劉 銳 張影全 武 亮 孔 雁 邢亞楠 魏益民*

（1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 北京 100193

2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食物與營(yíng)養(yǎng)發(fā)展研究所 北京 100081

3河北金沙河食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院 北京 100071）

和面是面條加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，和面效果對(duì)后續(xù)加工和最終產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。和面時(shí)間是影響和面效果的重要因素。和面時(shí)間不足，小麥粉吸水不均勻，面筋形成不充分；而和面時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)使面筋延展過(guò)度，成熟的面筋網(wǎng)絡(luò)受到破環(huán)，同時(shí)面團(tuán)升溫引起蛋白質(zhì)變性[1]。研究和面過(guò)程中面團(tuán)結(jié)構(gòu)特性的變化，對(duì)理解和面過(guò)程中的物理化學(xué)變化，確定最佳和面時(shí)間，改善和面效果有重要意義。

真空和面是一種新型和面方式，其攪拌過(guò)程在真空狀態(tài)下進(jìn)行，水分可充分滲透至小麥粉顆粒內(nèi)部，促進(jìn)蛋白質(zhì)、淀粉吸水的充足性和均勻性，保證面筋網(wǎng)絡(luò)在和面及壓延過(guò)程中充分形成[2-4]。Li等[5]和駱麗君等[6]研究表明，真空和面可以顯著提高面條質(zhì)量，改善生鮮面條的色澤，使其具有更加緊密、連續(xù)的面筋網(wǎng)絡(luò)，降低其烹調(diào)損失，提高煮后面條的硬度和拉伸強(qiáng)度。劉銳等[7]研究表明，適宜程度的真空和面可以顯著改善生鮮面條和冷藏面條的感官質(zhì)量和烹調(diào)特性。研究真空和面過(guò)程中面團(tuán)理化結(jié)構(gòu)特性的變化，有助于揭示真空和面的作用機(jī)制，闡明和面時(shí)間影響面團(tuán)質(zhì)量的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和作用機(jī)制。作者前期分析了真空和面過(guò)程中面團(tuán)物理結(jié)構(gòu)和水分結(jié)合狀態(tài)的變化，發(fā)現(xiàn)和面時(shí)間適宜（8 min）時(shí)，面團(tuán)質(zhì)地緊實(shí)，微觀結(jié)構(gòu)致密、均勻，水分流動(dòng)性較低[8-9]。然而，關(guān)于面團(tuán)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化還需深入研究。

為明確真空和面過(guò)程中的低水分面條面團(tuán)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，以3個(gè)質(zhì)量類型小麥品種磨制的面粉為材料，采用真空和面制作面團(tuán) （含水率35%），設(shè)定不同的和面時(shí)間，采用尺寸排阻高效液相色譜 （SE-HPLC）、激光衍射粒度分析儀、SDS-PAGE凝膠電泳、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）等技術(shù)手段分析蛋白質(zhì)的組分、分子質(zhì)量分布、亞基和二級(jí)結(jié)構(gòu)，并討論蛋白質(zhì)特性的變化與面團(tuán)質(zhì)地的關(guān)系，以期為揭示低水分面團(tuán)和面過(guò)程中的理化變化，分析真空和面改善面條質(zhì)量的作用機(jī)制，探討蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與面團(tuán)物理特性之間的關(guān)系提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

選用的3個(gè)小麥品種為鄭麥366、寧春4號(hào)、濟(jì)麥22。清理小麥樣品后，根據(jù)籽粒硬度確定潤(rùn)麥加水量。硬麥加水量為16.5%，中硬為15.5%。潤(rùn)麥24 h，采用Buhler MLU 202實(shí)驗(yàn)?zāi)ブ品?，出粉率約70%。

試驗(yàn)用小麥粉的質(zhì)量性狀如表1所示。鄭麥366小麥粉的蛋白質(zhì)和濕面筋含量高，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、最大拉伸阻力、延伸性均明顯大于其它2種小麥粉，屬于強(qiáng)筋小麥粉，其峰值黏度和崩解值也高于其它2種小麥粉。濟(jì)麥22的蛋白質(zhì)和濕面筋含量高于寧春4號(hào)，而面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間和最大拉伸阻力小于寧春4號(hào)，兩者均屬于中筋小麥粉[9-10]。

表1 3個(gè)品種小麥粉質(zhì)量性狀Table1 Flour quality properties of three wheat cultivars

1.2 主要儀器與設(shè)備

DA 7200型近紅外分析儀，瑞典Perten公司；粉質(zhì)儀，德國(guó)Brabender公司；拉伸儀，德國(guó)Brabender公司；MVAG803202型微量快速黏度儀，德國(guó)Brabender公司；真空和面機(jī)，河南東方面機(jī)集團(tuán)有限公司；S3500 Bluewave型激光粒度分析儀，美國(guó)Microtrac公司；Kjeltec TM 2300凱式定氮儀，丹麥Foss公司；Ymnl-150Y超聲波細(xì)胞破碎儀，南京以馬內(nèi)利儀器設(shè)備有限公司；1200高效液相色譜儀，美國(guó)Agilent公司；TSK-gel G4000 SWxl排阻色譜柱，日本TOSOH公司；PROTEAN II xi Cell垂直電泳儀，美國(guó)Bio-Rad公司；Tensor 27傅里葉變換紅外光譜儀，德國(guó)Bruker公司；JMTD-168/140試驗(yàn)面條機(jī)，北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心；ALPHA 1-2LD PLUS真空冷凍干燥機(jī)，德國(guó)CHRIST公司；ZM200超離心粉碎機(jī)，德國(guó)Retsch公司；ComfortTM恒溫混勻儀，德國(guó)Eppendorf公司；3-30K高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)，德國(guó)SIGMA公司。

1.3 和面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

準(zhǔn)確稱量2 000 g小麥粉于真空和面機(jī)中，加入適量蒸餾水，控制面團(tuán)最終含水量為35%，啟動(dòng)和面機(jī)；先低速攪拌 （85 r/min）1 min，然后高速（125 r/min）攪拌 3 min，再低速攪拌（85 r/min）；真空泵在低速攪拌1 min后啟動(dòng)，真空度設(shè)置為0.06 MPa。低速和面時(shí)間分別設(shè)置為0，4，8 min，即真空和面總時(shí)間為 4，8，12 min。

每種小麥粉在3個(gè)和面時(shí)間下各重復(fù)和面2次，和面試驗(yàn)共18次。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 樣品處理方法 將和面后的絮狀面團(tuán)取出，于液氮中快速冷凍，然后真空冷凍干燥24 h，絕對(duì)真空度為3.7×10-5MPa，冷凍阱溫度-40℃。對(duì)凍干后的樣品采用Retsch ZM200超離心粉碎機(jī)粉碎，選用0.50 mm篩圈，轉(zhuǎn)速10 000 r/min。

1.4.2 GMP含量及粒度分布分析 取50 mg凍干面團(tuán)樣品中加入1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的SDS溶液，漩渦振蕩混勻，30℃恒溫振蕩30 min，25℃15 500 g離心15 min，棄上清液，采用凱氏定氮法測(cè)定沉淀中的蛋白質(zhì)含量作為GMP的近似含量[11]。每個(gè)樣做2次重復(fù)，取平均值。

參照Don等[12]和曹麗等[13]的方法，略作修改。稱取1.5 g凍干樣品，置于50 mL離心管中，加1.5%SDS溶液30 mL，漩渦振蕩混勻，30℃恒溫振蕩30 min，25℃ 80 000 g離心30 min，棄上清液。將1 g上層蛋白質(zhì)凝膠轉(zhuǎn)移到10 mL離心管中，加入5 mL 1.5%SDS溶液，混勻。采用激光粒度分析儀分析。

1.4.3 體積排阻高效液相色譜（SE-PHLC） 蛋白質(zhì)的提取參照Hou等[14]的方法。將160 mg凍干面團(tuán)樣品中加入20 mL 1%SDS-0.1 mol/L磷酸鈉緩沖液（pH 6.9），漩渦振蕩混勻。采用Ymnl-150Y超聲波細(xì)胞破碎儀，以5 W功率超聲破碎3 min，然后置于Thermomixer上，65℃恒溫振蕩 30 min，37 000 g離心30 min。將上清液過(guò)0.45 μm 濾膜。每種處理的樣品重復(fù)提取2次，每份提取液上樣測(cè)定2次。

色譜系統(tǒng)：Agilent 1200高效液相色譜儀。色譜柱：TOSOH TSK-gel G4000 SWxl。色譜條件參照 Hou等[14]和 Mujoo等[15]。流動(dòng)相 0.1%SDS-0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液 （pH 6.9），流速0.7 mL/min，進(jìn)樣量20 μL。采用1200二級(jí)管陣列檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm。采用Sigma排阻色譜蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品：甲狀腺球蛋白（670 000）、γ-球蛋白（150 000）、清蛋白（44 300）、核糖核酸酶 A（13 700）。

參照 Johansson 等[16]、Mujoo 等[15]、Kuktaite 等[17]和Hussain等[18]的方法，根據(jù)洗脫蛋白的分子質(zhì)量將色譜圖分為4個(gè)部分，用Agilent ChemStation software計(jì)算吸收峰面積和面積百分比。

1.4.4 SDS-PAGE凝膠電泳 樣品的制備：稱取50 mg（干基）凍干面團(tuán)，加入1 mL樣品溶解液（0.05 mol/LTris-HCl緩沖液，pH 6.8，其中含有 2%SDS，5%（體積分?jǐn)?shù)）2-巰基乙醇，10%（體積分?jǐn)?shù)）甘油，0.1%溴酚藍(lán)，混勻后室溫振蕩30 min，100℃加熱5 min，然后8 000 g離心5 min。每種處理的樣品重復(fù)提取2次，每份提取液上樣測(cè)定2次。低分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)蛋白 （北京索萊寶科技有限公司）：磷酸化酶b 97.4 ku、牛血清白蛋白66.2 ku、肌動(dòng)蛋白43.0 ku、碳酸酐酶31.0 ku、胰蛋白酶抑制劑20.1 ku、溶菌酶14.4 ku。

電泳條件：采用Bio-RadPROTEAN II xi Cell凝膠電泳系統(tǒng)，膠厚度1.0 mm，寬20 cm，長(zhǎng)20 cm。 使用5%濃縮膠（pH6.8）和10%分離膠（pH 8.8），每道上樣30 μL。電流恒定在10 mA，溴酚藍(lán)指示劑遷移至膠底時(shí)停止電泳。用考馬斯亮藍(lán)染色，脫色液 （V醋酸∶V乙醇∶V蒸餾水=1∶0.5∶8.5，體積比）脫色。

1.4.5 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析 圖譜掃描：稱取凍干面團(tuán)約2 mg，加入優(yōu)級(jí)純溴化鉀作為稀釋劑，在瑪瑙研缽中充分研磨后壓片，14 kg壓力保持1 min，然后將制得的均勻透明薄片放入傅里葉變換紅外光譜儀中測(cè)定。光譜掃描范圍400～4 000 cm-1，分辨率4 cm-1，信號(hào)掃描累加64次。每種處理的樣品重復(fù)測(cè)定4次。

圖譜處理：采用儀器自帶的紅外光譜軟件OPUS 5.5和Peak Fit 4.12對(duì)圖譜進(jìn)行分析處理。首先對(duì)所得原始吸收?qǐng)D譜進(jìn)行背景扣除和水分、CO2氣氛補(bǔ)償，然后對(duì)位于酰胺I帶（1 600～1 700 cm-1）的吸收峰進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)、傅里葉自退去卷積分析，使得疊加的各子峰得以分辨。1 600～1 625和1 625～1 640 cm-1所對(duì)應(yīng)的譜峰是分子間和分子內(nèi) β-折疊[19]，1 644～1 652 cm-1是無(wú)規(guī)則卷曲，1 652～1 660 cm-1是 α-螺旋，1 660～1 685 cm-1是 β-轉(zhuǎn)角[20-21]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和圖表繪制。采用SPSS 16.0中的One-Way ANOVA程序?qū)Σ煌幚項(xiàng)l件下得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，用LSD法進(jìn)行多重比較。用Bivariate Correlations程序進(jìn)行相關(guān)分析，用Pearson相關(guān)系數(shù)、Two-tailed顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 谷蛋白大聚體（GMP）含量及粒度分布

谷蛋白大聚體（GMP）是小麥籽粒中最重要的蛋白質(zhì)聚合體，其含量和粒度分布與面團(tuán)特性和面制食品加工品質(zhì)密切相關(guān)[12，22-24]。

2.1.1 GMP含量 圖1顯示真空和面過(guò)程中GMP含量的變化，和面時(shí)間0 min代表小麥粉。強(qiáng)筋小麥鄭麥366制作的小麥粉、面團(tuán)、面片，其GMP含量均明顯高于其它2種小麥粉，這與前人[22-25]研究結(jié)論一致。GMP含量高的小麥品種，面筋含量高，強(qiáng)度和彈性大。對(duì)于3種小麥粉，在和面的初始階段（0～4 min），GMP 含量顯著下降（P＜0.05），這與 Skerrit等[26]和 Don 等[12]的研究結(jié)果一致。Skerrit等[26]認(rèn)為，GMP含量的降低是由于和面時(shí)谷蛋白聚合體發(fā)生化學(xué)降解，而Don等[12]認(rèn)為和面時(shí)的物理機(jī)械作用是GMP解聚的主要原因。從圖1可以看出，4～8 min，GMP含量無(wú)顯著變化。進(jìn)一步延長(zhǎng)和面時(shí)間至12 min，GMP含量顯著下降（P＜0.05），表明過(guò)度攪拌導(dǎo)致GMP的進(jìn)一步解聚。這可能是由于在過(guò)度攪拌的面團(tuán)中，所提取的GMP的平均分子質(zhì)量降低[26]。這與Kuktaite等[17]的研究結(jié)果一致，即面筋質(zhì)中的大分子不溶性谷蛋白聚合體（large UPP）和總的不溶性谷蛋白聚合體（total UPP）從最低攪拌時(shí)間到最佳攪拌時(shí)間無(wú)顯著變化，而在過(guò)度攪拌之后會(huì)顯著下降。

圖1 真空和面過(guò)程中面團(tuán)GMP含量的變化Fig.1 Change of GMP content in noodle dough during vacuum mixing

2.1.2 GMP粒度分布 小麥胚乳中GMP以球形顆粒形式存在，粒徑范圍1～300 μm；其粒度分布反映其聚合程度，與面團(tuán)特性和烘焙品質(zhì)密切相關(guān)[12，24，27]。 采用激光衍射法分析小麥粉、面團(tuán)、面片中提取的GMP的粒度分布。3種小麥粉中的GMP粒度分布如圖2所示。以體積百分比表示GMP粒度分布，呈3峰曲線，粒徑從1～148 μm。第1個(gè)峰值出現(xiàn)在5 μm左右，第2個(gè)峰值出現(xiàn)在26～31 μm之間，第3個(gè)峰值出現(xiàn)在80～88 μm之間。

和面過(guò)程中GMP粒度分布呈顯著變化 （表2）。對(duì)于濟(jì)麥22，從小麥粉到4 min面團(tuán)，大粒徑（d＞100 μm）GMP 的體積百分比略有降低；從 4～8 min，大粒徑 GMP體積百分比顯著增高（P＜0.05）；延長(zhǎng)和面時(shí)間至12 min，復(fù)合成面片，這一過(guò)程中，大粒徑 GMP 和中粒徑（10≤d≤100 μm）GMP的體積百分比持續(xù)降低，而小粒徑（d＜10 μm）GMP顯著增高（P＜0.05）。對(duì)于寧春4號(hào)，從小麥粉到4 min面團(tuán)，中粒徑GMP體積百分比顯著降低，而小粒徑 GMP 顯著增多（P＜0.05）；從 4～8 min，中粒徑GMP的體積百分比相對(duì)增加；過(guò)度和面（12 min）會(huì)導(dǎo)致中粒徑GMP體積百分比顯著降低（P＜0.05），而小粒徑GMP增多。面團(tuán)復(fù)合壓延成面片后，GMP粒度分布無(wú)顯著變化。對(duì)于鄭麥366，從小麥粉到4 min面團(tuán)，中粒徑GMP體積百分比顯著降低，小粒徑 GMP 顯著增多（P＜0.05）；和面時(shí)間為12 min時(shí)，中粒徑GMP體積百分比較低。面團(tuán)進(jìn)一步復(fù)合成面片，大粒徑GMP體積百分比降低，顯著低于4 min面團(tuán)，而中粒徑GMP增多。

圖2 3種小麥粉中GMP粒度分布Fig.2 Distribution of GMP particle size in three kinds of wheat flour

3種小麥粉，從小麥粉到和面4 min，GMP粒度分布減小，其中寧春4號(hào)和鄭麥366的變化較為顯著；和面時(shí)間由4 min延長(zhǎng)至8 min，面團(tuán)中的GMP粒度增大，濟(jì)麥22的變化達(dá)到顯著水平；延長(zhǎng)和面時(shí)間至12 min，GMP粒徑分布變小，以濟(jì)麥22的變化最為顯著；濟(jì)麥22面團(tuán)復(fù)合形成面片后，GMP粒度分布顯著降低，鄭麥366降低，而寧春4號(hào)的變化不顯著。與寧春4號(hào)和鄭麥366相比，濟(jì)麥22的GMP粒度分布在和面過(guò)程中的變化更為明顯。

表2 真空和面過(guò)程中GMP粒度分布的變化Table2 Change in volume distribution of GMP during vacuum mixing

2.2 蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分布

如圖3所示，面條面團(tuán)樣品中蛋白質(zhì)的排阻高效液相色譜圖分成4個(gè)部分，這與Johansson等[16]、 Mujoo 等[15]、Kuktaite 等[17]、Hussain 等[18]關(guān)于小麥蛋白的排阻色譜圖結(jié)果相似。峰1（6.0～7.5 min）和峰 2（7.5～10.8 min）分別對(duì)應(yīng)大分子質(zhì)量聚合體蛋白（LPP）和小分子質(zhì)量聚合體蛋白（SPP），主要為谷蛋白；峰 3（10.8～13.2 min）對(duì)應(yīng)大分子質(zhì)量單體蛋白（LMP），主要為醇溶蛋白；峰 4（＞13.2 min）對(duì)應(yīng)小分子質(zhì)量單體蛋白（SMP），主要為清蛋白和球蛋白[15-16]。

圖3 某一面條面團(tuán)中小麥蛋白的排阻高效液相色譜圖Fig.3 Size-exclusion HPLC chromatogram of wheat proteins in a noodle dough sample

如表3所示，真空和面過(guò)程中蛋白質(zhì)組分發(fā)生顯著性變化。濟(jì)麥22，從小麥粉到4 min面團(tuán)，SPP百分比顯著降低，SMP百分比顯著增加（P＜0.05）；從4～8 min，SPP和LMP百分比顯著增高，而SMP百分比顯著降低（P＜0.05）；延長(zhǎng)和面時(shí)間至12 min，SPP和LMP百分比顯著降低，而SMP百分比顯著增高 （P＜0.05）；復(fù)合壓延成面片后，LMP顯著增多，而SMP顯著減少（P＜0.05）。寧春4號(hào)，從小麥粉到4 min面團(tuán)，LPP百分比增加，其它組分無(wú)顯著變化；和面時(shí)間從4 min延到8 min，蛋白質(zhì)組分無(wú)顯著變化；和面時(shí)間為12 min時(shí)，面團(tuán)蛋白中LMP顯著增多，SMP顯著減少 （P＜0.05）；面團(tuán)壓制后，SMP百分比顯著增加（P＜0.05），LPP和SPP百分比相對(duì)降低。對(duì)于鄭麥366，從小麥粉到4 min面團(tuán)，SPP百分比顯著降低（P＜0.05），而 LMP 和 SMP 百分比略有增加；從 4～8 min，LPP百分比顯著增高，而SPP百分比顯著降低（P＜0.05）；和面時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（12 min）導(dǎo)致面團(tuán)中LPP 顯著減少，而 SPP 顯著增多（P＜0.05）；面團(tuán)復(fù)合成面片后，LMP顯著增多，而SMP顯著減少（P＜0.05）。

對(duì)于濟(jì)麥22和鄭麥366，小麥粉加水和面4 min，所含聚合體蛋白比例減少，單體蛋白增多，表明谷蛋白聚合體發(fā)生解聚，蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分布降低；4～8 min，面團(tuán)中的蛋白質(zhì)聚合度增加，分子質(zhì)量分布增大；而寧春4號(hào)在這一過(guò)程中變化不顯著。和面時(shí)間為12 min時(shí)，3種小麥粉面團(tuán)的蛋白質(zhì)聚合程度顯著降低，分子質(zhì)量分布變小。對(duì)于濟(jì)麥22和鄭麥366，面團(tuán)復(fù)合形成面片后，小分子質(zhì)量單體蛋白減少，蛋白質(zhì)聚合度有所增加；而對(duì)于寧春4號(hào)，蛋白質(zhì)聚合度降低。在復(fù)合壓延過(guò)程中，可能同時(shí)存在兩種相反的變化，一是大分子聚合體蛋白在機(jī)械作用下發(fā)生解聚；二是在軋輥的擠壓作用下，蛋白質(zhì)分子間的距離降低，小分子單體蛋白通過(guò)二硫鍵或是非共價(jià)鍵聚合。蛋白質(zhì)特性不同的面團(tuán)在復(fù)合過(guò)程中發(fā)生的主要變化可能存在差異，從而導(dǎo)致不同結(jié)果，這還需進(jìn)一步的研究其中的規(guī)律。

表3 真空和面過(guò)程中蛋白質(zhì)組分的變化Table3 Change in protein composition during vacuum mixing

2.3 蛋白質(zhì)亞基

SDS-PAGE電泳分析中，在還原條件下未檢測(cè)到大分子質(zhì)量蛋白質(zhì)聚合體，這是由于蛋白質(zhì)提取液中含有還原劑β-巰基乙醇。圖4為小麥粉、面團(tuán)、面片中蛋白質(zhì)的SDS-PAGE電泳圖。參照An等[28]和Hou等[14]的方法，根據(jù)分子質(zhì)量大小將蛋白亞基分為3部分，包括高分子質(zhì)量谷蛋白亞基（＞84 ku）、低分子質(zhì)量谷蛋白亞基和醇溶蛋白（84～29 ku）、清蛋白和球蛋白（＜29 ku）。不同試驗(yàn)處理的蛋白質(zhì)電泳條帶間無(wú)顯著差異，表明蛋白質(zhì)亞基組成在真空和面過(guò)程中無(wú)顯著變化。這一結(jié)果與SE-HPLC分析結(jié)果（表3）的差異，證實(shí)蛋白質(zhì)的聚合主要是通過(guò)二硫鍵的作用。

2.4 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)

如圖5所示，3種小麥粉的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中，β-折疊所占百分比最高，其次為β-轉(zhuǎn)角或α-螺旋；而面條面團(tuán)的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中，β-轉(zhuǎn)角所占百分比最高，其次為β-折疊、無(wú)規(guī)則卷曲和α-螺旋。這表明小麥粉中的蛋白質(zhì)水合后，二級(jí)結(jié)構(gòu)組成改變，β-折疊和α-螺旋減少，而β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲增多。Bock等[20-21]認(rèn)為，面筋水合程度增大會(huì)導(dǎo)致β-折疊減少和β-轉(zhuǎn)角增多。Bock等[20]研究顯示，在含水率35%的模型面團(tuán)中，二級(jí)結(jié)構(gòu)中大約55%為β-轉(zhuǎn)角，4種二級(jí)結(jié)構(gòu)的排序?yàn)棣?轉(zhuǎn)角＞β-折疊＞無(wú)規(guī)則卷曲＞α-螺旋。這與本研究結(jié)果一致。

圖4 真空和面過(guò)程中蛋白質(zhì)的SDS-PAGE電泳圖Fig.4 SDS-PAGE patterns of total protein in noodle dough samples during vacuum mixing for three wheat flours

和面時(shí)間不同的面團(tuán)，其蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)差異顯著（圖5）。濟(jì)麥22，和面時(shí)間從4 min增到8 min，β-轉(zhuǎn)角百分比顯著提高，而β-折疊和無(wú)規(guī)則卷曲百分比顯著降低（P＜0.05）；較長(zhǎng)的和面時(shí)間（12 min）導(dǎo)致β-轉(zhuǎn)角百分比顯著降低和β-折疊、無(wú)規(guī)則卷曲、α-螺旋百分比顯著增加（P＜0.05）。寧春4號(hào)，與4 min和12 min的面團(tuán)相比，8 min面團(tuán)中的α-螺旋百分比顯著較高，而β-轉(zhuǎn)角百分比顯著較低（P＜0.05）。 鄭麥 366，和面時(shí)間從 4 min增到8 min，β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)顯著增多 （P＜0.05）；從8 min增到12 min，α-螺旋結(jié)構(gòu)顯著增加，而β-轉(zhuǎn)角顯著減少（P＜0.05）。

整體來(lái)看，濟(jì)麥22面團(tuán)在8 min時(shí)，β-轉(zhuǎn)角較多而β-折疊和無(wú)規(guī)則卷曲較少。Bock等[20-21]提出，面筋水合程度增大會(huì)導(dǎo)致β-折疊的減少和β-轉(zhuǎn)角的增多。Jazaeri等[29]認(rèn)為β-折疊少而β-轉(zhuǎn)角多時(shí)，面團(tuán)強(qiáng)度較大。據(jù)此推斷，和面時(shí)間為8 min時(shí)，面筋蛋白的水合程度最大，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成最充分。這與作者前期采用NMR和DSC技術(shù)分析面團(tuán)中水分狀態(tài)的結(jié)果相對(duì)應(yīng)[8]。不同小麥粉的蛋白質(zhì)特性不同，其二級(jí)結(jié)構(gòu)在和面過(guò)程中的變化規(guī)律也不盡相同。寧春4號(hào)，和面8 min時(shí)，α-螺旋百分比顯著較高。 Li等[3]認(rèn)為，α-螺旋的增加可使整個(gè)蛋白結(jié)構(gòu)變得更為有序。鄭麥366，和面過(guò)程中，初期隨著攪拌時(shí)間延長(zhǎng)，β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)顯著增多，表明面筋蛋白水合變得更充分；繼續(xù)攪拌，β-轉(zhuǎn)角減少而α-螺旋結(jié)構(gòu)顯著增多，表明較長(zhǎng)時(shí)間的和面使結(jié)構(gòu)變得更加有序。關(guān)于低水分面團(tuán)中α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)間的轉(zhuǎn)化對(duì)面筋和面團(tuán)特性的影響還需進(jìn)一步的研究。

3 討論

作者前期研究了和面時(shí)間對(duì)面條面團(tuán)質(zhì)地和內(nèi)部水分狀態(tài)的影響，結(jié)果表明，和面時(shí)間適宜（8 min）時(shí)，面團(tuán)質(zhì)地緊實(shí)，微觀結(jié)構(gòu)致密、均勻，水分流動(dòng)性較低[8-9]。本研究結(jié)果表明，和面時(shí)間8 min時(shí)，GMP含量較高，粒度較大，蛋白質(zhì)聚合度增加，α-螺旋或β-轉(zhuǎn)角增多。通過(guò)對(duì)比分析、推斷，低水分面團(tuán)物理特性改善可能與面筋蛋白水合程度提高，蛋白質(zhì)聚合度和分子質(zhì)量增加，二級(jí)結(jié)構(gòu)β-轉(zhuǎn)角或α-螺旋增多有關(guān)。這與作者前期的研究結(jié)論相對(duì)應(yīng)，面團(tuán)質(zhì)地的改善與谷蛋白大聚合體（GMP）增多和二硫鍵交聯(lián)有關(guān)[2，9]。

圖5 真空和面過(guò)程中蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化Fig.5 Change in protein secondary structures during vacuum mixing

不同質(zhì)量特性的小麥粉，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)在和面和軋制過(guò)程中的變化不盡相同。這與作者前期的研究結(jié)果一致。原料小麥粉特性與和面方式存在互作，蛋白質(zhì)含量高、面筋筋力強(qiáng)的小麥粉在和面過(guò)程中較為穩(wěn)定，真空度、和面時(shí)間對(duì)其面團(tuán)理化特性的影響較小[2，9]。蛋白質(zhì)特性不同的小麥粉，其蛋白質(zhì)組成、分子質(zhì)量分布、化學(xué)交聯(lián)程度、二級(jí)結(jié)構(gòu)均存在差異，這些化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同會(huì)導(dǎo)致其在和面過(guò)程中的變化規(guī)律不同，其機(jī)理及小麥粉與加工工藝的適用性等問(wèn)題還需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

1） 和面初始階段（0～4 min），單體蛋白增多，聚合體蛋白比例減少，GMP含量顯著下降，粒度分布減小，蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分布降低。和面時(shí)間由4延至8 min，GMP粒度增大，蛋白質(zhì)聚合度增加，相對(duì)分子質(zhì)量增大。過(guò)度和面導(dǎo)致GMP含量下降，粒徑分布變小，游離巰基含量增加，蛋白質(zhì)聚合度降低。面團(tuán)質(zhì)量可能與蛋白質(zhì)聚合度和分子質(zhì)量的增加、分子內(nèi)二硫鍵的交聯(lián)有關(guān)。和面過(guò)程中蛋白質(zhì)亞基組成無(wú)顯著變化。

2）小麥粉中蛋白質(zhì)水合后，二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，β-折疊和α-螺旋減少，而β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲增多。濟(jì)麥22面團(tuán)8 min時(shí)，二級(jí)結(jié)構(gòu)中的β-轉(zhuǎn)角較多而β-折疊和無(wú)規(guī)則卷曲較少。寧春4號(hào)，和面8 min時(shí)，α-螺旋百分比顯著較高。鄭麥366，和面初期隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)顯著增多；繼續(xù)攪拌，β-轉(zhuǎn)角減少而α-螺旋結(jié)構(gòu)顯著增多。α-螺旋或β-轉(zhuǎn)角增多可能與面筋蛋白水合程度提高和低水分面團(tuán)物理特性改善有關(guān)。