性前后小麦面筋蛋白悬浮液，充分溶解后，移入分散机以10000 r/min搅打2m in，搅打结束后将溶液倒入量筒，记下泡沫体积(V1)，即为起泡能力(m L);30m in后，记下泡沫剩余体积(V2)。

1.3.3 乳化性及乳化稳定性的测定［9］乳化性和乳化稳定性测定采用浊度法，以磷酸盐缓冲液分别配制0.25%改性前后的小麦面筋蛋白溶液30m L，用分散机以10000 r/min分散1m in，再加入10m L大豆油，于10000 r/m in转速下分散30s后，立即从溶液底部吸取40μL乳浊液，用5m L 0.1%SDS溶液稀释，以0.1%SDS溶液为对照，于500nm处测定0min时的吸光度值(A0)，即为乳化性(EA);静置15m in后重新取样测定吸光度值(At)，乳化稳定性(ES)用乳化稳定指数(ESI)表示:

其中:ΔT为两次测定乳化活性时间间隔(m in)。

1.3.4 粘性的测定［10］称取改性前后的小麦面筋蛋白5g，加适量蒸馏水揉成面团，取适量放入模具，测定样品粘度。测试参数设定为:测试前速度0.5mm/s，测试速度0.5mm/s，测试后速度10.0mm/s，返回高度8mm，力度40g，停留时间0.1s。每个样品测定5次，取平均值。

1.4 样品制备

1.4.1 湿热－胶体改性样品的制备 称取适量胶体加入30m L蒸馏水，搅拌至胶体完全溶于蒸馏水，待用。称取20g小麦面筋蛋白溶于170m L蒸馏水，调节pH后于一定温度下反应30m in，然后加入溶解好的胶体溶液，搅拌一段时间后倒入大培养皿，放入冰箱冷冻，冷冻成固体状后放入真空冷冻干燥箱干燥24h。将干燥好的改性小麦面筋蛋白打磨成粉状，过100目筛，待用。海藻酸钠、果胶、CMC、明胶、瓜尔胶对谷朊粉进行改性的代码依次为 b、c、d、e、f，原谷朊粉代码为a。

1.4.2 简单混合样品 是将胶体粉末和小麦面筋蛋白粉末按一定比例在干燥环境下进行混合所得。

2 结果与分析

2.1 小麦面筋蛋白的品质指标

经测定可知小麦面筋蛋白的化学组成如表1所示。小麦面筋蛋白的蛋白质含量为78.93%，符合实验要求。

表1 小麦面筋蛋白的基本指标

2.2 溶解性

小麦面筋蛋白的溶解性非常低，只有9.08mg/m L，这主要是因为小麦面筋蛋白含有较多的疏水性氨基酸，分子内疏水作用区域较大。由图2可知，小麦面筋蛋白在湿热条件下添加海藻酸钠、果胶、CMC和明胶后，其溶解性与原小麦面筋蛋白相比提高了13倍之多，相比之下小麦面筋蛋白与这几种胶体简单混合后的溶解性提高幅度较小，这可能是在湿热条件下胶体分子与疏水性氨基酸相互作用，减少了小麦面筋蛋白中暴露的疏水性基团，从而减少了疏水作用区域，使小麦面筋蛋白的溶解度得到了提高。添加瓜尔胶的小麦面筋蛋白的溶解性基本没变，原因可能是瓜尔胶分子没有和小麦面筋蛋白中的疏水基团发生相互作用。

图2 胶体对小麦面筋蛋白溶解性的影响

2.3 起泡性及泡沫稳定性

在一定条件下蛋白质溶解经处理能够形成泡沫，它是蛋白质液体膜包裹气体的两相体系［11］。起泡性常用起泡能力和泡沫稳定性来表达。如图3所示，添加海藻酸钠、果胶、CMC、明胶的小麦面筋蛋白，在湿热处理和简单混合条件下其起泡能力都有所提高，但相差不大，表明这几种胶体在湿热处理下对小麦面筋蛋白起泡性的影响不大。但是湿热条件下添加瓜尔胶的小麦面筋蛋白其起泡能力降低了40%，简单混合却有所提高，具体原因有待进一步研究。

图3 胶体对小麦面筋蛋白起泡能力的影响

各胶体对小麦面筋蛋白泡沫稳定性的影响如图4所示，湿热条件下海藻酸钠的添加使小麦面筋蛋白的泡沫稳定性提高了106.17%，而简单混合对小麦面筋蛋白的乳化稳定性基本没有影响;明胶和瓜尔胶的添加在两种处理条件下对小麦面筋蛋白的泡沫稳定性的影响相差不大;果胶和CMC对小麦面筋蛋白泡沫稳定性的影响在湿热条件下较小，简单混合反而有一定幅度的增加。

图4 胶体对小麦面筋蛋白泡沫稳定性的影响

2.4 乳化性及乳化稳定性

实验结果(图5)表明，在湿热条件下几种亲水胶体对小麦面筋蛋白的粉乳化性都有明显的提高。海藻酸钠、明胶的添加使小麦面筋蛋白的乳化性提高了6倍多，果胶、CMC的添加使小麦面筋蛋白的乳化性提高了5倍多。虽然小麦面筋蛋白和胶体简单混合对乳化性也都有所提高，但基本都在2倍左右，因此，可认为在湿热条件下海藻酸钠、果胶、CMC和明胶对小麦面筋蛋白的结构有所改变，使其乳化性得到大幅度的提高;瓜尔胶在两种处理条件下乳化性相差不大。

如图6所示，海藻酸钠、果胶、CMC、明胶在简单混合条件下对小麦面筋蛋白的影响比湿热处理条件下高，瓜尔胶结果相反。

2.5 粘稠性

粘稠性测定实验结果(图7)显示，在湿热条件下对小麦面筋蛋白粘稠性有积极作用的胶体，其作用大小的依次顺序是CMC＞海藻酸钠＞果胶＞明胶，最大粘稠力值为108.517g;只有瓜尔胶对小麦面筋蛋白的粘稠度有消极影响。胶体和小麦面筋蛋白简单混合处理结果显示，除海藻酸钠对小麦面筋蛋白的粘稠性有一点提高外，其他几种胶体对小麦面筋蛋白的粘稠性有负面影响。

图5 胶体对小麦面筋蛋白乳化性的影响

图6 胶体对小麦面筋蛋白乳化稳定性的影响

图7 胶体对小麦面筋蛋白粘稠度的影响

3 结论

根据以上实验结果可知，海藻酸钠、果胶、CMC、明胶在湿热条件下使小麦面筋蛋白的溶解性、乳化性和粘稠性都有一定幅度的提高，对小麦起泡性和乳化稳定性的影响不大;瓜尔胶在湿热条件下对小麦蛋白性质的影响与简单混合相比基本持平。海藻酸钠、果胶、CMC和明胶对小麦面筋蛋白功能性质的影响强度不同，强度差异可以归因于蛋白与亲水胶体相互作用的方式(共价键、静电作用、或不相容混合物)不同，以及混合物中各组分的相行为差异。

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Effect of heat－moisture and hydrocolloid on functionalities of wheat gluten protein

XU Hui，BAO Hai－rong*，DENG Yi－shu，QIZhi－geng

(College of Food Science and Technology，ShanghaiOcean University，Shanghai201306，China)

Wheat gluten was heat－moisture treated at first and then of carboxymethyl cellulose sodium(CMC)，gelatin，sod iumalginate，pectin and guargum were added in.The influences on wheat gluten performance were studied.Solubility，foaming，emulsifying and emulsifying stability，stickiness of gluten were evaluated after hydrocolloids added.Compared with simple mixed carboxymethyl cellulose sodium(CMC)，gelatin，sodium alginate，pectin in heat－moisture conditions made the solubility，emulsifying and stickiness of wheat gluten certain increase，but on the foaming and emulsifying stability of wheat gluten was not significant.Guar gum in heat moisture conditions on the properties of wheat protein com pared with the simple mixed was basically the same.

gluten;hydrocolloid;functional properties

TS210.1

A

1002－0306(2011)07－0147－04

2010－07－05 *通讯联系人

许慧(1984－)，女，在读硕士，研究方向:食品科学与工程。