劉 昊，顧豐穎，朱金錦，楊婷婷，邵之曉，張巧真，王 鋒

（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，北京 100193）

乳糜瀉易感人群約占世界總?cè)丝诘?%[1]，終身嚴(yán)格遵守?zé)o麩質(zhì)飲食，是避免因攝入麩質(zhì)而引起的腸道不適，改善乳糜瀉患者生活質(zhì)量的重要治療手段。玉米醇溶蛋白約占玉米總蛋白質(zhì)的50%[2]，作為玉米淀粉工業(yè)副產(chǎn)物，玉米醇溶蛋白已被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)可以食用[3]。玉米醇溶蛋白能夠依靠分子間表面疏水作用，相互聯(lián)結(jié)成網(wǎng)，在面團(tuán)中起到類(lèi)似面筋蛋白的功能作用[4]，在無(wú)麩質(zhì)谷物食品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域受到關(guān)注。但相比小麥面筋蛋白，玉米醇溶蛋白在常溫條件下（約20 ℃）功能性表現(xiàn)較差，制得面團(tuán)的加工品質(zhì)不盡人意，一定程度上制約了玉米醇溶蛋白基無(wú)麩質(zhì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。已有研究表明，向玉米醇溶蛋白體系中添加有機(jī)酸，可促進(jìn)玉米醇溶蛋白結(jié)構(gòu)舒展，彼此聚合連結(jié)，形成蛋白網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，賦予玉米醇溶蛋白良好的加工性能[5]。Sly等[6]研究了40 ℃以上時(shí)，添加少量乳酸-乙酸對(duì)玉米醇溶蛋白基面團(tuán)流變特性及蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響。但常溫條件下（約25 ℃），乳酸調(diào)控玉米醇溶蛋白基面團(tuán)加工性能的相關(guān)研究較少。一般谷物面團(tuán)發(fā)酵時(shí)也會(huì)富集乳酸[7]，有助于改善面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)，增加制品風(fēng)味[8]。相比醒發(fā)酸面團(tuán)制備谷物食品，直接添加有機(jī)酸調(diào)節(jié)面團(tuán)，無(wú)需嚴(yán)格控制醒發(fā)條件，免除長(zhǎng)時(shí)間的恒溫處理，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)加工過(guò)程[9]。

富含谷氨酰胺的蛋白質(zhì)會(huì)在酸環(huán)境中發(fā)生脫酰胺反應(yīng)，使谷氨酰胺的酰胺側(cè)鏈被轉(zhuǎn)化為帶負(fù)電荷的羧酸基團(tuán)，將疏水性的谷氨酰胺反應(yīng)為中性的谷氨酸。脫酰胺反應(yīng)，不僅使蛋白質(zhì)序列發(fā)生變化，還會(huì)影響到蛋白質(zhì)的親疏水性、二級(jí)結(jié)構(gòu)、相對(duì)分子質(zhì)量[10-11]。在小麥面筋蛋白的有機(jī)酸脫酰胺反應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn)，脫酰胺反應(yīng)使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)趨于舒展，增加了H＋與肽鍵接觸機(jī)率，蛋白質(zhì)變得更易水解[12]。玉米醇溶蛋白中有超過(guò)20%的氨基酸是谷氨酰胺，脫酰胺反應(yīng)底物充足[13]。

面條作為傳統(tǒng)的谷物食品，歷史悠久，制作方便，是最受東亞居民喜愛(ài)的主食之一。在西方人的日常生活中，面條是僅次于面包的谷物食品[14]。目前，玉米醇溶蛋白基無(wú)麩質(zhì)谷物食品的研究品類(lèi)主要是烘培類(lèi)食品，有關(guān)面條的研究較少。僅檢索到Jeong等[15]研究了玉米醇溶蛋白添加量對(duì)玉米醇溶蛋白-米粉面條的影響；Kim等[16]研究了米粉粒徑對(duì)玉米醇溶蛋白-米粉面條的影響。但他們的玉米醇溶蛋白基面條制備環(huán)境均在40 ℃，操作條件要求高，且未涉及面條的煮制品質(zhì)，僅探討了不同配方下面條的成型情況。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)面團(tuán)中乳酸和原料粉的比例L/F（mL/g），改善玉米醇溶蛋白基無(wú)麩質(zhì)面團(tuán)（簡(jiǎn)稱(chēng)Z面團(tuán)）的粉質(zhì)質(zhì)量。探討乳酸對(duì)Z面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的脫酰胺反應(yīng)、分子質(zhì)量、蛋白質(zhì)表面疏水性、分子結(jié)構(gòu)的影響?；谌樗釋?duì)Z面團(tuán)粉質(zhì)性能，以及對(duì)面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的影響，將Z面團(tuán)制為面條（簡(jiǎn)稱(chēng)Z面條），討論乳酸含量對(duì)玉米醇溶蛋白基無(wú)麩質(zhì)面條蒸煮品質(zhì)的調(diào)控效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乳酸（分析純） 上海麥克林生化科技有限公司；玉米醇溶蛋白 西格瑪里奧德里奇公司；沙蒿膠上海源葉生物科技有限公司；玉米淀粉（直鏈淀粉（24.49±1.41）%，支鏈淀粉（75.87±1.90）%） 黑龍江鵬程生化有限公司；實(shí)驗(yàn)用水均為蒸餾水。

1.2 儀器與設(shè)備

DZ2000電子天平 常熟市嘉衡天平儀器有限公司；DN2000杜馬斯定氮儀 北京諾德泰科儀器儀表有限公司；Mixolab-2混合實(shí)驗(yàn)儀 法國(guó)肖邦技術(shù)公司；H/16MM臺(tái)式高速離心機(jī) 湖南赫西儀器裝備有限公司；DN2000杜馬斯定氮儀 北京諾德泰科儀器儀表有限公司；Tensor 27傅里葉變換紅外光譜儀 德國(guó)布魯克公司；FD-1C-80真空冷凍干燥機(jī) 上海市比郎儀器制造有限公司；A560分光光度計(jì) 翱藝儀器有限公司；Mini-Protein Tetra System凝膠電泳系統(tǒng)、ChemiDoc MP凝膠成像系統(tǒng) 美國(guó)Bio-Rad公司。

1.3 方法

1.3.1 原料粉制備

將玉米醇溶蛋白、沙蒿膠和玉米淀粉按10∶1∶39（g/g）的比例充分混合，作為制備Z面團(tuán)所用原料粉。僅將沙蒿膠和玉米淀粉按1∶39（g/g）的比例充分混合，作為無(wú)玉米醇溶蛋白面團(tuán)（簡(jiǎn)稱(chēng)NZ面團(tuán)）所用原料粉。

1.3.2 粉質(zhì)性能分析

基于混合實(shí)驗(yàn)儀的Chopin S標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行粉質(zhì)實(shí)驗(yàn)，設(shè)定混合實(shí)驗(yàn)儀攪拌刀片轉(zhuǎn)速80 r/min，揉混溫度25 ℃。將混合好的原料粉置于混合實(shí)驗(yàn)儀中，加入乳酸水溶液，通過(guò)控制補(bǔ)加水量，使揉混最大扭矩達(dá)（1.1±0.05） N·m（相當(dāng)于Brabender粉質(zhì)儀500 BU）。制得面團(tuán)中L/F分別為0∶50、1∶50、2∶50、3∶50、4∶50、5∶50（mL/g），分別記為Z0、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5；NZ0、NZ1、NZ2、NZ3、NZ4、NZ5。面團(tuán)中水分含量統(tǒng)一為52%。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.3.3 面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的提取

參考張瑋等[17]的方法。將Z面團(tuán)凍干，研磨成粉。向粉末中加入蒸餾水制得懸濁液，磁力攪拌5 h，將分散液離心取沉淀，去除面團(tuán)中的乳酸。向沉淀固形物中加入70%的乙醇溶液，磁力攪拌5 h，離心吸取上清液，35 ℃下烘干，得到玉米醇溶蛋白。

1.3.4 玉米醇溶蛋白脫酰胺度檢測(cè)

在酸性條件下，玉米醇溶蛋白與酸發(fā)生脫酰胺反應(yīng)，谷氨酰胺的側(cè)鏈基團(tuán)—NH2被替換為—OH，N含量下降[18]。借鑒李傳雯等[19]的方法，通過(guò)測(cè)定蛋白質(zhì)N含量的變化計(jì)算脫酰胺度。將Z面團(tuán)研磨成粉，用杜馬斯定氮儀確定N含量。設(shè)N0為玉米醇溶蛋白中N含量，N1為脫酰胺反應(yīng)后玉米醇溶蛋白中N含量，按式（1）計(jì)算脫酰胺度[20]：

1.3.5 十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDSPAGE）

參考Li Ting等[21]的方法。通過(guò)SDS-PAGE表征玉米醇溶蛋白。將玉米醇溶蛋白分散于Tris-HCl溶液中，加入甘油和SDS充分?jǐn)嚢?，蛋白質(zhì)上樣量10 μg。以Precision Plus Protein Dual Xtra標(biāo)準(zhǔn)品用作分子質(zhì)量Marker，設(shè)定電泳儀電壓為260 V，電流13 mA。用固定溶液（40%甲醇，10%乙酸和50%水）固定條帶，考馬斯亮藍(lán)G-250染色過(guò)夜。10%乙酸溶液對(duì)凝膠進(jìn)行脫色，并用凝膠成像系統(tǒng)成像。

用Quantity One按蛋白質(zhì)條帶灰度進(jìn)行定量分析。分別以提取自Z面團(tuán)的玉米醇溶蛋白二倍體條帶、單倍體條帶，以及條帶總灰度為C1，以玉米醇溶蛋白的二倍體條帶、單倍體條帶，以及條帶總灰度為空白對(duì)照（C0），按式（2）計(jì)算面團(tuán)中玉米醇溶蛋白各條帶灰度變化程度：

1.3.6 玉米醇溶蛋白表面疏水性檢測(cè)

以溴酚藍(lán)的結(jié)合量反映蛋白質(zhì)表面疏水性，適用于醇溶性蛋白表面疏水性檢測(cè)[22]，參考Smith等[23]的方法。將面團(tuán)中提取所得玉米醇溶蛋白加入到20 mmol/L的磷酸鹽緩沖液（pH 6.0）中，蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度5 mg/mL，振蕩30 min。加入200 μL的1 mg/mL溴酚藍(lán)去離子水溶液，磁力攪拌10 min。將樣品液以4 000 r/min離心15 min，吸取上清液，用磷酸鹽緩沖液10 倍稀釋?zhuān)浞终袷?。用分光光度?jì)在波長(zhǎng)595 nm處測(cè)定吸光度A1。以磷酸鹽緩沖液稀釋10 倍的1 mg/mL溴酚藍(lán)去離子水溶液吸光度A0為檢測(cè)空白。按式（3）計(jì)算1 mg玉米醇溶蛋白的溴酚藍(lán)結(jié)合量：

1.3.7 玉米醇溶蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)檢測(cè)

根據(jù)Taylor等[24]的方法，用傅里葉變換紅外光譜檢測(cè)不同乳酸含量的Z面團(tuán)中玉米醇溶蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)組成。將新鮮制備的面團(tuán)進(jìn)行真空冷凍干燥，研磨為粉狀，取2 mg與溴化鉀混合研磨。傅里葉變換紅外光譜儀設(shè)定為衰減全反射模式，掃描64 次，帶寬8 cm－1，間隔1 cm－1，波數(shù)400～4 000 cm－1。各乳酸含量的混合面團(tuán)至少重復(fù)檢測(cè)4 次。傅里葉變換紅外光譜用Lorentzian濾光器進(jìn)行傅里葉反卷積，帶寬為12，分辨率增強(qiáng)因子為2。

1.3.8 玉米醇溶蛋白基面條制備

按1.3.2節(jié)制備Z面團(tuán)，并搟壓為1 mm厚的大張面片，用壓面機(jī)的面條成型模塊，將大張面片切為厚1 mm、寬約3 mm的面條。Z面條中L/F分別為0∶50、1∶50、2∶50、3∶50、4∶50、5∶50（mL/g），分別記為Z0面條、Z1面條、Z2面條、Z3面條、Z4面條、Z5面條。

1.3.9 面條斷條率計(jì)算

參照LS/T 3304—2017《中國(guó)好糧油 掛面》進(jìn)行。將制備好的面條統(tǒng)一剪至20 cm長(zhǎng)，取30 根。于500 mL 100 ℃蒸餾水中，按Sirichokworrakit等[25]的方法確定面條最佳煮制時(shí)間。煮熟后撈出，長(zhǎng)度不小于12 cm的面條為完整面條，記為N1。實(shí)驗(yàn)重復(fù)5 次。按式（4）計(jì)算面條斷條率：

1.3.10 面條蒸煮損失測(cè)定

參照LS/T 3304—2017《中國(guó)好糧油 掛面》，略作改動(dòng)。?。?0±0.1）g面條（W0），放入500 mL 100 ℃蒸餾水中煮至最佳時(shí)間后，輕輕撈出，將面湯倒入量筒，加蒸餾水至500 mL，轉(zhuǎn)入燒杯，混勻。吸取20 mL，置于25 mL恒質(zhì)量燒杯（M0）中。將燒杯放在105 ℃烘箱中去除面湯水分，測(cè)得烘干后燒杯質(zhì)量（M1）。該實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，每次2 個(gè)平行。按式（5）計(jì)算蒸煮損失率：

1.3.11 面條質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

參照Liu Rui等[26]的方法測(cè)定。面條煮至最佳時(shí)間，輕輕撈出，置于蒸餾水（室溫）中30 s左右。取5 根面條，同向無(wú)間隙放于檢測(cè)平臺(tái)。探頭A/LKB-F；檢測(cè)模式TPA；測(cè)定前速率2 mm/s；測(cè)定時(shí)速率0.8 mm/s；測(cè)定后速率2 mm/s；壓縮比70%；探頭2 次下壓間隔5 s；起點(diǎn)感應(yīng)力5 g。Z面團(tuán)均重復(fù)制備2 次，制得Z面條平行煮制3 次，檢測(cè)3 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 面團(tuán)粉質(zhì)性能

谷物粉在加水揉混過(guò)程中，根據(jù)Mixolab攪拌刀片扭矩繪制出的粉質(zhì)曲線，能夠反映面團(tuán)的加工性能[27]。

從表1可以看出，隨Z面團(tuán)中乳酸添加比例的增加，表征粉質(zhì)性能的多項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢(shì)呈先上升后下降，峰值多集中在Z2，說(shuō)明Z2耐揉混性好，筋力較強(qiáng)，加工性能優(yōu)越。吸水率決定了谷物產(chǎn)品加工的經(jīng)濟(jì)性。Z2吸水率最大，面團(tuán)吸水能力最強(qiáng)，分別是Z0和Z5的1.13 倍和1.18 倍。面團(tuán)形成時(shí)間反映了蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建速度，Z0～Z5的形成時(shí)間呈先延長(zhǎng)后縮短趨勢(shì)，Z2形成時(shí)間較長(zhǎng)，為195.40 s，顯著高于Z0和Z5的116.83、165.00 s（P＜0.05）。面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)明面團(tuán)筋力越強(qiáng)[28]，GB/T 17892—1999《優(yōu)質(zhì)小麥 強(qiáng)筋小麥》中規(guī)定面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間大于10 min為一等優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥粉。Z2穩(wěn)定時(shí)間最長(zhǎng)，達(dá)823.20 s（合13.72 min），顯著高于其他Z面團(tuán)（P＜0.05）。弱化度是面團(tuán)最大扭矩與繼續(xù)揉混12 min后扭矩的差值，弱化度越小，面團(tuán)筋力越好，耐揉混性越強(qiáng)[29]。Z1～Z5弱化度均小于Z0，其中Z2的弱化度僅為0.02 Nm，是Z0的1/22，表明添加適量的乳酸可有效提高玉米醇溶蛋白基面團(tuán)的耐揉混性。粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)是對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)性能的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，Z1～Z5的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均高于Z0，呈先上升后下降趨勢(shì)，Z2粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)最高，達(dá)1 024.25，分別是Z0的1.73 倍、Z5的1.56 倍。表明添加乳酸可以改善Z面團(tuán)的粉質(zhì)性能，當(dāng)面團(tuán)中L/F為2∶50（mL/g）時(shí)，粉質(zhì)性能表現(xiàn)最佳。

表1 樣品粉質(zhì)性能參數(shù)Table 1 Farinographic properties of doughs Z0-Z5 and NZ0-NZ5

NZ面團(tuán)的吸水率隨乳酸含量增加而小幅度上升，NZ5的吸水率較NZ0約高8%，是淀粉在酸的作用下受到損傷，比表面積增大，水結(jié)合位點(diǎn)增多的結(jié)果[30]。NZ面團(tuán)吸水率均低于同等L/F的Z面團(tuán)，說(shuō)明玉米醇溶蛋白提高了面團(tuán)對(duì)水分的持留能力。當(dāng)L/F一定時(shí)，Z面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間更長(zhǎng)，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)更高，表明面團(tuán)中的玉米醇溶蛋白發(fā)揮了重要作用，增加了面團(tuán)的揉混穩(wěn)定性，提升了粉質(zhì)性能。此外，Z0、Z1的弱化度分別為NZ0、NZ1的3.67 倍和1.64 倍，耐揉混性更差，但Z2～Z5的弱化度則遠(yuǎn)小于NZ2～NZ5，表明乳酸含量需達(dá)到一定水平才能起到增強(qiáng)玉米醇溶蛋白基面團(tuán)耐揉混性的效果。

2.2 面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的脫酰胺度

玉米醇溶蛋白中超過(guò)20%的氨基酸是谷氨酰胺[13]。有機(jī)酸對(duì)蛋白質(zhì)具有很好的脫酰胺作用[31]。脫酰胺反應(yīng)能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)中疏水性的谷氨酰胺轉(zhuǎn)化為中性的谷氨酸[32]，使蛋白質(zhì)一級(jí)序列發(fā)生變化，影響到親疏水性、分子質(zhì)量、蛋白質(zhì)構(gòu)象等[33]，進(jìn)而改變玉米醇溶蛋白分子間相互作用水平，影響面團(tuán)中玉米醇溶蛋白網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，宏觀上表現(xiàn)為玉米醇溶蛋白基面團(tuán)的粉質(zhì)性能變化。

從圖1可知，隨面團(tuán)中乳酸添加量的增加，玉米醇溶蛋白的脫酰胺度逐漸提高，Z5中玉米醇溶蛋白的最高，達(dá)42.64%?？梢?jiàn)乳酸含量與面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的脫酰胺度正相關(guān)（Pearson相關(guān)性0.994）。在檸檬酸對(duì)小麥醇溶蛋白的脫酰胺反應(yīng)研究中，同樣發(fā)現(xiàn)體系中檸檬酸溶液濃度越高，蛋白質(zhì)的脫酰度越大[34]。結(jié)合粉質(zhì)性能結(jié)果，得出玉米醇溶蛋白基面團(tuán)粉質(zhì)性能的提高與蛋白質(zhì)脫酰胺度的變化不存在直接關(guān)系，需綜合考慮在脫酰胺影響下玉米醇溶蛋白的親疏水性、分子質(zhì)量、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)等的變化。

圖1 不同樣品中玉米醇溶蛋白脫酰胺度Fig.1 Deamidation degrees of zein in doughs Z0-Z5

2.3 面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的分子質(zhì)量

在小麥面筋蛋白的研究中發(fā)現(xiàn)，脫酰胺反應(yīng)將蛋白質(zhì)中性的酰胺基團(tuán)反應(yīng)為帶負(fù)電的羧酸基團(tuán)，蛋白質(zhì)內(nèi)氫鍵減少，表面電負(fù)性增加，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)趨于舒展，H＋與肽鍵接觸機(jī)率增加，蛋白質(zhì)更易水解，造成分子質(zhì)量下降[34]。根據(jù)圖2可知，本研究所用蛋白質(zhì)主要為α-玉米醇溶蛋白，由35～48 kDa的α-玉米醇溶蛋白二倍體和19、22 kDa的α-玉米醇溶蛋白單倍體組成[35-36]。

由圖2可知，提取自Z0的玉米醇溶蛋白與原料玉米醇溶蛋白的條帶分布及灰度情況無(wú)明顯差異，說(shuō)明當(dāng)體系中不含乳酸時(shí)，面團(tuán)的揉混過(guò)程及從面團(tuán)中提取玉米醇溶蛋白的操作，均不會(huì)對(duì)玉米醇溶蛋白分子質(zhì)量分布情況造成顯著影響。添加乳酸后，面團(tuán)中部分玉米醇溶蛋白發(fā)生水解，條帶總灰度隨面團(tuán)中乳酸添加量的增加而下降，但未形成新的獨(dú)立條帶。推測(cè)是因?yàn)樵谌樗嶙饔孟?，玉米醇溶蛋白水解時(shí)的肽鍵斷裂位點(diǎn)不一，蛋白質(zhì)片段間的分子質(zhì)量差異較大，零散分布于泳道。

圖2 不同樣品中玉米醇溶蛋白SDS-PAGE條帶Fig.2 SDS-PAGE profiles of zein in doughs Z0-Z5

Z1～Z5中部分玉米醇溶蛋白發(fā)生水解，少量的二倍體α-玉米醇溶蛋白被水解為單倍體。如圖3所示，Z1～Z5的條帶總灰度和二倍體條帶灰度下降，而單倍體條帶灰度呈先上升后下降趨勢(shì)，Z2中玉米醇溶蛋白單倍體條帶灰度最高，推測(cè)在揉混過(guò)程中，適量乳酸促使玉米醇溶蛋白中二倍體分解形成單倍體；同時(shí)，部分玉米醇溶蛋白肽鍵發(fā)生斷裂，蛋白質(zhì)片段化，條帶的總灰度有所下降。

圖3 不同樣品中玉米醇溶蛋白SDS-PAGE條帶灰度變化Fig.3 Grayscale change in SDS-PAGE bands of zein in doughs Z0-Z5

2.4 面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的表面疏水性

表面疏水性反映了疏水基團(tuán)在蛋白質(zhì)表面的分布情況，是蛋白質(zhì)的重要特征[37]。玉米醇溶蛋白可以基于表面疏水性彼此聯(lián)結(jié)，構(gòu)建玉米醇溶蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[35]，充當(dāng)面團(tuán)的蛋白質(zhì)骨架。

溴酚藍(lán)結(jié)合量越大，說(shuō)明蛋白質(zhì)與溴酚藍(lán)疏水相互作用能力越強(qiáng)，表面疏水性越大。如圖4所示，Z1～Z5中玉米醇溶蛋白的表面疏水性均顯著高于Z0（P＜0.05），隨Z面團(tuán)中乳酸添加量的增加，玉米醇溶蛋白表面疏水性先上升后下降，其中Z2中玉米醇溶蛋白的表面疏水性最強(qiáng)，溴酚藍(lán)結(jié)合量分別為Z0和Z5的5.29 倍和1.31 倍。說(shuō)明適量的乳酸可促使蛋白質(zhì)展開(kāi)，暴露出包藏于蛋白質(zhì)內(nèi)部的疏水性基團(tuán)，提高表面疏水性[38]，但隨乳酸含量持續(xù)增加，玉米醇溶蛋白表面疏水性發(fā)生下降。推測(cè)一方面是因?yàn)楸砻媸杷缘奶岣撸谟衩状既艿鞍追肿娱g發(fā)生聚集，導(dǎo)致蛋白質(zhì)表面能夠與溴酚藍(lán)結(jié)合的疏水基團(tuán)數(shù)量下降[34]；另一方面，脫酰胺反應(yīng)使部分谷氨酰胺殘基的疏水性側(cè)鏈基團(tuán)轉(zhuǎn)化為羧基基團(tuán)，減少了玉米醇溶蛋白與溴酚藍(lán)結(jié)合的疏水性位點(diǎn)。

圖4 不同樣品中玉米醇溶蛋白的溴酚藍(lán)結(jié)合量Fig.4 Amounts of bromophenol blue bound to zein in doughs Z0-Z5

2.5 面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)

氨基酸組成、外界環(huán)境等因素決定了谷物蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，影響了蛋白質(zhì)在面團(tuán)中的功能表現(xiàn)。就小麥面團(tuán)來(lái)說(shuō)，β-折疊結(jié)構(gòu)是構(gòu)建面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，對(duì)面團(tuán)質(zhì)構(gòu)影響顯著[39]。研究認(rèn)為，玉米醇溶蛋白的黏彈性質(zhì)與β-折疊的形成有關(guān)[40]。

適當(dāng)含量的乳酸可以提高Z面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的β-折疊占比，但乳酸添加過(guò)量則會(huì)使β-折疊占比下降。如表2所示，隨著乳酸添加量的增加，Z面團(tuán)中玉米醇溶蛋白的β-折疊占比呈先上升后下降趨勢(shì)，Z2中玉米醇溶蛋白的β-折疊占比最大，分別是Z0和Z5的1.11 倍和1.14 倍；α-螺旋占比無(wú)明顯變化規(guī)律，若將β-折疊和α-螺旋視為高度有序的結(jié)構(gòu)，則占比的變化呈先上升后下降趨勢(shì)。Mattice等[41]發(fā)現(xiàn)經(jīng)乙酸溶液處理，玉米醇溶蛋白的α-螺旋結(jié)構(gòu)占比下降，分子間β-折疊占比上升。有研究表明，玉米醇溶蛋白中β-折疊占比增加，可使面團(tuán)結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，流變性能提高[42]，改善面團(tuán)加工性能。Z2良好的粉質(zhì)性能，可能與Z2中的玉米醇溶蛋白富含β-折疊結(jié)構(gòu)有關(guān)。

表2 不同樣品中玉米醇溶蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)Table 2 Secondary structure composition of zein in doughs Z0-Z5

2.6 面條斷條率

斷條率是表征面條蒸煮品質(zhì)的重要指標(biāo)，斷條率較低，則耐煮性好，口感滑爽筋道[43]。如表3所示，隨Z面條中乳酸添加量的增加，斷條率呈先下降后上升的變化趨勢(shì)。其中Z2～Z4面條的斷條率均低于5%，品質(zhì)優(yōu)越，符合LS/T 3304—2017相關(guān)要求。說(shuō)明添加一定量的乳酸可使玉米醇溶蛋白基面條在煮制時(shí)更為穩(wěn)定，不易斷條。

表3 不同面條樣品蒸煮特性Table 3 Cooking characteristics of noodles Z0-Z5

2.7 面條蒸煮損失

面條在煮制過(guò)程中，蒸煮損失率越高，則糊湯現(xiàn)象越嚴(yán)重，面條品質(zhì)越差。有關(guān)小麥面條的研究表明，和面過(guò)程中由小麥面筋蛋白構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)會(huì)對(duì)淀粉顆粒形成包裹束縛[44]。在煮制熟化過(guò)程中，面條表面的淀粉最先吸水膨脹，若蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)不夠結(jié)實(shí)穩(wěn)定，則會(huì)有大量的淀粉滲出到湯中，導(dǎo)致蒸煮損失增加，面湯渾濁[45]。如表3所示，隨乳酸添加量的增加，Z面條蒸煮損失呈下降后上升的變化趨勢(shì)，Z2面條的損失最小，分別為Z0面條和Z5面條的68.63%和80.61%。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)間的非共價(jià)作用影響著面條的質(zhì)地與強(qiáng)度[46]，牛血清蛋白和小麥面筋蛋白均會(huì)通過(guò)疏水相互作用強(qiáng)化面條結(jié)構(gòu)，作用效果甚至超過(guò)共價(jià)鍵[47]。由2.4節(jié)可知，Z2中玉米醇溶蛋白表面疏水性較強(qiáng)，有助于分子間聚集，形成結(jié)實(shí)連貫的蛋白網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)化了面條質(zhì)地，淀粉顆粒被牢牢地包裹，減少了Z2面條在煮制過(guò)程中的淀粉滲出。但當(dāng)乳酸添加量過(guò)高時(shí)，玉米醇溶蛋白網(wǎng)絡(luò)軟化過(guò)度，對(duì)淀粉包裹能力下降，使面條蒸煮損失逐漸回升。

2.8 面條的質(zhì)構(gòu)特性

TPA質(zhì)構(gòu)測(cè)試能夠客觀綜合地反映面條的食用品質(zhì)[44]。測(cè)得面條的彈性、回復(fù)性、內(nèi)聚性、硬度、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)與面團(tuán)的筋道感、彈性呈顯著正相關(guān)[48]。添加適量的乳酸，可以顯著提升Z面團(tuán)所制面條的質(zhì)構(gòu)特性。由表4可知，隨著乳酸添加量的增加，Z面條的硬度變化趨勢(shì)為先下降后上升，而回復(fù)性、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性則呈先上升后下降趨勢(shì)，且參數(shù)峰值集中于Z2、Z3面條。在蕎麥面條的研究中發(fā)現(xiàn)，面團(tuán)均勻緊致的微觀結(jié)構(gòu)可賦予面條良好的彈性[49]。由此認(rèn)為不含乳酸時(shí)，Z面團(tuán)中未能形成良好的玉米醇溶蛋白網(wǎng)絡(luò)，Z0面條的硬度大，彈性差。當(dāng)面團(tuán)中L/F分別為2∶50和3∶50（mL/g）時(shí)，玉米醇溶蛋白在疏水作用下相互聚集，結(jié)成連續(xù)穩(wěn)定的蛋白網(wǎng)絡(luò)，制得面條質(zhì)地良好，硬度小，彈性好，口感筋道。但過(guò)量的乳酸則會(huì)使玉米醇溶蛋白網(wǎng)絡(luò)弱化，使Z面條質(zhì)構(gòu)性能下降。

表4 不同面條樣品的質(zhì)構(gòu)特性Table 4 Texture profile analysis (TPA) properties of noodles Z0-Z5

3 結(jié) 論

通過(guò)調(diào)節(jié)面團(tuán)中乳酸和原料粉的比例，比較乳酸含量對(duì)玉米醇溶蛋白基面團(tuán)（Z面團(tuán)）及不含玉米醇溶蛋白的NZ面團(tuán)粉質(zhì)性能的影響規(guī)律，得出乳酸作用下的玉米醇溶蛋白是影響面團(tuán)加工品質(zhì)的關(guān)鍵組分。乳酸會(huì)促使面團(tuán)體系中的玉米醇溶蛋白發(fā)生脫酰胺和水解反應(yīng)，引起蛋白質(zhì)表面疏水性和二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。添加適量的乳酸可以提升Z面團(tuán)的粉質(zhì)性能，增加玉米醇溶蛋白表面疏水性，增大β-折疊結(jié)構(gòu)占比，改善Z面條的蒸煮品質(zhì)。其中L/F為2∶50的玉米醇溶蛋白基面團(tuán)（Z2）耐揉混性強(qiáng)，弱化度低，粉質(zhì)表現(xiàn)最佳；測(cè)得Z2中玉米醇溶蛋白表面疏水性最強(qiáng)，β-折疊結(jié)構(gòu)占比最高；Z2所制面條斷條率低，蒸煮損失小，面條質(zhì)構(gòu)適宜。