（食品科学专业论文）蛋白组分对饺子专用粉品质的影响研究.pdf

河南农业大学学位论文独创性声明、使用授权及知识产权归属承诺书 学位论 学位 文题目 蛋白组分对饺子专用粉品质的影响研究 硕士 级别 学生 雷娜 学科导师 姓名专业 食品科学李梦琴 姓名 学位论文 否 如需保密，解密时间2 0 0 8 年0 6 月1 6 日 是否保密 独创性声明 本人呈交论文是在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果，除了文中 特别加以标注和致谢的地方外，文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包括为获得河南农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：啼和研导师签谬萏分 日期：溉f 月如日日期：歹匆粥月z 日 学位论文使用授权及知识产权归属承诺 本人完全了解河南农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印 刷本和电子版本，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存、汇编学位论文。本人同意河南农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 本人完全了解河南农业大学知识产权保护办法的有关规定，在毕业离 开河南农业大学后，就在校期间从事的科研工作发表的所有论文，第一署名单 位为河南农业大学，试验材料、原始数据、申报的专利等知识产权均归河南农 业大学所有，否则，承担相应的法律责任。 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书。j 鬻? ? ； 研究生签确捐新签名孝甥学院领导繇蓊萎； 。t 。，。：0 0 日期滩否月加日日期砖6 月f 日 日期：年月日 致谢 首先，在此衷心感谢导师李梦琴副教授三年来在科研、学习、生 活等方面给予的关心、理解和帮助! 论文从选题到试验方案的设计及 论文的撰写、修改无不倾注了导师的心血和汗水，恩师严谨的治学态 度及勤勉的科研精神使我受益匪浅。 感谢高向阳老师、赵改名老师、艾志录老师、祝美云老师、张剑 老师在论文设计和实验过程中给予的宝贵意见! 感谢中心实验室张建 威老师、乔明武老师、邵建锋老师在论文实验过程中给予的帮助! 感谢同级的硕士陈启航、李建新、郭世良、赵小芳、刘建兵在学 习、生活中给予的关心和帮助! 感谢师兄冯志强、师姐安晓琼、师弟 常志伟在学习和生活上给予的热情而无私的帮助。 感谢食品科学技术学院的各位领导和曾经给予我支持和帮助的 老师们。 感谢父母亲二十多年的养育之恩，感谢知己李阳在生活、学习上 给予的理解和支持，是他们一路的支持和鼓励，才使得我能够顺利完 成学业。 最后，谨向论文评审专家和答辩委员会的所有专家表示最真挚的 感谢! 摘要 本研究以八种饺子专用粉为实验材料，测定了面粉灰分含量、沉降值、湿面筋含量、降 落数值等理化指标及面团流变学特性指标；测定了粗蛋白、清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、麦 谷蛋白等蛋白组分含量，分析高分子量麦谷蛋白亚基构成及模拟表达量；并进行饺子皮质构 仪测试及饺子和速冻饺子品质的感官评价，分析蛋白质组分与理化指标及面团流变学指标间 的相关性，以及与饺子及速冻饺子品质的相关性，确定各蛋白组分对饺子专用粉品质的影响 作用。主要结果如下： 1 、麦谷蛋白与醇溶蛋白的比例与形成时间、稳定时间成显著正相关。麦谷蛋白与醇溶 蛋白的比值增大有利于改善面筋质量。提高麦谷蛋白的含量及比例对改善面团的弹性和改良 饺子品质有利。 2 、亚基1 的有无及模拟表达量与沉降值呈显著相关，亚基1 对沉降值的效应大于n u l l 。 亚基1 的有无及模拟表达量对饺子感官品质的优劣有较大影响。亚基1 、亚基7 对品质有正 面效应，亚基2 、亚基8 对品质有负面效应。 3 、对饺子品质影响较大的蛋白质组分主要有：醇溶蛋白、剩余蛋白、高分子量麦谷蛋 白、低分子量麦谷蛋白、亚基1 、亚基8 、亚基1 2 ；对速冻饺子总分影响较大的蛋白组分： 球蛋白、麦谷蛋白、剩余蛋白、高分子量及低分子量麦谷蛋白和高分子量麦谷蛋白亚基2 与亚基7 。加工优质速冻饺子对蛋白质质量的要求更高，更注重麦谷蛋白各组成部分的合适 比例。高分子量麦谷蛋白亚基对加工优质饺子及优质速冻饺子的贡献也不同，亚基2 和亚基 7 对速冻饺子品质的影响较大，亚基l 、亚基8 、亚基1 2 对普通水饺品质的影响较大。 4 、加工速冻饺子的面粉须严格控制其灰分含量，灰分过高容易导致饺子冻结过程中破 裂率提高；加工速冻饺子的面粉不仅要有一定的湿面筋含量，还要有良好的面筋质量。面团 流变学特性对速冻饺子品质感官评价指标的影响较大。 5 、质构t p a 指标硬度与速冻饺子感官评价指标韧性呈显著正相关，与冷冻后外观及饺 子总分则呈水平极显著正相关，t p a 指标胶着性、咀嚼度与韧性、冷冻后外观及总分则呈显 著正相关。因此可用部分质仪t p a 测试指标硬度、胶着性、咀嚼度来反映速冻饺子品质， 但是尚不能完全代替饺子感官评价。将质构仪t p a 测试指标与感官评价相结合，则能更好 的反映速冻饺子的品质差异。 关键词蛋白质组分，理化指标，面团流变学特性，饺子品质，质构仪测试 1 文献综述 1 1 小麦粉品质性状及其主要指标 1 1 1 小麦胚乳贮藏蛋白与小麦品质关系的研究进展 小麦蛋白质品质性状既是营养品质性状，也是加工品质性状。与加工品质有关的蛋白质 品质性状包括蛋白质的数量和质量，蛋白质的数量指标有蛋白质含量、面筋含量等；蛋白质 的质量指标有伯尔辛克常数、沉淀值以及蛋白质的分子组成成分及其不同组分的亚基组成等。 小麦的食品加工品质好坏取决于蛋白质的数量和质量e 1 3 。小麦籽粒蛋白质根据其在不同溶剂 中溶解性的不同可分为4 类：溶于水的清蛋白( a i b ，溶于1 0 n a c l 溶液的球蛋白 ( g l o b u l i n ) ，溶于7 0 乙醇溶液的醇溶蛋白( g l i a d 蛐和溶于稀酸或稀碱的谷蛋白( 9 1 u t e r l i l l ) 团， 还有一类是剩余的残渣蛋白，由于它在生化特性与麦谷蛋白相同，一般也将它归入麦谷蛋白 中。 面筋蛋白约占蛋白质总量的8 0 ，可分成寡聚蛋白( m o n o - m e r i cp r o t e i n ) 和多聚蛋白 ( p o l y m e r i cp r o t e i n ) 两大类。多聚蛋白主要为麦谷蛋i 兰t ( g l u t e n i n ) ，而寡聚蛋白为麦醇溶蛋白 ( g l i a d i n ) t 3 1 ，面筋中醇溶蛋白占4 5 左右，麦谷蛋白占3 5 左右。两种组分的比例含量，对面 团的性质和最终产品的质量有较大影响，尤其是麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的数量、比例及其组 成与面团的弹性和延伸性密切相关【4 】。一般认为，麦谷蛋白赋予面团以弹性，而麦醇溶蛋白则 赋予面团延展性，这两种性质是决定小麦面团具有良好烘烤品质的关键。麦谷蛋白含量越高， 面团弹性越好【钉。 我国大部分小麦品种品质与国外优质小麦差距较大，蛋白质含量低、质量差，在蛋白质 高分子量麦谷蛋白亚基组分构成上最优的搭配结构很少。小麦蛋白质含量与加工品质的关系 报道较多，结果不尽一致6 , 7 , 8 卵。一般认为，蛋白质含量对面包烘烤品质有一定的贡献，优良 的烘烤品质要求一定的蛋白质含量做基础。但不同加工用途对小麦面粉蛋白质含量的要求不 同。研究证明，决定小麦品种品质的最重要因素是麦谷蛋白组成，特别是高分子量麦谷蛋白 亚基的组合，小麦品种只有具备优质亚基且蛋白组分含量比例合适时，才具有良好的加工品 质。 沉降值是反映面粉蛋白含量和质量的综合指标，最初由泽伦尼( l z e l e n y ) 于1 9 4 7 年根 据沉降试验提出。它与小麦品质性状密切相判1 1 ，同时也是评价小麦食品加工品质的一个重要 指标。常用沉降值测定方法有z e l e n y 和s d s 法，二者在实验原理和程序上相似。只是试验方 法后者作了较大的修改。s d s 法有常量法和微量法之分，微量s d s 法可测单株，且沉降值遗 传力较高，特别适用于小麦杂交早期分离世代材料批量样品的筛选，因而受到国内外育种家 和谷物化学家的广泛重视和普遍应用。值得注意的是沉降试验结果受样品粉粒大小的影响， 大粒样品沉降较快，沉降值较低。用同一制粉机在相同条件下制粉才有可比性。沉降值受多 基因加性效应和非加性效应的影响；李宗智认为，沉降值的遗传以加性效应为主，遗传力较 2 高【1 0 1 。 1 1 1 1 麦谷蛋白研究进展 麦谷蛋白是面筋蛋白的重要组分，约占面筋蛋白含量的3 5 。研究表明，谷蛋白品质是 小麦烘焙品质的重要影响因素。自从o r t h 等在上世纪7 0 年代初首先使用s d s p a g e 技术以 来，国内外许多学者就高低分子量亚基的定位、亚基的分类和命名及其对小麦加工品质的影 响进行了深入的研究。根据在聚丙烯酰胺凝胶电泳( s d s - p a g e ) 虱谱上的迁移率，麦谷蛋白可 分成a 、b 和c 三个区，a 区为高分子量麦谷蛋白亚基( h m w - g s ) ，b 和c 区为低分子量麦 谷蛋白亚基( i m w 二g s ) 【1 1 】。以“中国春( c s ) ”小麦为对照，h m w - g s 已发现和定位了2 0 多种 亚基类型。分别是：g i u - a i 的3 种类型( n u l l ，1 ，2 ) 。g l u b l 有1 1 种类型( 7 ，7 + 8 ，7 + 9 ， 6 + 8 ，2 0 ，1 3 + 1 6 ，1 3 + 1 9 ，1 4 + 1 5 ，1 7 + 1 8 ，2 1 ，2 2 ) 和g l u - d 1 有6 种类型( 2 + 1 2 ，3 + 1 2 ，4 + 1 2 ， 2 + 1 0 ，5 + 1 0 ，2 2 + 1 2 ) t 1 2 】。同理，l m w - g s 可以分成b 组、c 组和d 组。由于实验手段有限， 目前d 组l m w - g s 尚未完全分离。以“中国春( c s ) ”、。g a b o ”和“o r c a 刀三品种为对照， l m w - g s 可分成不同亚基类型：g 3 分成a ，b ，c ，d ，e ，f g i u - b 3 分为a ，b ，c ，d ，e ， f ，g ，h ，i ；以及g l u - d 3 分成a ，b ，c ，d ，e l ”j 。 h m w - g s 是影响面团弹性的主要因裂1 4 1 。自从被p a y n e 掣1 5 1 证明与面包烘焙品质相关 后，现已经公认谷蛋白中的高分子量麦谷蛋白亚基与面包的烘焙品质关系尤为密切。p a y n e 等【1 6 】研究表明，所有控制h m w - g s 的基因均位于第一部分同源群染色体的长臂上，统称为 g l u - 1 位点。每个位点都有2 个基因分别控制分子量高的x 型亚基和分子量比较低的y 型亚 基。h m w - g s 的变异由g 1 u a 1 ，c l ub 1 和c i u - d i3 个位点上的等位基因所控制，亚基是等 位基因的产物。根据前人分析【1 7 】，大部分栽培品种含有3 5 个主要的h m w - g s 。普通六倍 体小麦g l u - 1 每个位点上都有多种等位基因。有些等位基因控制单个亚基，即x 型亚基，而 有些则控制成对的2 个亚基，即x 和y 亚基。g i u - a i 基因位点仅编码x 型亚基( 1 a x 亚基) 而不编码y 型亚基( 1 a y 亚基) ，因此i a y 亚基的基因称作假基因( 不表达) 。其余的g l u - b 1 和 g i u - d i2 个位点上都控制2 个成对亚基，即1 b x + l b y 亚基或1 d x + l d y 亚基的2 个紧密连锁 的基因，这2 个紧密连锁的基因构成一种等位基因。p a y n e 等【1 8 】根据s d s - p a g e 方法得到的 h m w - g s 图谱，提出亚基的“字母数字”命名法，依据亚基在s d s p a g e 电泳图谱中的迁 移率依次命名。并根据分析结果绘制了g i u - a i ，g l u - b 1 和g l u - d 1 不同亚基的相对迁移示意 图( 见图1 ) 。由于小麦是6 倍体，所以在s d s p a g e 电泳图谱上就应该有6 条h m w - g s 带。 但由于部分基因处于沉默或不表达状态，大多情况下只能得到3 5 条谱带。在各个位点都 存在着大量的等位基因变异。g i u - a 1 位点有3 种等位基因形式，g l u - b 1 有1 1 种等位基因形 式，g i u - d 1 有6 种等位基因形式( 见表1 ) 。 随着研究的不断深入，对h m w - g s 的基因结构也有了进一步的了解。s h e w r y 等【1 9 】将 h i v i w - g s 的基因结构分为3 个部分，即n 末端( 8 4 - - - , 1 0 4 个残基) 、c 末端( 4 2 个残基) 和中部 疏水区域( 4 8 0 - - 6 8 0 个残基) 。中部疏水区以1 3 转角结构排列，多个1 3 转角进一步形成螺旋 3 l c 棚$ 两g j ml 佟强小互的窟分争管褥鬈“_ 置l 特准坍萧l 中锄奈一力咎皱 图1 亚基的相对迂移示意图 f i 1t h es u b u n i t so fr e ie t i v e i yt r a n s f e rs c h e m e r i cd i 0 f 表1 高分子量麦谷蛋白亚基类型 t a b i e lt h et y p e so fh 啪p g s 谷蛋白类型基因位点基因数亚基类型 h 胖g s g l u a l3 g l u - b 1 g l u - d 1 2 + ，l ，n u l l 1 1 6 + 8 ，7 ，7 + 8 ，7 + 9 。1 3 + 1 6 ，1 3 + 1 9 ，1 4 + 1 5 ，1 7 + 1 8 ， 2 0 ，2 1 ，2 2 6 2 + 1 0 ，2 + 1 1 ，2 + 1 2 ，3 + 1 2 ，4 + 1 2 ，5 + 1 0 结构，赋予面团弹性刚，而且n - 末端和c - 末端是保守性很高的非重复区域【2 1 1 。中部重复区域 包括六肽、三肽和寡肽氨基酸序歹j j ( - - 肽仅在x - 型亚基中存在) ，亚基大小的差异主要是由于中 部重复结构区域的变异所致，尤其是由于六肽和三肽的数量不同引起的嘲。d o v i d i o 等口3 1 研 究结果证实了这一点，他们采用p c r 技术研究1 d x 2 、i d x l 2 等基因的差异，发现等位基因 的d n a 序列大小不同，而这种差异主要由基因中部重复序殉大小及重复次数不同所引起，变 4 异也是由该区域内d n a 序列的插入或缺失引起的。聚合酶链式反应被广泛应用于小麦谷蛋白 基因的研究，更是促进了对麦谷蛋白亚基基因的多态性和分子大小的研究。通过光谱、粘度 和小角度e 射线分析表明，h m w - g s 中心区域重复序列通过p 转角形成松弛的p _ 螺旋结构【2 4 】， 这是一种特殊的超二级结构，p 转角成重复规则的分布，在p 转角区域中疏水性的和形成氢 键能力强的氨基酸较多。p 螺旋结构对面团弹性具有决定性作用。两端的非重复区则由旺螺 旋构成两个球状的结构【2 5 1 。两个亚基( x 型和y 型) 形成重复单元，特定次级力再将重复单元聚 合成一个复合体【2 6 】。但这一假说能解释面筋弹性而不能解释面筋强度。而e w m t ( 2 7 2 3 1 提出的 线性谷蛋白假说则能较好地解释面筋的弹性和强度。尽管人们普遍接受这些假说。但b e l t o n 等1 2 9 1 、s h e w r y 等p 川发现，i - i m w - g s 中含量较多的甘氨酸，易形成分子内和分子间氢键，进 一步推测，分子间氢键形成面团弹性，面团形成时这些氢键被拉断，增大了环区序列和链区 序列之间的流动性，环区序列能够自由伸展，而当拉力消失时，环区序列又能回复，从而赋 予面团弹性，这种推测与忻骅等【3 l 】用s a n g e r 双脱氧法进行h m w - g s 基因亚克隆分析结果相 吻合。t s i a m i 等【3 2 】研究发现，谷蛋白的流变学特性与分子体积的大小有关。 同时，继p a y n e 和c o r f i e j 于1 9 7 9 年首先发现了单个高分子量麦谷蛋白亚基l 与小麦烘 烤品质高度相关之后，对高分子量麦谷蛋白单个亚基及互作对小麦加工品质影响的研究工作 相继大量展开。国内外大量研究证实【3 3 ，3 4 3 5 1 ，h m w - g s 与小麦品种的烘烤品质密切相关，小 麦品质变异的3 0 e 旷7 0 可归因于h m w 谷蛋白亚基的变异。h m w - g s 中所含赖氨酸残基的 二硫键赋予面团弹性，是影响面粉加工品质和烘烤品质的重要因素【3 6 】。因此h m w - g s 亚基的 数目和含量均影响小麦品质，h m w - g s 亚基的数目越多，相对含量越高，其品质相对来说就 越好。另外，不同位点上等位基因的变异对面团烘烤品质的效应显著不同。 英国科学家p a y n e 最早研究发现g l u - d 1 5 + 1 0 亚基对面包加工品质有利，而2 + 1 2 亚基面 包加工品质很差。随后，b r a n l a r d 等【3 7 】证明：面团韧性p 值 n a c i t y ) 与面团强度w 值( s t r e n g t h ) 及z e l e n y 沉淀值与7 + 9 ，5 + 1 0 亚基高度正相关：与2 + 1 2 却与这些指标呈显著负相关。1 亚基 和w 值、2 + 和1 7 + 1 8 与面团膨胀势g ( s w e l l i l l g ) 有显著相关关系【3 引。也有研究发现：含有2 亚基的品种和面时间显著偏短，粉质仪吸水量高，湿面筋含量较高 3 9 1 。另有研究指出：当7 + 8 和5 + 1 0 结合时，面团筋力最强；当7 + 9 与2 + 1 0 结合时面团的筋力最弱 4 0 1 。这些优质亚基作 用的机理可能是由于小麦聚合蛋白溶解产生了分子量大小不同的片段而导致对面团筋力不同 的作用效果【4 1 1 。尽管对此观点的论证还不充分，但比较肯定的是5 + 1 0 亚基和2 + 1 2 亚基比较， 发现5 + 1 0 亚基的确比2 + 1 2 亚基有一个多余的半胱氨酸残基【4 2 】。 o d e n b a c h 【4 3 】的研究表明，h m w - g s 亚基2 、7 + 8 、7 + 9 、5 + 1 0 与高沉淀值密切相关，亚 基n u l l 、6 + 8 、2 + 1 2 与低沉降值相关。b r a r d a n d 的研究显示，2 、5 + 1 0 、7 + 9 亚基与面筋强度 和韧度呈正相关；2 + 1 2 与面筋的强度和韧度呈负相关。不同的亚基组合与品质的相关性也很 大，毛沛】的研究表明，在1 0 个常见的亚基组合中n u l l ，7 + 9 ，5 + 1 0 、n u l l ，7 + 8 ，5 + 1 0 、l ， 7 + 9 ，5 + 1 0 和l ，7 + 8 ，5 + 1 0 组合的品质性状最好。马传喜等( 1 9 9 0 ) 、张勇等( 1 9 9 9 ) 研究表明： 5 g l u - b 1 和g l u - d 1 位点控制的亚基的等位变异与品质性状密切相关。李硕碧等( 1 9 9 6 ，2 0 0 2 ) 分析了我国黄淮麦区主要小麦品种( 系) g l u - 1 位点对小麦品质的贡献，结果表明：三个位点对 出粉率的贡献为g i u - d 1 g l u - a 1 g l u - b 1 ；对沉淀值的贡献为g l u - d 1 g l u - b 1 g l u - a 1 ；对面 包体积的贡献为g i u - d 1 g i u - b 1 g l u - a 1 。赵友梅等【4 5 】发现含有5 + 1 0 亚基的品种一般含有较 好的面粉品质和面包烘烤品质，含有7 + 8 、2 、7 亚基的品种一般含有较好的面粉品质和面包 烘烤品质，也认为h m w - g s 组成不同是造成品种间烘烤性能差异的主要原因，与h a l f o r d 等 即】的结果有所不同的是强调了7 亚基的有利作用。 关于高分子量麦谷蛋白单个亚基等位基因的品质效应多数研究结果是一致的。一致认为， g l u - a 1 位点编码的亚基中亚基n u l l 对品质的作用最小，但对亚基2 和1 的效应还有分歧。 g l u - b 1 位点，具有亚基7 + 8 的品种则表现较长的和面时间，但粉质仪吸水量少，湿面筋含量 低：具有亚基7 + 9 的品种则有相反的效应，即短的和面时间、大面包体积、高吸水量和高湿 面筋含量。g l u - d 1 位点，人们几乎都认为5 + 1 0 亚基优于该位点其他所有的变异形式。尽管 单个h m w - g s 可以作为育种早代材料选择的一个很好指标，但是它只能解释小麦加工品质的 很少一部分品种间差异，即使是5 + 1 0 亚基也只能解释小麦加工品种间差异的2 0 - 3 0 【4 7 】， 而且，5 + 1 0 亚基在不同组合中表现也不同【4 引。b i e t z 等 4 9 1 认为每一个表达基因都会使h m w - g s 的含量在总蛋白之中的比例提高2 ，所以具有4 个h m w - g s 的品种高分子量麦谷蛋白含量 大约为8 ，而5 个的大约为1 0 ，同时也观察到具有亚基1 和2 的品种之间以及7 + 8 和7 + 9 品种之间差异微小，这些数据表明一些品质差异是由于h m w - g s 相对于总蛋白含量比例增加 的缘故，与s e l i m e i e r 等【5 0 】的报道吻合。另外，研究表明优良品质的小麦含的优质亚基的数量 较多，这足以说明，优质亚基的作用具有剂量效应。 l m w - g s 在小麦胚乳贮藏蛋白质中占有很大的比例，影响着小麦面团的粘弹性，与面筋 的延展性和抗拉伸性关系密切。但由于编码l m w - g s 的基因与编码醇溶蛋白的基因紧密连锁， 利用单向电泳很难将其分离，因而对l m w - g s 的研究与高分子谷蛋白亚基相比较少。近年来， 两步s d s - p a g e 和h p l c 分离技术的发展加快了对l m w - g s 的研究速度。低分子量亚基的分 离和鉴别主要采用电泳技术，包括两步单项电泳、一步单向电泳、s d s - p a g e 、a p a g e 和双 向电泳等。在s d s p a g e 电泳图谱上，麦谷蛋白可以被分为a 、b 、c 、d4 个区。编码l m w - g s 的基因定位于第一同源组群l a ，1 b 和1 d 染色体短臂末端g l u - a 3 、g l u - b 3 和g l u - d 3 位点， 统称g l u - 3 位点，该位点与g l i 1 位点紧密连锁，另外还有位于l b 、l d 染色体短臂上的位点 g l u - 2 控制d 组亚基。其中g i u - a 位点有6 个等位基因；g l u - b 3 位点有9 个等位基因；g l u - d 3 位点有5 个等位基因。与h m w - g s 对加工品质的贡献相比，赵惠贤等( 1 9 9 7 ) 认为 g l u - d i g l u - b 3 g l u - a 3 g l u - b i = g l u - d 3 ，而且g 1 u - 1 和g l u - 3 位点对和面时间表现累加效应； 而g u p t a 等【5 l1 则认为对面团最大抗延伸阻力的排序为： g l u - d i g l u - b i g i u - b 3 g i u - a 3 g i u - d 3 = g l u a l 。b r e t t 等( 1 9 9 3 ) 用免疫技术研究了l m w - g s 对面包品质性状的重要影响，l m w - g s 只影响面团的稳定性而不影响面团强度。n r r l c y 5 2 研 6 究指出：同样能够改善面团筋力w 值，l m w - g s 作用比h m w - g s 显的更明显；在面团抗流 变方面，l m w - g s 对面团筋力影响更明显。上世纪9 0 年代初科学家以b r a b e n d e r 拉伸仪测量 的面团弹性与延伸性为依据，对l m w - g s 多个等位基因位点合成的低分子量麦谷蛋白亚基进 行等级划分【5 3 5 4 , 5 5 】，且得出结论。不同分子量的l m w - g s 对小麦品质也有显著影响。孟宪 刚等脚】对西北春小麦研究时指硅t ：4 6 7 k d 和5 2 o k d 的l m w - g s 能显著提高小麦面团筋力( w ) ： 4 4 8 k d 和5 2 7 k d 能显著降低面团筋力。最近，l l i 等【5 7 】研究发现在中国面包小麦中，g l u - l 中的1 ，1 4 + 1 5 ，1 7 + 1 8 ，5 + 1 0 和g l u - 3 中的g l u - b 3 9 ，g l u - a 3 b ，g l u - a 3 d 能显著改善面筋质 量。目前可以肯定的是在延伸性方面g l u - a 3 的d e ：弹性方面g i u - b 3 的b 亚基好于f 亚基。 由于面团流变学特性中有少数指标与l m w - g s 有关，因此单纯利用个别指标对l m w - g s 分 级是目前看来还不太可靠嗍。n e s f l t e 等研究小麦醇溶蛋白和l m w - g s 互作对小麦品质 的影响时发现：g 1 i a d 圳w 二g s 之间互作显著影响面筋品质，不同的醇溶蛋白亚基和低分子 麦谷蛋白亚基结合产生不同的流变学特性。 研究发现，h m w - g s 和l m w - g s 如同“扩链剂”一样，通过链间的s s 键增大聚合体， 来提高面团强度和稳定性删。“扩链剂”的重复区域较大，比重复区域小的更能有效提高面 团强度和稳定性。至今发现，h m w - g s 和l m w - g s 之间唯一的交联【6 l 】，是通过y h m w - g s 中区域b 上的1 个c y s 残基和l m w - g s 中c 末端区域上的1 个c y s 残基交联形成的s s 键。 h m w - g s 聚合体的主链是通过尾尾或首尾相连的，侧链至少含有4 个不同的c y s 残基。 l m w - g s 通过n 、c 末端区域上的c y s 形成线形的聚合体。聚合的终止区是谷胱甘肽或含有 奇数个c y s 残基的醇溶蛋白。麦谷蛋白聚合体主要是通过分子间形成的s s 键来稳定结构的。 根据n m r 6 2 1 和a f m 6 3 1 研究发现，在相邻h m w - g s 之间及h m w - g s 和其他蛋白之间形成 的氢键在稳定面筋蛋白结构方面起着重要的作用。 1 1 1 2 麦醇溶蛋白研究进展 醇溶蛋白为单体蛋白( m o n o m e r ) ，呈球形，分子量小，仅有分子内二硫键和较紧密的三 维结构，多由非极性氨基酸组成，决定着面团的延展性和粘着性。麦醇溶蛋白在酸性聚丙 稀酰胺凝胶电泳( a p a g e ) 条件下，根据其迁移率不同分成：洳，p ，3 - ，伽四组。通常分析 小麦醇溶蛋白组成以加拿大小麦品种的2 2 条谱带为标准，根据不同的迁移率来进行命名。 迄今，已鉴定出l l1 个小麦醇溶蛋白的等位基因，并已按新的命名方法给予命名( m e t a k o v s l o , 等，1 9 9 1 ) 。已知a 和b 麦醇蛋白基因位点是在染色体6 的短臂上，它们分别被命名为g l i - a 2 ， g l i b 2 和g l i - d 2 ，统称为g l i 2 位点。c o 和丫麦醇蛋白是串联排列在g l i - 2 基因位点上。g l i 2 基因位点是1 个单基因家族，通过分子杂交实验测定，g l i 2 基因位点有9 1 2 个基因，同时 还发现，g l i - 2 基因位点含有1 个以上的假基因。和丫麦醇蛋白基因是紧密连接在一起的， 它们的基因位点是在染色体1 的短臂上。这些基因位点命名为g l i - a 1 ，g i i - b 1 和g i i - d 1 ，统 称为g l i 1 位点，g l i 1 基因位点是一类复基因家族删。m e t a k o v s k y t 6 5 1 研究认为，等位基因 g l i b l b ，g l i b 2 c ，g l i - a 2 b 与面筋强度显著相关。在研究中还发现一些与优质相关的醇溶蛋 7 白谱带。在硬粒小麦中发现的醇溶蛋白带4 5 与好的面筋品质有关，而它的等位蛋白带4 2 与 差的面筋品质有关。晏明月【删等利用a - p a g e 电泳方法鉴定分析了我国3 6 个小麦品种或种 质g l i 1 和g l i - 2 位点等位基因组成的特点，结果表明，我国在醇溶蛋白几个主要位点存在较 大的变异度，并比较了国内外小麦在醇溶蛋白基因位点等位基因的差异，认为国内小麦品质 较差的原因之一是一些优质基因g l i - a 2 b 、g l i b l b 、g l i b 2 e 的出现频率较低。近些年来又 发现一些新的基因位点如g l i - a 3 和g l i b 3 ，位于1 a ，1 b 染色体的短臂上，与g l u - a 3 和 g l u - b 3 紧密连锁，分别编码f 0 醇溶蛋白或低分子量麦谷蛋白亚基的d 部分。可能，最初编 码低分子量麦谷蛋白亚基的基因为g l i 1 位点，在进化中发生了重排，分离出了新的独立位 点 6 7 1 。从遗传特点上看，每个醇溶蛋白位点控制一组共同遗传的组分合成，统一位点内的基 因极少发生重组 6 8 1 。目前编码醇溶蛋白基因的定位还不够精确，有许多位点对品质的影响还 需进一步研究。醇溶蛋白与面团粘性和延展性有关，醇溶蛋白间通过氢键和疏水作用相互反 应，促进面筋粘性的形成，但是对面团的强度没有直接影响。 醇溶蛋白和麦谷蛋白共同发挥作用，麦谷蛋白尤其是x 型h l v l w - g s 能增强面团强度， 并且是面筋网络的主要组分。醇溶蛋白和l m w - g s 似乎发挥着“溶剂”的作用，因而，它 们或者通过干扰h m w - g s ，或者通过改变不同类型麦谷蛋白的相对量来改变面团的流变学 性质。进一步的研究已证明对面团性质和面包品质的影响主要是由h m w - g s 的状态、麦谷 蛋白醇溶蛋白的平衡、面筋蛋白分子量的分布和蛋白质总量这四个参数所决定的。 1 1 2 面团流变学特性 面团流变学特性是小麦的品质指标之一，是小麦面粉加水面团耐揉性和粘弹性的综合表 现，它受面粉蛋白质含量、面筋数量等组成成分的影响，决定着面包、馒头、面条等最终产 品的加工品质，可以给小麦粉的分类和用途提供一个实用、科学的依据。因此，面团流变学 特性的测定分析日益受到人们的重视。目前国外已生产出一系列测定面团流变学特性的仪器， 如法国的c h o p i n 吹泡示功仪、美国n a t i o n a l 公司生产的面粉揉混仪、德国b r a b e n d e r 公司 的粉质仪、拉伸仪等 6 9 1 。利用这些仪器测定面团的流变学特性，间接地确定小麦的面筋特性 和烘焙品质，其测定的有效性已为国际公认。这些仪器测定面团流变学特性的方法均被定为 研究小麦面筋特性及烘焙品质的国际标准方法或国家标准方法1 7 0 7 1 7 2 】。王恕7 3 1 应用吹泡示功 仪测定并绘制了1 2 种小麦样品或面粉的吹泡示功图，分析了所测参数及其与烘烤品质的关系， e d w a r d s 7 4 1 用2 9 微量揉混仪研究了硬粒黑麦的面团流变学特性；王光瑞等【7 5 】用粉质仪研究了 面团形成时间和稳定时间与焙烤品质的相关性；李志西等【7 6 】用拉伸仪研究了小麦蛋白组分与 面团特性和烘焙品质的关系旧。阚建全【7 8 1 等研究表明，面团中蛋白质和面筋含量高的，吸水 率高，形成时间和稳定时间长，衰弱度小，评价值高。稳定时间的长短反映了面团的耐柔性， 即对剪切降解的抵抗力，稳定时间越长，面团的韧性越好，面筋强度越大，面团的处理性质 越好。 1 2 饺子品质研究 8 饺子，又名水饺，它是一种以面粉做皮，内中包馅的半圆形或略近三角形的食品。据考 证，饺子原名“娇耳，是我国医圣张仲景首先发明的。饺子是我国人民喜爱的传统食品，早 在南北朝时已成为我国劳动人民喜欢吃的一种食品。据考古发现，饺子在唐朝已普及到少数 民族地区。 饺子是最具中国特色的传统食品，春节吃饺子的习俗，在我国由来已久。饺子作为辞旧 迎新的食品始于明代，盛于清代。随着人民生活水平的不断提高，饺子已成为一般家庭的主 食食品之一。相对于馒头和面条，对饺子的研究还不够深入，尤其在饺子的加工工艺、产品 的评价标准及质量标准、影响饺子质量的因素研究等方面还处于起步阶段。近年来，随着人 们生活节奏的加快，速冻食品愈来愈受到人们的青睐，而饺子作为我国的传统主食，方便、 卫生、安全、营养等特性使其成为速冻食品中的佼佼者。 1 2 i 速冻饺子的研究现状 近几年来，我国速冻饺子已经远销到日本、美国等国家，打入了国际市场。使用现代速 冻技术，将包制成形的生饺子，迅速冻结起来然后贮存于低温冰箱，随取随用非常方便。速 冻饺子可长期保鲜，解决了饺子不能长距离运输的难题，故其发展非常迅速，产量约占冷冻 调理食品的三分之一，几乎所有冷冻调理食品的厂家都生产饺子p 9 1 。近年来，我国对速冻饺 子的研究取得了长足的进步，但由于速冻食品加工在我国起步较晚，从整个行业科研领域来 看，对速冻食品并没有很深入很透彻的剖析和研究。尤其是作为方便食品消费大国，我国却 无统一的、客观的、科学的方法和指标对速冻饺子的品质进行评定，现有的对速冻饺子品质 评价的标准多为各企业制定的企业标准，且往往以感官为主，指标模糊，可操作性差，既不 利于生产加工，也不利于对产品质量的检验和管理。 1 2 1 1 国外速冻面制品研究现状 国外学者对速冻面制品的研究主要集中在冷冻面包面团方面，并积累了大量的研究成果。 w o l t 等【舳】是第一个提出蛋白质的质量对冷冻面团制作的面包品质有重要影响。i n o u e 和 b u s h u k 8 h 用了五种不同的面团：三种面团蛋白质的质量不同但数量几乎相同，另外两种面团 蛋白质质量相同但含量不同。对储存1 0 周以上或冷冻一周后解冻对冷冻面团进行拉伸测定， 结果表明：蛋白质的质量比含量更为重要。 冷冻条件对面团的流变学性质、拉伸强度、烘焙性质等都产生很大的影响，国外关于这 方面的研究较多。冷冻条件主要包括冷冻温度、冷冻时间、冻融循环次数等。冷冻温度过低、 储藏时间过长、冻融循环次数增多都会导致面团品质变差。有研究发现用拉伸仪测定发酵面 团的拉伸特性，得出解冻过的面团再冷冻一周后抗拉伸性在第一次冻融循环后没有改变，但 是在第二、三次之后呈递减趋势【s 2 1 。b e r g l u n d 等i s 3 1 用显微镜观察了冷冻面团的淀粉颗粒和面 筋结构随冷冻时间和冻融循环次数而变化。z o u n i s 等剐指出面团在储藏过程中由于面筋网络 结构发生变化，淀粉颗粒不再与小纤维状面筋联结，最终引起面团结构变化。 1 2 2 饺子品质的评价方法 9 传统主食的工业化生产对产品食用品质的评价方法、评价指标以及质量控制都提出了更 高的要求。我国乃至国际上至今还没有对饺子提出统一的规格和质量要求，我国的李永本提 出了一种饺子质量评定方法是由5 位有经验的或经过训练的人员组成评议小组。他们对饺子 进行外观鉴定和品尝评价，对饺子汤进行浑浊程度和沉淀物目测，并根据饺子的质量评分标 准分别给各种饺子打分。评分是采用百分制，取整数。评分结果取各个评议小组人员评分的 算术平均数，平均数中若出现小数，则采取四舍六入五留双的方法舍弃【8 5 】。我国1 9 9 3 年制定 了饺子评分行业标准，虽然该方法最具权威性，但是在评价中易受评价员的嗜好、品味等不 定因素的影响，从而导致实验结果可靠性、可比性差。因此国内外学者一直在探索简单易行、 标准化程度高的客观评价方法，来更直观评价主食制品的品质【鲫。在国内外现有研究面制品 品质评价方法的基础上，本文借鉴了一些对饺子进行评价，主要有：饺子皮的品质质构测定， 以及饺子的感官评价。 1 2 3 面粉特性对饺子质量的影响 任何一种产品，原料的品质在很大程度上决定了成品质量的优劣。就饺子而言，其面皮 均是由面粉构成，面粉特性及其加工工艺的优劣，直接决定了成品饺子质量。其中面粉特性 对饺子质量的影响最大。对饺子质量的研究现在主要集中在消费量最大的速冻饺子方面，娄 爱华等对目前市场上具有代表性的9 个面粉品种的理化特性和冷冻性能进行了测试，得出最 适合于加工成速冻饺子的面粉品种，并优化出加工优质速冻饺子的面粉特性指标为：湿面筋 质量分数2 9 七1 ，淀粉质量分数7 0 旷7 1 ，灰分低于0 4 5 ，水分低于1 4 5 【8 7 】。 李桂玉等分析了影响速冻饺子冻裂因素及改进措施，指出作为速冻饺子专用的面粉，应 该具备以下特点：( 1 ) 灰分低。灰分主要是面粉加工精度的反映，灰分过高容易导致饺子冻结 过程中破裂率提高；( 2 ) 蛋白质质量好。片面追求面筋数量而忽视蛋白质质量的优劣，是影响 水饺冻裂率的一个因素。蛋白质形成面筋后，应该具有一定的延伸性和弹性，只有这样才可 以在饺子冻结过程中减轻由于水分冻结，体积膨胀造成的对表皮的压力喁8 】。李昌文等从面粉、 生产工艺和添加剂的选择等对影响速冻饺子的品质因素进行了综合阐述，指出饺子皮的主要 原料是面粉，直接影响着制品的外观和口感，合适的面粉是保证速冻饺子品质的前提，加工 优质速冻饺子的专用面粉，不仅要有高的面筋含量，蛋白质质量也要好，面团的稳定时间要 合适。淀粉的糊化和老化对食品的质构有显著影响，对速冻饺子的品质影响很大。用于速冻 饺子的面粉要求其淀粉特性具有较低的糊化温度、较高的热黏度、较低的冷黏度。张国权等 对饺子专用粉的淀粉品质特性分析指出，优质饺子专用粉不但应具有较好的蛋白质品质，还 应具有合理的淀粉构成以及较高的峰值粘度、较强的凝胶形成能力和较大的淀粉膨胀体积【s 9 】。 破损淀粉的含量对饺子的品质也产生很大影响，蒸煮损失与破损淀粉有很大的相关性，破损 淀粉含量越少，蒸煮损失越少。直链淀粉具有优良的成膜性和膜强度，支链淀粉具有优良的 黏结性 9 0 1 。 总之，影响饺子及速冻饺子品质的因素是多方面的，包括蛋白质品质特性、淀粉品质特 l o 性、面粉加工精度及速冻饺子加工工艺等因素，其中最重要的是蛋白质的品质特性。蛋白质 品质特性即蛋白质的数量及质量。高质量的蛋白质，形成面筋后，具有一定的延伸性和弹性， 这样可以在饺子冻结过程中减轻由于水分冻结，体积膨胀造成的对表皮的压力。麦谷蛋白和 醇溶蛋白是面筋蛋白的重要组成部分，尤其是麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的数量、比例及其组成 与面团的弹性和延伸性密切相关，对面团的性质和最终产品的质量有较大影响。 决定小麦加工品质的最重要因素是麦谷蛋白组成，特别是高分子量麦谷蛋白亚基的组合， 小麦品种只有具备优质亚基且蛋白组分含量比例合适时，才具有良好的加工品质。但是大量 研究已经证实高分子量麦谷蛋白亚基对小麦加工品质的影响，而对其作用机理的研究还处于 摸索阶段。有研究推测，h m w - g s 中含量较多的甘氨酸，易形成分子内和分子间氢键，分子 间氢键形成面团弹性，面团形成时这些氢键被拉断，增大了环区序列和链区序列之间的流动 性，环区序列能够自由伸展，而当拉力消失时，环区序列又能回复，从而赋予面团弹性。 醇溶蛋白与面团粘性和延展性有关，醇溶蛋白间通过氢键和疏水作用相互反应，促进面 筋粘性的形成，但是对面团的强度没有直接影响。也有研究指出，醇溶蛋白和麦谷蛋白共同 发挥作用，麦谷蛋白尤其是x 型h m w - g s 能增强面团强度，并且是面筋网络的主要组分。而 醇溶蛋白和l m w - g s 似乎发挥着“溶剂”的作用，它们或者通过干扰h m w - g s ，或者通过 改变不同类型麦谷蛋白的相对量来改变面团的流变学性质。进一步的研究已证明对面团性质 的影响主要是由h m w - g s 的状态、麦谷蛋白醇溶蛋白的平衡、面筋蛋白分子量的分布和蛋 白质总量这四个参数所决定的。 目前，对麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的研究，大多集中在麦谷蛋白亚基组成、麦醇溶蛋白等 位基因以及其对小麦品质性状的影响上，并致力于对小麦品种品质改良方面。单个高分子量 麦谷蛋白亚基及其表达量对小麦粉加工品质特性的影响研究报道相对较少。 本课题以蛋白质对面粉及面团品质特性的影响为切入点，研究蛋白质组分清蛋白、球蛋 白、醇溶蛋白、麦谷蛋白含量及高分子量麦谷蛋白亚基对饺子专用粉品质的影响，以期对今 后饺子专用粉的生产提供一定参考。 2引言 随着生活水平的日益提高和生活节奏的加快，人们对高质量，高档次的面制品的需求日 益增加。高档食品新型食品、快餐食品的需求越来越大，而中国的传统主食如馒头，面条 ，饺子等也要求进一步提高质量档次并适应工业化生产。另外由于专用粉有独特的品质特点 和工艺适应性，其附加值高，同时具有较强的竞争力，因此对于食品工业来说，专用粉的生 产将是面粉工业今后的主要发展方向。在国外，早就形成了小麦育种，专用粉的开发与利用， 最终服务于食品工业三者紧密联系在一起的产业链。目前专用粉生产在发达国家比较普遍， 在我国南方沿海发展比较快，因受多种因素制约，内陆地区发展缓慢。我国商业部早在1 9 9 3 年就颁布了几种小麦专用粉的推荐标准，该标准较等级粉的常规检验标准有三大突出特点， 其一，以面粉中面筋的含量和质量( 筋力) 评定面粉的品质；其二，以降落值评定面粉的品质； 其三，以制品品质评分规定面粉的品质。近几年来，随着食品工业的发展和人民生活水平的 提高，专用小麦粉的生产发展较快，与之相应的也出台了9 个专用小麦粉标准，这些专用粉 标准在实际应用中对指导生产和保证专用粉质量起到了积极的作用。但是也有企业反映，生 产中按照这些标准检验，常常达不到专用食品厂的要求。因此，从理论和实践上尽快提高国 产专用