郭金英，賀億杰，韓四海，任國(guó)艷，吳 影，羅登林，劉建學(xué),2

（1.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽 471023；2.河南省食品原料工程技術(shù)研究中心，河南 洛陽 471023；3.食品加工與發(fā)全國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，河南 洛陽 471023）

冷凍面團(tuán)技術(shù)主要指在面制食品生產(chǎn)過程中，運(yùn)用冷凍冷藏原理和方法處理半成品或成品，待需用時(shí)經(jīng)解凍處理，繼而加工成為成品[1]。對(duì)于普通的面制食品，小麥面筋蛋白通過賦予面團(tuán)吸水能力、內(nèi)聚力和黏彈性，在面團(tuán)強(qiáng)度、延展性和氣體滯留性方面起著決定性作用，其質(zhì)量也直接決定了面團(tuán)的最終食用品質(zhì)[2]。而在冷凍過程中，冰重結(jié)晶和二硫鍵（S—S）斷裂誘發(fā)面筋蛋白高分子質(zhì)量亞基解聚，破壞面筋蛋白骨架結(jié)構(gòu)，對(duì)面筋蛋白造成機(jī)械性能損失?？墒褂糜H水膠體、乳化劑和其他面團(tuán)改良劑減輕冷凍對(duì)面筋蛋白的影響。親水膠體良好的親水持水特性減少了游離態(tài)水，提高了冷凍食品體系的凍融穩(wěn)定性，膠體能夠控制面團(tuán)中冰結(jié)晶的生長(zhǎng)速率和冰結(jié)晶的大小，抑制面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞[3]。親水膠體中因其某些基團(tuán)能夠與面團(tuán)中淀粉及蛋白質(zhì)作用，改變面團(tuán)中淀粉和蛋白質(zhì)特性，范鵬輝[4]在冷凍面團(tuán)配方中添加黃原膠增加面團(tuán)的筋力、吸水率和持氣性，從而改善冷凍對(duì)面筋蛋白的機(jī)械損傷。膠體能夠與面筋蛋白相互作用，形成膠體-面筋蛋白復(fù)合物，增大面筋蛋白鏈的長(zhǎng)度，強(qiáng)化面筋網(wǎng)絡(luò)，提高面筋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，如黃原膠[5]和卡拉膠[6-7]；也有膠體自身形成網(wǎng)絡(luò)，加固面團(tuán)的面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如魔芋膠能夠形成糖網(wǎng)絡(luò)[8]。

魔芋屬于天南星科魔芋屬植物，含有豐富的魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM），KGM是由葡萄糖和甘露糖以β-(1,4)糖苷鍵連接的高分子雜多糖，是眾所周知的可溶性水膠體[9]。同時(shí)，它也是一種優(yōu)良的膳食纖維，具有清潔腸道、提高糖耐量、預(yù)防肥胖和改善膽固醇代謝等功能[10]，具有高保水性、膨脹性、增稠性、膠凝性、乳化性、懸浮性和黏結(jié)性，其性能優(yōu)于普通食品凝膠，如瓊脂、角叉菜膠和明膠等，因而越來越多地被用作食品添加劑[11-13]。當(dāng)KGM添加到面團(tuán)中時(shí)，可以顯著增加面團(tuán)的吸水性和發(fā)酵時(shí)間，同時(shí)通過增強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)影響面團(tuán)的硬度和彈性，在低蛋白小麥面粉中產(chǎn)生更緊湊和連續(xù)的微觀結(jié)構(gòu)[14]。在冷凍食品中，KGM已被用于冷凍餃子中以防止霜凍開裂并延長(zhǎng)冷凍餃子的保質(zhì)期[8]。同時(shí)，KGM還用于改善冷凍面團(tuán)的流變性、微觀結(jié)構(gòu)和冷凍穩(wěn)定性[15]。

當(dāng)前，對(duì)KGM研究主要集中在新鮮面團(tuán)中作為復(fù)合添加劑方面，而關(guān)于KGM單獨(dú)作為添加劑應(yīng)用于冷凍面團(tuán)的研究較少，對(duì)冷凍面團(tuán)面筋蛋白的結(jié)構(gòu)和功能特性影響研究則更少。因此本實(shí)驗(yàn)從小麥面粉中分離得到面筋蛋白質(zhì)，研究添加KGM對(duì)面筋蛋白結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)以及微觀物理結(jié)構(gòu)的影響，為KGM在冷凍面團(tuán)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

魔芋精粉（純度95.10%） 成都路特食品有限公司；面粉（蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)11.63%，含水率13.70%） 河南省駐馬店市一加一天然面粉有限公司；三羥甲基氨基甲烷（Tris (hydroxymethyl) methyl aminomethane，Tris）美國(guó)Sigma公司；甘氨酸 上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司；溴酚藍(lán)、考馬斯亮藍(lán)R-250 天津市旭泰化學(xué)試劑有限公司；四甲基乙二胺 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品 寶生物工程有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HM740型和面機(jī) 青島漢尚電器有限公司；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鞏義市瑞德儀器設(shè)備有限公司；DSC-1型差示掃描量熱（differential scanning calorimetry，DSC）儀 瑞士梅特勒托利多儀器有限公司；NMI20-015V-1核磁共振成像分析儀 上海紐邁電子科技有限公司；UV-4800型紫外-可見分光光度計(jì) 尤尼科科學(xué)儀器有限公司；VERTEX70型紅外光譜儀 德國(guó)布魯克光譜儀器公司；LGJ-10D冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司；TM3000日立臺(tái)式電鏡 日立高新技術(shù)公司；DHR2流變儀 美國(guó)TA儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

參考Graberger等[16]面粉脫脂的方法，略有改進(jìn)。面粉和三氯甲烷室溫下按照1∶2（g/mL）的比例混合，攪拌5 min進(jìn)行脫脂、抽濾，再重復(fù)2 次，時(shí)間分別為1 h和1.5 h。脫脂面粉于室溫通風(fēng)櫥中晾干，直至聞不到氯仿氣味后過200 目篩。取400 g脫脂面粉，加入250 mL 0.4 mol/L的NaCl溶液，在攪面機(jī)里混合5 min，靜置20 min促使面筋形成，用NaCl溶液反復(fù)手洗面團(tuán)直至將淀粉完全除去，得到濕面筋。將上述濕面筋樣品用蒸餾水洗滌除去殘留的NaCl溶液，冷凍干燥后粉碎，過200 目篩，即得面筋蛋白粉[17]。

將2 g凍干面筋蛋白粉末分散在含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）的100 mL磷酸鹽緩沖液中。稱取面粉質(zhì)量取代度為0%、0.5%、1.5%、2.5%、3.5%和4.5%的KGM溶于水并定容至100 mL。分別取10 mL KGM溶液和10 mL蛋白溶液配制成相應(yīng)濃度的KGM-面筋蛋白，置于-70 ℃超低溫冰箱中待中心溫度降至-18 ℃，放置-18 ℃的冰箱中貯藏24 h，然后在4 ℃環(huán)境下解凍，解凍后的樣品放在磁力攪拌器中，35 ℃攪拌2 h，以模擬其在面團(tuán)制備中的反應(yīng)。分為兩部分：一部分用于液體樣品實(shí)驗(yàn)測(cè)定；另一部分冷凍干燥并粉碎用于固體樣品實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

1.3.2 面筋蛋白持水性測(cè)定

在離心管中加入50 mg面筋蛋白，加入4 mL蒸餾水，旋渦混勻2 min，靜置60 min，4 500 r/min離心10 min，除去上清液，稱量面筋蛋白與離心管的總質(zhì)量。同一樣品重復(fù)測(cè)定3 次，計(jì)算加入不同水平的KGM后面筋蛋白持水性，如式（1）所示：

式中：M1為離心管質(zhì)量；M2為面筋蛋白粉質(zhì)量；M3為面筋蛋白與離心管的總質(zhì)量。

1.3.3 面筋蛋白分子質(zhì)量測(cè)定

根據(jù)Sotelo等[18]的方法稍作改進(jìn)，進(jìn)行SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）。使用5%濃縮凝膠和10%分離凝膠分析。將40 μL蛋白質(zhì)溶液置于1.5 mL離心管中，加入40 μL上樣緩沖液（含有20 mg/mL SDS，體積分?jǐn)?shù)10%甘油的Tris-HCl，0.125 mol/L，pH 6.8）和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%的溴酚藍(lán)）。樣品沸水浴5 min，上樣量為15 μL，在恒定電流100 A下直至藍(lán)色染料遷移至凝膠末端附近，除去凝膠，進(jìn)行染色、脫色直至凝膠背景清晰用于拍照。

1.3.4 面筋蛋白流變性測(cè)定

將解凍后不同水平的KGM-面筋蛋白樣品分別放置在流變儀底板上，上板選用40 mm平板，平板之間間距設(shè)置為1 000 μm，在4 ℃進(jìn)行動(dòng)態(tài)頻率掃描，應(yīng)變?cè)O(shè)置為3%，掃描頻率為1～10 Hz。

1.3.5 面筋蛋白熱性質(zhì)測(cè)定

根據(jù)Alberto等[19]DSC方法進(jìn)行測(cè)定。準(zhǔn)確稱取2～3 mg冷凍干燥的面筋蛋白并密封在DSC的小鋁鍋中，然后在25～90 ℃范圍，以5 ℃/min的恒定速率進(jìn)行溫度掃描，空鍋用作參考。通過TA系統(tǒng)Muse軟件計(jì)算變性峰值溫度（Tp）和焓（ΔH）。

1.3.6 面筋蛋白游離巰基測(cè)定

將150 mg蛋白質(zhì)樣品懸浮于5.0 mL Tris-甘氨酸緩沖液（10.40 g Tris，480.00 g尿素，10.40 g甘氨酸，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)1% SDS溶液稀釋至1 000 mL）中，加入0.1 mL 5,5’-二硫雙(2-硝基苯甲酸)（5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB）溶液（用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% SDS溶液將40 mg DTNB調(diào)節(jié)至10 mL），10 000 r/min離心20 min。取上清液在412 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度[20]。游離巰基含量計(jì)算如式（2）所示：

式中：A412nm為 412 nm波長(zhǎng)處的吸光度；C為樣品質(zhì)量濃度/（mg/mL）；5.02為稀釋因子。

1.3.7 面筋蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定

通過傅里葉變換紅外光譜研究面筋蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)。以4 cm-1的分辨率記錄紅外光譜，對(duì)于400～4 000 cm-1之間的每個(gè)樣品掃描32 次。采用Omnic 8.2軟件和Perkfit 4.0軟件對(duì)酰胺I帶進(jìn)行去卷積處理，并求其二級(jí)導(dǎo)數(shù)得到特征峰，進(jìn)行曲線擬合計(jì)算峰面積并確定面筋蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)所占比例[21]。

1.3.8 掃描電子顯微鏡觀察

將冷凍干燥后的不同濃度KGM-面筋蛋白，粉碎過200 目篩后，取樣，用導(dǎo)電膠貼于置物臺(tái)，置于掃描電子顯微鏡下，抽真空在真空環(huán)境下進(jìn)行觀察。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

Microsoft Excel、SPSS 17.0和Origin 8.5用于數(shù)據(jù)處理。通過單因素方差分析（ANOVA）和Duncan的多范圍檢驗(yàn)確定統(tǒng)計(jì)差異，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 KGM對(duì)面筋蛋白持水性的影響

圖1 KGM取代度對(duì)面筋蛋白持水性的影響Fig. 1 Water-binding capacity of gluten with different contents of KGM

由圖1可以看出，隨著KGM取代度的增加，面筋蛋白持水量也不斷增加，空白對(duì)照組的面筋蛋白持水性為2.01%，而KGM取代度0.5%的面筋蛋白持水性為3.95%，表明，KGM的添加顯著增強(qiáng)了面筋蛋白的持水性。這主要由于KGM本身具有極強(qiáng)的吸水性，可以吸回自身質(zhì)量80～100 倍的水分，所以KGM的添加必然會(huì)增加面筋蛋白的持水性[22]。面筋蛋白持水性的大小，間接反映了面筋蛋白內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均一性和穩(wěn)定性[5]。隨著KGM取代度的持續(xù)增加，面筋蛋白的持水性又分別增加了0.33%、0.73%、0.88%、1.54%。這可能因?yàn)镵GM屬于非離子型水溶性高分子膠體，其含有的豐富羥基與面筋蛋白相互作用，形成KGM-水-面筋蛋白復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以束縛更多的水分子，從而使復(fù)合體系持水性增強(qiáng)[23]，使面筋蛋白結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。持水性是蛋白質(zhì)的重要功能性質(zhì)，決定著蛋白質(zhì)與食品體系中水分的相互作用[24]。

2.2 KGM對(duì)面筋蛋白分子質(zhì)量的影響

面筋蛋白是自然界最為復(fù)雜的蛋白之一，分子質(zhì)量可高達(dá)107Da。目前小麥面筋蛋白的分類主要沿用Osborne分離法，即根據(jù)面筋蛋白在乙醇水溶液中溶解度的差異，分為單體醇溶蛋白和聚合體谷蛋白，二者質(zhì)量比接近1∶1[25]。面筋蛋白的SDS-PAGE圖譜如圖2所示，谷蛋白分為高分子質(zhì)量谷蛋白（high molecular weight glutenin subunit，HMW-GS，約65～113 kDa）和低分子質(zhì)量谷蛋白（low molecular weight glutenin subunit，LMW-GS，約30～60 kDa）。醇溶蛋白根據(jù)其在酸性pH值下的電泳遷移率分為4 組，分別為α-、β-、γ-和ω-醇溶蛋白。其中，α-和β-醇溶蛋白氨基酸和DNA非常相似，被稱為“α型”醇溶蛋白。α和γ型為富硫亞基，分子質(zhì)量在30～45 kDa之間。ω型為貧硫亞基，分子質(zhì)量在46～74 kDa[26]。

圖2 冷凍后面筋蛋白的SDS-PAGE分析Fig. 2 SDS-PAGE analysis of frozen gluten

圖2 反映了不同KGM添加處理組的冷凍小麥面團(tuán)面筋蛋白各亞基條帶的變化，可看出，空白對(duì)照組的HMW-GS和LMW-GS條帶清晰（泳道1），而所有樣品處理組的條帶顏色相對(duì)變淺（泳道2～6），這可能是由于KGM和面筋蛋白相互作用的結(jié)果。隨著KGM取代度的增加，面筋蛋白條帶隨之加粗，顏色加深，更進(jìn)一步證明KGM能夠與面筋蛋白相互作用，且隨著KGM取代度的增加，相互作用加強(qiáng)?？瞻讓?duì)照組醇溶蛋白的ω型（泳道1）和所有樣品處理組的面筋蛋白條帶（泳道2～6）相比，并沒有發(fā)現(xiàn)有任何條帶發(fā)生移動(dòng)現(xiàn)象。而空白對(duì)照組醇溶蛋白的α和γ型條帶粗、顏色深（泳道1），所有樣品處理組的面筋蛋白的條帶較淺，顏色較淡（泳道2～6），但隨著KGM取代度的增加，并未明顯變化。在KGM存在下的低分子區(qū)域蛋白分子質(zhì)量明顯大于空白對(duì)照組，這可能是由于空白對(duì)照組原先聚集在濃縮膠的高分子質(zhì)量蛋白發(fā)生解聚，小分子質(zhì)量蛋白得以釋放，從而使低分子質(zhì)量蛋白濃度提高[27]。

2.3 KGM對(duì)面筋蛋白流變性的影響

從圖3可看出，KGM-面筋蛋白黏彈特性參數(shù)隨KGM取代度的不同而發(fā)生變化。與對(duì)照相比，隨著KGM取代度的增加，面筋蛋白的儲(chǔ)能模量（G’）和損耗模量（G〞）均呈增加趨勢(shì)，而tanδ則呈下降趨勢(shì)。G’是指經(jīng)過一個(gè)振動(dòng)周期的正弦形變后所恢復(fù)的能量，代表物質(zhì)的彈性本質(zhì)；G〞是指每個(gè)周期的正弦形變所消耗的能量，代表物質(zhì)的黏性本質(zhì)。面筋蛋白不僅具有黏性流體的一些特性，而且也具有彈性固體的一些特征，對(duì)面團(tuán)的流變性起主要作用[28]。在相同的頻率掃描下，當(dāng)KGM取代度低于1.5%時(shí)，面筋蛋白的G’和G〞的增加均不明顯；當(dāng)KGM取代度高于1.5%時(shí)，面筋蛋白的G’和G〞均明顯增加，表明KGM的添加使得KGM-面筋蛋白的彈性和黏性均得到提高。損耗角正切值tanδ的大小反映了體系中黏彈性的比例。從圖3可知，在不同的頻率掃描下，空白對(duì)照的tanδ呈逐步上升趨勢(shì)；而在KGM存在下，面筋蛋白的tanδ值呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在KGM取代度為2.5%時(shí)，tanδ值達(dá)到最大。這表明2.5%的KGM的取代度對(duì)面筋蛋白彈性的貢獻(xiàn)大于黏性，此時(shí)有利于谷蛋白分子之間形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，能夠更好地賦予面團(tuán)彈性，而當(dāng)KGM含量增加，則更有利于面團(tuán)黏性的增加。這主要是由于KGM是非離子型膠體，能夠通過氫鍵和疏水鍵與面筋蛋白作用，并且位于支鏈上的官能團(tuán)凝膠形成糖網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)化面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，起到了保護(hù)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用，提高了冷凍面筋蛋白的凍藏穩(wěn)定性[29]。

圖3 KGM對(duì)面筋蛋白流變性的影響Fig. 3 Effect of KGM content on rheological properties of gluten

2.4 KGM對(duì)面筋蛋白熱特性的影響

表1 KGM對(duì)面筋蛋白熱特性的影響Table 1 Effect of KGM on thermal properties of gluten

由表1可知，與對(duì)照相比，所有樣品處理組面筋蛋白變性溫度（Tp）和變性焓（ΔH）均增高。隨著KGM取代度的增加，相應(yīng)濃度的KGM-面筋蛋白Tp分別增加3.49、3.18、2.8、2.64、2.59 ℃，在KGM取代度為0.5%時(shí)，KGM-面筋蛋白Tp增加的最多，表明KGM的添加使面筋蛋白的低熱穩(wěn)定性提高。ΔH表示面筋蛋白有序結(jié)構(gòu)高低[30]，由表1可知，當(dāng)KGM取代度為2.5%時(shí)，KGM-面筋蛋白的ΔH增加量最高，為2.1 J/g。Wang Pei等[31]實(shí)驗(yàn)證明凍藏后面筋蛋白ΔH降低，面筋蛋白的有序結(jié)構(gòu)減少，而添加KGM后面筋蛋白的ΔH增加，反映出KGM的添加使面筋蛋白結(jié)構(gòu)變得更加有序，特別是在取代度為2.5%時(shí)，有序性相對(duì)較高。這主要由于KGM能夠通過非共價(jià)相互作用和物理纏結(jié)改變面筋蛋白的構(gòu)象，同時(shí)也能通過增強(qiáng)疏水相互作用促進(jìn)蛋白質(zhì)聚集，從而影響多肽鏈空間結(jié)構(gòu)的重排[32]。

2.5 KGM對(duì)面筋蛋白游離巰基的影響

圖4 KGM對(duì)面筋蛋白游離巰基含量的影響Fig. 4 Effect of KGM content on free SH content of gluten

作為面筋蛋白的功能組，游離巰基通?？赏ㄟ^形成二硫鍵參與蛋白質(zhì)聚集行為。當(dāng)面筋蛋白分子之間的二硫鍵斷裂時(shí)，形成游離巰基，導(dǎo)致面筋蛋白的聚合物解聚[33]。從圖4可以看出，與空白對(duì)照相比，在冷凍過程中加入不同水平的KGM后，面筋蛋白的游離巰基含量呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)。當(dāng)KGM取代度為0.5%時(shí)，面筋蛋白游離巰基含量從4.78 μmol/g降至4.55 μmol/g，這可能是由于KGM的自由基和親核機(jī)制在鏈間二硫鍵誘導(dǎo)的面筋蛋白聚集中起重要作用[34]。當(dāng)取代度從1.5%增加到4.5%時(shí)，面筋蛋白游離巰基含量分別增加0.13、0.58、0.51、0.61 μmol/g，這可能歸因于活性羥基對(duì)KGM的D-葡萄糖和D-甘露糖的自由基清除作用，干擾了面筋蛋白二硫鍵的交換反應(yīng)[32]，從而對(duì)面筋蛋白中游離巰基含量產(chǎn)生影響。

2.6 KGM對(duì)面筋蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

表2 冷凍期間添加KGM谷蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)占比變化Table 2 Change in secondary structure content of frozen gluten with added KGM%

蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要通過非共價(jià)力維持，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，蛋白質(zhì)分子將重新排列，以達(dá)到最低能量，維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)[31]。從表2可以看出，添加KGM會(huì)對(duì)面筋蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。與對(duì)照組相比，KGM取代度為0.5%時(shí)，處理組的α-螺旋結(jié)構(gòu)從28.08%下降到25.24%，降低了2.84%；當(dāng)KGM取代度從1.5%增加到4.5%時(shí)，處理組的α-螺旋結(jié)構(gòu)分別又增加了2.58%、4.21%、5.09%、7.45%，這可能是由于KGM的低取代度與面筋蛋白競(jìng)爭(zhēng)性吸水而又無法充分相容造成面筋蛋白內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定；β-折疊結(jié)構(gòu)分別增加0.17%、3.25%、4.44%、5.06%、5.44%；β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)分別下降了2.14%、3.98%、4.01%、5.28%、6.05%；無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)也分別下降了5.17%、5.92%、7.71%、8.62%、8.59%。表明處理組改變了面筋蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的分布和形態(tài)，Linlaud等[24]研究也證實(shí)了KGM的添加使α-螺旋和β-折疊結(jié)構(gòu)顯著增多，有助于形成更緊湊的面筋蛋白結(jié)構(gòu)。相較于β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)構(gòu)象不穩(wěn)定的特點(diǎn)而言，α-螺旋結(jié)構(gòu)是一種穩(wěn)定、強(qiáng)壯和有彈性的結(jié)構(gòu)，有利于提高面團(tuán)的彈性和硬度[35]，β-折疊結(jié)構(gòu)也是一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，所以KGM有利于改善冷凍面團(tuán)的穩(wěn)定性。這可能歸因于KGM不僅可以作為親水膠體修飾冰晶，使冰晶更小，分布更均勻，而且KGM可誘導(dǎo)多糖和面筋蛋白的—OH基團(tuán)之間形成強(qiáng)烈的分子間氫鍵，產(chǎn)生更穩(wěn)定的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[36]。

2.7 面筋蛋白微觀結(jié)構(gòu)分析

圖5 面筋蛋白微觀結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微鏡圖（×500）Fig. 5 SEM images showing the microstructure of gluten added with different amounts of KGM (×500)

空白對(duì)照組（圖5a）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密集，表面平坦，而所有樣品處理組的面筋蛋白結(jié)構(gòu)具有明顯的海綿狀結(jié)構(gòu)和更大的孔隙，同時(shí)所有樣品處理組的面筋蛋白微觀結(jié)構(gòu)顯示出微米級(jí)的原纖維規(guī)律交聯(lián)，第1層的原纖維形成連續(xù)的片狀結(jié)構(gòu)并形成了大量陷入網(wǎng)絡(luò)中的空腔（圖5b～f），與Zhou Yun等[37]的報(bào)道一致。隨著KGM取代度的增加，面筋蛋白的結(jié)構(gòu)更加蓬松、孔徑更大。當(dāng)KGM取代度為1.5%時(shí)面筋蛋白的孔徑最大（圖5c），這可能由于KGM摻入原纖維中，使其變平、伸長(zhǎng)，有助于蛋白質(zhì)鏈在其有序聚集發(fā)生之前展開[38]，同時(shí)KGM不同于其他親水膠體的結(jié)構(gòu)，其能夠自身形成糖網(wǎng)絡(luò)，可以加固面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其在冷凍環(huán)境下更加穩(wěn)定。隨著取代度的持續(xù)增加孔徑開始回縮，這可能由于KGM具有很強(qiáng)的水合能力，使得過多的KGM能夠與面筋蛋白競(jìng)爭(zhēng)性吸水致使其結(jié)構(gòu)開始回縮。

3 結(jié) 論

不同取代度的KGM對(duì)冷凍小麥面團(tuán)面筋蛋白結(jié)構(gòu)和功能特性存在一定的影響。KGM含有豐富的羥基，可束縛更多的水分子，提高了面筋蛋白的持水性。在KGM存在的情況下，面筋蛋白LMW-GS和醇溶蛋白α和γ型低分子質(zhì)量區(qū)域的分子質(zhì)量增大，并干擾面筋蛋白二硫鍵的交換反應(yīng)，影響面筋蛋白的游離巰基含量。此外，KGM有利于提高面筋蛋白的黏彈特性和熱特性，促使面筋蛋白中穩(wěn)定性差的β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的α-螺旋和β-折疊結(jié)構(gòu)。面筋蛋白微觀結(jié)構(gòu)的變化也進(jìn)一步證明了KGM對(duì)改善冷凍小麥面團(tuán)面筋蛋白結(jié)構(gòu)以及持水性、流變性、熱特性功能特性的有效性。