2.2γ-PGA對谷蛋白水分分布的影響

1為γ-PGA對谷蛋白水分子弛豫時間（T₂₁、T₂₂、T₂₃）和對應(yīng)峰面積的影響，谷蛋白中水分子是由結(jié)合水T₂₁、弱結(jié)合水T₂₂和自由水T₂₃三部分水分組成?？芍S凍藏時間增加，空白組中弱結(jié)合水呈下降趨勢，而自由水含量卻由6.7%左右顯著增大至8.2%左右，這是因為凍藏期間冰晶的重結(jié)晶現(xiàn)象使得谷蛋白之間的交聯(lián)作用減弱，導(dǎo)致蛋白與水的結(jié)合能力降低，引發(fā)部分弱結(jié)合水向自由水轉(zhuǎn)化。而在γ-PGA組，發(fā)現(xiàn)凍藏初期其自由水含量比空白組小2.5%，而弱結(jié)合水相對含量卻變大，表明γ-PGA的添加改變了谷蛋白的水分分布，較少的自由水使其更加穩(wěn)定。同時γPGA有效抑制了谷蛋白凍藏期間的水分遷移，凍藏7周后其自由水含量較空白組低3.5%。對比γPGA對面筋蛋白凍藏期間水分變化影響，試驗發(fā)現(xiàn)谷蛋白與面筋蛋白凍藏期間弱結(jié)合水和自由水的變化趨勢一致，由此表明γ-PGA通過抑制谷蛋白的水分遷移從而影響了面筋蛋白凍藏期間的水分遷移。

2.3γ-PGA對谷蛋白二級結(jié)構(gòu)的影響

表2為γ-PGA對谷蛋白二級結(jié)構(gòu)中各成分相對含量的影響，谷蛋白中α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲的相對含量分別為25.5%，40.8%，21.1%，12.5%。隨凍藏時間延長，γ-PGA組β-折疊相對含量由41.4%下降至37.4%左右，無規(guī)則卷曲相對含量顯著增加1.5%。二級結(jié)構(gòu)的改變一方面可能是因為隨著凍藏時間的延長，谷蛋白中重結(jié)晶現(xiàn)象使得谷蛋白大分子因機(jī)械力而解聚，使其有序狀態(tài)向無序狀態(tài)轉(zhuǎn)化，另一方面是因為凍藏導(dǎo)致蛋白分子間氫鍵的破壞，使得親水與疏水基團(tuán)暴露引發(fā)的蛋白分子間和分子內(nèi)部的重新交聯(lián)。與空白相比，蛋白二級結(jié)構(gòu)中作為無序結(jié)構(gòu)的β-轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲的增大幅度減緩，較為穩(wěn)定的有序狀態(tài)的α-螺旋、β-折疊降低幅度減小也表明γ-PGA可以起到冰晶修飾作用，減少大冰晶的形成，從而保護(hù)谷蛋白大分子，削弱凍藏導(dǎo)致的有序向無序轉(zhuǎn)化。

2.4γ-PGA對谷蛋白熱力學(xué)的影

變性溫度（T_p）和焓變（ΔH）是蛋白在熱變性過程中的主要參數(shù)，蛋白樣品熱力學(xué)特性如表3所示，因小麥蛋白對熱敏感性較低，故只能看到較小的吸收峰值?？芍S凍藏時間增加，谷蛋白的變性起始溫度顯著升高6.3℃，其變性溫度T_p也由58.5℃顯著升高至61.3℃，表明其低溫穩(wěn)定性升高，這可能與凍藏導(dǎo)致其疏水基團(tuán)的暴露有關(guān)，同時其熱焓值顯著降低，表明蛋白有序程度降低，與谷蛋白二級結(jié)構(gòu)的測定結(jié)果相一致。Wang等試驗中面筋蛋白變性溫度隨凍藏時間延長而降低，同時焓變有下降趨勢，對比結(jié)果推測谷蛋白對凍藏期間的熱變性溫度的提升起到主要作用。而γ-PGA組有效抑制了凍藏導(dǎo)致的變性起始溫度升高，凍藏7周后使得變性溫度T_p增大至65℃，較空白組提升4℃，并發(fā)現(xiàn)其熱焓值并沒有隨凍藏時間延長而減小，這可能是γ-PGA有效抑制了谷蛋白網(wǎng)絡(luò)的劣變，從而減緩了熱焓值的降低。
 

2.5γ-PGA對谷蛋白流變學(xué)特性的影響

黏彈性被認(rèn)為是評價面團(tuán)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，而谷蛋白是彈性的主要貢獻(xiàn)因素。谷蛋白流變學(xué)測量的彈性模量（G′）和黏性模量（G″）如圖2所示。與面筋蛋白相一致，谷蛋白在頻率0.1～100Hz范圍內(nèi)其G′和G″都隨著頻率的增加逐漸增大，且G′始終大于G″。當(dāng)凍藏時間延長，谷蛋白的彈性模量（G′）和黏性模量（G″）均出現(xiàn)下降的趨勢，這與Xuan等研究結(jié)果保持一致。而添加了1%的γ-PGA后，雖然凍藏初期谷蛋白的彈性模量（G′）低于空白組，但其受到凍藏影響的程度較小，凍藏7周后其彈性模量（G′）比空白組高，表明其有效抑制了凍藏導(dǎo)致的谷蛋白彈性的降低，而黏性模量（G″）卻與之相反，在凍藏前后其黏性性能均低于空白組，這表明γ-PGA并沒有對谷蛋白的黏性性能產(chǎn)生積極作用，前人研究也發(fā)現(xiàn)面團(tuán)及面筋蛋白的彈性性能主要由谷蛋白起主要貢獻(xiàn)，故試驗結(jié)果表明γ-PGA并不能通過改變谷蛋白的黏性性能來減緩凍藏期間面筋蛋白黏性性能的劣變，但可以通過對谷蛋白彈性的影響來抑制面筋蛋白彈性的減弱。

2.6γ-PGA對谷蛋白微觀結(jié)構(gòu)的影響

3為不同凍藏周期谷蛋白微觀結(jié)構(gòu)圖，凍藏初期谷蛋白通過鏈內(nèi)和鏈外二硫鍵形成了高度網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，使其具有連續(xù)的結(jié)構(gòu)及較小的孔洞。隨凍藏時間增加，發(fā)現(xiàn)其微觀結(jié)構(gòu)受到破壞。凍藏5周后，谷蛋白網(wǎng)絡(luò)趨于斷裂，出現(xiàn)明顯結(jié)塊現(xiàn)象，主要原因可能是凍藏期間冷凍收縮作用使得相鄰的小冰晶聚合形成大冰晶引發(fā)的結(jié)構(gòu)斷裂。與此相比，γ-PGA組在凍藏初期谷蛋白網(wǎng)絡(luò)孔洞變大，但仍然呈現(xiàn)較好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這是因為γ-PGA具有良好的吸水性而與谷蛋白之間形成了競爭性吸水，導(dǎo)致其孔洞直徑變大，但與空白組不同，隨凍藏時間延長γ-PGA組的谷蛋白網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性比空白組好，且斷裂得較少，γ-PGA良好的增稠性能產(chǎn)生水分滯留效果，使得水分流動性降低可能是其中的主要原因。較連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也使谷蛋白的熱穩(wěn)定性增加，與上述試驗結(jié)果相吻合。同時表明γ-PGA有效緩解了凍藏期間谷蛋白的劣變，其效果可能在延緩面筋蛋白劣變中做出了貢獻(xiàn)。

3結(jié)論

研究表明添加γ-PGA可以抑制凍藏期間谷蛋白水分的流失，促使谷蛋白中自由水向弱結(jié)合水轉(zhuǎn)換，增強(qiáng)其水分穩(wěn)定程度，并有效減緩凍藏期間自由水增大及弱結(jié)合水含量的減少。同時γPGA有效延緩凍藏導(dǎo)致的谷蛋白熱焓值降低，提升谷蛋白變性溫度，表明γ-PGA有效地保護(hù)了谷蛋白結(jié)構(gòu)。并較好地抑制了凍藏引發(fā)的結(jié)構(gòu)斷裂和結(jié)塊現(xiàn)象，有效地保護(hù)了蛋白網(wǎng)絡(luò)。凍藏導(dǎo)致了谷蛋白彈性及黏性性能都隨凍藏時間延長而降低，添加γ-PGA減弱了其彈性性能的下降趨勢，但對黏性性能并沒有產(chǎn)生相應(yīng)作用。且γ-PGA有效改善了凍藏導(dǎo)致β-折疊相對含量降低，無規(guī)則卷曲相對含量增大趨勢，減弱了蛋白二級結(jié)構(gòu)由有序向無序結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化程度。

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