面筋蛋白在面條領域的影響研究進展

李翠翠 ，劉曉靜，李永麗

1. 南陽理工學院河南省工業微生物資源與發酵技術重點實驗室（南陽 473000）；2. 南陽理工學院張仲景康養與食品學院（南陽 473000）；3. 雙匯集團（漯河 462000）

在世界范圍內，人們將面條分為通心面類及面條類，前者的消費群體主要集中在意大利、美國、德國等西方國家，后者的消費人群主要在中國、日本、新加坡和韓國等亞洲國家。人們依據銷售時的存在狀態將面條分為掛面、方便面、鮮濕面、冷凍面等；根據加工工藝和添加材料又可分為白鹽面條、黃堿面條及白水面條。毋庸置疑的是，面條一直是大眾消費米面制品的主體，以中國為例，根據2019年9月召開的第十九屆中國方便食品大會披露的信息，2018年全國掛面行業排名前24位的掛面企業總產量為340.9萬 t，比上年增長12.55%；銷售額高達155.63億元，較上年增長13.44%。方便面產業已步入高質量發展的“方便面2.0時代”，據中國食品科學技術學會對22家主要方便面企業的統計顯示，2018年方便面銷售額515億元，同比增長3.3%；產量344.4億份，同比增長0.73%，我國的制面業在平穩中發展[1]。因此，對制面原材料、制面工藝、面條品質影響的探索一直是國內外學者研究的熱點。

面粉中蛋白質形成的面筋網狀結構不僅可將面粉中的其它成分包裹起來，優化面制品的加工性能，更為制作面條、烘焙面包、蒸制饅頭提供物質基礎。主要概述了國內外面筋蛋白對面粉、面團和面條的影響研究進展，旨在為我國面條的發展提供參考。

1 面筋蛋白對面粉、面團的影響

1.1 面筋蛋白含量的影響

小麥面筋蛋白作為面粉的主要成分，為各種面制品的品質做出了非常重要的貢獻。因此，研究面筋蛋白對面粉及面團的影響就顯得尤為必要，大量的研究也得出了許多有指導意義的結論。諸多研究證實，面筋蛋白基本控制了面粉及面制品的品質[2]。一般而言，制作饅頭、面條、水餃面皮、面包等所需的面粉蛋白質含量在10%～13%之間，蛋白質含量過高或過低均不利于食品品質[3]。姜小苓等[4]發現，隨著面筋蛋白添加量的增加，三種混配粉的面團穩定時間和粉質質量指數均呈升高趨勢，糊化試驗參數（峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、回生值等）總體呈下降趨勢，但面筋蛋白對小麥面團吸水率和面粉糊化溫度的影響較小。付苗苗等[5]也認為添加面筋蛋白可使面團的各項粉質特性得到改善。

1.2 面筋蛋白質量的影響

市場上各類面粉的不同用途主要由面筋蛋白的含量和質量決定，甚至有人認為蛋白質質量比含量對面粉品質的作用更大[6]。衡量蛋白質質量高低的指標主要有面筋強度、濕面筋含量、GMP含量及醇溶蛋白/麥谷蛋白比值等，各組分的功能也不盡相同。Uthayakumaran等[7]認為，在面粉中添加醇溶蛋白可縮短面團的和面時間。Barak等[8-9]認為，醇溶蛋白、麥谷蛋白及二者比值對面團穩定性、形成時間、峰值黏度、崩解黏度有顯著影響。二者比值與穩定時間、形成時間、面筋指數和蛋白質含量呈負相關關系。麥谷蛋白可顯著改善面粉的混合特性和面團的硬度，而醇溶蛋白會縮短面團的穩定時間，面團更易變軟、變黏。Kaur等[10]考察了印度硬質小麥的面粉、面團及面條制作特性，面團的儲能模量、損耗模量與面團和面筋蛋白中分子間反向β-折疊含量呈正相關，與β-轉角和β-折疊總含量呈負相關，多肽相對分子質量為90和88 kDa時制面性質最好。在饅頭加工過程中，麥谷蛋白會發生規律性變化，且GMP含量和粒度可極大影響面粉的烘焙性能[11]。

1.3 面筋蛋白亞基的影響

有關特定的蛋白質亞基與面粉品質關系的研究也較多，且多是從基因角度切入。張劍等[12]用電泳技術和統計學方法探究了128種小麥的HMW-GS與小麥粉及其制品品質的關系，Glu-A1基因位點上1亞基對面粉品質的影響力超過了N亞基，Glu-B1位點上4種亞基類型的影響力從大到小為7，7+8，7+9和13+16，Glu-D1位點上4種亞基類型的影響力從大到小分別為5+10，4+12，2+12和3+12。Deng等[13]認為，Glu-A1和Glu-D1基因位點比Wx-1位點對揉面屬性的作用更大，Glu-D1d和Glu-D1h位點又比Glu-D1f和Glu-D1new1位點對揉面屬性的作用更好，Glu-1和Wx-1的相互作用也會影響某些特征，尤其是中線峰值。對所有類型Glu-1基因位點而言，Wx-B1或Wx-D1會使中線峰值提高。Patil等[14]研究發現，面包制作時，麥谷蛋白亞基AxNull基因位點會導致面團質量差。Zhen等[15]則認為小麥LMW-GS等位基因Glu-A3a的缺失可顯著降低面團筋力和所制面包品質。

2 面筋蛋白對面條的影響

2.1 蛋白質含量影響面條品質

已有諸多國內外研究者認為，蛋白質含量與面條品質的關系十分密切。Senior[16]研究發現蛋白質含量與生面片亮度、熟面條的硬度和黏結力呈負相關關系。Zhou等[17]研究發現，添加不同比例的谷朊粉均可降低面條的蒸煮損失率和破碎比，提高熟面條的抗拉強度和韌性，而生熟燕麥面條的色澤不受影響。在雜糧面條加工中常通過添加外源谷朊粉來改善其品質，比如添加12%的谷朊粉可使青稞面條品質達最佳[18]，4%的谷朊粉可較好改良馬鈴薯面條品質[19]，添加5%木薯淀粉和2%谷朊粉，可使面條質構、感官評分最優[20]。

2.2 蛋白質質量影響面條品質

同樣，面筋蛋白的質量也至關重要。對熟面條來說，表面硬度取決于所形成面筋的強弱程度，面筋強度越大，越易形成韌性小、硬度大的質構。在煮面過程中，此結構極易在膨脹力的作用下受到破壞，因此蛋白質強度可能是引起熟面條表面完整性的重要因素[21]。Huang等[22]指出蛋白質質量與熟面條最大剪切應力有很高相關性。另外，沉降值大的面粉其面筋強度也較大，所制面團及面條能更好地抵抗外界的剪切作用，因而所制面條有良好的韌性，且經過蒸煮后損失低，能保持較高的面條品質[23]。面條的蒸煮品質、感官評價與蛋白質質量有關，較高的面筋含量、沉降指數和良好的面筋質量能改善面條的蒸煮品質，同時也能提高感官評價分值，而蛋白質質量過高反而導致面條外觀品質變劣，評分下降。張影全[24]認為小麥籽粒中的蛋白質特性對面條的表觀狀態、硬度、彈性和光滑性具有較大的作用。影響面條感官的主要蛋白質性質為弱化度、沉淀值、籽粒蛋白質含量、面團形成時間和面筋指數等。此外，Chaudhary等[25]還建立了未還原狀態的面筋蛋白排阻色譜峰與面條品質參數的相關關系。

2.3 蛋白質組分及其亞基影響面條品質

面條品質與蛋白質組分的構成關系重大，Oh等[26]研究發現熟面條的內部強度主要和酸溶性高相對分子質量麥谷蛋白的含量有關。LMW-GS能在小麥中形成更大相對分子質量的聚合體，相對分子質量處于12 000～60 000間的蛋白質亞基的量就會降低。在熱處理過程中，低相對分子質量麥谷蛋白發生強烈聚合作用利于通心面的硬度和彈性，富硫醇溶蛋白也與熟通心面的表面狀況有關，它們形成的氫鍵和S—S影響低相對分子質量麥谷蛋白的聚合作用。Payne等[27]電泳分析指出，γ-醇溶蛋白45帶和ω-醇溶蛋白35帶可改善面條的蒸煮品質，而γ-醇溶蛋白42帶則會產生相反的影響，同時他還發現，具有γ-醇溶蛋白45帶的小麥品種所制的面條硬度和黏彈性均較高。

對熟通心面的品質來說，低相對分子質量麥谷蛋白基因LMW-2是影響力最大的蛋白質亞基。Jin等[28]認為麥谷蛋白亞基等位基因Glu-A3b能貢獻面團更長的中線高峰時間和中國鮮濕白鹽面條更好的色澤。等位基因Glu-B3h比Glu-B3d更能決定煮后面條的硬度，含Glu-D3c的小麥品種制得的面條煮后的硬度比含其他等位基因的更低。Kang等[29]的研究結果表明，Glu-D1等位基因主要決定面團的耐揉性及攪拌時間，煮后面條的黏度也受Glu-B3的影響，但效果較小。Glu-D1基因位點對掛面質構特性的決定作用比較大；含有亞基類型2*，7+9和5+10的小麥品種做出的掛面，其各項質構主成分得分及感官品質得分相對比較高[30]。相吉山等[31]研究認為，就不同位點上的等位變異對新疆拉面加工品質的貢獻力來說，Glu-A1位點上的亞基類型的貢獻力排序為1≥2*＞Null，Glu-B1位點上的亞基貢獻力排序為17+18≥7+9≥7+8≥20≥6+8。

3 結語

綜上所述，我國對面筋蛋白及面條品質的研究相對較晚，進度也比較緩慢，研究內容多局限在蛋白質含量和相關制品品質參數的探討，目前主要從面條的原料、工藝配方、品質變化、儲藏特性等方面展開研究，比如小麥籽粒遺傳特性和加工品質、制粉技術、生物酶活性（淀粉酶、脂肪氧化酶、多酚氧化酶等）、小麥粉組分及其特性等。從微觀角度對面筋蛋白結構、面條品質和作用機理方面的研究非常有限，這與國外研究成果仍有一段距離。另外，由于生活習慣和文化差異，國外多集中在面筋蛋白與焙烤制品及通心粉、面的關系探討，由于通心粉的工藝核心是擠壓，而東方面條的工藝核心是輥壓，其研究成果并不完全適用于我國的面條業。因此，從面筋蛋白的內部微觀結構入手，探究羥基、羧基、巰基等功能基團的數量、交聯狀態及其交互作用對制面體系的影響，從分子層面揭示面筋蛋白的影響機理將是我們需要努力的方向。