《食品科学》：河南科技大学罗磊教授等：牡丹花蕊蛋白对面团和面筋蛋白特性的影响

牡丹花色泽艳丽，素有“花中之王”的美誉，我国自古就有食用牡丹花的习惯，现已形成多种地方特色名吃，如牡丹鲜花饼、牡丹花银耳汤等。2013年丹凤牡丹被国家卫生部列为一种新资源食品原材料，被众多研究者开发与利用。

有研究表明，将大豆分离蛋白（SPI）添加到面粉中，蛋白质和面筋蛋白含量显著增高，面条口感较好，断条率明显减少。在生产面包时加入不超5%的SPI可改善面包表皮色泽，增大面包体积，增加风味，营养增补效果明显。应用于饼干生产时，可提高其保水性，延长产品货架期。

牡丹花蕊作为药食同源的植物原料，蛋白质含量占干质量的23.73%，氨基酸组成合理，其中必需氨基酸占比为38.26%，是优质的蛋白质资源。因此，河南科技大学食品与生物工程学院，河南省农产品干燥装备工程技术研究中心的罗 磊、夏迎利、杨浩昆等以SPI添加量作比较，研究牡丹花蕊蛋白对面团质构和动态流变学特性影响以及对面筋蛋白二硫键含量、表面微观结构、二级结构等特性的影响，为牡丹花蕊蛋白在面制品开发应用提供了理论依据。

1、面团质构性质分析

如表1所示，SPI和牡丹花蕊蛋白不同添加量对面团质构的影响规律基本一致，都是随着添加量增加面团的硬度、黏着性、咀嚼性和回复性增加。当牡丹花蕊蛋白添加量为6%时，面团硬度、黏着性、咀嚼性比同量添加SPI分别高了20.73、17、42.93 g，说明与添加相同低量SPI相比，牡丹花蕊蛋白对提高面团特性效果较明显，而弹性、内聚性、回复性与SPI相比差距不大。弹性和内聚性逐渐降低，尤其是添加量超过6%时，加入花蕊蛋白的面团弹性下降较明显，导致下降的原因可能是添加蛋白限制了麦谷蛋白间二硫键的连接，使面筋功能特性受到破坏，内部结构变得致密。

2、面团动态流变学特性分析

如图1、2所示，添加牡丹花蕊蛋白和SPI对面团流变学特性G’和G”的影响有相同规律，随着蛋白添加量增加，G’和G”不断上升。在相同频率下，当蛋白添加量不超过6%时，牡丹花蕊蛋白对面团G’和G”的影响与大豆SPI对面团影响相接近，这与面团质构结果一致。原因可能是添加低量蛋白时，促进了面团中面筋蛋白相互作用生成新的交联结构，面筋蛋白网状结构加强，使面团呈现较好的黏弹性。图中随着牡丹花蕊蛋白添加量的增加，tanδ先增加后减小，当取代量为4%时，tanδ达到最大值，说明面团的黏性越大，而添加SPI的面团，tanδ不断减小。随着频率的不断升高，图1、2中的tanδ均呈先下降后上升的趋势。这说明在低频率下混合面团的黏弹性较好，随着频率的不断增高，黏弹性比迅速增大，说明在高频率下混合体系结构不稳定，相对更容易遭到破坏。

3、面筋蛋白微观结构观察分析

从图3、4可以看出，没加蛋白质的面筋蛋白表面气孔完整、光滑、连续性较好，孔洞数量较多且大小均匀，但是孔洞较浅，持气能力较弱。随着两种蛋白添加量增加，面筋蛋白的气孔直径逐渐增加，气孔数量多且孔洞加深。当蛋白添加量为6%时，与SPI面筋蛋白微观结构相比，含花蕊蛋白的面筋蛋白气孔数量多，洞壁较薄，连续性较好。这说明花蕊蛋白与面筋蛋白相互作用的能力大于SPI，使得麦醇溶蛋白通过非共价键和麦谷蛋白结合，促进面筋网络结构的形成。随着添加量继续增加，可以发现两种面筋蛋白的有序性明显减弱，与对照组相比较表面的光滑度和均匀度变差，孔径变大、断裂、孔洞壁变厚使面筋蛋白结构变得松散。尤其是牡丹花蕊蛋白的添加量达到10%时，面筋蛋白内部结构完全受到破坏，原因可能是添加的蛋白质吸水性较强，加入较多蛋白质会与面筋蛋白竞相吸水，从而不利于面筋蛋白空间网络结构的形成。

4、面筋蛋白二级结构分析

如图5所示，在3100～3500 cm -1 处有吸收带，添加牡丹花蕊蛋白和SPI与对照组相比都发生了红移，这是碳水化合物结合O—H伸缩振动吸收，与分子间氢键的连接相关。从图5可以看出，在2900～3000、1600～1700 cm -1 和1510～1500 cm -1 均出现了吸收峰，并且位置发生偏移，说明添加蛋白质对面筋蛋白产生影响，酰胺I带（主要为C＝O的伸缩振动，1600～1700 cm -1 ）中包含α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲结构等信息，因此，常用来对蛋白质的二级结构进行解析。

从表2可以看出，当花蕊蛋白添加量为6%时α-螺旋相对含量达到了最大值，相比空白组增加了10.24%，而添加SPI的α-螺旋相对含量不断增加，添加量为10%时比空白组增加了19.52%。β-折叠和β-转角结构所占比例随着牡丹花蕊蛋白添加量增加先减少后增加，而随着SPI的增加呈现下降的趋势，原因可能是蛋白质有很强的吸水性，使得体系中的自由水不断减少，导致面筋蛋白中的氢键被破坏。无规卷曲结构会使蛋白构象不稳定，花蕊蛋白的加入呈现无规律，SPI添加的面筋蛋白中含量在不断上升，则说明添加过量蛋白会破坏面筋蛋白的网络结构的稳定性。随着蛋白添加量增加，含花蕊蛋白的面筋蛋白二级结构主要从β-转角变成β-折叠，而加入SPI的面筋蛋白二级结构从β-折叠变成α-螺旋。花蕊蛋白和SPI添加量为6%时，α-螺旋＋β-折叠的占比达到最大值，分别为59.32%和61.95%，α-螺旋和β-折叠都是相对稳定的结构，有利于提高面制品的硬度和弹性。

5、面筋蛋白巯基和二硫键的测定分析

如表3所示，两种蛋白对面筋蛋白二硫键影响基本一致，但SPI略好于牡丹花蕊蛋白。随着添加量增加，游离巯基含量先下降后上升，而总巯基和二硫键含量呈现先增加后下降趋势，这是因为二硫键和巯基可通过氧化还原实现相互转化。当添加量为6%时，加入花蕊蛋白和SPI二硫键含量与对照组相比分别增加了1.98 μmol/g和3.24 μmol/g，添加适量蛋白质可促进面筋蛋白中的二硫键形成，维持空间结构的稳定性。

结论

牡丹花蕊蛋白能够明显提高面团的硬度、黏着性和咀嚼性，添加量低于6%时效果优于SPI，而弹性、内聚性、回复性与SPI相比差距不大。流变性研究表明，添加蛋白提高了面团G’和G”，当花蕊蛋白添加量为4%时，面筋蛋白tanδ达到最大值，面团的黏性较大。低添加量花蕊蛋白和SPI混合面团都表现出较好的黏弹性。

扫描电镜显示，添加花蕊蛋白能够改善面筋网络结构，添加量为6%时网络结构连续性最好，气孔数量多且孔洞深，改善效果略好于SPI。添加花蕊蛋白和SPI能够促使面筋蛋白稳定性差的β-转角转化为结构稳定的α-螺旋和β-折叠，添加量为6%时，α-螺旋＋β-折叠占比达到最大值，分别为59.32%和61.95%。花蕊蛋白添加量为6%时，面筋蛋二硫键含量达到最高，与空白组相比提高了89%，SPI对二硫键含量的影响略优于花蕊蛋白。

本文《牡丹花蕊蛋白对面团和面筋蛋白特性的影响》来源于《食品科学》2023年44卷4期42-47页，作者：罗磊，夏迎利，杨浩昆，赵一帆，李瀚姝，马潇。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220314-155。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

图片来源于文章原文及摄图网。

为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护，并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨，探讨未来食品发展方向，通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果，搭建科研单位与企业产学研结合的平台，共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。

Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。

投稿网址：

https://www.sciopen.com/journal/2958-4124