菊粉与面团体系中主要组分间的分子作用机制及品质改良机理

A large number of studies have indicated that many chronic diseases are closely related to the lack of dietary fiber. While the common dietary fiber is seriously limited in the food industry due to its poor processing performance and taste. Inulin ,as a kind of excellent new dietary fiber, has shown obvious advantages in the dough quality improvement.On the basis of our preliminary studies about the physical and chemical properties and rheological properties of inulin, we will explore the influence law of inulin on moisture migration behavior during the dough forming process, analysis the interaction force between inulin and the protein components, investigate the influence mechanism of inulin on the protein secondary structure and the gluten network, and study the interaction of inulin and the compatibility of starch blending system in dough and glass transition, the leakage amount of amylose, as well as inulin and the covalent and non covalent bonds between starch molecules. At the same time, we will study the termomechanical characteristics and enthalpy changes of inulin-flour system in the developing process of the mixed dough based on thermodynamics, analysis the behavior mechanism of inulin in dough forming process according to the theory of segregation phase separation and association phase separation. Finally, we will reveal the mechanism of inulin on the dough quality improvement from the micro and macro point of view. This project will play a positive role to improve the processing performance and nutritional value of the flour.

研究证明现代许多慢性疾病与膳食纤维缺乏存在密切的相关性，而常见的膳食纤维由于加工性能和口感差，在食品工业中的应用受到严重的制约。菊粉作为一种优良的新膳食纤维，在面团品质改良方面已显示出明显的优势。课题将在前期对菊粉物化性质和流变学特性的研究基础上，探索菊粉对面团形成过程中水分迁移行为的影响规律；分析菊粉与面筋蛋白组分间的分子作用力，探讨菊粉对蛋白质分子二级结构和面筋网络结构的影响机制；研究菊粉与面团中淀粉共混体系的相容性与玻璃化转变、渗漏直链淀粉量、菊粉-淀粉分子间共价及非共价的相互作用；从热力学角度，研究菊粉-面粉体系在混合面团制作过程中的热机械学特性与焓变，结合离析相分离和缔合相分离理论，分析菊粉参与面团形成过程的行为机制。最终从微观与宏观角度阐明菊粉对面团品质改良的作用机理。本项目对提高面粉的加工性能与食用营养价值将起到积极的促进作用。

研究证明，现代许多慢性疾病与膳食纤维缺乏存在密切的相关性，菊粉作为一种优良的新膳食纤维，在面团品质改良方面已显示出明显的优势。课题主要研究了三种不同聚合度的菊粉对不同筋度面团形成过程中水分迁移行为、蛋白质结构与功能、淀粉热力学性质、分子间相互作用、参与面团形成过程和面制品品质等方面的影响，最终从微观与宏观角度揭示了菊粉对面团品质改良的作用机理。.实验发现，三种不同聚合度的菊粉添加均能显著改变面团中的水分迁移行为。菊粉的添加引起了低筋和中筋生面团中可冻结水含水率的下降和不可冻结水含水率的上升，但对高筋生面团来说刚好相反。在馒头贮藏的前3天内，随菊粉的添加，低筋馒头和中筋馒头的总水分含量和可冻结弱结合水的迁移速率加快，但在贮藏后期，水分迁移速率减慢。同时，可冻结的弱结合水与蛋白质网络结构和淀粉链间的相互作用减弱，而不可冻结的紧密结合水同淀粉或蛋白质分子间的相互作用增强。.菊粉的添加使面筋蛋白、麦醇溶蛋白和麦谷蛋白的乳化活性增加，醇溶蛋白和面筋蛋白的乳化稳定性也增强，但谷蛋白乳化稳定性下降。菊粉的添加引起麦谷蛋白和面筋蛋白的二硫键含量下降；短链和天然菊粉对三种蛋白质的α-螺旋、β-转角和β-折叠无显著影响，但长链菊粉使三种蛋白的β-转角降低，而β-折叠增加。菊粉与谷蛋白的交联作用最强，菊粉聚合度越高，对蛋白质的影响越大。.菊粉的加入显著增加小麦淀粉的糊化难度，降低了淀粉体系的崩解值和老化焓，抑制了直链淀粉的重结晶，但促进贮藏过程中支链淀粉的重结晶，对直链淀粉重结晶的抑制效果大于对支链淀粉重结晶的促进效果。三种菊粉与小麦淀粉呈相容性，菊粉主要通过氢键与直链淀粉发生作用。.菊粉的添加增加了面团的稳定时间和粉质指数，降低了其弱化度，增加了低筋和中筋面团的拉伸阻力、拉伸能量和拉伸比；短链和天然菊粉的添加使不同筋度面团的总产气量和气体释放曲线最大高度显著增加，面团的持气能力也增强了。