面筋蛋白在面条领域的影响研究进展

李翠翠 ，刘晓静，李永丽

1. 南阳理工学院河南省工业微生物资源与发酵技术重点实验室（南阳 473000）；2. 南阳理工学院张仲景康养与食品学院（南阳 473000）；3. 双汇集团（漯河 462000）

在世界范围内，人们将面条分为通心面类及面条类，前者的消费群体主要集中在意大利、美国、德国等西方国家，后者的消费人群主要在中国、日本、新加坡和韩国等亚洲国家。人们依据销售时的存在状态将面条分为挂面、方便面、鲜湿面、冷冻面等；根据加工工艺和添加材料又可分为白盐面条、黄碱面条及白水面条。毋庸置疑的是，面条一直是大众消费米面制品的主体，以中国为例，根据2019年9月召开的第十九届中国方便食品大会披露的信息，2018年全国挂面行业排名前24位的挂面企业总产量为340.9万 t，比上年增长12.55%；销售额高达155.63亿元，较上年增长13.44%。方便面产业已步入高质量发展的“方便面2.0时代”，据中国食品科学技术学会对22家主要方便面企业的统计显示，2018年方便面销售额515亿元，同比增长3.3%；产量344.4亿份，同比增长0.73%，我国的制面业在平稳中发展[1]。因此，对制面原材料、制面工艺、面条品质影响的探索一直是国内外学者研究的热点。

面粉中蛋白质形成的面筋网状结构不仅可将面粉中的其它成分包裹起来，优化面制品的加工性能，更为制作面条、烘焙面包、蒸制馒头提供物质基础。主要概述了国内外面筋蛋白对面粉、面团和面条的影响研究进展，旨在为我国面条的发展提供参考。

1 面筋蛋白对面粉、面团的影响

1.1 面筋蛋白含量的影响

小麦面筋蛋白作为面粉的主要成分，为各种面制品的品质做出了非常重要的贡献。因此，研究面筋蛋白对面粉及面团的影响就显得尤为必要，大量的研究也得出了许多有指导意义的结论。诸多研究证实，面筋蛋白基本控制了面粉及面制品的品质[2]。一般而言，制作馒头、面条、水饺面皮、面包等所需的面粉蛋白质含量在10%～13%之间，蛋白质含量过高或过低均不利于食品品质[3]。姜小苓等[4]发现，随着面筋蛋白添加量的增加，三种混配粉的面团稳定时间和粉质质量指数均呈升高趋势，糊化试验参数（峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、回生值等）总体呈下降趋势，但面筋蛋白对小麦面团吸水率和面粉糊化温度的影响较小。付苗苗等[5]也认为添加面筋蛋白可使面团的各项粉质特性得到改善。

1.2 面筋蛋白质量的影响

市场上各类面粉的不同用途主要由面筋蛋白的含量和质量决定，甚至有人认为蛋白质质量比含量对面粉品质的作用更大[6]。衡量蛋白质质量高低的指标主要有面筋强度、湿面筋含量、GMP含量及醇溶蛋白/麦谷蛋白比值等，各组分的功能也不尽相同。Uthayakumaran等[7]认为，在面粉中添加醇溶蛋白可缩短面团的和面时间。Barak等[8-9]认为，醇溶蛋白、麦谷蛋白及二者比值对面团稳定性、形成时间、峰值黏度、崩解黏度有显著影响。二者比值与稳定时间、形成时间、面筋指数和蛋白质含量呈负相关关系。麦谷蛋白可显著改善面粉的混合特性和面团的硬度，而醇溶蛋白会缩短面团的稳定时间，面团更易变软、变黏。Kaur等[10]考察了印度硬质小麦的面粉、面团及面条制作特性，面团的储能模量、损耗模量与面团和面筋蛋白中分子间反向β-折叠含量呈正相关，与β-转角和β-折叠总含量呈负相关，多肽相对分子质量为90和88 kDa时制面性质最好。在馒头加工过程中，麦谷蛋白会发生规律性变化，且GMP含量和粒度可极大影响面粉的烘焙性能[11]。

1.3 面筋蛋白亚基的影响

有关特定的蛋白质亚基与面粉品质关系的研究也较多，且多是从基因角度切入。张剑等[12]用电泳技术和统计学方法探究了128种小麦的HMW-GS与小麦粉及其制品品质的关系，Glu-A1基因位点上1亚基对面粉品质的影响力超过了N亚基，Glu-B1位点上4种亚基类型的影响力从大到小为7，7+8，7+9和13+16，Glu-D1位点上4种亚基类型的影响力从大到小分别为5+10，4+12，2+12和3+12。Deng等[13]认为，Glu-A1和Glu-D1基因位点比Wx-1位点对揉面属性的作用更大，Glu-D1d和Glu-D1h位点又比Glu-D1f和Glu-D1new1位点对揉面属性的作用更好，Glu-1和Wx-1的相互作用也会影响某些特征，尤其是中线峰值。对所有类型Glu-1基因位点而言，Wx-B1或Wx-D1会使中线峰值提高。Patil等[14]研究发现，面包制作时，麦谷蛋白亚基AxNull基因位点会导致面团质量差。Zhen等[15]则认为小麦LMW-GS等位基因Glu-A3a的缺失可显著降低面团筋力和所制面包品质。

2 面筋蛋白对面条的影响

2.1 蛋白质含量影响面条品质

已有诸多国内外研究者认为，蛋白质含量与面条品质的关系十分密切。Senior[16]研究发现蛋白质含量与生面片亮度、熟面条的硬度和黏结力呈负相关关系。Zhou等[17]研究发现，添加不同比例的谷朊粉均可降低面条的蒸煮损失率和破碎比，提高熟面条的抗拉强度和韧性，而生熟燕麦面条的色泽不受影响。在杂粮面条加工中常通过添加外源谷朊粉来改善其品质，比如添加12%的谷朊粉可使青稞面条品质达最佳[18]，4%的谷朊粉可较好改良马铃薯面条品质[19]，添加5%木薯淀粉和2%谷朊粉，可使面条质构、感官评分最优[20]。

2.2 蛋白质质量影响面条品质

同样，面筋蛋白的质量也至关重要。对熟面条来说，表面硬度取决于所形成面筋的强弱程度，面筋强度越大，越易形成韧性小、硬度大的质构。在煮面过程中，此结构极易在膨胀力的作用下受到破坏，因此蛋白质强度可能是引起熟面条表面完整性的重要因素[21]。Huang等[22]指出蛋白质质量与熟面条最大剪切应力有很高相关性。另外，沉降值大的面粉其面筋强度也较大，所制面团及面条能更好地抵抗外界的剪切作用，因而所制面条有良好的韧性，且经过蒸煮后损失低，能保持较高的面条品质[23]。面条的蒸煮品质、感官评价与蛋白质质量有关，较高的面筋含量、沉降指数和良好的面筋质量能改善面条的蒸煮品质，同时也能提高感官评价分值，而蛋白质质量过高反而导致面条外观品质变劣，评分下降。张影全[24]认为小麦籽粒中的蛋白质特性对面条的表观状态、硬度、弹性和光滑性具有较大的作用。影响面条感官的主要蛋白质性质为弱化度、沉淀值、籽粒蛋白质含量、面团形成时间和面筋指数等。此外，Chaudhary等[25]还建立了未还原状态的面筋蛋白排阻色谱峰与面条品质参数的相关关系。

2.3 蛋白质组分及其亚基影响面条品质

面条品质与蛋白质组分的构成关系重大，Oh等[26]研究发现熟面条的内部强度主要和酸溶性高相对分子质量麦谷蛋白的含量有关。LMW-GS能在小麦中形成更大相对分子质量的聚合体，相对分子质量处于12 000～60 000间的蛋白质亚基的量就会降低。在热处理过程中，低相对分子质量麦谷蛋白发生强烈聚合作用利于通心面的硬度和弹性，富硫醇溶蛋白也与熟通心面的表面状况有关，它们形成的氢键和S—S影响低相对分子质量麦谷蛋白的聚合作用。Payne等[27]电泳分析指出，γ-醇溶蛋白45带和ω-醇溶蛋白35带可改善面条的蒸煮品质，而γ-醇溶蛋白42带则会产生相反的影响，同时他还发现，具有γ-醇溶蛋白45带的小麦品种所制的面条硬度和黏弹性均较高。

对熟通心面的品质来说，低相对分子质量麦谷蛋白基因LMW-2是影响力最大的蛋白质亚基。Jin等[28]认为麦谷蛋白亚基等位基因Glu-A3b能贡献面团更长的中线高峰时间和中国鲜湿白盐面条更好的色泽。等位基因Glu-B3h比Glu-B3d更能决定煮后面条的硬度，含Glu-D3c的小麦品种制得的面条煮后的硬度比含其他等位基因的更低。Kang等[29]的研究结果表明，Glu-D1等位基因主要决定面团的耐揉性及搅拌时间，煮后面条的黏度也受Glu-B3的影响，但效果较小。Glu-D1基因位点对挂面质构特性的决定作用比较大；含有亚基类型2*，7+9和5+10的小麦品种做出的挂面，其各项质构主成分得分及感官品质得分相对比较高[30]。相吉山等[31]研究认为，就不同位点上的等位变异对新疆拉面加工品质的贡献力来说，Glu-A1位点上的亚基类型的贡献力排序为1≥2*＞Null，Glu-B1位点上的亚基贡献力排序为17+18≥7+9≥7+8≥20≥6+8。

3 结语

综上所述，我国对面筋蛋白及面条品质的研究相对较晚，进度也比较缓慢，研究内容多局限在蛋白质含量和相关制品品质参数的探讨，目前主要从面条的原料、工艺配方、品质变化、储藏特性等方面展开研究，比如小麦籽粒遗传特性和加工品质、制粉技术、生物酶活性（淀粉酶、脂肪氧化酶、多酚氧化酶等）、小麦粉组分及其特性等。从微观角度对面筋蛋白结构、面条品质和作用机理方面的研究非常有限，这与国外研究成果仍有一段距离。另外，由于生活习惯和文化差异，国外多集中在面筋蛋白与焙烤制品及通心粉、面的关系探讨，由于通心粉的工艺核心是挤压，而东方面条的工艺核心是辊压，其研究成果并不完全适用于我国的面条业。因此，从面筋蛋白的内部微观结构入手，探究羟基、羧基、巯基等功能基团的数量、交联状态及其交互作用对制面体系的影响，从分子层面揭示面筋蛋白的影响机理将是我们需要努力的方向。