楊靜潔 張 波 張影全 郭波莉 顧熟琴

(北京農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院1,北京 102206) (中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所；農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2,北京 100193)

顧熟琴，女，副教授，1962年出生，農(nóng)產(chǎn)品加工及安全控制

冷凍非發(fā)酵面團(tuán)一般用于速凍湯包、蒸餃、燒麥等中國(guó)傳統(tǒng)主食的生產(chǎn)[1]，由于其方便、快捷的特點(diǎn)，已經(jīng)逐漸成為中國(guó)傳統(tǒng)面制品實(shí)現(xiàn)主食工業(yè)化生產(chǎn)的主要產(chǎn)品形式，受到越來(lái)越多消費(fèi)者的青睞。

冷凍過程中面團(tuán)品質(zhì)的劣變降低了產(chǎn)品食用品質(zhì)，縮短了產(chǎn)品的貨架期[2]。目前，很多學(xué)者研究了冷凍對(duì)面團(tuán)加工品質(zhì)及產(chǎn)品食用品質(zhì)的影響[3, 4]，證明冷凍面團(tuán)品質(zhì)劣變與面團(tuán)中蛋白質(zhì)品質(zhì)劣變具有很大的關(guān)系[5]。冷凍溫度決定冷凍速率，影響冷凍面團(tuán)質(zhì)量。Yi等[6]發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)睦鋬鰷囟炔粌H可以對(duì)面包面團(tuán)的彈性、持氣性具有積極作用，并且可以降低面包外殼硬度、維持面包體積。Akbraian等[7]研究冷凍甜面團(tuán)發(fā)現(xiàn)，冷凍溫度越高，面包內(nèi)聚性、彈性下降越明顯；Olivera[8]等研究冷凍意大利面發(fā)現(xiàn)，冷凍溫度越低，產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)、感官特性與新鮮意大利面條越接近；黃忠明等[9]研究非發(fā)酵面團(tuán)發(fā)現(xiàn)，降低冷凍溫度，可以降低面團(tuán)失水率，提高面團(tuán)拉伸強(qiáng)度；李杰平等[10]發(fā)現(xiàn)隨著冷凍溫度降低，湯包皮面團(tuán)的彈性模量、黏性模量上升，硬度下降，熟湯包皮的質(zhì)構(gòu)特性得到改善。盡管有眾多學(xué)者研究了冷凍溫度對(duì)面團(tuán)品質(zhì)及其加工制品品質(zhì)的影響，但是對(duì)于不同冷凍溫度下，非發(fā)酵面團(tuán)中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的系統(tǒng)性研究還比較少，其與面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性之間的關(guān)系尚不明確。

本研究以不同的冷凍溫度凍結(jié)面團(tuán)，分析面團(tuán)中蛋白質(zhì)組分、谷蛋白大聚體(GMP)含量、游離巰基含量、二級(jí)結(jié)構(gòu)，以及面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性變化，探討蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的關(guān)系，為傳統(tǒng)中式非發(fā)酵冷凍面團(tuán)產(chǎn)品的冷凍工藝優(yōu)化提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小偃22號(hào)小麥品種：清理樣品后，根據(jù)籽粒硬度(硬質(zhì)小麥)與含水量(11.3%)確定潤(rùn)麥加水量。潤(rùn)麥24 h，采用MLU 202實(shí)驗(yàn)?zāi)ブ品?，出粉率約為70%。

實(shí)驗(yàn)用小麥粉質(zhì)量性狀見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)用小麥粉質(zhì)量性狀

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 面團(tuán)制作

為了保證面團(tuán)攪拌程度的一致性，本實(shí)驗(yàn)采用827504型粉質(zhì)儀和面。按照14%含水率校正后的小麥粉質(zhì)量稱取樣品，按照粉質(zhì)儀吸水率加入蒸餾水，當(dāng)面團(tuán)稠度達(dá)到500 BU時(shí)取出面團(tuán)；將面團(tuán)分割成60 g的小面團(tuán)，利用860033/002型拉伸儀的搓圓設(shè)備整形后，用保鮮膜包裹，置于-20、-30、-40 ℃超低溫冰箱中進(jìn)行冷凍。當(dāng)面團(tuán)中心溫度降至-18 ℃時(shí)，將面團(tuán)轉(zhuǎn)移至-18 ℃冰箱中凍藏24h后，取出待用。取攪拌稠度達(dá)到500 BU且不進(jìn)行冷凍處理的面團(tuán)為對(duì)照組，將面團(tuán)分割、揉圓；一部分用液氮進(jìn)行快速冷凍后，再凍干，用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析；另一部分直接用于質(zhì)構(gòu)分析。

1.2.2 冷凍曲線的繪制

將溫度計(jì)置于面團(tuán)中心，每隔30 min記錄一次溫度，面團(tuán)在三種冷凍溫度條件下冷凍至中心溫度達(dá)到-18 ℃過程中記錄的溫度變化曲線，即為冷凍曲線。

1.2.3 樣品處理方法

冷凍面團(tuán)于25 ℃、相對(duì)濕度85%的恒溫恒濕箱中解凍，至面團(tuán)中心溫度達(dá)25 ℃后，部分樣品用于質(zhì)構(gòu)實(shí)驗(yàn)。另取部分解凍面團(tuán)樣品于液氮中快速冷凍后，用ALPHA 1-2LD PLUS 真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行真空冷凍干燥72 h，絕對(duì)真空度為3.7×10-5MPa，冷凍阱溫度-50 ℃。對(duì)凍干樣品采用MM400研磨儀粉碎，過60目篩，樣品粉末于4 ℃冷藏，用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。

1.2.4 游離巰基(-SH)含量測(cè)定

參照Anderson等[11]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 谷蛋白大聚體(GMP)含量測(cè)定

取250 mg凍干粉加入23 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的SDS-0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH=6.9)，漩渦振蕩至完全分散無(wú)明顯結(jié)塊，在30 ℃下以1 000 r/min振蕩5 min后，25 ℃， 11 600 g離心30 min，棄上清液，采用杜馬斯燃燒定氮儀測(cè)定沉淀中蛋白質(zhì)含量，即為GMP近似含量。每個(gè)樣品做3次重復(fù)，取平均值。

1.2.6 蛋白質(zhì)組分分析

利用體積排阻高效液相色譜(SE-HPLC)法進(jìn)行分析。

蛋白質(zhì)提?。簠⒄誖akszegi等[12]、Wang等[13]和劉銳等[14]的方法，略修改。提取分為兩步：1)將70 mg凍干樣品加入7 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%～0.1 mol/L的SDS磷酸鈉緩沖液(pH=6.9)，漩渦振蕩混勻后，用ComfortTM恒溫混勻儀在30 ℃以750 r/min恒溫振蕩混勻30 min，室溫下13 000 g離心20 min。取上清液，這部分為可溶性蛋白質(zhì)。2)向沉淀中再加入7 mL提取液，將沉淀物搗碎后恒溫振蕩10 min，混勻后，使用Y mnl-150Y超聲波細(xì)胞破碎儀進(jìn)行超聲粉碎(超聲波細(xì)胞破碎儀每隔2 s工作2 s，總時(shí)長(zhǎng)1 min)；隨后以13 000 g離心15 min；取上清液，這部分為不溶性蛋白質(zhì)。所有提取液在上樣前均過0.45 μm濾膜，每份測(cè)定2次。

色譜系統(tǒng)：Agilent 1200高效液相色譜儀。

色譜條件：色譜柱為TOSOH TSK-gel G4000 SWxl；流動(dòng)相為0.1% SDS-0.02 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。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Wang等[13]和劉銳等[14]方法，將冷凍面團(tuán)樣品中可溶性蛋白、不可溶性蛋白的排阻色譜分為6個(gè)峰，然后進(jìn)行蛋白組分計(jì)算與分析。

1.2.7 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析

圖譜掃描：稱取凍干樣品2 mg，加入0.2 g干燥過的優(yōu)級(jí)純溴化鉀作為稀釋劑，與樣品一起在瑪瑙研缽中充分研磨后壓片，10 kg壓力保持30 s，然后將制得的均勻透明薄片放入Tensor 27 傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)中測(cè)定。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3次。

圖譜處理：采用儀器自帶POUS 8.1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)行基線校正、傅里葉自退去卷積、二階求導(dǎo)分析，使得疊加的各子峰得到分辨。根據(jù)二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)峰面積占總峰面積的比例定量計(jì)算出二級(jí)結(jié)構(gòu)含量。參照宋國(guó)勝等[15]方法，確定各個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間所對(duì)應(yīng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)歸屬：β-折疊，1 615～1 637 cm-1、1 682～ 1 700 cm-1；無(wú)規(guī)則卷曲，1 637～1 645 cm-1；α-螺旋，1 646～1 664 cm-1；β-轉(zhuǎn)角，1 664～1 681 cm-1。

1.2.8 面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

將解凍后面團(tuán)用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)特性。具體步驟為：將解凍后面團(tuán)制成直徑約6 cm球體放在載物臺(tái)上，調(diào)整質(zhì)構(gòu)儀為TPA模式；實(shí)驗(yàn)采用探頭：P/50鋁制圓柱形探頭；測(cè)定參數(shù)設(shè)置為：測(cè)前速度3 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)后速度3 mm/s，壓縮比例70%，2次壓縮時(shí)間間隔10 s，觸發(fā)力10 g。每個(gè)樣品做6次重復(fù)，取平均值。本實(shí)驗(yàn)中選擇硬度、彈性、黏附性、內(nèi)聚性、回復(fù)性作為質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010、Origin8.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與圖表繪制，所有數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 19.0中One-way ANOVA程序進(jìn)行方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

圖1 不同溫度條件下的面團(tuán)凍結(jié)曲線

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度條件下面團(tuán)凍結(jié)曲線

面團(tuán)經(jīng)-40、-30、20 ℃冷凍至中心溫度為-18 ℃分別需要150、240、480 min(圖1)，對(duì)應(yīng)的冷凍速率分別為18.2、11.4、5.7 ℃/h。因此，冷凍溫度越低，冷凍速率就越高。從圖3看出，面團(tuán)的凍結(jié)經(jīng)過為三個(gè)階段，即表面降溫(預(yù)冷)階段、最大冰晶生成(相變)階段和持續(xù)降溫階段[16]。不同冷凍溫度下面團(tuán)凍結(jié)曲線在第一階段基本接近，沒有較大差別；但在第二階段，面團(tuán)在-40、-30、-20 ℃下冷凍，通過最大冰晶生成帶用的時(shí)間分別為30、40、60 min。通過最大冰結(jié)晶帶的時(shí)間決定了面團(tuán)中形成冰晶的數(shù)量、尺寸大小及分布[9]。冷凍速率快，通過最大冰結(jié)晶帶用時(shí)短，晶核生長(zhǎng)的時(shí)間越短，就會(huì)形成體積較小的冰晶，對(duì)面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞程度越小；反之，則會(huì)形成體積較大的冰晶。

2.2 不同溫度條件下面團(tuán)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)差異

2.2.1 游離巰基(-SH)含量

由圖2可知，冷凍對(duì)面團(tuán)中游離巰基含量具有顯著影響。與對(duì)照組相比，經(jīng)-40、-30、-20 ℃冷凍的面團(tuán)中游離巰基含量顯著上升了0.22、0.49、1.63 μmol/g。在-20 ℃下冷凍的面團(tuán)中游離巰基含量顯著高于-30 ℃和-40 ℃冷凍的面團(tuán)；而在-30 ℃與-40 ℃下冷凍的面團(tuán)之間游離巰基含量無(wú)顯著差異。

注：不同小寫字母表示P<0.05水平上差異性顯著，下同。圖2 冷凍溫度對(duì)面團(tuán)中游離巰基含量的影響

2.2.2 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)

由表2可知，對(duì)照組面團(tuán)中蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)包括α螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)則卷曲四種結(jié)構(gòu)，與Zhang[1]、Meziani[17]的結(jié)果基本一致。冷凍對(duì)面團(tuán)中蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)具有顯著影響。與對(duì)照面團(tuán)相比，所有冷凍組面團(tuán)中α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角含量均有不同程度的下降，而β-折疊、無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)含量上升。但對(duì)照組面團(tuán)中α-螺旋、β折疊結(jié)構(gòu)含量與-30 ℃、-40 ℃冷凍的面團(tuán)基本無(wú)顯著性差異，與-20 ℃冷凍面團(tuán)差異性顯著。在-20 ℃冷凍的面團(tuán)中α-螺旋、β-折疊、無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)與-30 ℃、-40 ℃冷凍的面團(tuán)差異性顯著，而-30 ℃與-40 ℃冷凍的面團(tuán)在這三種二級(jí)結(jié)構(gòu)上無(wú)顯著性差異；三種冷凍溫度下冷凍的面團(tuán)中β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)無(wú)顯著性差異。

表2 冷凍溫度對(duì)面團(tuán)中蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量的影響

注：同一列不同小寫字母表示P<0.05水平上差異性顯著，下同。

2.2.3 谷蛋白大聚體(GMP)含量

冷凍溫度對(duì)面團(tuán)中谷蛋白大聚體含量具有顯著影響。與對(duì)照組面團(tuán)相比，冷凍后面團(tuán)中的GMP含量顯著下降，-40、-30、20 ℃冷凍的面團(tuán)中GMP含量分別下降了0.19、0.43、0.52%(圖3)。在-40 ℃冷凍的面團(tuán)中GMP含量顯著高于與-20、-30 ℃冷凍的面團(tuán)，而-20 ℃冷凍與-30 ℃冷凍的面團(tuán)中GMP含量無(wú)顯著性差異。Graveland等[18]指出谷蛋白大聚體主要是通過二硫鍵交聯(lián)而成，不同冷凍溫度下GMP含量的變化與圖2游離巰基含量變化相吻合，說(shuō)明冷凍過程會(huì)使GMP以二硫鍵斷裂的方式發(fā)生解聚，并且冷凍溫度越高，冷凍速率越慢，GMP解聚程度越大。

圖3 冷凍溫度對(duì)面團(tuán)GMP含量影響

2.2.4 蛋白質(zhì)組分

與對(duì)照組面團(tuán)相比，面團(tuán)冷凍后蛋白質(zhì)組分發(fā)生顯著變化，總體表現(xiàn)為L(zhǎng)PP顯著降低，LMP和SMP顯著升高(表3)。這說(shuō)明冷凍處理后的面團(tuán)所含聚合體蛋白比例減少，單體蛋白比例增加，即蛋白質(zhì)聚合程度降低。不同冷凍溫度對(duì)面團(tuán)組分變化影響不同。在-40 ℃下冷凍的面團(tuán)中LPP、LMP、SMP含量與-20 ℃、-30 ℃冷凍的面團(tuán)差異性均顯著；而-30 ℃冷凍的面團(tuán)與-20 ℃冷凍的面團(tuán)僅在LMP含量上差異性顯著，在LPP、SMP含量上無(wú)顯著性差異。

表3 冷凍溫度對(duì)面團(tuán)蛋白組分的影響

2.3 冷凍溫度對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性影響

冷凍對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)具有顯著性影響。冷凍后面團(tuán)的硬度、黏附性和回復(fù)性呈上升趨勢(shì)，彈性和內(nèi)聚性呈降低趨勢(shì)。對(duì)照組面團(tuán)與-40 ℃冷凍的面團(tuán)之間質(zhì)構(gòu)指標(biāo)基本無(wú)顯著差異，與-20 ℃、-30 ℃冷凍的面團(tuán)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間差異性顯著(表4)。

對(duì)于硬度、黏附性，-20 ℃冷凍與-40 ℃冷凍的面團(tuán)之間差異性顯著；對(duì)于彈性，-30 ℃冷凍的面團(tuán)與-40 ℃冷凍的面團(tuán)之間差異性顯著，但-20 ℃冷凍面團(tuán)與-30 ℃冷凍的面團(tuán)之間差異性不顯著；對(duì)于內(nèi)聚性，三種冷凍溫度下冷凍的面團(tuán)間無(wú)顯著差異；對(duì)于回復(fù)性，-20 ℃冷凍面團(tuán)與-30、-40 ℃冷凍面團(tuán)之間差異性顯著，而-30 ℃冷凍的面團(tuán)與-40 ℃冷凍的面團(tuán)間無(wú)顯著性差異。-20 ℃冷凍對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性影響最為顯著。

2.4 面團(tuán)蛋白結(jié)構(gòu)與其質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)關(guān)系

相關(guān)分析結(jié)果表明，谷蛋白大聚體含量與面團(tuán)硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，而與彈性、內(nèi)聚性呈顯著正相關(guān)；大分子聚合體蛋白與面團(tuán)內(nèi)聚性呈顯著正相關(guān)，與面團(tuán)回復(fù)性呈顯著負(fù)相關(guān)；大分子單體蛋白與面團(tuán)內(nèi)聚性呈顯著負(fù)相關(guān)、與面團(tuán)回復(fù)性呈顯著正相關(guān)；小分子單體蛋白與面團(tuán)回復(fù)性呈顯著負(fù)相關(guān)；β-轉(zhuǎn)角與內(nèi)聚性呈極顯著相關(guān)；無(wú)規(guī)則卷曲與內(nèi)聚性呈顯著負(fù)相關(guān)，與回復(fù)性呈顯著正相關(guān)。蛋白組分與面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性之間相關(guān)性更顯著(表5)。

表5 蛋白結(jié)構(gòu)指標(biāo)與面團(tuán)TPA參數(shù)間的相關(guān)性分析

注：*代表P<0.05水平上差異性顯著；**代表P<0.01水平上差異性顯著。

表4 不同冷凍溫度冷凍的面團(tuán)解凍后TPA指標(biāo)值

3 討論

3.1 冷凍溫度對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響

冷凍后面團(tuán)中游離巰基含量升高，谷蛋白大聚體含量降低，聚合體蛋白發(fā)生解聚，蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。這是因?yàn)槔鋬鲞^程中，冰晶可能對(duì)蛋白質(zhì)分子間的二硫鍵造成破壞[4]，分子結(jié)構(gòu)變得松散，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致聚合體蛋白發(fā)生解聚；Ribotta等[19]和Zhao等[20]等認(rèn)為冷凍過程中GMP的解聚可能是因?yàn)楸У男纬梢约八值倪w移對(duì)二硫鍵、疏水鍵、離子鍵造成破壞，Bhatnagar等[21]認(rèn)為除了冰晶的影響，冷凍帶來(lái)的冷凍濃縮及低溫效應(yīng)也可能是導(dǎo)致GMP解聚的原因。冷凍后，對(duì)蛋白分子結(jié)構(gòu)起到骨架作用的α-螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵等非共價(jià)鍵受到冰晶的機(jī)械破壞，蛋白質(zhì)的親水和疏水殘基暴露在外界環(huán)境中，導(dǎo)致蛋白分子間、分子內(nèi)出現(xiàn)新的交聯(lián)現(xiàn)象，從而改變了蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)[22]。

由面團(tuán)凍結(jié)曲線可知，冷凍溫度決定了冷凍速率，冷凍溫度越低，冷凍速率越高。本研究中，隨著冷凍溫度的降低，面團(tuán)中蛋白質(zhì)解聚程度及二級(jí)結(jié)構(gòu)變化程度降低，這是因?yàn)槔鋬鰷囟鹊蜁r(shí)，冷凍速率較高，面團(tuán)中的水分子沒有足夠的時(shí)間轉(zhuǎn)移就降溫至凍結(jié)點(diǎn)，因而會(huì)在面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)附近形成體積較小的冰晶體，其對(duì)面團(tuán)內(nèi)部面筋結(jié)構(gòu)及大分子物質(zhì)之間的非共價(jià)鍵破壞程度比較小；相反，冷凍溫度高時(shí)，面團(tuán)冷凍速率較慢，由于降至凍結(jié)點(diǎn)溫度以下需要的時(shí)間很長(zhǎng)，冰晶形成的速度小于水分子的擴(kuò)散滲透速度，水分子可以進(jìn)行不定向運(yùn)動(dòng)，形成較大的冰晶體，大的冰晶體對(duì)面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的機(jī)械損傷較大，更容易造成面筋纖維狀結(jié)構(gòu)變細(xì)或者斷裂，加劇大分子蛋白的解聚以及蛋白分子構(gòu)象的改變[9, 10]。因此，較高的冷凍速率能夠抑制面團(tuán)中大冰晶的形成，進(jìn)而減少冰晶對(duì)維持蛋白骨架α-螺旋結(jié)構(gòu)中氫鍵的破壞，對(duì)維持蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定具有積極作用。

李學(xué)紅等[23]將麥谷蛋白、麥醇溶蛋白在-40 ℃冷凍并凍藏至28 d時(shí)，β-折疊結(jié)構(gòu)含量均降低、α-螺旋結(jié)構(gòu)含量均上升，并且麥谷蛋白中二者的變化幅度顯著高于麥醇溶蛋白；王沛[5]將純品面筋蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白在-35 ℃冷凍后于-18 ℃進(jìn)行凍藏，凍藏至30 d時(shí)三者α-螺旋結(jié)構(gòu)分別下降了10.47%、13.97%、25.83%，反向平行β-折疊結(jié)構(gòu)分別增加了3.24%、7.75%、12.11%。本研究中面團(tuán)中蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)變化程度低于前人研究結(jié)果，一方面可能是因?yàn)閮霾貢r(shí)間選擇的不同，隨著凍藏時(shí)間延長(zhǎng)，冰晶的生長(zhǎng)及重結(jié)晶對(duì)蛋白中非共價(jià)鍵的破壞加劇，蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生更為劇烈的改變；另一方面可能是因?yàn)樵牧系牟煌?，面團(tuán)是一個(gè)復(fù)雜的混合體系，其內(nèi)部各種物質(zhì)之間可能形成了更多的非共價(jià)鍵，從而使蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，這還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。本實(shí)驗(yàn)中，冷凍對(duì)面團(tuán)中蛋白的四種二級(jí)結(jié)構(gòu)均有顯著性影響；Meziani等[17]研究甜面團(tuán)則發(fā)現(xiàn)，冷凍速率僅對(duì)面團(tuán)中α-螺旋、β-折疊兩種結(jié)構(gòu)具有顯著影響。這可能是因?yàn)辂}、糖、黃油等物質(zhì)的添加對(duì)面團(tuán)內(nèi)部非共價(jià)鍵的形成具有積極促進(jìn)作用，從而降低了冷凍對(duì)蛋白二級(jí)構(gòu)象的消極影響。

3.2 冷凍溫度對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響

與對(duì)照組面團(tuán)相比，冷凍導(dǎo)致非發(fā)酵面團(tuán)硬度上升，彈性、內(nèi)聚性下降。由本研究中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化結(jié)果可知，冷凍會(huì)引起二硫鍵、氫鍵以及離子鍵發(fā)生變化，這導(dǎo)致面團(tuán)內(nèi)部聚合物交聯(lián)情況發(fā)生變化，淀粉與蛋白質(zhì)之間的作用力也發(fā)生改變[24]，進(jìn)而改變面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致面團(tuán)質(zhì)構(gòu)發(fā)生變化。降低冷凍溫度，提高冷凍速率可以降低非發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)變化程度，這與黃忠民等[9]、李杰平等[10]研究結(jié)果一致；Alain Le-Bail等[25]、Kondakci等[26]研究發(fā)現(xiàn)，過高或者過低的冷凍速率都會(huì)降低發(fā)酵面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性，而適宜的冷凍速率可以減少冰晶對(duì)面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞并且有利于酵母活性的提高。因此，冷凍速率對(duì)不同種類的冷凍面團(tuán)影響不同。

較低的冷凍溫度對(duì)維持非發(fā)酵面團(tuán)中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特性具有積極作用，從而可以降低非發(fā)酵面團(tuán)品質(zhì)劣變程度；但過低的冷凍溫度會(huì)影響發(fā)酵面團(tuán)中酵母的活性從而降低發(fā)酵面團(tuán)的品質(zhì)。冷凍面團(tuán)中其他組分的添加會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)加工特性發(fā)生變化，不同冷凍面團(tuán)加工終產(chǎn)品對(duì)冷凍工藝的要求不同，因此今后還需要針對(duì)不同冷凍制品的面團(tuán)進(jìn)行研究，重點(diǎn)研究面團(tuán)品質(zhì)劣變程度與最終產(chǎn)品食用品質(zhì)變化程度之間的關(guān)系。

4 結(jié)論

冷凍后非發(fā)酵面團(tuán)中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性發(fā)生顯著變化。隨著冷凍溫度的降低，冷凍速率的上升，面團(tuán)中聚合體蛋白比例上升，單體蛋白含量下降，GMP含量增加，游離巰基含量降低，蛋白聚合程度增加；α-螺旋含量增加，β-折疊含量降低，無(wú)規(guī)則卷曲含量降低，β-轉(zhuǎn)角無(wú)顯著性變化。

隨著冷凍溫度的降低，面團(tuán)的硬度、回復(fù)性、黏附性呈降低趨勢(shì)，內(nèi)聚性、彈性呈上升趨勢(shì)；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與面團(tuán)質(zhì)構(gòu)之間具有顯著相關(guān)性。

降低冷凍溫度，可以提高面團(tuán)的冷凍速率，進(jìn)而降低冷凍對(duì)非發(fā)酵面團(tuán)中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及面團(tuán)品質(zhì)的破壞程度。