冷冻对面筋蛋白分子链和聚集态的影响及面团脱水机理研究

面团（frozen dough）在冷冻贮藏过程中的脱水开裂是导致面制品品质劣变的主要问题。本项目以影响面团品质的关键组分- - 面筋蛋白大分子(GPP)为研究对象，通过运用尺寸排阻色谱与激光光散射联用技术、原子力探针技术、小角X射线散射技术、NMR技术等，研究冷冻过程对面筋蛋白大分子的链尺度（分子量、均方旋转半径）、分子链形态（构象、柔性和刚性）以及聚集态结构的影响，探讨冷冻过程对它们的影响规律，更深层次地认识面筋蛋白大分子对冷冻面团的作用，建立相关物理和数学模型，揭示面团在冷冻贮藏过程的脱水开裂机理。这些研究成果将显著提高对面筋蛋白大分子的认识水平，为解决面团冷冻脱水开裂、提高面制品品质提供理论基础，促进面筋蛋白大分子研究技术和高分子理论的发展。

面团在冷冻贮藏过程中的脱水开裂是导致面制品品质劣变的主要原因。本项目以影响面团品质的关键组分- - 面筋蛋白大分子为研究对象，通过研究不同冻藏的模式（恒温冻藏和冻融冻藏）和时间对其分子量大小与分布、分子链结构（分形维数、链构象、链尺寸和形貌）、聚集态结构、热特性及面团的流变与质构性能的影响，分别从分子水平、微观水平和宏观水平深入探讨了冻藏处理对面筋蛋白微观构造和宏观性能变化的机理，建立了冻藏处理后面筋蛋白结构的变化与面团品质变化之间的关系。. 详述如下：①研究发现冻藏处理后面筋蛋白高分子聚合物发生了解聚，其平均分子量与重均分子量都发生下降；自由巯基的含量随着冻藏时间的增加而增加。②冻藏处理对面筋蛋白分子链结构（分形维数、链构象、链尺寸和形貌）的影响研究发现：面筋蛋白的链构形为相互交联的纤维状网络结构，冻藏后会导致面筋蛋白链网络状结构的弱化及分形维数的下降，面筋蛋白的流体力学半径（Rg）大小与分布随着冻藏时间的增加呈现下降的趋势，与其分形维数（Dm）的变化呈正相关。③通过研究面筋蛋白易溶和难溶部分的MHS方程，发现在恒温冻藏过程中，易溶部分的分子链都呈现半柔顺性，其柔顺性随着冻藏时间的增加而增加；难溶部分的分子链仍呈现半刚性，随着冻藏时间的增加构象没有明显变化。在冻融冻藏过程中，易溶部分分子链的柔顺性增加；难溶部分分子链还呈现半刚性链，随着冻藏时间达到90d时，链构象由半刚性链转变为半柔顺性链。④冻藏过程中由于水分的迁移使面筋蛋白显微网络结构明显弱化，随着冻藏时间的增加出现了不规则孔洞。⑤选择中筋粉作为研究对象，发现随着添加的面筋蛋白冻藏时间的增加，其面团的流变学与质构特性呈现下降的趋势。添加面筋蛋白分子量的大小和面团的硬度呈正相关。面筋蛋白分子量及分子链结构的变化是冻藏后面团品质变化的重要原因。. 这项研究成果将从理论上提高对面筋蛋白大分子的认识水平，从分子层面上认识到冷冻储藏过程面团的冷冻开裂的另一个主要原因是由于面筋蛋白大分子结构的变化所致，这将对原有的理论（水的迁移）导致面团开裂理论进行补充，对彻底解决面团冷冻脱水开裂、提高面制品品质提供了新的理论基础，同时也能促进面筋蛋白大分子研究技术和高分子理论的发展。.