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谷物加工团队系统揭示了面筋蛋白在维持冷冻面团结构和品质稳定性中的关键作用

中国农业科学院农产品加工研究所谷物加工与品质调控创新团队近期在冷冻面团品质研究方面取得重要突破,相关研究成果发表于国际权威期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(JCR一区,IF=8.5)。加工所博士研究生Mohsin Rasheed为论文第一作者,郭波莉研究员为通讯作者。该研究得到了中国农业科学院农产品加工研究所创新工程(CAAS-ASTIP-2024-IFST-01)、河北省现代农业产业技术体系旱碱麦加工与品牌建设岗项目(HBCT2024030205)等的资助。

冷冻面团因其便捷性在食品行业中应用日益广泛。然而,面团在冷冻后容易出现硬度增加、弹性下降等问题,影响最终产品的口感,其原因与面团中的面筋蛋白在冷冻过程中的变化密切相关。因此,深入探究不同面筋含量面粉对冷冻面团稳定性的影响,对于优化冷冻面团配方、提升其储存品质具有重要意义。

本研究系统探讨了不同面筋含量小麦粉对冷冻面团在90天储存过程中的品质影响,从宏观流变学特性到微观结构层面进行了全面分析。结果表明,高筋面团在冷冻储存过程中表现出更优异的冷冻稳定性,其硬度增长幅度较小,弹性、内聚性与黏附性下降较少,储能模量和损耗模量的变化也更小。蛋白结构分析显示,高筋面团中巯基(–SH)含量的增加最少(10.38至15.84 µmol/g),表明其二硫键破坏较少;相比之下,低筋面团中–SH含量升高显著(从8.34 µmol/g至18.87 µmol/g),表明蛋白结构破坏更严重;同时,低筋面团中谷蛋白大分子聚合物(GMP)含量显著下降,降幅达86.72%,远高于高筋面团(21.82%),进一步印证了其蛋白网络解聚现象。扫描电镜观察发现,低筋面团在冷冻后结构降解更为明显;二级结构分析表明,冷冻过程中面筋蛋白的α-螺旋结构向β-折叠、β-转角和无规卷曲构象转变。相关性分析进一步揭示,α-螺旋结构与面团的粘聚性、粘附性和弹性呈正相关,而β-折叠结构则与这些特性呈负相关。

本研究首次从多尺度角度阐明了面筋含量对冷冻面团稳定性的影响机制,为冷冻面团配方的科学选择提供了理论依据。 

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.145621

 

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冷冻储存高、中、低筋小麦粉模型系统示意图

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