水热处理对醇溶蛋白粘弹性的影响机制研究(附件)
醇溶蛋白在加热过程中的粘弹性变化会影响面团焙烤初期膨胀能力，从而决定最终产品的食用品质。本文研究了不同水热温度处理下醇溶蛋白聚集行为和构象重排规律，并以此揭示醇溶蛋白粘弹性变化的机制。结果表明，40℃和60℃水热处理后，醇溶蛋白无共价聚集行为。而在90℃条件下，α-醇溶蛋白和γ-醇溶蛋白会通过分子间二硫键（SS）键发生聚集反应，导致其在乙醇水溶液的溶解度降低。在水热处理过程中，氢键逐渐被破坏，疏水相互作用力增强，导致蛋白二级结构发生变化。在40℃和60℃条件下，非共价作用力的重排导致醇溶蛋白的粘性逐渐下降。在90℃下，蛋白弹性升高主要是归咎于共价聚集所形成的醇溶蛋白聚集体，而粘性变化则是由非共价力和共价SS键的共同作用所致。本研究可为调控焙烤初期醇溶蛋白粘弹性变化提供理论依据和科学指导。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Keywords 1
引言 1
1材料与方法 2
1.1试验材料 2
1.2 试验试剂 2
1.3仪器与设备 3
1.4试验方法 3
1.4.1醇溶蛋白的提取 3
1.4.2水热处理醇溶蛋白 3
1.4.3分子排阻高效液相色谱（SEHPLC） 4
1.4.4游离巯基（SH）含量的测定 4
1.4.5反相高效液相色谱（RPHPLC） 4
1.4.6醇溶蛋白在不同溶剂中的溶解度 4
1.4.7傅里叶变换红外光谱（FTIR） 4
1.4.8流变学研究 4
1.5统计分析方法 5
2 结果与分析 5
2.1热处理对醇溶蛋白分子量分布和游离SH的影响 5
2. 2热处理期间乙醇提取率和醇溶蛋白亚基分布变化 6
2. 3热处理对醇溶蛋白非共价力的影响 8
2. 4热处理对醇溶蛋白二级结构含量的影响 9
2. 5热处理对醇溶蛋白粘弹性的影响 10
3结 论 10
致谢 10
参考文献 11
水热处理对醇溶蛋白粘弹性的影响机制研究
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
/> 引言
引言 小麦面筋蛋白具有独特的持水性、粘弹性和起泡性，对面团强度、延展性和持气性起到关键作用，其品质优劣直接决定了面团的最终食用品质。面筋蛋白是自然界最为复杂的蛋白之一，其分子量（Mw）范围在3万至上千万道尔顿（Da）之间。目前小麦面筋蛋白的分类主要沿用Osborne分离法[1]，即根据面筋蛋白在乙醇水溶液中溶解度差异，一般可将其分为醇溶性的醇溶蛋白和醇不溶性的谷蛋白，二者含量接近1:1。谷蛋白是由多个亚基通过链外二硫键（SS）聚集形成的聚合体蛋白，其分子量可由十万至数百万Da，对面团的强度和弹性起主要贡献作用。谷蛋白主要包含五种亚基：x和y型HMS以及B、C和D型LMS。HMS分子量为65~90 kDa，LMS分子量为 30~60 kDa。HMS和LMS的含量约为1:4，其中HMS对谷蛋白弹性贡献较大[2]。多数醇溶蛋白为单体蛋白，Mw在3×104至8×104Da之间，赋予了面团粘性和起泡性。此外，少数突变型醇溶蛋白可通过分子链间SS键连接，形成聚集体[3]。根据分子量和结构差异，醇溶蛋白可进一步分为α，ω和γ型亚基[4]。α和γ醇溶蛋白为富硫亚基，单体由链内SS键连接，Mw在30~45 kDa之间；而ω醇溶蛋白是贫硫亚基，Mw为46~74 kDa[5]。
在面团揉混过程，醇溶蛋白通过氢键、离子键和疏水相互作用等非共价作用力与谷蛋白相互作用，形成具有粘弹性的面筋网络，从而赋予面团强度和延展性[6]。面筋网络的粘弹性主要来源于弹性的谷蛋白和粘性的醇溶蛋白。在后续发酵和焙烤过程中，面团在醒发剂作用下逐渐膨胀，其膨胀能力和最终产品品质主要取决于其加热时的面筋粘弹性变化。面筋蛋白在加热过程中会发生一系列理化性质变化，影响各种面团产品的内部纹理结构、营养和感官特性[7]。热聚集诱导的面筋蛋白理化性质变化为最显著的特征之一，主要可分为两个步骤：(1)在加热至临界温度(Tc，约90℃)前，谷蛋白的游离巯基（SH）逐渐暴露，并通过分子间SS键相连形成谷蛋白聚集体。(2)当超过Tc时，谷蛋白可通过SH氧化和SH / SS交换反应与醇溶蛋白相连，形成谷蛋白醇溶蛋白交联网络[8]。面筋蛋白的结构重排导致其在加热过程中的粘弹性呈先降后增趋势[9]。
面包制作过程中谷蛋白谷蛋白和谷蛋白醇溶蛋白的聚集行为已被广泛研究，但却很少涉及100 oC下醇溶蛋白醇溶蛋白之间的聚集行为，不同醇溶蛋白亚基的聚集行为可能也会受到谷蛋白的影响。在温和碱性（pH 8.0）和高温(110～130℃)条件下，醇溶蛋白中的胱氨酸会通过β消除反应会形成蛋白聚集体[10]。然而在普通焙烤过程中，面团的中心温度通常在100℃以下，醇溶蛋白在谷蛋白醇溶蛋白网络形成前的结构和功能性质变化仍不清楚。醇溶蛋白在此阶段的理化性质变化会影响焙烤初期面团的膨胀能力，从而决定最终产品的品质。在非食品体系中的研究表明，分子间氢键合的β折叠聚集体和SS诱导的醇溶蛋白聚集体对醇溶胶膜的机械性能中起主要作用，这表明蛋白构象重排和聚集行为对醇溶蛋白功能特性至关重要[11]。
基于此，本研究将探讨不同水热温度处理下醇溶蛋白聚集行为、构象和粘弹性变化规律，并以此揭示醇溶蛋白粘弹性变化的机制，旨在为调控焙烤初期醇溶蛋白粘弹性变化提供理论依据和科学指导。
1材料与方法
1.1试验材料
商用谷朊粉（水分含量6.70%，蛋白含量72.30%），上海维景生物科技有限公司。
1.2 试验试剂
二氯甲烷
化学纯
国药集团化学试剂有限公司
SDS
分析纯
国药集团上海化学试剂公司
考马斯亮蓝G250
生化试剂
国药集团上海化学试剂公司
牛血清白蛋白(BSA)
生化试剂
上海蓝季科技发展有限公司
二硫苏糖醇（DTT）
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
甘氨酸
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
乙醇
分析纯
上海试剂一厂
EDTA
分析纯
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Keywords 1
引言 1
1材料与方法 2
1.1试验材料 2
1.2 试验试剂 2
1.3仪器与设备 3
1.4试验方法 3
1.4.1醇溶蛋白的提取 3
1.4.2水热处理醇溶蛋白 3
1.4.3分子排阻高效液相色谱（SEHPLC） 4
1.4.4游离巯基（SH）含量的测定 4
1.4.5反相高效液相色谱（RPHPLC） 4
1.4.6醇溶蛋白在不同溶剂中的溶解度 4
1.4.7傅里叶变换红外光谱（FTIR） 4
1.4.8流变学研究 4
1.5统计分析方法 5
2 结果与分析 5
2.1热处理对醇溶蛋白分子量分布和游离SH的影响 5
2. 2热处理期间乙醇提取率和醇溶蛋白亚基分布变化 6
2. 3热处理对醇溶蛋白非共价力的影响 8
2. 4热处理对醇溶蛋白二级结构含量的影响 9
2. 5热处理对醇溶蛋白粘弹性的影响 10
3结 论 10
致谢 10
参考文献 11
水热处理对醇溶蛋白粘弹性的影响机制研究
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引言 小麦面筋蛋白具有独特的持水性、粘弹性和起泡性，对面团强度、延展性和持气性起到关键作用，其品质优劣直接决定了面团的最终食用品质。面筋蛋白是自然界最为复杂的蛋白之一，其分子量（Mw）范围在3万至上千万道尔顿（Da）之间。目前小麦面筋蛋白的分类主要沿用Osborne分离法[1]，即根据面筋蛋白在乙醇水溶液中溶解度差异，一般可将其分为醇溶性的醇溶蛋白和醇不溶性的谷蛋白，二者含量接近1:1。谷蛋白是由多个亚基通过链外二硫键（SS）聚集形成的聚合体蛋白，其分子量可由十万至数百万Da，对面团的强度和弹性起主要贡献作用。谷蛋白主要包含五种亚基：x和y型HMS以及B、C和D型LMS。HMS分子量为65~90 kDa，LMS分子量为 30~60 kDa。HMS和LMS的含量约为1:4，其中HMS对谷蛋白弹性贡献较大[2]。多数醇溶蛋白为单体蛋白，Mw在3×104至8×104Da之间，赋予了面团粘性和起泡性。此外，少数突变型醇溶蛋白可通过分子链间SS键连接，形成聚集体[3]。根据分子量和结构差异，醇溶蛋白可进一步分为α，ω和γ型亚基[4]。α和γ醇溶蛋白为富硫亚基，单体由链内SS键连接，Mw在30~45 kDa之间；而ω醇溶蛋白是贫硫亚基，Mw为46~74 kDa[5]。
在面团揉混过程，醇溶蛋白通过氢键、离子键和疏水相互作用等非共价作用力与谷蛋白相互作用，形成具有粘弹性的面筋网络，从而赋予面团强度和延展性[6]。面筋网络的粘弹性主要来源于弹性的谷蛋白和粘性的醇溶蛋白。在后续发酵和焙烤过程中，面团在醒发剂作用下逐渐膨胀，其膨胀能力和最终产品品质主要取决于其加热时的面筋粘弹性变化。面筋蛋白在加热过程中会发生一系列理化性质变化，影响各种面团产品的内部纹理结构、营养和感官特性[7]。热聚集诱导的面筋蛋白理化性质变化为最显著的特征之一，主要可分为两个步骤：(1)在加热至临界温度(Tc，约90℃)前，谷蛋白的游离巯基（SH）逐渐暴露，并通过分子间SS键相连形成谷蛋白聚集体。(2)当超过Tc时，谷蛋白可通过SH氧化和SH / SS交换反应与醇溶蛋白相连，形成谷蛋白醇溶蛋白交联网络[8]。面筋蛋白的结构重排导致其在加热过程中的粘弹性呈先降后增趋势[9]。
面包制作过程中谷蛋白谷蛋白和谷蛋白醇溶蛋白的聚集行为已被广泛研究，但却很少涉及100 oC下醇溶蛋白醇溶蛋白之间的聚集行为，不同醇溶蛋白亚基的聚集行为可能也会受到谷蛋白的影响。在温和碱性（pH 8.0）和高温(110～130℃)条件下，醇溶蛋白中的胱氨酸会通过β消除反应会形成蛋白聚集体[10]。然而在普通焙烤过程中，面团的中心温度通常在100℃以下，醇溶蛋白在谷蛋白醇溶蛋白网络形成前的结构和功能性质变化仍不清楚。醇溶蛋白在此阶段的理化性质变化会影响焙烤初期面团的膨胀能力，从而决定最终产品的品质。在非食品体系中的研究表明，分子间氢键合的β折叠聚集体和SS诱导的醇溶蛋白聚集体对醇溶胶膜的机械性能中起主要作用，这表明蛋白构象重排和聚集行为对醇溶蛋白功能特性至关重要[11]。
基于此，本研究将探讨不同水热温度处理下醇溶蛋白聚集行为、构象和粘弹性变化规律，并以此揭示醇溶蛋白粘弹性变化的机制，旨在为调控焙烤初期醇溶蛋白粘弹性变化提供理论依据和科学指导。
1材料与方法
1.1试验材料
商用谷朊粉（水分含量6.70%，蛋白含量72.30%），上海维景生物科技有限公司。
1.2 试验试剂
二氯甲烷
化学纯
国药集团化学试剂有限公司
SDS
分析纯
国药集团上海化学试剂公司
考马斯亮蓝G250
生化试剂
国药集团上海化学试剂公司
牛血清白蛋白(BSA)
生化试剂
上海蓝季科技发展有限公司
二硫苏糖醇（DTT）
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
甘氨酸
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
乙醇
分析纯
上海试剂一厂
EDTA
分析纯
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