论文部分内容阅读
冷冻面团等冷冻面制品在长期储藏及冷链运输过程中由于温度波动引起的冰晶生长和重结晶导致面团及最终产品品质劣变,消费性下降。小麦淀粉作为面团的主要组成部分,其在冻藏过程中的特性变化对面团及制品品质具有显著影响。而抗冻蛋白能够与冰晶结合修饰冰晶形态,降低溶液冰点,抑制冰晶重结晶,特别是植物抗冻蛋白具有更好的抑制冰晶重结晶效果,这对于调控冷冻食品的冰晶生长行为,改善冷冻食品品质具有很好的前景。因此本研究从龙柏叶中提取纯化得到一种新型植物抗冻蛋白,龙柏叶抗冻蛋白(antifreeze protein from Sabina chinensis(Linn.)Ant.cv.Kaizuca leaves,ScAFP),通过质谱进行序列鉴定后,预测分析了其性质及三维结构;并将其应用于小麦淀粉体系,研究了其对小麦淀粉冻结过程和冻融过程理化特性的影响及对冻融淀粉/面筋蛋白重组面团及馒头特性的影响。主要结果如下:论文首先从龙柏叶中提取、纯化得到电泳纯的ScAFP,测定其热滞活性约为0.44℃,通过质谱进行序列鉴定后,通过蛋白数据库筛选比对得到其匹配蛋白cytochrome f(chloroplast)[Juniperus chinensis],氨基酸序列为MQNRKTYDDW IKKLIAQSIS ALILIDIMTR TSIANAYPIF AQQSYENPRE ATGRIVCANC HLAKKPVEIE VPQSVLPDTV FEAVVKIPYD KQIKQVLANG KKGTLNVGAV LILPEGFELA PPDRISPEIK EKIGDLYFQN YRPNQKNILI IGPIPGQKYG EIVFPILSPN PATNKTTHFL KYPIYVGGNR GRGQIYPDGS KSNNTVYNAS ATGKISKIAR KEKGGYQITI DNPSDGRQVV DFVPPGPELL VSEGE FIKAD QSLTNNPNVG GFGQENAEIV LQDPLRVQGL LLFLASVVLA QIFLVLKKKQ FEKVQLVEMN F;ScAFP有高比例的亲水性氨基酸残基和疏水性氨基酸残基以及高达75%的脂肪族氨基酸含量;等电点为9.06,相对分子质量为35655;二级结构中存在15.89%的α-螺旋结构,19.31%的β-折叠结构,64.8%的无规则卷曲;具有较高的表面溶剂可及性。通过同源建模预测得到ScAFP的5个三维结构模型,均在蛋白两端存在2个长链α-螺旋,在蛋白内部存在数个β-折叠。其次研究了ScAFP对冻结过程小麦淀粉结构和理化特性的影响,发现:冷冻温度较高时,淀粉颗粒结构损伤,无定形区物质损失及部分有序结构被破坏,结晶度下降,糊化焓降低,而添加ScAFP可以有效抑制冰晶对淀粉有序结构的损伤,提高淀粉糊化的热转变温度和糊化焓。冷冻温度较低时,形成的冰晶小,其仅导致淀粉颗粒表面损伤及无定形区游离物质浸出,而对淀粉内部有序结构无显著损伤,且低温诱导淀粉链重排,有序结构有所增加,淀粉结晶度和回生趋势增加,而添加ScAFP可以有效降低冰晶对淀粉颗粒的损伤,降低内部物质浸出,减缓冷冻小麦淀粉的短期回生。因此,在不同冻结条件下,ScAFP均可用于减弱冰晶对冷冻小麦淀粉的损伤,降低冷冻处理对小麦淀粉的影响。然后研究了ScAFP对冻融过程小麦淀粉结构和理化特性的影响,发现:与天然淀粉相比,冻融淀粉的表面更加粗糙,具有较多凹洞和褶皱;淀粉颗粒尺寸减小;淀粉结晶度在第8次冻融循环(FTc)后显著增加达到最大,第10次FTc后显著降低;淀粉短程有序度在4次FTc后显著增加;淀粉溶解度、膨胀度、峰值粘度、崩解粘度、回生粘度和糊化起始温度也显著增加;淀粉凝胶质构特性变弱。而添加ScAFP后,与对照组相比,淀粉表面凹陷和损伤较少;淀粉颗粒尺寸显著增加;淀粉结晶度在第8次FTc后显著降低,第10次FTc后显著增加;淀粉短程有序度显著增加;第10次FTc后淀粉溶解度显著降低;冻融淀粉峰值粘度显著增加,回生粘度显著降低,且在第2、4次FTc时淀粉崩解粘度显著降低;在第10次FTc后淀粉糊化焓显著增加;淀粉凝胶质构特性显著提高。综上分析,ScAFP可以降低或延缓冻融过程中冰晶对淀粉颗粒结构和晶体结构的损伤,显著降低冻融淀粉的回生倾向,改善冻融淀粉的凝胶质构特性。最后研究了ScAFP对冻融淀粉/面筋蛋白重组面团及馒头品质的影响,发现:与天然淀粉重组面团相比,冻融淀粉(FTS)重组面团的面筋网络结构完整性和连续性较差,面团内部具有较多不规则空洞,且面团弹性模量和粘性模量显著下降,蠕变量较大,恢复能力较差;而与对照组相比,添加ScAFP的FTS重组面团的面筋网络结构连续性较好,淀粉与面筋网络紧密结合,面团弹性模量和粘性模量显著增加,抗形变能力和恢复能力增加。与天然淀粉重组馒头相比,FTS重组馒头的硬度、粘附性、咀嚼性均呈现先增加后降低的趋势,在6FTS重组馒头达到最大;添加ScAFP的FTS重组馒头的硬度、粘附性、咀嚼性呈现先降低后增加再降低的趋势,在8FTS-ScAFP重组馒头达到最大。与天然淀粉重组馒头相比,FTS重组馒头气孔数量少且平均面积小,馒头内部孔隙率小,结构紧实;与对照组相比,添加ScAFP的FTS重组馒头的气孔分布均匀,数量多且平均面积大,孔隙率大,结构较膨松。表明ScAFP能够有效降低或延缓冻融引起的淀粉特性变化导致的面团及馒头品质劣变。