小麥醇溶蛋白促進小麥澱粉回生機制研究

《小麥醇溶蛋白促進小麥澱粉回生機制研究》是依託天津商業大學，由連喜軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：小麥醇溶蛋白促進小麥澱粉回生機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：連喜軍
• 依託單位：天津商業大學

項目摘要

小麥麵粉加工過程中蛋白與澱粉的相互作用影響食品的品質。課題組最新發現，小麥醇溶蛋白有促進小麥澱粉回生的作用。本項目採用多次回生法製備分子量分布範圍極窄的小麥直、支鏈澱粉；採用毛細管電泳、高效液相色譜等方法分離純化醇溶蛋白組分；使小麥醇溶蛋白組分和小麥直、支鏈、混合澱粉分別混合糊化、回生，確定醇溶蛋白中促進澱粉回生的組分；比對蛋白與澱粉混合前後澱粉的核磁、紅外、X-射線衍射、差熱、顯微圖譜、原子力圖像、紫外光譜以及圓二色譜等分析回生過程醇溶蛋白表面分子結構和二級、三級結構的變化，推測蛋白和澱粉相互作用方式；採用Avrami方程和固液平衡理論研究醇溶蛋白組分對小麥不同澱粉回生成核方式、動力學、熱力學的影響，驗證蛋白與澱粉作用方式正確性，闡明其促進小麥澱粉回生的機制。為控制麵食製品回生和探索其先進加工方法提供理論支持，充實蛋白質和澱粉大分子相互作用數據，為控制麵製品中澱粉回生探索一條新途徑。

結題摘要

麵筋蛋白中的醇溶蛋白促進小麥澱粉回生，其機制的闡明為控制面制食品貯藏期間澱粉回生引起的品質劣化起到重要作用。項目首先製備出分子量分布範圍窄的小麥直支鏈澱粉和αβγ-醇溶蛋白、ω-醇溶蛋白。測定了αβγ-醇溶蛋白和ω-醇溶蛋白的胺基酸組成和紫外最大吸收波長。將αβγ-醇溶蛋白和ω-醇溶蛋白分別與小麥直支鏈澱粉混合回生，測定兩種醇溶蛋白對小麥直支鏈澱粉回生率的影響，結果表明，αβγ-醇溶蛋白可使小麥支鏈澱粉回生率提高81.7%，ω-醇溶蛋白可使小麥直鏈澱粉回生率提高8.28%。測定了蛋白和澱粉混合前後的固體核磁、紅外、X射線、差熱、圓二色譜，分析了二者相互作用的方式，利用回生率和差熱焓兩種方式動力學分析兩種蛋白對兩種澱粉回生的作用途徑，推測了αβγ-醇溶蛋白促進小麥支鏈澱粉回生、抑制小麥直鏈澱粉回生的機制和ω-醇溶蛋白促進小麥直鏈澱粉、抑制小麥支鏈澱粉回生的機制。αβγ-醇溶蛋白組分與小麥支鏈澱粉在混合體系中蛋白巰基游離性與澱粉非還原端羥基的游離性接近，二者之間氫鍵形成促使小麥支鏈雙螺旋解旋，進而形成蛋白+澱粉雙螺旋，降低了小麥支鏈澱粉成核所需能量，使其回生成核數急劇增大，最終大幅提高了小麥支鏈澱粉回生率。ω-醇溶蛋白組分與小麥直鏈澱粉混合加熱過程中，蛋白精氨酸氨基氫原子和澱粉還原端C1原子的醛基氧原子間形成氫鍵，但這種氫鍵不牢固，不影響小麥直鏈澱粉分子間回生晶體成核，所以直鏈澱粉分子成核速度和成核數保持不變，在回生的前13h， ω-醇溶蛋白組分對小麥直鏈澱粉回生率沒有產生影響。當回生時間繼續延長，澱粉乳體系溫度降低，不添加蛋白的小麥直鏈澱粉回生體系中澱粉乳粘稠度增大，澱粉分子移動速度降低，成核回生直鏈澱粉增長速度降低。而添加蛋白的小麥直鏈澱粉體系中，由於ω-醇溶蛋白組分的親水性大於直鏈澱粉，其與小麥直鏈澱粉形成氫鍵後，小麥直鏈澱粉分子周圍水分子增多，加速了澱粉分子的運動，小幅提高了小麥直鏈澱粉的核生長速度，使其回生率得到提高。