酸麵團發酵過程中麥谷蛋白大聚體降解及調控機理研究

《酸麵團發酵過程中麥谷蛋白大聚體降解及調控機理研究》是王金水為項目負責人，河南工業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：酸麵團發酵過程中麥谷蛋白大聚體降解及調控機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王金水
• 依託單位：河南工業大學

項目摘要

蛋白質降解是影響酸麵團風味及品質的主要因素之一,麥谷蛋白大聚體(GMP)是小麥粉酸麵團中結構最為複雜的蛋白質。本項目以小麥粉-植物乳酸菌-酵母菌製備酸麵團,在研究酸麵團發酵過程中植物乳酸菌及酵母菌生長變化規律的基礎上，利用SE-HPLC分析GMP含量,分析酸麵團中GMP降解與微生物生長之間的量值關係。以SDS-PAGE、CE及RP-HPLC分析其組成變化,闡明GMP降解規律並確立“阻抗性肽鍵”的分布;以FTIR、CD圖譜表征GMP二級結構的變化,分析“阻抗性肽鍵”結構對GMP降解的影響,根據-SH/-S-S-的變化,分析-S-S-與“阻抗性肽鍵”之間的關係。本研究將為酸麵團形成機理及控制提供基礎理論信息,也將為酸麵團標準化生產起到指導作用。

結題摘要

本研究以小麥粉-植物乳酸菌-酵母菌酸麵團發酵體系作為研究對象，研究了酸麵團發酵過程中麥谷蛋白大聚體(GMP)的降解規律。酸麵團發酵過程中，乳酸菌生長代謝使體系中pH降低、總酸度增加、麵團發生酸化，對酵母菌生長有明顯的抑制作用，酵母菌對乳酸菌的生長速率也有一定的影響。麥谷蛋白組分包括麥谷蛋白大聚體（GMP）含量隨著酸麵團發酵時間延長而降低、SDS可溶性麥谷蛋白含量增加、肽含量顯著降低。GMP經RP-HPLC分離形成HMW-GS和LMW-GS兩部分：HMW-GS 2個峰、LMW-GS7個峰組成，酸麵團發酵發酵12 h時LMW-GS一個峰消失，其它峰面積減小，高Mr的HMW-GS峰面積減小，低Mr的HMW-GS峰面積增加。SDS-PAGE圖譜中，GMP只有部分HMW-GS和Mr 39.8 KDa和42.4 KDa譜帶，在初始發酵4 h內顏色變淺，LMW-GS部分變化顯著，GMP中只有部分HMW-GS在發酵過程中降解，部分Mr高的亞基始終沒有分解，這部分屬於“阻抗性肽鍵”形成的HMW-GS亞基，限制了GMP的分解。在CE圖譜中GMP也分為LMW-GS和HMW-GS 2個峰，酸麵團發酵過程中在二者之間出現1個由HMW-GS分解產生的新峰。發酵過程中，GMP中氨基氮隨著發酵的進行持續下降，可溶性氮含量在發酵初期快速隨著發酵的進行快速升高，達到最大值後緩慢增加，而肽氮含量則是在達到最大值，開始出現下降。隨著發酵時間的進行，游離巰基含量升高，而二硫鍵含量下降，二級結構發生改變。酸麵團中蛋白質經SE-HPLC分離後分為 4個峰：分別表示聚合體的HMW-GS（Fl），LMW-GS（F2），醇溶蛋白（F3, 單體）和低分子量的非儲藏蛋白質（F4），F1和 F2組成GMP。發酵過程中，F1和 F2峰面積隨著發酵時間的進行均有所下降，發酵4h後在F1和 F2之間出現了一些新峰。酸麵團發酵過程中GMP平均粒度減小，形成了更小粒徑的分子。酸麵團發酵過程中麵筋的網狀結構破裂，GMP出現斷裂，CLSM圖中以膜狀、網路結構存在的麵筋蛋白，在發酵過程中逐步變薄，出現不連續相和斷裂狀態，網路結構變得疏鬆、空洞面積增大。結果表明乳酸菌對酸麵團中GMP降解起主導作用，酵母菌抑制乳酸菌對其降解，HMW-GS中的“阻抗性肽鍵”限制了GMP的徹底分解。