小麦面粉中面筋蛋白组分对面条品质影响机理研究

The annual output value of industrial production of noodles in China is about 300 billion RMB now. But the lack of theoretical research on the relationships between flour proteins and noodles results in many difficulties in obtaining scientific judgment of wheat varieties special for noodle-making, which has seriously affected the noodle quality and reduced the competitiveness in international markets. The gluten proteins in flour will be fully studied based on food biochemistry, cereal chemistry, physical properties of food and food rheology. The effects of high molecular weight-glutenin subunits, low molecular weight-glutenin subunits and gliadin fractions on noodle quality attributes such as springiness, smoothness, cohesiveness and hardness will be investigated by means of fractionation and reconstitution of flour components, biochemical separation, electrophoresis, biological mass spectrometry technology, .raman spectra, electron microscope scanning and textural analysis. Moreover, the relationship between different groups on the side chain of protein molecules, secondary structure of protein molecules and noodle qualities will be analyzed. On that basis, the effect mechanism of gluten protein molecules on important noodle quality attributes, microstructure and appearance features of noodles will be explored on molecular level. The research results will offer important theoretical foundation for both the quality control of noodles and breeding of wheat special for noodle-making.

我国工业化生产的面条年产值近3000亿元，但是由于理论研究特别是对面粉中蛋白质的理论研究缺乏而无法提出合适的面条专用粉指标，严重影响了产品质量和在国际市场的竞争力。本研究以面粉中的面筋蛋白为研究对象，以食品生物化学、谷物化学、食品物性学、流变学为理论基础，以面粉中化学成分分离重组、生化分离、电泳、生物质谱、拉曼光谱、电镜扫描、质构检测等技术为主要手段，研究小麦面粉中麦谷蛋白高分子亚基、低分子亚基和醇溶蛋白组分与面条弹性、光滑度、筋力、硬度等产品质量参数之间的关系，分析面筋蛋白不同组分对面条质量的影响规律；研究面筋蛋白质分子侧链不同基团、蛋白质分子二级结构与面条加工、面条品质之间的关系，从分子层面上探究蛋白质分子对面条主要质量参数、微观结构和表观特征的影响机理。该研究成果将为面条质量控制和面条专用小麦育种提供重要理论依据。

项目背景：我国工业化生产的面条年产值近 3000 亿元，但是由于理论研究特别是对面粉中蛋白质的理论研究缺乏而无法提出合适的面条专用粉指标，严重影响了产品质量和在国际市场的竞争力。研究内容：本研究以面粉中的面筋蛋白为研究对象，以食品生物化学、谷物化学、食品物性学、流变学为理论基础，研究小麦面粉中面筋蛋白不同组分对面条质量的影响规律；研究面筋蛋白质分子侧链不同基团、蛋白质分子二级结构与面条加工、面条品质之间的关系。重要结论：研究发现，随着面条冷冻时间的增加，面条中清蛋白、球蛋白、SDS可溶麦谷蛋白的含量呈上升趋势，醇溶蛋白、麦谷蛋白大聚体的含量呈下降趋势；蛋白质分子中巯基和二硫键发生了相互转化，单位质量麦谷蛋白大聚体中二硫键的含量呈增大趋势；面条的硬度有显著下降，回复性变化不明显，拉伸力和拉伸距离呈减小趋势。以面粉中的面筋蛋白为研究对象，通过分离重组的方法研究面筋蛋白、琥珀酰化面筋蛋白及脱酰胺面筋蛋白对面条品质的影响发现，面筋蛋白侧链游离氨基、羧基含量的变化对生熟面条的拉断力、拉伸距离和熟面条的弹性、硬度、咀嚼性产生了较明显的影响；其中琥珀酰化面筋主要影响面条的拉断力和弹性，脱酰胺面筋对熟面条硬度和咀嚼性影响效果显著。随着冷藏时间的延长，β-折叠和α-螺旋结构的含量增加程度比较大，拉面的硬度、弹性、拉伸力和拉伸距离减小；随着冻融循环次数的增加，速冻拉面中α-螺旋和β-转角结构的含量降低，β-折叠结构含量增大，拉面的拉伸力和拉伸距离先增大后减小，拉面的硬度减小。科学意义：该研究从分子层面上探究蛋白质分子对面条主要质量参数、微观结构和表观特征的影响机理，其成果将为面条质量控制和面条专用小麦育种提供重要理论依据。