【文章內(nèi)容簡介】 導(dǎo)致二硫 鍵 通過 SHSS 交換反應(yīng)和自由 巰基 的氧化 后 交聯(lián)，從而導(dǎo)致大的蛋白質(zhì)聚集 物 的形成及相應(yīng)的流變和功能的變化 (Lagrain et al., 2021)。 表 1 顯示，在蒸饅頭時(shí) 面筋蛋白的可萃取性有顯著的降低 (P)， 表明 了蛋白質(zhì)的聚集和密集 面筋網(wǎng)絡(luò) 的形成 ，這是由于增加了巰基 （ SH） 二硫 鍵 （ SS） 的交換反應(yīng)。 蒸 制 對谷蛋白的可萃取性有很大的影響，且麥谷蛋白比麥醇溶蛋白 更容易受到熱處理。 在蒸制的前十分鐘 內(nèi) ，大部分麥谷蛋白變?yōu)椴蝗苄?，且可萃取性顯著降低 95%以上，然后，即使在更長的蒸制時(shí)間內(nèi)保持不變 （表 1） 。 蒸制 10 分鐘麥醇溶蛋白的可萃取性減少 %，而蒸制 20分鐘導(dǎo)致麥醇溶蛋白 的可萃取性減少 %（表 1）。 蒸制 10 分鐘與蒸制 5 分鐘中國饅頭生產(chǎn)過程中小麥麥谷蛋白的聚合作用和麥谷蛋白聚合物的變化 9 相比，可萃取的麥醇溶蛋白 大幅度減少了 %， 這表明大量的麥醇溶蛋白通過 SHSS 交換機(jī)制 并 入了麥谷蛋白。 麥谷蛋白具有熱敏感性 ，可以優(yōu)先通過氧化自由巰基成 為 SS 產(chǎn)生聚合， 且 部分與麥醇溶蛋白 發(fā)生結(jié)合。 蒸制 10 分鐘后，麥谷蛋白的聚合 主要?dú)w因于 α /β 型麥醇溶蛋白與麥谷蛋白的相互作用， 除了缺乏 半胱氨酸殘基的 ω 麥醇溶蛋白 (Deng et al., 2021)。 蒸制 時(shí)間 25 分鐘 ，麥谷蛋白的可萃取性略有增加 （ 表 1） 。 一種解釋可能是二硫鍵 （ SS） 的裂解和麥谷蛋白聚合物通過 SHSS 交換重排。 總之，谷蛋白的聚合主要發(fā)生再 蒸制的過程，并且蛋白網(wǎng)絡(luò)更易于跟隨淀粉膨脹。 谷蛋白的電泳概要分析 為了評估 谷蛋白 分子大小分布的變化，進(jìn)行非還原的 SDSPAGE。 圖 1 所示，當(dāng) 蒸制 5 分鐘和 10 分鐘時(shí)， 高分子量麥谷蛋白 (90–124 KD) (Marchetti, Card243。s, Campa241。a, amp。 Ferrero, 2021)對應(yīng)的分離凝膠頂部的譜帶強(qiáng)度明顯減少 ， 與 表 1 所示SDS 萃取 蛋白質(zhì)的顯著減少相對應(yīng)。 這與早期報(bào) 道 (Don et al., 2021)顯示 特定 的高分子量麥谷蛋白亞基 和產(chǎn)品性能的相關(guān)性 一致。 蒸制時(shí)間越長， 分離 凝膠 頂部的譜帶將消失， 表明有 較大尺寸的蛋白質(zhì)聚合物的形成 ， 且 在非還原條件下無法進(jìn)入凝膠 。 對于較低的分子量范圍， α /β 麥醇溶蛋白 (28–40 KD)、 γ 麥醇溶蛋白 (38–42KD)和低分子量麥谷蛋白 (LMWglutenins, 36–44 KD)相對應(yīng)的 譜帶強(qiáng)度在蒸制時(shí)間內(nèi)逐漸減少 ，這與麥醇溶蛋白和麥谷蛋白 在 SDS 中 可萃取性的變化相一致。 在蛋白質(zhì)中，觀 測 到 ω 麥醇溶蛋白 (55–79 KD)的范圍沒有 顯著變化，這表明缺乏巰基基團(tuán)，因此無法通過二硫鍵聚合。 低分子量亞基的范圍多達(dá) 20KD，也 被 觀測到 在蒸制時(shí)蛋白質(zhì)帶的強(qiáng)度有顯著減少 ，表明白 蛋白和球蛋白 廣泛 參與到 蛋白 質(zhì) 網(wǎng)絡(luò) 。綜上所述，在這項(xiàng)研究中， 冷凍干燥 面團(tuán) 的電泳模式在蒸制 之前沒有顯示出任何明顯變化 。 在蒸制時(shí)，譜帶強(qiáng)度多種多樣。 電泳圖譜不僅反映了蛋白質(zhì) 在 SDS 中 可萃取性的變化，而且進(jìn)一步深入了解多種分子量亞基的聚合作用。 中國饅頭生產(chǎn)過程中小麥麥谷蛋白的聚合作用和麥谷蛋白聚合物的變化 10 圖 SDSPAGE 分析 ： 面粉； 混合面團(tuán)； 醒發(fā)面團(tuán)； 再次混合面團(tuán) ；揉面團(tuán)； 再次醒發(fā)面團(tuán)； 面團(tuán)蒸制 5 分鐘； 面團(tuán)蒸制 10 分鐘； 面團(tuán)蒸制 15 分鐘； 面團(tuán)蒸制 20 分鐘； 1面團(tuán)蒸制 25 分鐘 ； 1 中國饅頭 CSB 加工引起自由巰基 （ SH） 的變化 一般來說，自由巰基 水平 的 改變 最有說服力的指標(biāo)是二硫鍵 (Wang et al., 2021)的 變化， 這有助于一個(gè)三維蛋白網(wǎng)絡(luò)的行成。 混合 和揉捏 導(dǎo)致 自由巰基的水平下降 ， 表明 機(jī) 機(jī) 械變形 導(dǎo)致 形成的結(jié)構(gòu)內(nèi) ， 自由巰基被埋在 可溶性或不溶性蛋白質(zhì) (Jazaeri et al., 2021)形成的 難以接近的結(jié)構(gòu)區(qū) 域 中， 除非再次混合。 再次混合使自由巰基的含量增加 （ 圖 2）。 大概 水與 添加面粉的競爭 導(dǎo)致 面團(tuán)的流動性更大 ， 且 蛋白質(zhì) 在 SDS 中的 可萃取性增加 （ 表 1） ，并因此 顯露 了自由巰基。面團(tuán)發(fā)酵和醒發(fā) 的 目的是通過 酵母活動 讓 面團(tuán)達(dá)到最佳蒸制條件， 使 面團(tuán)膨脹和延 展。 圖 2 表明 ，在面團(tuán)發(fā)酵和醒發(fā)期間， 自由巰基的水平 略有 增加。 面團(tuán) 延 展性 的 增加可能 與自由巰基的 顯 露有關(guān)。 如圖 2 所示，蒸制 5 分鐘自由巰基的含量顯著降低， 表明自由巰基快速氧化成二硫鍵， 在某種程度上伴隨著 SHSS 交換反應(yīng)。在蒸制的不同階段， 自由巰基表現(xiàn)出逐步減少的趨勢，并在蒸制 20 分鐘后 幾乎保持不變， 表明鏈內(nèi) /鏈間二硫鍵 鏈接聚合物 形成的增加。 中國饅頭生產(chǎn)過程中小麥麥谷蛋白的聚合作用和麥谷蛋白聚合物的變化 11 圖 水平 ： 面粉； 混合面團(tuán)； 醒發(fā)面團(tuán)； 再次混合面團(tuán)； 揉面團(tuán)； 再次醒發(fā)面團(tuán)； 面團(tuán)蒸制 5 分鐘； 面團(tuán)蒸制 10 分鐘； 面團(tuán)蒸制 15 分鐘； 面團(tuán)蒸制 20 分鐘； 1面團(tuán)蒸制 25 分鐘； 1中國饅頭 激光掃描 共聚焦 顯微鏡（ CLSM） CLSM 是為了可視化 蛋白網(wǎng)絡(luò)中氣囊的形成，并 且 更深入的了解 CSB 加工過程中蛋白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的變化。 在 面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)和 氣 泡 的形態(tài)（暗區(qū)域）中觀察到明顯的區(qū)別 。 在蒸制之前， 蛋白質(zhì)組成了無定型矩陣， 這是由嵌入式集群的淀粉顆粒和空隙組成的 一個(gè)瞬態(tài)網(wǎng)絡(luò)。 4 分鐘的混合產(chǎn)生具有可見淀粉顆粒（綠色）的粗 糙 和 不均勻 的 面筋結(jié)構(gòu) （ 圖 3AM） 。 這與 Peighambardoust, VanderGoot, VanVliet, Hamer, and Boom (2021)的發(fā)現(xiàn) 意見 一致，他們觀察到 面團(tuán)混合的早期階段 首 先生成粗蛋白纖維。 發(fā)酵 使其 形成 一個(gè)均勻 的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò) （ 圖 3AF） ， 并伴有較大的淀粉顆粒 。 然而， 與混合和發(fā)酵時(shí)形成的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)相比， 再次混合使其 形成 不均勻和更緊致的結(jié)構(gòu)。 據(jù)報(bào)道，再次混合面粉 限定 了 水 的 供應(yīng) ， 并阻礙了 面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化發(fā)展， 這與 Li, Deng, Li, Liu, and Bian (2021)用掃描電鏡觀察研究的 相 一致。 再次混合和隨后 揉捏 的過程中， 能量輸入和限定水的供應(yīng)導(dǎo)致了面團(tuán)系統(tǒng)的重排， 從而使 不均勻 氣泡越來越小且相互接近，形成一個(gè)更緊致中國饅頭生產(chǎn)過程中小麥麥谷蛋白的聚合作用和麥谷蛋白聚合物的變化 12 的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。 進(jìn)一步 擴(kuò)大面筋結(jié)構(gòu) 引起 的 延 展和 圖 CLSM 精心 制作饅頭屑 （放大 40 倍） 每個(gè)階段的 2D 圖片 ： （ M） 混合； （ F） 發(fā)酵； （ RE） 再次 混合； （ K） 揉 捏 ； （ R） 醒發(fā) ； （ S5–S25） 蒸制面團(tuán) 5 分鐘 ， 10 分鐘 ， 15 分鐘 ， 20 分鐘 ， 25 分鐘 ；（ CSB）中國饅頭 中國饅頭生產(chǎn)過程中小麥麥谷蛋白的聚合作用和麥谷蛋白聚合物的變化 13 塌陷 ，有利于連續(xù)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的形成和發(fā)展 。 隨后面團(tuán)的醒發(fā) 使其 形成一個(gè) 更加均勻的面筋結(jié)構(gòu)， 這意味著 充分發(fā)展面團(tuán)是為了準(zhǔn)備蒸制。 一 些作者已經(jīng)通過 CLSM 研究 了 面團(tuán)和面包的微觀結(jié)構(gòu) (D252。rrenberger et al., 2021。 Renzetti, Dal Bello, amp。 Arendt, 2021)， 但不是根據(jù) CSB 生產(chǎn)中的蒸制時(shí)間。在這項(xiàng)研究中， 觀察 到蒸制過程中 蛋白質(zhì)和淀粉 在 兩種染 色 通道 中 的變化 。 在 蒸制 期間， 同時(shí)在面筋網(wǎng)絡(luò)和淀粉顆粒中觀察到明顯的區(qū)別 。 面筋網(wǎng)絡(luò)變得連續(xù)，并 要求 在 一定程度上蒸制 5 分鐘， 淀粉顆粒更可能從較小的顆粒膨脹成較大的顆粒。 然而， 它能清楚的看到面筋分子不均勻分布 （ 圖 3BS5） 。 蒸 制 10 分鐘，通過交聯(lián) 生成 更均勻的和連續(xù)的蛋白網(wǎng)絡(luò) （ 圖 3BS10） ，這是由蛋白質(zhì) 在 SDS 中 可萃取 性 的結(jié)果證實(shí) （ 表 1） 。 同時(shí)，完整的淀粉顆粒在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中 完全膨 脹（ 圖3BS10） 。 隨著蒸制時(shí)間的增長， 這是可以看到 完全膨脹和淀粉糊化 形成的三維蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 氣泡趨向一個(gè)較大的直徑，使其 有足夠的氣體來支撐面筋網(wǎng)絡(luò) 。由于蒸制時(shí)淀粉糊化，淀粉顆粒的輪廓變得模糊。 分析 GMP 的 濕重和 GMP 的粒度 一些研究已經(jīng)表明， 不溶性蛋白質(zhì)聚合物 的特性 、面團(tuán)的延展性和 面包制作質(zhì)量 (Weegels, Hamer, amp。 Schofield, 1997。 Zhang et al., 2021)它們之間的關(guān)系密切。在選定 的 面團(tuán)加工階段 ， 觀察到面粉的 GMP 濕重有顯著差異 （ P＜ ） 。 混合使 GMP 濕重 （圖 4A） 和 GMP 粒度 （ 圖 4B） 明顯降低 。 在 混合時(shí) GMP 的損失，伴隨著可萃取麥谷蛋白的增加，這 與先前的研究一致 (Ong et al., 2021)。 在發(fā)酵期間， GMP 粒度減少，同時(shí)也觀測到 GMP 濕重進(jìn)一步損失。 這是由于發(fā)酵過程中麥 谷蛋白顆粒的溶解 ， 且 與 蛋白質(zhì) 在 SDS 中 可 萃取 性 的 發(fā)酵驅(qū)動增加相 符合 （表1） 。 再次混合的最后階段， GMP 濕重達(dá)到最低值，且 GMP 粒度再次下降。原因可能是再次混合與能量 輸入使麥谷蛋白顆粒進(jìn)一步溶解 （表 1） 。 在 CSB 面團(tuán)加工時(shí)的混合、發(fā)酵和再次混合 中， GMP 濕重連續(xù) 下降 而可萃取的蛋白質(zhì)逐漸增加 （表 1） 。 在隨后的醒發(fā)中， 由于麥谷蛋白聚合物的重組 (Weegels et al., 1997)，GMP 的濕度和粒度顯著增加 （ P） ，這與先前觀察到的面團(tuán) 特性 一致(Aussenac et al., 2021)。 GMP 濕度的增加與 SDS可萃取麥谷蛋白 的 下降 可能表明 ，較少的 麥谷蛋白重聚 合 肯定 與 GMP 濕重 相 關(guān)。 此外， 在混合與再次混合 時(shí) ，觀察到面筋網(wǎng)絡(luò) （圖 3AM， RE） 粗糙且不均勻，而在發(fā)酵和醒發(fā) 時(shí) ，面筋網(wǎng)絡(luò) （圖中國饅頭生產(chǎn)過程中小麥麥谷蛋白的聚合作用和麥谷蛋白聚合物的變化 14 3AF， R） 相對均勻。 這些結(jié)構(gòu)結(jié)合 GMP 濕重的變化表明 ，面筋網(wǎng)絡(luò)的均勻性肯定與 GMP 濕重相關(guān)。 原因可能在于 GMP 濕重的減少，誘導(dǎo)麥谷蛋白解聚 ，給予蛋白質(zhì)與淀粉顆粒 更多 重排的可能性， 導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定。考慮到 酵母活性和面粉的再次混合， 要注意 GMP 濕度和粒度 恢復(fù)和損失 時(shí) 產(chǎn)生的深刻差異，這可能在 CSB 面團(tuán) 蒸制 期間 決定 三維蛋白網(wǎng)絡(luò)的形成起 著 主要作用。 圖 ，分析 GMP 的 濕重 （ A） 和 GMP 的粒度分布 （ B） ： （ FL） 面 粉； （ M） 混合； （ F） 發(fā)酵 ；（ RM） 再次混合； （ R） 醒發(fā) 。 GMP 的流變特性 圖 5 所示， GMP 的動態(tài) 流變特性。 儲能模量 G39。是凝膠 彈性 成分 的 測量 ，而損耗模量 G39。39。是粘度