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小麥粉面團質(zhì)量形成分子機制被揭示
作者：李春劍，楊舒  來源：光明日報
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本報北京1月8日電（記者李春劍、楊舒）近日，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所聯(lián)合國內(nèi)外科研團隊，系統(tǒng)揭示了小麥基因型、灌溉條件、儲存方式及制粉工藝影響面團流變特性及產(chǎn)品質(zhì)量的微觀和介觀機制。該研究首次明確蛋白質(zhì)分子間二硫鍵與氫鍵的比率是關鍵調(diào)控指標，為優(yōu)質(zhì)專用小麥品種選育和面制品精準加工提供了新的理論依據(jù)。相關研究成果已發(fā)表在國際食品領域權威期刊《食品化學》上。
面包、面條、饅頭等面制品的質(zhì)地、彈性和口感，取決于小麥面粉中面筋蛋白形成的三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。然而，在育種、栽培、儲存和加工過程中，多種因素如何影響蛋白質(zhì)分子間的相互作用，進而決定面團的筋力、延展性和持水性，一直是學界和產(chǎn)業(yè)關注的重點與難點。為解析這一復雜過程，研究團隊選取具有代表性的小麥基因型開展系統(tǒng)研究。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，攜帶“5+10”亞基的強筋小麥品種，其蛋白質(zhì)和二硫鍵含量更高，形成的面團更筋道，粉質(zhì)儀揉混時的稠度更大，但面筋網(wǎng)絡過于致密，持水能力相對較弱。同時，生長季不灌溉能促使小麥在灌漿期形成更多二硫鍵，實現(xiàn)蛋白質(zhì)的“預聚集”，使面團蛋白質(zhì)網(wǎng)絡更緊密，從而在后續(xù)和面時需要更多攪拌能量。
從儲存方式來看，與常溫有氧儲存相比，4℃無氧儲存能顯著抑制二硫鍵的過度形成，同時促進氫鍵的增加。氫鍵有助于面筋網(wǎng)絡的延伸，并提升持水能力。研究者還發(fā)現(xiàn)，即使同一批小麥，由于麥粒不同部位的蛋白質(zhì)組成與狀態(tài)不同，其面粉特性也存在梯度差異。
該研究還突破性地提出一個可量化衡量蛋白質(zhì)網(wǎng)絡聚集狀態(tài)的關鍵指標——二硫鍵與氫鍵的比率。形象地說，二硫鍵如同堅固的鋼釘，決定面團網(wǎng)絡強度；氫鍵則像靈活的魔術貼，影響面團網(wǎng)絡的彈性和持水性。研究表明，該比率與粉質(zhì)儀面團揉混峰值稠度呈顯著正相關，比率越高，蛋白質(zhì)聚集越緊密，面團筋力越強；而面筋持水能力則與達到粉質(zhì)儀攪拌峰值所需的能量呈負相關。
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所研究員張波表示，該研究從蛋白質(zhì)互作的微觀和介觀尺度揭示了面團質(zhì)量形成的核心機制，對產(chǎn)業(yè)實踐具有重要指導意義：在育種上，可針對性地選擇調(diào)控關鍵相互作用比例的基因型；在栽培上，可科學管理水分以平衡產(chǎn)量與蛋白質(zhì)質(zhì)量；在儲運和加工上，可通過控制儲存條件和科學配粉，精準調(diào)控面粉的加工性能，最終實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)面制品的標準化生產(chǎn)。
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