谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶對(duì)小米制面性能及淀粉體外消化的影響-中國(guó)糧油學(xué)報(bào)

1、*谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶對(duì)小米制面性能及淀粉體外消化的影響靳志強(qiáng) 1 白變霞 1 趙晉峰 2陳艷彬 1王璽 1（長(zhǎng)治學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)系1，長(zhǎng)治046011）（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所2，長(zhǎng)治046011）摘要 研究谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TGase）處理對(duì)小米面團(tuán)的制面性能和淀粉體外消化的影響及其內(nèi)在機(jī)理。添加 15%的谷朊粉或蛋清粉的小米面團(tuán)用于制備面條，通過(guò)色差儀、質(zhì)構(gòu)儀、蒸煮試驗(yàn)和體外模擬消化，測(cè)定小米面條的色澤、質(zhì)構(gòu)、蒸煮特性和淀粉消化速率。結(jié)果表明，小米面團(tuán)經(jīng)TGase 處理，降低了小米面條的蒸煮損失，提高了面條彈性，但減小了面條的黃色值（b* ）。而且， TGase 處理顯著降低了含谷朊粉小米

2、面條的淀粉消化速率，使快消化淀粉（RDS）含量降低而抗性淀粉（ RS）含量增加；但對(duì)含蛋清粉小米面條的淀粉消化影響不明顯。此外，SDS-PAGE 和游離氨基含量分析表明，TGase 可以催化含谷朊粉或蛋清粉的小米面條中的蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)；掃描電鏡顯微圖像（SEM ）顯示 TGase 處理使淀粉顆粒被更好的包裹在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中；核磁共振成像（MRI ）發(fā)現(xiàn)小米面條中添加 TGase 可以減緩貯藏過(guò)程中的水分遷移和面條結(jié)構(gòu)的劣變。關(guān)鍵詞 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶小米 面條淀粉消化掃描電鏡核磁共振成像中圖分類號(hào)： TS213文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1003-0174 （ ） -Effects of tran

3、sglutaminase on the noodle-making characteristicsand in vitrostarch digestibility of foxtail milletJin Zhiqiang 1Bai Bianxia 1 Zhao Jinfeng2 Chen Yanbin1Wang Xi 1（Department of Biological Science and Technology 1, Changzhi Colllege, Changzhi046011）（ Millet Research Institute Shanxi Academy of Agricu

4、lture Science 2, Changzhi046011）Abstract The effects and inherent mechanism of added transglutaminase (TGase) on the noodle-making characteristics and in vitro starch digestibility of foxtail millet dough were studied. The foxtail millet dough containing 15% vital wheat gluten or 15% egg albumin was

5、 used to produce noodles. By color difference meter, texture analyzer, cooking test and in vitro digestion , the color, texture, cooking properties and starch digestion rate of foxtail millet noodles were determined. The results indicate that the added TGase resulted in a increase in elasticity and

6、decreases in cooking loss and yellowness (b* ). Furthermore, the added TGase reduced significantly the rate of starch digestion of the foxtail millet noodles containing vital wheat gluten, with a reduced rapidly digested starch (RDS) and a increased resistant starch (RS). However, no obvious effect

7、on starch digestion of the foxtail millet noodles containing egg albumin was found.In addition, SDS-PAGE and analysis of the number of free amino groups indicated that TGase could catalyze the cross-linking of proteins in the foxtail millet noodles containing vital wheat gluten or egg albumin. Scann

8、ing electron micrographs (SEM) showed starch granules were wrapped in the more stronger network structure with TGase treatment. Less deterioration in基金項(xiàng)目山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015011071)，山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（2013366）收稿日期 2017-02-04作者簡(jiǎn)介靳志強(qiáng)，男，1976 年出生，博士，副教授，農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程noodle structure and water migration was observed

9、 by magnetic resonance imaging (MRI) for TGase treated samples during storage.Key words transglutaminase, foxtail millet, noodle, starch digestibility, SEM, MRI小米含有多種維生素、礦物質(zhì)和植物性化學(xué)成分，被認(rèn)為是一種潛在的功能食品。流行病學(xué)研究表明，膽固醇代謝失調(diào)、2 型糖尿病等慢性病風(fēng)險(xiǎn)的降低與小米及其產(chǎn)品食用增加有相關(guān)關(guān)系 1 。由于高膳食纖維含量，小米在印度被推薦為糖尿病人的食物 2 。小米在我國(guó)最普遍和最簡(jiǎn)單的食用方式是小米粥。

10、 面條制品是中國(guó)及其它亞洲國(guó)家人民喜歡的傳統(tǒng)主食，將小米開(kāi)發(fā)為主食面條，可以提高食用方便性。 另外，面條制作過(guò)程中可以形成致密的淀粉 -蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻止了消化過(guò)程中 -淀粉酶的自由進(jìn)入，從而某種程度 3不能形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此僅依靠淀粉的特性，小米粉難以形成有黏彈性的面團(tuán)，無(wú)法滿足制面工藝的需求。對(duì)于無(wú)面筋谷物， 一般可以添加谷朊粉改善面團(tuán)的加工特性和終產(chǎn)品的4其中，添加谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TGase）能夠催化蛋白質(zhì)中谷氨酰胺殘基的 -酰胺基和賴氨酸的 -氨基之間進(jìn)行反應(yīng)，使蛋白質(zhì)間發(fā)生共價(jià)交聯(lián)，從而增強(qiáng)蛋白的網(wǎng)絡(luò)功能。但是，利用非小麥谷物制備的無(wú)面筋產(chǎn)品中，供TGase 進(jìn)行交聯(lián)的蛋白和賴氨

11、酸殘基含量非常低。小米蛋白中賴氨酸缺乏5 ，因此制作小米面條需要進(jìn)行蛋白強(qiáng)化。例如，大豆分離蛋白、乳清蛋白和卵清蛋白等常被用來(lái)增強(qiáng)TGase 的蛋白交聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)也可以增加無(wú)面筋產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 6 。作為食物中主要的碳水化合物， 淀粉消化和吸收的延緩， 將有益于糖尿病、 肥胖、高脂血癥等代謝疾病的膳食調(diào)節(jié)。 除了淀粉本身的粒徑分布、 平均分子量、 直鏈淀粉和支鏈淀粉的比率外，食品的加工工藝和配料組分都會(huì)使淀粉消化速率發(fā)生變化7 。TGase 催化同源蛋白或異源蛋白交聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將淀粉包裹于其中，可能會(huì)降低淀粉的代謝反應(yīng)。Gan 等8 在含大豆分離蛋白的黃堿面條中添加核糖和TGase，降低了

12、淀粉的消化速率，使生糖指數(shù)（ GI ）顯著減小。但是， TGase 處理對(duì)小米面條的淀粉體外消化的影響鮮見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，尤其是鮮有從微觀層面和分子水平上對(duì)TGase 影響機(jī)理的探究。本研究在小米粉中添加15%的谷朊粉或蛋清粉制備小米面團(tuán)，通過(guò)色差儀、質(zhì)構(gòu)儀、蒸煮試驗(yàn)和體外模擬胃腸道消化體系，從宏觀層面研究TGase處理對(duì)小米面團(tuán)的制面性能（色澤、質(zhì)構(gòu)性能、蒸煮性能等）和淀粉體外消化速率的影響；并進(jìn)一步用SDS-PAGE、游離氨基含量分析、掃描電鏡和低場(chǎng)核磁共振成像儀從微觀層面和分子水平上測(cè)定TGase處理引起的蛋白分子、微觀形貌和水分狀態(tài)等方面的改變，以解釋TGase對(duì)小米面條質(zhì)量性能和營(yíng)養(yǎng)功能的

13、影響機(jī)理，旨在為低GI小米面條的研究與開(kāi)發(fā)提供借鑒。1 材料與方法1.1 主要材料小米：山西沁州黃小米集團(tuán)；谷朊粉：瑞祥生物科技有限公司；蛋清粉：江蘇康德蛋業(yè)有限公司；海藻酸鈉：丹尼斯克公司；TGase：一鳴生物科技有限公司；L- 亮氨酸標(biāo)準(zhǔn)品：北京索萊寶科技有限公司；豬胰淀粉酶 （ A3176 ，sigma）、淀粉葡萄糖苷酶 （ A7420 ，sigma）：Sigma-Aldrich 公司； D- 葡萄糖（ GOPOD 格式）檢測(cè)試劑盒 K-GLUC ：愛(ài)爾蘭 Megazyme 公司。其它試劑均為市售分析純。1.2儀器與設(shè)備TU-1901 雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：北京普析有限責(zé)任公司；TA

14、-X2i質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro System公司； TM3000 型臺(tái)式掃描電子顯微鏡：日本日立公司；VFD-21S 型冷凍干燥儀：美國(guó) IXRF 公司； NMI20-015V-I 型核磁共振食品成像分析儀：蘇州（上海）紐邁電子科技有限公司。1.3試驗(yàn)方法1.3.1小米面條的制備表 1 小米面條配方配方小米粉 /g谷朊粉 /g蛋清粉 /gTGase/g海藻酸鈉 /g水 /mL鹽/gI8515502II85153502III85150.3452IV851530.3452小米用萬(wàn)能粉碎機(jī)磨粉后，過(guò)80 目篩子，然后用于小米面條的制備。參照Wang 等 6關(guān)于燕麥面條的配方，設(shè)計(jì)小米面

15、條配方如表1 所示。 25 g 沸水緩慢加入50 g 小米粉中混合攪拌 2 min ，面團(tuán)靜置待溫度降至 30 后， 將剩余的小米粉 （ 35 g）、水和其他配料加入，用手混合攪拌揉制成面團(tuán) 9 。和好的面團(tuán)用保鮮膜包好在 37 培養(yǎng)箱靜置熟化 20 min 后，在壓面機(jī)上逐步壓延成厚1 mm 的面帶。為便于小米面條特性的測(cè)定，將面帶切成12 cm×2.0 mm（長(zhǎng)×寬）的面條置于4 冰箱內(nèi)備用。1.3.2色澤測(cè)定將制得的面帶裁取10 cm× 10 cm 的面片，用色差計(jì)測(cè)定其色澤，記錄L* 、 a* 、 b* 值。1.3.3蒸煮性能測(cè)定參照 Jang 等 10

16、的方法測(cè)定小米面條的蒸煮特性。1.3.4質(zhì)構(gòu)性能測(cè)定參照陳書攀等11 的方法，用質(zhì)構(gòu)儀在TPA 模式下對(duì)質(zhì)構(gòu)性能進(jìn)行測(cè)定。1.3.5淀粉的體外消化煮熟的小米面條樣品冷凍干燥。凍干樣品磨粉，過(guò)80 目篩子，篩下的粉末用于體外消化過(guò)程。參照Cornejo 等 12 的方法對(duì)小米面條進(jìn)行體外模擬消化。葡萄糖含量用檢測(cè)試劑盒K-GLUC 測(cè)定。總淀粉用酶比色法測(cè)定。淀粉可消化性表示為淀粉水解率13即某時(shí)刻每100g 干淀粉中的消化淀粉（DS），通過(guò)公式（1）計(jì)算。D-葡萄糖（ %），0.9 GG 180 V（ 1）DSMW S100式中： GG 為葡萄糖濃度 /mmol/L ； V 為消化液體積 /m

17、L； 180 為葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量；W為樣品質(zhì)量 /g；S 為樣品中淀粉含量/g/100g 干樣品 ；M 為樣品的含水量 /g/100 g 樣品； 0.9為葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸鄣幕瘜W(xué)計(jì)量數(shù)。快消化淀粉（ RDS），慢消化淀粉（ SDS）和抗性淀粉（ RS）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)根據(jù)公式（2）、（3）和（ 4）計(jì)算得到 13 。(G20G f )0.9（2）RDS (%)TS100(G120G20 )0.9（ 3）SDS (%)TS100RS (%) 100 ( RDSSDS )（ 4）式中：G20 為樣品體外消化20 min 時(shí)水解得到的葡萄糖質(zhì)量； Gf 為樣品中游離葡萄糖的質(zhì)量；G120 為樣品體外消化

18、120min 時(shí)水解得到的葡萄糖質(zhì)量；0.9 是葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸鄣幕瘜W(xué)計(jì)量數(shù)； TS 為樣品中總淀粉的質(zhì)量。1.3.6 總蛋白提取及 SDS-PAGE小米面條放入 45 烘箱中干燥2 h，然后磨粉，過(guò)80 目篩，參照 Kim 等 4 的方法對(duì)小米面條中的總蛋白進(jìn)行提取及電泳分析。1.3.7游離氨基含量的測(cè)定參照 Wang 等 6 的方法測(cè)定小米面條中的游離氨基含量。1.3.8 掃描電鏡顯微照相（SEM ）參照 Li察微觀形貌。等 14 的方法對(duì)小米面條的橫截面進(jìn)行樣品處理，用掃描電鏡下放大1 000倍觀1.3.9 核磁共振成像（MRI ）根據(jù) 1.3.1 所述方法制得的厚4 mm 的面帶用PE

19、 保鮮膜包好后置于25 培養(yǎng)箱中，于貯藏時(shí)間0、 24、 48 h 切取 2 cm×1 cm（長(zhǎng) ×寬）的面片。參照Li 等 14 的方法用核磁共振食品成像分析儀進(jìn)行成像（MRI ）。1.4 統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)為 3 次重復(fù)的均值， 誤差項(xiàng)以均方差表示。采用 SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及使用Origin 8.5 繪圖。2 結(jié)果與分析2.1 TGase 處理對(duì)小米面條色澤的影響色澤是小米面條的一項(xiàng)重要的質(zhì)量特性，消費(fèi)者更希望小米面條保持黃亮的色澤，而暗灰色是消費(fèi)者不喜歡看到的。4 種面條的色澤分析如圖1 所示。不添加TGase 時(shí)，含蛋清粉的面條的亮度值（L* ）顯著低于含

20、谷朊粉的面條，而黃色值（b* ）顯著高于含谷朊粉的面條。 Gan 等8 在含大豆分離蛋白的黃堿面條中添加核糖，面條黃色值升高，并將這一現(xiàn)象歸因于核糖與蛋白發(fā)生美拉德交聯(lián)引起了色澤變化。本研究中含蛋清粉的小米面條的黃色值較高則可能是由于蛋清粉在高溫生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生美拉德反應(yīng)從而隨蛋清粉引入面條所導(dǎo)致的。添加 TGase 后，含谷朊粉或蛋清粉的小米面條的亮度值（L * ）和黃色值（ b* ）都出現(xiàn)了顯著8降低。 Gan 等研究發(fā)現(xiàn)， TGase 處理對(duì)含大豆分離蛋白的黃堿面條的色澤沒(méi)有顯著影響。圖 1 TGase對(duì)小米面條色澤的影響2.2TGase 處理對(duì)小米面條蒸煮性能的影響表 2小米面條的蒸煮特

21、性和質(zhì)構(gòu)特性質(zhì)量參數(shù)面條面條面條面條吸水率 /%84.82.0a72.31.6c85.51.2a76.81.7b蒸煮損失 /%8.60.2a6.60.2b6.20.2c5.80.2d硬度 /g7444.2352.7b7510.8324.5b8682.8055.1a8735.5046.8a彈性0.730.02b0.790.02a0.630.02c0.660.03c黏附性 /(g?s) 127.1112.70a 120.5213.71a 91.196.38b 83.186.70b黏聚性0.710.04b0.750.02b0.830.03a0.850.06a注：數(shù)據(jù)均為平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差；同一列中不同字

22、母表示在P<0.05 水平有顯著差異。不同面條樣品的吸水率和蒸煮損失等蒸煮特性見(jiàn)表 2。面條的吸水率和蒸煮損失與面條配方有關(guān)。不添加 TGase 時(shí)，含谷朊粉的面條的吸水率與與含蛋清粉的面條之間沒(méi)有顯著差異，但含蛋清粉的面條的蒸煮損失更低， 這可能歸因于卵清蛋白的膠凝和海藻酸鈉對(duì)淀粉顆粒的微膠囊包埋作用。添加 TGase 后，含不同外源蛋白的小米面條的吸水率和蒸煮損失都出現(xiàn)了降低。尤其是含谷朊粉的面條，其吸水率從 84.8%降低到 72.3%，其蒸煮損失從 8.6%降低到 6.6%。吸水率的降低可能是由于蛋白分子間的交聯(lián)形成了更為致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 從而阻礙了蒸煮過(guò)程中水分的滲入。 蒸煮損

23、失指蒸煮過(guò)程中由面條遷移至蒸煮水中的固體物質(zhì)總量， 主要是由于 10由于TGase 交聯(lián)作用使蛋白網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)，淀粉顆粒包裹在蛋白網(wǎng)絡(luò)中從而使淀粉溶出變得困46究中，含谷朊粉或蛋清粉的燕麥面條的吸水率和蒸煮損失高于本研究中的小米面條，其原因可能是燕麥淀粉和小米淀粉間的差異造成的。2.3 TGase 處理對(duì)小米面條質(zhì)構(gòu)性能的影響良好的面條產(chǎn)品應(yīng)結(jié)構(gòu)緊實(shí)，富有彈性，低黏性。 TGase 處理對(duì)含谷朊粉或蛋清粉的小米面條質(zhì)構(gòu)特性的影響如表 2 所示。與含谷朊粉的小米面條相比， 含蛋清粉的面條有更高的硬度。小米面條硬度的差異主要是由于面筋蛋白和卵清蛋白不同的膠凝特性引起的。 在加熱過(guò)程中清蛋白濃縮形成的凝

24、膠網(wǎng)絡(luò)可以賦予面團(tuán)堅(jiān)實(shí)的質(zhì)構(gòu)，從而提高了蒸煮面條的硬度。經(jīng) TGase 處理后，含谷朊粉或蛋清粉的小米面條的硬度均出現(xiàn)增加，但與處理前并無(wú)顯著差異。不添加 TGase 時(shí)，含谷朊粉的面條（面條）的彈性顯著高于含蛋清粉的面條（面條）。這是因?yàn)楣入梅劬哂懈玫酿椥院脱由煨?。添加TGase 后，含谷朊粉的面條（面條）彈性進(jìn)一步增加；含蛋清粉的面條的彈性在TG 處理前后無(wú)顯著差異。黏著性反映的是食物在咀嚼時(shí)對(duì)上腭、牙齒、舌頭等接觸面黏著的性質(zhì)。黏聚性反映了食物在咀嚼時(shí)抵抗受損并緊密連接、使之保持完整的性質(zhì)。與含谷朊粉的面條（面條和面條）相比，含蛋清粉的面條（面條和面條）有更低的黏著性和更高的黏聚性，

25、表現(xiàn)出面條不黏，口感勁道。TGase 處理沒(méi)有表現(xiàn)出顯著影響（P 0.05）。2.4 TGase 處理對(duì)小米面條中淀粉的體外消化的影響圖 2 是在體外條件下測(cè)定 4 種小米面條的淀粉消化動(dòng)力學(xué)曲線， 由圖 2 可知，含谷朊粉的小米面條經(jīng) TGase 處理后，降低了淀粉消化的速率和程度，這一現(xiàn)象可進(jìn)一步由淀粉組分分析予以證實(shí)，如表 3 所示。圖 2 體外模擬小米面條的淀粉消化動(dòng)力學(xué)曲線含谷朊粉的小米面條添加TGase 后， RDS 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由57.6%降低到 52.3%，同時(shí) RS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從16.0%增加到 21.9%，SDS 有所降低，但并不顯著。該結(jié)果表明，TGase 可能通過(guò)催化蛋白質(zhì)

26、的?；D(zhuǎn)移反應(yīng)，導(dǎo)致同源蛋白或異源蛋白之間發(fā)生交聯(lián)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將淀粉顆粒截留在樣品中，從而限制了底物的移動(dòng)和酶的作用。某些不可消化的聚合物和一些交聯(lián)的非纖維性化合物可以降低淀粉的消化速率，使代謝水平處于較低狀態(tài)8 。含蛋清粉的小米面條添加TGase 后，淀粉消化速率的變化并不明顯。盡管SDS 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從 31.8%顯著增加到 34.5%，但 RDS 和 RS 的變化并不顯著。Gan 等將含大豆分離蛋白的黃堿面條用 TGase 交聯(lián)處理后，生糖指數(shù)（ GI ）減小但并不顯著8 。這說(shuō)明 TGase 對(duì)面條中淀粉消化速率的影響取決于面條中所含的蛋白質(zhì)，或者說(shuō)與蛋白的交聯(lián)程度有密切關(guān)系。此外，不添加

27、 TGase 時(shí)，含蛋清粉的小米面條（面條）的RDS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于含谷朊粉的小米面條（面條） ，而 SDS 和 RS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于含谷朊粉的小米面條。這種差異可能是由于含蛋清粉的小米面條配方中加入了海藻酸鈉的緣故。研究表明， 海藻酸鈉除了可以改善面團(tuán)的結(jié)構(gòu)外，還可以抑制淀粉的消化。海藻酸鈉是一種不可消化的膳食纖維，其對(duì)淀粉顆粒的微膠囊包裹可以作為淀粉顆粒和消化酶之間的物理屏障，從而降低淀粉的水解 15 。海藻酸鈉的親水性也可能限制了體系中水的可利用性，從而降低了消化酶的催化活性，延緩了淀粉的水解速率 10 。表 3小米面條淀粉組分分析樣品RDS/%SDS/%RS/%面條57.61.1a

28、26.42.1c162.5c面條52.31.6b25.81.6c21.92.6a面條47.31.2c31.80.5b20.90.9a面條45.80.4c34.50.5a19.70.6a2.5 小米面條總蛋白的十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE ）圖 3. 小米面條總蛋白SDS-PAGE 電泳圖譜注：泳道 M ：蛋白 Marker ；泳道1：面條（小米粉 +谷朊粉）泳道 2：面條（小米粉 +谷朊粉 +TG ）；泳道 3： 面條（小米粉 +蛋清粉）；泳道 4：面條：（小米粉 +蛋清粉 +TG ）為了表征小米面條經(jīng)TGase 處理后可能出現(xiàn)的蛋白質(zhì)交聯(lián)現(xiàn)象，對(duì)小米面條總蛋白電泳分析

29、。 如圖 3 所示，面條的主要蛋白條帶出現(xiàn)在約17、23、39、46 和 59 ku 處（泳道 1），面條的主要蛋白出現(xiàn)在17、23、43、59 和 85 ku 處，其中在 43 ku 附近出現(xiàn)了一連串的蛋白條帶（泳道 3）。與泳道 1 相比，含谷朊粉的小米面條經(jīng)TGase 處理后（泳道2），高分子量蛋白條帶強(qiáng)度明顯降低，如46、 72 95 ku 間的蛋白條帶，但在約61 ku 處蛋白條帶寬度變大且強(qiáng)度增強(qiáng)，并發(fā)現(xiàn)在泳道2 的凝膠頂部有大蛋白聚集（標(biāo)記為A ）。與泳道 3 相比，含蛋清粉的小米面條經(jīng)TGase 處理后的電泳圖譜（泳道4）未發(fā)生太大變化，只是在凝膠頂端蛋白強(qiáng)度增強(qiáng)（標(biāo)記為B ）

30、。結(jié)果表明， TGase 可以使小米蛋白與外源蛋白發(fā)生聚合。有研究發(fā)現(xiàn) TGase 的存在會(huì)使小麥、大豆和蕎麥的蛋白條帶減弱或某些蛋白條帶消失，以及在分離膠頂端有蛋白的堆疊，這都表明分子間發(fā)生了蛋白交聯(lián)4 。蛋白分子間相互作用引起蛋白分子量的增加，可以改善面條的黏性、彈性和功能特性。2.6 TGase 對(duì)小米面條中游離氨基含量的影響TGase 能夠催化蛋白質(zhì)中谷氨酰胺殘基的-酰胺基和賴氨酸的-氨基之間進(jìn)行反應(yīng)， 從而使蛋白質(zhì)間發(fā)生共價(jià)交聯(lián)。由于氨基參與交聯(lián)反應(yīng)，游離氨基數(shù)量減少可以表明TGase催化了該交聯(lián)反應(yīng)。 Marcoa 等 16 研究發(fā)現(xiàn)，谷物蛋白用TGase 處理引起游離氨基數(shù)量的減

31、少。為了評(píng)估 TGase 的影響程度，對(duì)添加TGase 的小米面團(tuán)中的游離氨基含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖 4 所示。添加谷朊粉的小米面條中，隨著TGase 添加量的增加，游離氨基含量顯著降低，表明 TG 催化蛋白質(zhì)間發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)。該交聯(lián)反應(yīng)可能發(fā)生在同源蛋白間，也可能發(fā)生在異源蛋白間。但是，添加蛋清粉的小米面條中，TGase 低添加量（ 1%）引起游離氨基數(shù)量的降低，TGase 高添加量（ 2% 3%）反而引起游離氨基數(shù)量的升高。游離氨基數(shù)量的升高可能是由于脫酰胺反應(yīng)引起蛋白質(zhì)溶解度的增加16 ，也可能是由于蛋清粉生產(chǎn)過(guò)程中的熱變性和蛋白集聚一定程度上抑制了TGase 對(duì)小肽鏈和氨基酸的結(jié)合與催

32、化反應(yīng)l7 。圖 4 TGase處理對(duì)小米面條中游離氨基含量的影響2.7 小米面條的微觀形貌圖 5小米面條橫切面的掃描電鏡顯微圖片（SEM ）由圖 5 可以看出， 添加谷朊粉的小米面條 （面條） 部分區(qū)域隱約可見(jiàn)纖維狀面筋網(wǎng)絡(luò)，不少淀粉顆粒裸露。經(jīng) TG 酶處理后（面條） ，蛋白網(wǎng)絡(luò)分布均勻，纖維狀面筋網(wǎng)絡(luò)更為連續(xù)和封閉， 淀粉顆粒鑲嵌于其中； 添加蛋清粉的小米面條 （面條） 與含谷朊粉的面條 （面條）相比，蛋白 -淀粉復(fù)合結(jié)構(gòu)更為致密。 含蛋清粉的小米面條經(jīng) TGase 處理后（面條），淀粉顆粒被很好的包裹在海藻酸鈉和蛋白形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。小米面條添加TGase 前后微觀結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)一步闡明

33、了TGase 處理能促進(jìn)面團(tuán)蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，并可一定程度上解釋 TGase 引起的蒸煮性能和質(zhì)構(gòu)性能的改善以及淀粉可消化性的改變。2.8 貯藏期間小米面條的核磁共振成像分析低場(chǎng)核磁共振及其成像技術(shù)（NMR 和 MRI ）可以從微觀上研究食品內(nèi)部水分的狀態(tài)、分布和遷移情況，具有快速、無(wú)損、準(zhǔn)確的特點(diǎn)18 。貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)影響小米面條中蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及水分的分布和遷移，為了更直觀地說(shuō)明面條在儲(chǔ)藏期間內(nèi)部的變化情況，取 4 種面條樣品分別于貯藏 0、24、 48 h 時(shí)進(jìn)行 MRI 成像。圖 6 為儲(chǔ)藏過(guò)程中 MRI 圖像變化，其中圖像較亮的區(qū)域表示質(zhì)子密度信號(hào)強(qiáng)，水分分布均勻；圖像暗的區(qū)域

34、表示質(zhì)子密度信號(hào)弱，蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞， 水分發(fā)生遷移。 蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成有利于結(jié)合更多的水分并限制其流動(dòng)性，從而可以減少微生物的生長(zhǎng)和其他生理生化反應(yīng)所需的自由水14 。如圖 6 所示，剛制出的4 種面條（ 0 h）圖像為均勻的亮斑，表明水分分布均勻。貯藏24 h 后，圖像中出現(xiàn)了個(gè)別不規(guī)則的暗斑。貯藏48 h 后，不添加TGase的面條中暗斑的數(shù)量和大小顯著增加，表明面片內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化。而添加 TGase的小米面條中的蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)水分束縛力更強(qiáng)，從而可以減緩貯藏過(guò)程中的水分遷移和微生物發(fā)酵以及面條結(jié)構(gòu)的劣變。圖 6 貯藏過(guò)程中小米面條的核磁共振圖像（MRI ）3. 結(jié)論小米面條

35、經(jīng)TGase 處理后，面條的蒸煮損失降低，面條的彈性有所提高，但面條的黃色值（b* ）減小。TGase 處理顯著降低了含谷朊粉小米面條的淀粉消化速率，使RDS的含量由57.6%降低到52.3%，而RS的含量從16.0%增加到21.9%；含蛋清粉的小米面條添加TGase 酶后，淀粉消化速率的變化并不明顯。SDS-PAGE和游離氨基含量分析表明，TGase 可以催化含谷朊粉或蛋清粉的小米面條中的蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。SEM顯示TGase 處理使淀粉顆粒被更好的包裹在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。MRI發(fā)現(xiàn)小米面條中添加TGase 可以減緩貯藏過(guò)程中的水分遷移和面條結(jié)構(gòu)的劣變。參考文獻(xiàn)1 Zhang L Z, Liu

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