研究某種蛋白和濕麵筋凍藏穩定性的關係
小xiao麥mai麵mian筋jin蛋dan白bai是shi一yi種zhong黃huang白bai色se有you彈dan性xing和he延yan伸shen性xing的de物wu質zhi，主zhu要yao由you麥mai醇chun溶rong蛋dan白bai和he麥mai穀gu蛋dan白bai組zu成cheng，麵mian筋jin蛋dan白bai吸xi水shui後hou，蛋dan白bai分fen子zi逐zhu漸jian水shui化hua，分fen子zi間jian相xiang互hu作zuo用yong形xing成cheng三san維wei網wang狀zhuang結jie構gou，賦fu予yu麵mian團tuan持chi水shui性xing、麵(mian)團(tuan)黏(nian)結(jie)性(xing)與(yu)黏(nian)彈(dan)性(xing)等(deng)流(liu)變(bian)學(xue)性(xing)質(zhi)。冷(leng)凍(dong)是(shi)已(yi)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)的(de)一(yi)種(zhong)食(shi)品(pin)保(bao)存(cun)方(fang)法(fa)，但(dan)在(zai)冷(leng)凍(dong)貯(zhu)藏(zang)過(guo)程(cheng)中(zhong)，因(yin)溫(wen)度(du)波(bo)動(dong)而(er)引(yin)起(qi)的(de)重(zhong)結(jie)晶(jing)現(xian)象(xiang)可(ke)引(yin)起(qi)濕(shi)麵(mian)筋(jin)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)物(wu)化(hua)性(xing)質(zhi)的(de)改(gai)變(bian)，尤(you)其(qi)凍(dong)結(jie)水(shui)形(xing)成(cheng)冰(bing)晶(jing)後(hou)體(ti)積(ji)增(zeng)加(jia)，表(biao)現(xian)出(chu)異(yi)常(chang)的(de)膨(peng)脹(zhang)特(te)性(xing)，使(shi)得(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)的(de)三(san)維(wei)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)受(shou)到(dao)擠(ji)壓(ya)而(er)破(po)壞(huai)。關(guan)於(yu)濕(shi)麵(mian)筋(jin)蛋(dan)白(bai)凍(dong)融(rong)穩(wen)定(ding)性(xing)方(fang)麵(mian)的(de)研(yan)究(jiu)是(shi)冷(leng)凍(dong)麵(mian)團(tuan)及(ji)其(qi)製(zhi)品(pin)體(ti)係(xi)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)的(de)重(zhong)要(yao)部(bu)分(fen)，具(ju)有(you)實(shi)踐(jian)指(zhi)導(dao)意(yi)義(yi)。
2006年nian，我wo國guo衛wei生sheng部bu公gong布bu冰bing結jie構gou蛋dan白bai所suo示shi。隨sui凍dong藏zang時shi間jian的de延yan長chang，濕shi麵mian筋jin蛋dan白bai樣yang品pin融rong化hua焓han值zhi均jun呈cheng增zeng大da趨qu勢shi，即ji表biao明ming冷leng凍dong濕shi麵mian筋jin蛋dan白bai中zhong可ke凍dong結jie水shui量liang增zeng加jia。空kong白bai樣yang品pin在zai凍dong藏zang時shi間jian為wei1周時，冰的融化焓為88.5J/g，比Kontogiorgos等得出的值要小些，這可能是因為麵筋蛋白的來源以及麵筋和水的比例不一致造成的。凍藏2周後，融化焓值為96J/g，增加了8.4%，而當凍藏時間達到9周時，融化焓達到112.5J/g，與第1周相比，焓值增加了27.1%。開始時水分的遷移和可凍結水的增加，可能是因為在較低溫度下濕麵筋蛋白的網絡結構遭到破壞；當凍藏時間為9周zhou時shi，可ke凍dong結jie水shui焓han值zhi又you有you所suo增zeng加jia，這zhe可ke能neng是shi因yin為wei在zai長chang時shi間jian凍dong藏zang過guo程cheng中zhong，冰bing晶jing的de重zhong結jie晶jing效xiao應ying導dao致zhi濕shi麵mian筋jin網wang絡luo結jie構gou破po壞huai程cheng度du增zeng加jia，使shi得de水shui分fen從cong網wang絡luo結jie構gou中zhong離li析xi出chu來lai，可ke凍dong結jie水shui量liang增zeng加jia。
加入冰結構蛋白後，凍藏1周冰的融化焓為83.4J/g，比空白樣品降低了4.9%，而凍藏9周融化焓達到103.3J/g，比空白樣品降低了 8.9%，總的看來，加入 ISP 後，隨著凍藏時間的增加，冰的融化焓仍是增加的，但是在凍藏時間相同時，含ISP 的麵筋蛋白冰融化焓值要明顯小於空白樣品，這是因為冰結構蛋白在範德華力、疏(shu)水(shui)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)和(he)氫(qing)鍵(jian)作(zuo)用(yong)下(xia)吸(xi)附(fu)到(dao)麵(mian)筋(jin)蛋(dan)白(bai)體(ti)係(xi)中(zhong)冰(bing)核(he)表(biao)麵(mian)，抑(yi)製(zhi)冰(bing)核(he)生(sheng)長(chang)即(ji)抑(yi)製(zhi)重(zhong)結(jie)晶(jing)，減(jian)小(xiao)了(le)冰(bing)晶(jing)對(dui)濕(shi)麵(mian)筋(jin)蛋(dan)白(bai)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)的(de)破(po)壞(huai)，從(cong)而(er)減(jian)少(shao)了(le)從(cong)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)中(zhong)離(li)析(xi)出(chu)的(de)水(shui)分(fen)。
2.2 流變學特性變化
運yun用yong動dong態tai流liu變bian儀yi對dui樣yang品pin進jin行xing頻pin率lv掃sao描miao，研yan究jiu其qi彈dan性xing模mo量liang和he黏nian性xing模mo量liang的de變bian化hua，即ji對dui樣yang品pin施shi加jia相xiang同tong的de應ying力li，研yan究jiu振zhen蕩dang頻pin率lv對dui彈dan性xing模mo量liang和he黏nian性xing模mo量liang的de影ying響xiang。此ci方fang法fa可ke以yi在zai不bu破po壞huai樣yang品pin結jie構gou的de情qing況kuang下xia，直zhi接jie獲huo得de與yu樣yang品pin的de彈dan性xing和he黏nian性xing行xing為wei相xiang關guan的de信xin息xi。
蠕變曲線分為3個主要的階段：1)瞬時彈性形變：在施加應力的-瞬間體係所發生的瞬時形變，在此階段，如果應力除去，體係的形變會立即恢複；2)延遲彈性形變：緊接著體係的彈性形變開始緩慢增加；3)平衡形變：此時體係的彈性和黏性達到平衡，形變速率恒定。蠕變實驗中，凍藏4周後麵筋蛋白的形變明顯增加，這表明麵筋網絡結構被破壞。當加入 ISP 時，麵筋體係的形變量明顯減小，表明加入ISP 有效的保護了賦予麵筋彈性的組分，即麥穀蛋白。Singh dengtichumaigudanbaidajutizhijiandechanraochanshengdezulidikangbianxinghejianmanhuayisulv，chanraodiandeshumujuedingyudanbaidajutidechangduhexiangduifenzizhiliangdaxiao。yindongzangguochengzhongxingchengdedabingjingkeyipohuaimianjindanbaizhijiandechanraodian，jinershidemianjindanbaidekangbianxingnenglibiancha，yinru ISP 後，因其可以吸附到冰晶表麵，有效抑製冰晶的生長和重結晶，減少對麵筋蛋白結構的破壞，可以提高其抗變形能力。
2.3 微觀結構研究
圖5分別是空白濕麵筋蛋白和添加ISP的濕麵筋蛋白凍藏 1、4、9 周後的掃描電鏡顯微照片，圖 5A 說明空白樣品凍藏 1 周，便有粒徑小的不規則空洞出現，說未添加ISP9 周ing protein，ISP)即抗凍蛋白是可用於冷凍食品中的新型食品添加劑，可以被多種生物如魚類，植物及昆蟲所合成，以保證它們在低溫下可以生存。ISP有3種主要功能：熱滯活性、修飾冰晶及抑製重結晶。在國內率先對ISP在冷凍麵團體係中的應用研究進行了報道。關於 ISP 在冷凍麵團及其食品體係中的研究正在成為烘焙與發酵技術領域的熱點課題之一 。
本實驗采用差示掃描量熱儀研究凍藏時間對濕麵筋蛋白中可凍結水含量的影響；用動態流變儀研究冷凍濕麵筋蛋白的黏彈性模量隨凍藏時間的變化；采用掃描電子顯微鏡觀察不同凍藏時間下冷凍濕麵筋蛋白網絡結構的變化，進而分析濕麵筋蛋白中冰 - 水相平衡的變化及冰結構蛋白影響濕麵筋蛋白凍藏穩定性的作用機製，為冷凍麵製品的研究提供參考。
1 材料與方法
1.1 材料
冰結構蛋白(ISP) ；麵筋蛋白。
1.2 儀器與設備
麵筋指數測定儀；差示量熱掃描儀；掃描電子顯微鏡；冷凍幹燥機美國；動態流變儀；蛋白質測定儀。
1.3 方法
1.3.1 樣品製備
稱取一定量的小麥麵筋蛋白粉與蒸餾水，利用麵筋指數測定儀按質量比1：1 的比例混合均勻，將製得的濕麵筋蛋白用保鮮膜包裹，放在常溫下穩定1h，然後切成圓片，用保鮮膜包裹放在－18℃冰箱中。
1.3.2 可凍結水含量測定
用銦和錫校準差示掃描量熱儀。用剃刀從冷凍濕麵筋蛋白圓片中心部位取10～15mg，密封在小鋁盒中，放入DSC，空氣作參比。在－15℃和5℃各保持5min，從－15℃升溫到5℃，升溫速度為 1℃/min。記錄可凍結水的焓變(ΔH)。
1.3.3 動態流變學實驗
測定條件：直徑20mm、偏角1°椎板，溫度25℃，頻率範圍0.01～100rad/s，應變量10%，測定貯能模量G′及損耗模量 G′′隨頻率(0.01～100rad/s)的變化。
1.3.4 冷凍濕麵筋蛋白微觀結構觀察
借用蛋白質測定儀，嚴格取冷凍濕麵筋蛋白樣品30g，在30℃解凍2h後進行冷凍幹燥。樣品先用2.5% 戊二醛固定，0.1mol/L 磷酸緩衝液漂洗，再用1% 四氧化二鋨固定，0.1mol/L 磷酸緩衝液衝洗，用30%、50%、70%、90%、100% yichuntiduxituo。yongcusuanyiwuzhizhihuanchuyichunhou，caiyonglinjiedianganzaofajinxingganzao，jinglizijianshepenjinhou，zhiyusaomiaodianzixianweijingxiaguanchayangpinjiegou。jiasudianyawei5kV。
2 結果與分析
2.1 可凍結水含量研究麵筋蛋白質中水分子主要以結合水、可凍結結合水和自由水3 種狀態存在。所謂的可凍結水主要由自由水和可凍結結合水組成；suoweidefeidongjieshuizhuyaoyoujieheshuihelingyibufensongsandejieheshuizucheng。dongzangguochengzhong，bingjingshipohuaimianjindanbaizhiwangluojiegoudezhuyaoyinsuzhiyi，erkedongjieshuihanliangjuedinglemiantuanzaidongzangguochengzhongbingjingdexingchengliang，kedongjieshuiyueshao，mianjindewangluojiegoubaochideyuewanzheng。kedongjieshui(冰)的含量可以通過計算 DSC 曲線峰值下的麵積所測得的熔化焓值ΔH 來反映。圖1即為本實驗測定的典型冷凍用DSC測定冷凍濕麵筋蛋白中可凍結水(冰)的de含han量liang。濕shi麵mian筋jin蛋dan白bai中zhong冰bing的de融rong化hua焓han隨sui凍dong藏zang時shi間jian的de變bian化hua如ru圖tu明ming此ci時shi已yi經jing有you冰bing晶jing形xing成cheng，隨sui著zhe凍dong藏zang時shi間jian的de延yan長chang，麵mian筋jin網wang絡luo結jie構gou中zhong的de空kong洞dong逐zhu漸jian變bian大da，可ke以yi看kan到dao遊you離li的de澱dian粉fen顆ke粒li存cun在zai。由you圖tu5C 可以看出空白樣品凍藏9周後，麵筋網絡結構中的空洞較大，說明重結晶形成的大冰晶對網絡結構破壞程度較深。
圖5a為凍藏1周後含質量分數0.5% ISP的濕麵筋蛋白，與空白濕蛋白麵筋蛋白(圖 5A)相比，網絡結構中雖然也有空洞出現，但空洞粒徑更小且均勻。凍藏4周後，即使加入 ISP，麵筋網絡結構中的空洞不可避免的大，麵筋網絡結構遭到破壞，但是遭受破壞的程度明顯小於未加ISP 的(圖5b)。當凍藏時間延長到9周時，添加ISP在一定程度上降低了濕麵筋網絡結構遭受破壞(圖5c)。這些結果說明引入 ISP 可以顯著抑製凍藏對濕麵筋蛋白網絡結構的破壞。
冰晶形成以及重結晶效應所產生的大冰晶對麵筋網絡產生機械損傷是麵筋網絡在凍藏過程中受到破壞的最主要原因之一。因ISP 可ke以yi抑yi製zhi冰bing晶jing形xing成cheng和he重zhong結jie晶jing，使shi得de冷leng凍dong濕shi麵mian筋jin蛋dan白bai網wang絡luo內nei部bu和he外wai部bu的de可ke凍dong結jie水shui能neng夠gou形xing成cheng相xiang對dui較jiao小xiao且qie均jun勻yun的de冰bing晶jing，降jiang低di對dui濕shi麵mian筋jin蛋dan白bai網wang絡luo結jie構gou的de破po壞huai程cheng度du，從cong而er提ti高gao冷leng凍dong麵mian製zhi品pin的de品pin質zhi後hou可ke以yi抑yi製zhi凍dong藏zang過guo程cheng對dui濕shi麵mian筋jin蛋dan白bai網wang絡luo結jie構gou的de破po壞huai。
綜上所述，冰結構蛋白對於提高濕麵筋蛋白凍藏穩定性有很好的效果，本實驗為ISP 作為一種新型的添加劑，在冷凍麵團及冷凍麵製品中的應用提供了基礎研究信息 。
