雪梨花牌谷朊粉的作用与用途

谷朊粉在面团中作用机理的研究谷朊粉又称活性面筋粉，是以小麦为原料，经过深加工提取的一种天然谷物蛋白[1]贾光锋，范丽霞，王金水．小麦谷朊粉蛋白结构、功能性及应用LJ]．粮食加工，2004(2)：11～13．。根据小麦蛋白质的溶解性，可将其分成清蛋白、球蛋白、麦醇溶蛋白和麦谷蛋白等四种蛋白质。而谷朊粉蛋白中主要含有麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，合称储藏蛋白(约占小麦面筋干基的70%～80%)。谷朊粉因其中含有麦醇溶蛋白和麦谷蛋白而具有粘弹性和延伸性，同时有良好的成膜性和吸水性等特点。它可作为面包改良剂，不仅提高面团吸水率，增强面团的弹性和持气性，缩短发酵时间，而且可以使面包比容增大，风味独特。本实验研究了谷朊粉在面团形成中的作用机理及添加谷朊粉对面粉的性质的影响。采用傅立叶变换红外光谱技术研究添加谷朊粉的面团蛋白质中氢键和蛋白质结构的变化，用Ellman’s试剂比色法测定添加谷朊粉的面粉蛋白质中的巯基和二硫键。用化学法测蛋白质间化学作用力。1.试验材料与方法1.1试验材料谷朊粉：市购；面粉：金焙高级面包粉：沈阳香雪面粉厂；Tris,甘氨酸，EDTA，尿素，盐酸，DTNB,TCA，Nacl,考马司亮蓝G250，牛血清蛋白，乙醇，磷酸均为分析纯；傅立叶变换红外光谱Nicolet Nexus 470FT-IR：高速台式离心机：上海安亭科学仪器公司；UV-1200紫外可见分光光度计：上海美谱达公司1.2 试剂的配制[2] 欧仕益，郭乾初, 包惠燕，李爱军. 豆奶蛋白质中巯基含量的测定[J].中国食品学报，2003（6）59~60缓冲溶液1：每升溶液含10.4g Tris,6.9g甘氨酸, 1.2g EDTA, 用0.1mol/l的盐酸调pH=8.0。缓冲溶液2每升溶液含10.4g Tris,6.9g甘氨酸, 1.2g EDTA, 480g 尿素pH=8.0。缓冲溶液3每升溶液含10.4g Tris,6.9g甘氨酸, 1.2g EDTA, 600g 尿素pH=8.0。Ellman’s 试剂：0.2g DTNB 溶于50ml缓冲溶液1中。12%TCA:每升溶液含120g三氯醋酸。1.3 巯基和二硫键的测定1.3.1巯基的测定 称取75.0mg的面粉或谷朊粉和面粉，加入10.0ml蒸馏水，微热使其分散均匀。加入4.0ml缓冲溶液1，测表面的SH基；或加4.0ml缓冲溶液2，测总的SH。取上述面粉溶液1.0ml，再加入2.0ml缓冲溶液1或2及0.02ml Ellman试剂，常温放置5min，用紫外可见分光光度计在412nm下测定吸光值，并以不加面粉的Ellman试剂为标准样品。1.3.2 二硫键的测定 取上述面粉溶液0.2ml，加入1.0ml缓冲溶液3和0.02ml巯基乙醇，常温放置1h，3000g离心20min，沉淀用5.0ml的12%TCA悬浮，离心2次（3000g,20min），沉淀溶于3.0ml缓冲溶液1，加入0.05ml Ellman试剂，于412nm下测吸光值。1.3.3 巯基和二硫键的计算SH(mol/g)=（73.53×A₄₁₂×D）/CA₄₁₂ ―412nm下测得的吸光值；D―D(表面SH)=15.1   D(总SH)=76.25    C―面粉的浓度，75mg/ml。SS((mol/g)=(N₂-N₁)/2N₁ :还原前的巯基数N₂：还原后的巯基数1.4 化学作用力的测定1.4.1化学键的测定 参考M. C. Go´ mez-Guille´n等，取A、B、C、D四组样品各2g，将A样品加入10ml的0.05mol/l Nacl(SA)溶液，B中加入10ml 0.6mol/l Nacl(SB)溶液，C中加10ml 0.6mol/l Nacl和1.5mol/l尿素（SC）溶液，D加10ml 0.6mol/l Nacl和8mol/l尿素（SD）溶液，混合均匀。4℃静止1h，3000g离心15min，取上清液，用考马司亮蓝法[3] 生化实验 测上清液蛋白质含量。Pr(SB-SA):离子键贡献；Pr(SC-SB)氢键贡献；Pr(SD-SC):疏水作用。1.5傅立叶分光光度仪测定蛋白质结构 将面粉或面粉谷朊粉混粉用水和成面团，并干燥粉碎粒度小于2微米。将2mg面粉或面粉谷朊粉混粉与200mg纯KBr研细均匀，置于模具中，用10Pa压力在油压机上压成透明薄片后测定，其中光谱范围4000-650cm^-1分辨率为4 cm^-1，扫描累加64次。1.6 面团的TPA测试及吸水性 取面粉或混合粉200g加水和成团，放在直径为38.1mm 的圆柱探头正下方，测试速度为2.0mm/s,测试距离为10.0mm，触发点负载为5.0g。重复测试4次，取平均值，以弹性和硬度作为最终性能参数。面团吸水性的测定参考GBT 21924-2008-谷朊粉。2 结果与分析2.1 谷朊粉对面团中巯基和二硫键含量的影响表1为谷朊粉添加量对巯基和二硫键含量的影响。一般来说，面团中半胱氨酸被氧化可形成二硫键，二硫键相互结合形成大分子纤维状聚合体。也就是面团的“骨架”。从此表可看出，谷朊粉的最适添加量为10%-15%，此时其总SH 和二硫键的含量最高，由此说明：添加少量谷朊粉可以起到良好的增筋作用，有助于改善面团和焙烤食品的加工性能，提高焙烤食品的咀嚼性。当谷朊粉的量增加到18%以上时，不仅SH含量降低，同时二硫键的含量也降低了。表1 谷朊粉添加量对巯基和二硫键含量的影响

谷朊粉占面粉比例	表面SH  A412	表面SH(mol/g)	总SH A412	总SH(mol/g)	SS((mol/g)
0（面粉75mg）	0.108	1.599	0.062	4.635	1.518
1%	0.023	0.341	0.013	0.972	0.316
3%	0.036	0.533	0.016	1.196	0.332
5%	0.044	0.651	0.022	1.645	0.497
8%	0.053	0.785	0.031	2.317	0.766
10%	0.061	0.903	0.037	2.766	0.9315
13%	0.075	1.110	0.125	9.344	4.117
15%	0.068	1.007	0.110	8.223	3.608
18%	0.047	0.696	0.046	3.439	1.372

2.2 谷朊粉对面团化学作用力的影响图1所示谷朊粉的加入对整个面粉体系的化学作用力的改变。面筋的强度大小与离子键密切相关。离子键可以增加面团的黏性。面筋蛋白中氨基酸残基有部分是带电荷的，因此，离子键也会随氨基酸增加而增加，且在实际面团中，谷朊粉加入使得面团黏性增加，但过度使用，其作用力过强，在焙烤食品中是不利的。谷朊粉的加入可使氢键作用增加，谷朊粉中含有大量谷氨酸，谷氨酸以谷氨酰胺的形式存在，谷氨酰胺间可以形成大量氢键，这种次级作用力对面团的物理性质是十分有利的。从图1来看，疏水作用呈现逐渐降低的趋势，疏水作用的降低，可以稳定蛋白质，从而提高面筋强度和弹性，是提高面团拉伸性弹性的主要原因。疏水作用与-SH的氧化有关，巯基氧化形成二硫键使蛋白质疏水作用降低。谷朊粉的大量加入，意味着氨基酸侧链之间疏水性基团增加，表面疏水性增加，疏水作用降低，从而使面团具有较强的弹性。面团的变化是几乎所有的化学键共同作用的结果。（魏益民.谷物品质与食品加工[M]北京：中国农业科学技术出版社，2005.200-201）面团弹性和黏性等性质也取决于添加谷朊粉后化学力的变化。图1 谷朊粉对离子键、氢键、疏水作用的影响Figure1 Effect of wheat gluten on ion bonds,hydron bonds,hydrophobic interactions2.3 谷朊粉面团蛋白质构象变化2.4 面团物性及吸水率变化2.4.1 面团的TPA测试图2显示谷朊粉的加入使面团的硬度和弹性均有增加，趋势缓慢。谷朊粉使混合粉中面筋蛋白质含量增加，面筋网络框架结构更加牢固（李芳，朱永义.谷朊粉对苦荞小麦混合粉流变学特性影响研究.粮食与油脂 2005（5）：23-24），以致弹性增加。谷朊粉的蛋白质含量较高，吸水后形成蛋白质胶体，大量添加后，面粉中的面筋被谷朊粉稀释，共同呈现胶体性状，体现在弹性和硬度共同增加。图2 谷朊粉添加量对面团硬度、弹性的影响Figure2 Effect of wheat gluten on firmness and resilience2.4.2 面团的吸水率变化随着谷朊粉的加入，由图3可知，吸水率逐渐增加。面团吸水过程包括蛋白质的水化作用和膨胀作用。面粉中的蛋白质首先吸水胀润，水化作用仅在蛋白质外围亲水性基团进行。（朱小乔 刘通讯 面筋蛋白及其对面包品质的影响 食品科学 2001 22 （8） ： 92）蛋白质分子内的水溶解蛋白质可溶性粒子，从而产生渗透压，使水进入面筋蛋白质内部达到平衡。谷朊粉本身含蛋白质约为70%-85%，不断添加谷朊粉，蛋白质含量增加，这可能是使其吸水率增加的原因之一。图3 谷朊粉添加量与吸水率的关系Figure2 Effect of wheat gluten on water absorption