摘 要：本文采用差示掃描量熱儀、低場(chǎng)核磁、原位拉曼光譜儀等手段研究不同酶解時(shí)間下亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)的冷凍保護(hù)作用。結(jié)果表明：酶解時(shí)間60min時(shí)，亞麻籽粕蛋白酶解物的熱滯活性最高，為0.83℃，且此酶解時(shí)間下亞麻籽粕蛋白酶解物的冰重結(jié)晶抑制活性最顯著，大冰晶比例降至最低。將亞麻籽粕蛋白酶解物添加到面團(tuán)體系中發(fā)現(xiàn)水解度為13.62%（酶解60min）的酶解物冷凍保護(hù)效果最為顯著，與對(duì)照組相比，面團(tuán)中強(qiáng)結(jié)合水提高了13.2%，弱結(jié)合水、自由水分別降低了0.7%、7.9%；面團(tuán)的最大發(fā)酵高度、最終高度、開(kāi)始泄露CO2的時(shí)間分別提高了18.5%、24.4%、34.4%；蛋白結(jié)構(gòu)分析表明，當(dāng)水解度為13.62%時(shí)，面筋蛋白中α-螺旋相對(duì)含量最高，與對(duì)照組相比提高了35.3%，無(wú)規(guī)卷曲相對(duì)含量降低了28.9%；氨基酸側(cè)鏈I760值提高了282.3%，I850/I830值降低了59.6%；二硫鍵g-g-g構(gòu)型和g-g-t構(gòu)型相對(duì)含量分別提高了8.8%、9.8%。綜上，亞麻籽粕蛋白酶解物提升了面團(tuán)的持水性能，縮短了面團(tuán)的醒發(fā)時(shí)間，減弱了冰晶對(duì)面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，當(dāng)水解度為13.62%時(shí)對(duì)面團(tuán)冷凍保護(hù)作用最好。
關(guān)鍵詞：蛋白酶解物；冷凍面團(tuán)；熱滯活性；分子結(jié)構(gòu)；低溫保護(hù)
有研究表明，面團(tuán)在冷凍過(guò)程中會(huì)發(fā)生冰晶的生長(zhǎng)和重結(jié)晶，進(jìn)而導(dǎo)致面團(tuán)關(guān)鍵組分的劣變[1]，具體表現(xiàn)為酵母活性和產(chǎn)氣能力下降、面團(tuán)持氣能力減弱、淀粉結(jié)晶度增加、面團(tuán)水分遷移，且最終面制品比容較小、硬度增加等問(wèn)題[2-3]。目前，添加合適的抗凍劑是改善面團(tuán)冷凍損害的最有效途徑，其主要類(lèi)型有海藻糖、復(fù)合磷酸鹽、蔗糖酯、黃原膠、抗凍蛋白（肽）等[4]。但一些常規(guī)保護(hù)劑如糖類(lèi)，多聚磷酸鹽類(lèi)等會(huì)使面團(tuán)質(zhì)量或其揮發(fā)性成分發(fā)生較大變化，安全性存在一定問(wèn)題[5]。
經(jīng)過(guò)大量研究表明，與魚(yú)源、昆蟲(chóng)源、細(xì)菌源及真菌源的抗凍蛋白相比，植物源抗凍蛋白，冰晶重結(jié)晶抑制效果更佳[6]，可以很好地解決這一問(wèn)題，而且其功能特性與任何毒性蛋白無(wú)關(guān)，具有較高的安全性。但在眾多植物源抗凍蛋白不斷被發(fā)現(xiàn)并被深入研究的同時(shí)，天然抗凍蛋白也面臨許多的問(wèn)題，如天然抗凍蛋白數(shù)量較少、安全性不高等[7-8]。因此，研究具有較高活性與安全性的食源性植物抗凍蛋白逐漸成為熱點(diǎn)話(huà)題。
亞麻籽是我國(guó)重要的油料作物之一，將榨油后剩下的亞麻籽粕用來(lái)提取亞麻籽粕蛋白，得到粕的蛋白約占32%~49%，是非常好的蛋白資源[9]；且亞麻籽粕中含有較多的谷氨酸、精氨酸和天冬氨酸，通過(guò)對(duì)比幾種植物類(lèi)的食源性蛋白的氨基酸序列，亞麻籽粕蛋白在做抗凍劑方面具有較大的潛力[10]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究并報(bào)道了亞麻籽粕蛋白的許多功能特性，如抗氧化、抗菌性、抗高血壓和降低膽固醇等[11-12]，但目前有關(guān)亞麻籽粕蛋白在做抗凍劑方面和對(duì)冷凍面團(tuán)中關(guān)鍵組分的影響類(lèi)文章研究較少。因此，本研究以亞麻籽粕為原料，探究亞麻籽粕蛋白及其酶解物在抗凍方面的功能特性以及對(duì)冷凍面團(tuán)的低溫保護(hù)作用，對(duì)亞麻籽資源的開(kāi)發(fā)以及在食品中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料與試劑
材料：亞麻籽粕（蛋白質(zhì)含量37.30%、含水量6.45%、含油率11.35%、灰分含量7.85%），河北省靈壽縣信德農(nóng)產(chǎn)品有限公司，外觀(guān)整齊，無(wú)霉變；小麥精制粉（蛋白質(zhì)含量11.1%，脂肪含量2%，含水量11.5%），河南金苑糧油有限公司；食用鹽，鄭州市鹽業(yè)公司；活性干酵母，安琪酵母股份有限公司。
試劑：Alcalase堿性蛋白酶（酶活為3.9×105U/mL，經(jīng)福林法測(cè)得），Sigma公司；氫氧化鈉、鹽酸（分析純），天津市大茂化學(xué)試劑廠(chǎng)；其余未特別說(shuō)明試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.2儀器與設(shè)備
HA-3480A 和面機(jī)，克萊美斯機(jī)電科技（深圳）有限公司產(chǎn)；LGL-50F 冷凍干燥機(jī)，北京松源華興科技發(fā)展有限公司；DSC-Q2 差式量熱掃描儀,美國(guó) TA 公司產(chǎn)；mk200 冷熱臺(tái)，美國(guó) INSTEC 公司；BX53M 偏光顯微鏡，日本 OLYMPUS 公司；HWS-080 恒溫恒濕箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司； BWS465-785S 便捷式拉曼光譜系統(tǒng)，美國(guó) Bwbek 公司；F4 流變發(fā)酵儀，法國(guó)肖邦技術(shù)公司；NMI-20 低場(chǎng)核磁共振譜儀，上海紐邁電子科技有限公司；TA.XT plus 物性測(cè)定儀，英國(guó) Stable Micro Systems公司。
1.3實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1亞麻籽粕蛋白提取方法
將已脫油脫脂的亞麻籽餅粕超微粉碎、去除雜質(zhì)、過(guò)80目篩。取一定量過(guò)篩的亞麻籽粕粉末溶解于去離子水中配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的懸浮液，保持溫度35℃，調(diào)pH值至9.5，恒溫水浴浸提4h。浸提結(jié)束，4℃、4500r/min離心30min，棄沉淀取上清。調(diào)上清液pH值至4.8，于4℃、4500r/min再次離心30min。取沉淀，純水復(fù)溶，調(diào)pH值至中性。在4℃條件下透析除鹽、冷凍干燥、密封保存。經(jīng)上述方法提取后，亞麻籽粕蛋白含量為78.5g/100g，蛋白質(zhì)的提取率為11.6%。
1.3.2酶解方法
根據(jù)張文敏[13]的方法略作修改，取一定量的亞麻籽粕蛋白干基配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的懸浮液，恒溫?cái)嚢?min，pH調(diào)至8.5，加入6080U/g的Alcalase堿性蛋白酶，在45℃恒溫水浴下，分別酶解0、30、60、90、120min，酶解結(jié)束后立即用沸水浴滅酶15min，透析除鹽、冷凍干燥，留存?zhèn)溆?。采用pH-stat法計(jì)算亞麻籽粕蛋白酶解物的水解度，計(jì)算公式如下：
式（1）
其中，V為水解過(guò)程中氫氧化鈉的消耗量（mL）；Nb為氫氧化鈉的濃度（mol/L）；α為亞麻籽粕蛋白的平均解離度，在50℃、pH8.5條件下α為0.955（無(wú)量綱）；Mp為底物中蛋白質(zhì)的總量（g）；htot為底物中蛋白質(zhì)的肽鍵總數(shù)，亞麻籽粕蛋白的htot為8.38（毫克當(dāng)量/每克蛋白質(zhì)）。
1.3.3熱滯活性（THA）的測(cè)定
參照張艷杰[14]的方法并稍作修改，調(diào)整DSC溫度變控速率為1℃/min，設(shè)置起始溫度為10℃，首先降溫至-20℃，停留5min至樣品完全凍結(jié)，然后再以同樣的速率升溫至10℃，再降溫至-20℃，記錄樣品熔點(diǎn)（Tm）和體系熔融焓（ΔHm）。繼續(xù)以1℃/min升溫至樣品體系為固液混合物狀態(tài)的某一溫度（保留溫度，Th），停留5min，再將溫度從Th降低至-20℃，重復(fù)上述過(guò)程，記錄不同Th下樣品體系結(jié)晶的起始溫度（T0）和結(jié)晶焓（ΔHf）。熱滯活性（THA）和冰晶含量（Φ）的計(jì)算方法如式
（2）和式（3）：
式（2）中，THA為樣品的熱滯活性（℃）；Th為保留溫度（℃）；T0為不同停留溫度下樣品體系
結(jié)晶的起始溫度（℃）。式（3）中，Φ為樣品中的冰晶含量（%）；ΔHf為保留溫度停留后降溫過(guò)程中體系的結(jié)晶焓（J/g）；ΔHm為樣品的熔融焓（J/g）。
1.3.4冰重結(jié)晶抑制活性（IRI）的測(cè)定
參照Cao[15]的方法并稍作修改，步驟如下：取5μL樣品溶液（5mg/ml，含10%蔗糖）滴于載玻片上，將載玻片置于冷臺(tái)上，以20℃/min迅速將至-30℃，保持5min；以1℃/min升溫至-14℃，保持5min；然后使樣品在-14℃~-12℃之間循環(huán)5次，模擬樣品在溫度波動(dòng)下的冰晶重結(jié)晶的環(huán)境，采集5次循環(huán)后冰晶形態(tài)圖像（100×）。利用ImageJ圖像分析軟件統(tǒng)計(jì)圖中冰晶的尺寸分布。
1.3.5面團(tuán)的制備
準(zhǔn)確稱(chēng)取300g面粉，加入面粉質(zhì)量1%的酵母、1%的食鹽、0.5%亞麻籽粕蛋白酶解物和45%的水，采用自動(dòng)和面機(jī)和面10min。面團(tuán)靜置5min，然后進(jìn)行反復(fù)凍融5次（一次凍融循環(huán)包括在-18℃下12h的冷凍過(guò)程和1h的解凍過(guò)程）。面團(tuán)解凍在30℃、80%濕度的恒溫恒濕箱中進(jìn)行[16]。以不加亞麻籽粕蛋白酶解物的面團(tuán)為對(duì)照。
1.3.6水分分布的測(cè)定
按照Zhang[17]的方法，采用低場(chǎng)核磁共振波譜儀測(cè)定面團(tuán)中的水分分布。采用CPMG序列進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：回波個(gè)數(shù)（C0），1200；采樣點(diǎn)數(shù)（TD），166446；掃描次數(shù)（NS），16；半回波時(shí)間（TE），0.208ms。
1.3.7發(fā)酵特性的測(cè)定
按照石媛媛[18]的方法并稍作修改，將解凍好的面團(tuán)揉勻，利用F4流變發(fā)酵儀測(cè)定面團(tuán)的發(fā)酵性能。測(cè)定條件為：面團(tuán)重量，315g；醒發(fā)溫度，37℃；醒發(fā)時(shí)間，3h；砝碼重量，2kg。
1.3.8拉曼光譜采集
將解凍后的面團(tuán)冷凍干燥、研磨過(guò)篩，參照張艷艷[19]的方法，稱(chēng)取0.8g過(guò)篩的面團(tuán)粉末置于i-Ramanplus光纖探頭下，并保證樣品具有一定的厚度且表面平整。原位拉曼光譜儀在400~2000cm-1的波段范圍內(nèi)采集樣品光譜。光譜采集參數(shù)：激發(fā)波長(zhǎng)785nm，光譜分辨率為3cm-1，積分時(shí)間為10000ms，平行次數(shù)為3次；發(fā)射功率為總功率的50%。
1.3.8.1二級(jí)結(jié)構(gòu)分析
對(duì)于酰胺Ⅰ帶（1600~1700cm-1）中二級(jí)結(jié)構(gòu)的分析，采用Peakfit軟件對(duì)拉曼光譜進(jìn)行基線(xiàn)校準(zhǔn)、高斯去卷積和二階導(dǎo)數(shù)等進(jìn)行擬合峰，計(jì)算α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角以及無(wú)規(guī)則卷曲四種二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量。
1.3.8.2二硫鍵分析
對(duì)于二硫鍵（500~550cm-1）的分析，拉曼特征峰的結(jié)構(gòu)可歸屬為：500~515cm-1處峰表示gauche-gauche-gauche（g-g-g）構(gòu)型；515~535cm-1處峰表示gauche-gauche-trans（g-g-t）構(gòu)型；535~550cm-1處峰表示trans-gauche-trans（t-g-t）構(gòu)型。采用Peakfit軟件對(duì)拉曼光譜進(jìn)行基線(xiàn)校準(zhǔn)、高斯去卷積和二階導(dǎo)數(shù)等進(jìn)行擬合峰，計(jì)算各二硫鍵構(gòu)型的相對(duì)含量。
1.3.8.3氨基酸側(cè)鏈分析
對(duì)于氨基酸側(cè)鏈（820~860 cm-1 和 760 cm-1）的分析，利用 Origin 軟件對(duì)原位拉曼光譜進(jìn)行歸一化、尋峰處理以及定性分析。
1.3.9數(shù)據(jù)處理與分析
用MicrosoftExcel2019對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用Origin和Peakfit軟件進(jìn)行作圖，SPSS22.0軟件進(jìn)行顯著檢驗(yàn)（P＜0.05）。實(shí)驗(yàn)均重復(fù)6次，數(shù)據(jù)采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。
2結(jié)果與分析
2.1酶解時(shí)間對(duì)亞麻籽粕蛋白酶解物熱滯活性（THA）的影響
表1為不同酶解時(shí)間對(duì)亞麻籽粕蛋白酶解物THA的影響。結(jié)果表明，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，熱滯活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在酶解時(shí)間為60min時(shí)達(dá)到最大值0.83℃；有研究表明，抗凍蛋白的抗凍活性只存在于局部的多肽鏈片段[20]，并不是在整個(gè)蛋白質(zhì)都發(fā)揮作用，亞麻籽粕蛋白經(jīng)過(guò)適度酶解，具有抗凍活性的肽鏈結(jié)構(gòu)域充分暴露或形成短肽，從而表現(xiàn)出較高的熱滯活性[21]；但隨著酶解時(shí)間延長(zhǎng)，酶與底物的作用達(dá)到飽和可能會(huì)改變其周?chē)沫h(huán)境導(dǎo)致活性片段的分解與斷裂，從而降低亞麻籽粕蛋白酶解物的熱滯活性。綜上，亞麻籽粕蛋白酶解物在做抗凍劑方面具有較大的潛力，這也為進(jìn)一步考查其對(duì)面團(tuán)的冷凍保護(hù)奠定了基礎(chǔ)。
表1 不同酶解時(shí)間對(duì)亞麻籽粕蛋白酶解物熱滯活性的影響
2.2酶解時(shí)間對(duì)亞麻籽粕蛋白酶解物冰重結(jié)晶抑制活性（IRI）的影響
圖1顯示了未添加和添加亞麻籽粕蛋白酶解物的蔗糖溶液經(jīng)過(guò)5次溫度循環(huán)（-14~-12℃）處理后的記錄圖像，由圖1可以看出，對(duì)照組（蔗糖溶液）在凍結(jié)后形成的大冰晶（>30μm）數(shù)量較多。與對(duì)照組相比，添加亞麻籽粕蛋白酶解物的蔗糖溶液中大冰晶較少，且冰晶分布較為均勻，其原因可能是亞麻籽粕蛋白酶解物能夠與冰晶體結(jié)合，抑制冰晶生長(zhǎng)，降低冰點(diǎn)，使冰晶不能聚集增大[22]，在一定程度上起到抑制冰晶重結(jié)晶的效果。此外，我們采用ImageJ軟件統(tǒng)計(jì)出每張圖中冰晶的尺寸分布如圖2所示，從圖2中可以看出，相對(duì)于對(duì)照組，添加蛋白酶解物的樣品中，大冰晶數(shù)量呈下降趨勢(shì)，表明添加亞麻籽粕蛋白酶解物能夠抑制冰晶的生長(zhǎng)。
與0min（未酶解的亞麻籽粕蛋白）相比，經(jīng)過(guò)酶解后的亞麻籽粕蛋白有顯著的抑制效果，其中經(jīng)過(guò)60min、120min酶解的亞麻籽粕蛋白形成的冰晶顆粒最為細(xì)小，分布致密且均勻，其抑制冰結(jié)晶的效果較其他組最為顯著；此外，酶解30min時(shí)的亞麻籽粕蛋白酶解物也有較好地抑制冰晶重結(jié)晶的效果，這與汪少蕓[23]等人的研究結(jié)果基本一致。結(jié)合亞麻籽粕蛋白酶解物的熱滯和抑制冰重結(jié)晶能力，可得知對(duì)亞麻籽粕蛋白進(jìn)行酶解能夠在一定程度上細(xì)化冰晶，減小大冰晶的比例以及提高冰晶表面作用力，對(duì)延長(zhǎng)冷凍食品的貨架期，改善冷凍食品的品質(zhì)具有重要作用。
圖1 不同酶解時(shí)間下亞麻籽粕蛋白酶解物的IRI活性
圖2 不同尺寸范圍內(nèi)的冰晶個(gè)數(shù)
2.3亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)冷凍面團(tuán)水分分布的影響
亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)水分分布的影響規(guī)律如圖 3 和表 2 所示。對(duì)照面團(tuán)中 T21、T22 和 T23 組分的相對(duì)含量（A21、A22 和 A23）分別為 6.80%、91.80%和 1.40%，與對(duì)照面團(tuán)相比，添加了亞麻籽粕蛋白酶解物的面團(tuán)中 A21 顯著提高，A22 顯著降低，A23 在水解度為 0 時(shí)有所提高。根據(jù)表 2 可看出， 隨著 DH 的增加，A21 呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)，在 DH 為 13.62%（酶解 60 min）時(shí)達(dá)到最大值，說(shuō)明此時(shí)冷凍面團(tuán)中強(qiáng)結(jié)合水含量最高，有效抑制了反復(fù)凍融引起的面團(tuán)中水分遷移[24]，保證了面團(tuán)中水分的穩(wěn)定性；此外，DH 為 10.57%（酶解 30 min）的亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)水分狀態(tài)也具有較好的保護(hù)作用；而 A22 呈下降趨勢(shì)，表明嵌在面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的弱結(jié)合水含量降低，轉(zhuǎn)化成部分的強(qiáng)結(jié)合水和自由水，其原因可能是由于冷凍破壞了分子間氫鍵的相互作用，降低分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，增加了分子的無(wú)序度所致[25]。因此，在冷凍過(guò)程中添加一定量的亞麻籽粕蛋白酶解物可以對(duì)面團(tuán)中水分 穩(wěn)定性起到較好的冷凍保護(hù)作用。而穩(wěn)定的水分狀態(tài)、均勻的水分分布更有益于面團(tuán)發(fā)酵，得到比容 大、質(zhì)地松軟有彈性的發(fā)酵面食[26]。
圖3 面團(tuán)橫向弛豫時(shí)間（T2）分布曲線(xiàn)
表2 亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)水分分布的影響
2.4亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)冷凍面團(tuán)發(fā)酵特性的影響
由表3可知，在反復(fù)凍融5次后，與對(duì)照組相比，隨著DH的增加，面團(tuán)的Hm、h均大于對(duì)照組，在DH為13.62%（酶解60min）時(shí)兩者均達(dá)到最大值（Hm=42.2mm，h=34.0mm）；Hm和h可以綜合體現(xiàn)面團(tuán)在發(fā)酵過(guò)程中的產(chǎn)氣和持氣能力[24]，因此這些都可以有效證明向面團(tuán)中添加亞麻籽粕蛋白酶解物可以有效地減弱冷凍過(guò)程對(duì)酵母和面筋蛋白體系的破壞作用，從而縮短面團(tuán)的醒發(fā)時(shí)間，提高酵母的產(chǎn)氣能力和面團(tuán)的持氣能力[27]；另一方面，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，Tx逐漸延后，較大的Tx值在一定程度上可反映面團(tuán)的筋力，故在DH為13.62%時(shí)Tx達(dá)到最大值，此時(shí)面團(tuán)的筋力最好，可以有效減緩冷凍對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的破壞，提高酵母細(xì)胞的存活率，從而更好地提升了面制品的感官品質(zhì)；Vt和Vr值也顯著高于對(duì)照面團(tuán)，這也充分表明了添加適量的亞麻籽粕蛋白酶解物有助于保護(hù)酵母細(xì)胞和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)免受冰晶的破壞，對(duì)冷凍面團(tuán)起到了一定的保護(hù)作用[28]。綜上，添加亞麻籽粕蛋白酶解物可以提高酵母產(chǎn)氣和持氣能力，提升冷凍面制品的最終品質(zhì)，使面團(tuán)及其制品更加松軟。
表3 亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)發(fā)酵特性的影響
2.5亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)中面筋蛋白分子結(jié)構(gòu)的影響
拉曼光譜常用來(lái)表征蛋白分子結(jié)構(gòu)的變化，其中500~550cm-1、760cm-1與820~860cm-1和1600~1700cm-1分別與面筋蛋白中二硫鍵、色氨酸、酪氨酸以及酰胺Ι帶相關(guān)，因此這些光譜峰常用來(lái)分析蛋白分子結(jié)構(gòu)（二硫鍵構(gòu)型、氨基酸側(cè)鏈和二級(jí)結(jié)構(gòu)）的變化[29]。
2.5.1二級(jí)結(jié)構(gòu)分析
亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)中面筋蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響如圖4所示。與對(duì)照組相比，添加亞麻子粕蛋白酶解物后，面團(tuán)中面筋蛋白的α-螺旋結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，β-折疊結(jié)構(gòu)和無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量先減少后增加，β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量在DH為15.24%達(dá)到最大值，在DH為0時(shí)最小。當(dāng)DH為13.62%（酶解60min）時(shí)，面團(tuán)中面筋蛋白的α-螺旋結(jié)構(gòu)占比達(dá)到最大，無(wú)規(guī)卷曲和β-折疊結(jié)構(gòu)相對(duì)占比最少，表明蛋白分子結(jié)構(gòu)向相對(duì)有序化（α-螺旋結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)變。其次，面團(tuán)在反復(fù)凍融過(guò)程中，由于二硫鍵的斷裂，面筋蛋白中會(huì)形成一些新的小分子物質(zhì)，這些小分子物質(zhì)在化學(xué)鍵的作用下會(huì)發(fā)生聚集現(xiàn)象，從而會(huì)使β-折疊結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量升高，而在DH為0~13.62%時(shí)，相對(duì)于對(duì)照組，β-折疊結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量呈顯著下降趨勢(shì)，表明在此水解度的范圍內(nèi)酶解物的添加可以減少這種聚集現(xiàn)象[30]。
結(jié)果表明了添加一定水解度的亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)中面筋蛋白在冷凍過(guò)程中結(jié)構(gòu)的破壞具有抑制作用，而這種作用可能是酶解物的添加抑制了冷凍過(guò)程中冰晶生長(zhǎng)、降低了冷凍對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)的機(jī)械破壞產(chǎn)生的。本研究中DH為13.62%時(shí)，其對(duì)面筋蛋白的冷凍保護(hù)作用最顯著，DH更高反而其冷凍保護(hù)作用下降，這可能是因?yàn)閬喡樽哑傻鞍酌附馕锏腄H較高時(shí)，引入了較多不利于面筋蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的短肽和氨基酸[28]。
圖4 亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)中二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響
2.5.2二硫鍵分析
二硫鍵在面團(tuán)中的含量會(huì)影響面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成和最終面制品的品質(zhì)[29]。亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)中二硫鍵的影響如圖5所示，與對(duì)照組相比，隨著亞麻籽粕蛋白酶解物DH的增大，二硫鍵中g(shù)-g-g構(gòu)型的相對(duì)含量先增加后降低，t-g-t構(gòu)型含量先降低后增加，g-g-t構(gòu)型相對(duì)含量在DH為13.62%（酶解60min）時(shí)達(dá)到最高。通過(guò)以上分析我們發(fā)現(xiàn)，面團(tuán)在反復(fù)凍融過(guò)程中，添加一定DH的亞麻籽粕蛋白酶解物可以使二硫鍵中不穩(wěn)定的t-g-t構(gòu)型轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的g-g-g構(gòu)型，在一定程度上抑制了凍融循環(huán)對(duì)面筋蛋白結(jié)構(gòu)的破壞，維持了面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，當(dāng)DH為13.62%時(shí)這種抑制作用效果最佳，DH為10.57%（酶解30min）的亞麻籽粕蛋白酶解物也對(duì)面筋蛋白二硫鍵具有冷凍保護(hù)作用，而這種保護(hù)作用是由于亞麻籽粕蛋白酶解物具有抗凍活性，可以抑制冷凍過(guò)程中冰晶的生長(zhǎng)和重結(jié)晶[31]，從而降低冰晶對(duì)面筋蛋白結(jié)構(gòu)的破壞。
圖5 亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)中二硫鍵的影響
2.5.3氨基酸側(cè)鏈分析
亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)中氨基酸側(cè)鏈的影響如圖6所示。通過(guò)分析氨基酸殘基在其對(duì)應(yīng)波數(shù)范圍附近吸收強(qiáng)度變化可以得到其三級(jí)結(jié)構(gòu)的變化[32]。添加亞麻籽粕蛋白酶解物有效地抑制了色氨酸（I760）的暴露程度，并有助于減緩冰晶對(duì)面團(tuán)中氫鍵的破壞作用，使酪氨酸殘基（I850/I830）更好地處于“包埋”的環(huán)境中。氨基酸側(cè)鏈結(jié)果表明了添加一定DH的亞麻籽粕蛋白酶解物可以有效抑制凍融循環(huán)對(duì)面筋蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)的破壞[33]，對(duì)面團(tuán)在冷凍過(guò)程中起到了一定的保護(hù)作用，且這種保護(hù)作用在DH為13.62%（酶解時(shí)間為60min）時(shí)效果最佳。
圖6 亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)中氨基酸側(cè)鏈的影響
3結(jié)論
本文系統(tǒng)地闡述了亞麻籽粕蛋白酶解物的抗凍性能以及對(duì)面團(tuán)的冷凍保護(hù)機(jī)制。在酶解60min時(shí)，亞麻籽粕蛋白酶解物的熱滯活性最高，冰重結(jié)晶抑制活性最為顯著；將酶解物添加到面團(tuán)體系中發(fā)現(xiàn)，不僅提升了面團(tuán)的持水性能，而且縮短了面團(tuán)的醒發(fā)時(shí)間，同時(shí)酶解物的添加在一定程度上減弱了冰晶對(duì)面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，使蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)趨向有序化。綜上所述，亞麻籽粕蛋白酶解物的添加對(duì)面團(tuán)在凍融循環(huán)過(guò)程中具有顯著的保護(hù)作用，為冷凍面團(tuán)的品質(zhì)的改良和植物源蛋白的開(kāi)發(fā)提供了理論參考。
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文章摘自：張艷艷,郭朋磊,盧曄,黃圓圓,劉興麗,張華.亞麻籽粕蛋白酶解物對(duì)面團(tuán)的低溫保護(hù)作用[J/OL].食品科學(xué):1-12[2022-08-04].
