谷朊粉的應用與用途

時間：2020-01-05作者：鶴壁市巨龍生物技術開發(fā)有限公司瀏覽：777

 

:谷朊粉是營養(yǎng)豐富、物美**的植物蛋白源,其蛋白質質量分數(shù)700%-80%。綜述了谷朊粉的持水性、乳化性、起泡性、凝膠性等功能特性，指出了谷朊粉作為一種**的保健食品配料或添加劑，可以起到增加面粉蛋白質含量，增加面條延伸性，使魚、肉制品具有好的黏彈性的作用，并闡述了谷朊粉在各類食品中的應用。

關鍵詞：谷朊粉；功能特性；應用

中圖分類號：TS201. 2﹢1   文獻標識碼：A    文章編號：1003-6202 (2010)10-0029-04

1 谷朊粉的結構組成與功能特性

1.1谷朊粉的結構組成

    谷朊粉又稱活性面筋粉，是以小麥為原料，經(jīng)過深加工提取的一種**谷物蛋白。早在1728年意大利科學家Beccari從小麥面粉中洗出面筋蛋白，確立了小麥面筋的存在，但并未受到人們的重視，直到1907年Osborne根據(jù)小麥籽粒中蛋白質的溶解特性，將它分成清蛋白、球蛋白、麥醇溶蛋白和麥谷蛋白等四種蛋白質。而谷朊粉蛋白中主要含有麥醇溶蛋白和麥谷蛋白，合稱儲藏蛋白(約占小麥面筋干基的70%-80%)。

    谷朊粉蛋白中醇溶蛋白為單體蛋白，分子量較小，約35000 u,不溶于水及無水乙醇，但可溶于70%-80%乙醇中。組成上的特點是脯氨酸和酰胺較多，非極性側鏈比極性側鏈多，分子內既無亞基結構，也無肽鏈間二硫鍵，單肽鏈間依靠氫鍵、疏水鍵以及分子內二硫鍵連接，形成較緊密的三維結構，呈球形。由于麥醇溶蛋白多由非極性氨基酸組成，所以具有粘性和膨脹性，主要為面團提供延展性。

    麥谷蛋白是一種非均質的大分子聚合體，分子量為40000-300000 u,其中某些聚合體分子量可高達數(shù)十億u。不溶于水、醇及中性鹽溶液，但易溶于稀酸或稀堿。麥谷蛋白一般由17-20種不同的多肽亞基組成，靠分子內和分子間二硫鍵連接，呈纖維狀，其氨基酸組成多為極性氨基酸，容易發(fā)生聚集作用。肽鏈間的二硫鍵和極性氨基酸是決定面團強度的主要因素，它賦予面團以彈性。

1.2谷朊粉蛋白的功能特性

    麥醇溶蛋白和麥谷蛋白*特的氨基酸組成賦予了小麥蛋白形成具有黏彈性的網(wǎng)絡結構的特性，是其它蛋白質無法媲美的。當水分子與蛋白質的親水基團互相作用時會形成水化物----濕面筋。水化作用由表及里逐步進行，表面作用階段體積增大，吸水量較少。當吸水脹潤進一步進行時，水分子進一步擴散到蛋白質分子中去，蛋白質膠粒猶如一個滲透袋，使吸水量大增。吸水后的濕面筋保持了原有的自然活性及**物理狀態(tài)，具有黏彈性、延伸性、薄膜成型性和*乳化性。

    谷朊粉蛋白的物理特性如下：

    ①黏彈性。谷朊粉蛋白中的麥醇溶蛋白分子呈球狀，分子量較?。哂醒由煨裕珡椥孕。畸湽鹊鞍追肿訛槔w維狀，分子量較大，具有彈性，但延伸性小。這兩者的共同作用，使得谷朊粉具有其它植物蛋白所沒有的*特的黏彈性。

    ②延伸性。延伸性是指把面筋塊拉到某種長度而不致斷裂的性能，可用面筋塊拉到斷裂時的較大長度來表示。面筋的延伸性分為三個級別：延伸性差的面筋、延伸性中等的面筋和延伸性好的面筋。

    ③薄膜成型性。谷朊粉的薄膜成型性是其黏彈性的直接表現(xiàn)。由于谷朊粉具有彈性,CO2或水汽等被連續(xù)蛋白相所包圍，內部充滿氣體，使面筋呈海綿狀或纖維狀結構，形成薄膜面筋。

    ④吸水性。高質量的面筋可吸收2倍面筋量的水。谷朊粉的這種吸水性可增加產(chǎn)品得率，并延長食品的貨架期。

    ⑤熱凝固性。水溶性蛋白質加熱到臨界溫度就會變性，變性后就不易溶于水，這就是熱凝固性。面筋蛋白與其它蛋白質不同，對熱的敏感性差，如不加熱到80℃左右，便不會凝膠化。這說明面筋中的分子間多為S-S交聯(lián)，即面筋蛋白是由牢固的三級或四級結構構成的。因此，如果用還原劑切斷面筋蛋白的S-S交聯(lián)，其熱敏感性就會顯著提高。

    ⑥等電點。谷朊粉蛋白的等電點pH值6-8,在該pH值范圍內溶解度較小

    ⑦口味。加工適當而又合理儲藏的谷朊粉具有“清淡醇味”，或略帶“谷物味”，這都是人們喜歡的口味。將谷朊粉與其它食品配料混合，即使大量加入也不會產(chǎn)生異味。

    谷朊粉在食品、飼料、化工和造紙等工業(yè)有著廣泛的用途，作為食品或是配料，小麥蛋白**具有食品應用和消費者接受的適當?shù)墓δ苄再|。這些性質影響蛋白質的組成和構象，它們與食品其它成分的內部反應，受加工條件和加工環(huán)境的影響。谷朊粉蛋白的功能特性相互影響，在食品體系中的協(xié)同作用，各個功能性質的主要控制因素如下：

    ①溶解度。由于麥醇溶蛋白和麥谷蛋白的*特性質，導致面筋蛋白的低溶解性，因此控制溶解度的較主要因素是電荷率和疏水性。

    ②持水性。小麥蛋白質與水的相互作用可分為吸水性能和持水性能兩種，前者是“化學結合”，后者是“物理截留”。持水性主要由pH值決定而不是濃度。

    ③乳化性。乳化現(xiàn)象的產(chǎn)生依賴于物質的**吸收，在內部展開和復位；而乳化穩(wěn)定性取決于物質內部自由能的減少和膜的流變學特性。乳化作用的形成與pH值直接相關。

    ④起泡性。起泡性要求蛋白質分子能到達內表面并**展開。谷朊粉蛋白的起泡能力受黏度、疏水性和溶解性從大到小的順序影響。

    ⑤凝膠性。凝膠作用的影響因素與形成凝膠的外界條件密切相關，如溫度、PH值和鹽濃度等等。

    ⑥吸油性。影響蛋白的吸油性是蛋白質的構象和蛋白質之間的反應。非共價鍵是涉及蛋白與油反應的主要作用力，其次是氫鍵。

    ⑦黏度。谷朊粉蛋白溶液是屬于非牛頓流體的假塑性液體，其黏度隨濃度的增加而增加。

2 谷朊粉在食品工業(yè)的應用

    谷朊粉蛋白質質量分數(shù)70%-80%，由多種氨基酸組成，鈣、磷、鐵等礦物質含量較高，是營養(yǎng)豐富、物美**的植物蛋白源。當谷朊粉吸水后形成具有網(wǎng)絡結構的濕面筋，具有優(yōu)良的黏彈性、延伸性、熱凝固性、乳化性以及薄膜成型性，可作為一種**的保健食品配料或添加劑，廣泛用于各類食品，如面包、面條、古老肉、素腸、素雞、肉制品等。

    起初谷朊粉主要應用在烘烤食品中。然而，隨著對其*特的結構與功能特性認識的提高，谷朊粉的應用越來越廣泛。歸納起來主要集中在以下幾方面：

2. 1面粉強化和在烘烤食品中的應用

    谷朊粉較基本的用途就是用來調整面粉蛋白含量。許多地方面粉生產(chǎn)廠家通過添加谷朊粉到低筋粉中以達到面包粉的要求，而不必混合昂貴的、進口高筋粉。這種方法在歐洲已被普遍采用。同樣，面包制造商也用谷朊粉來強化一般級別的面粉，而不必儲存大量的高筋粉。

    谷朊粉的*特的黏彈性能改善面團強度、混合性和處理性能；其成膜發(fā)泡能力能夠保存空氣用以控制膨脹度，改善體積、勻稱度和紋理；其熱凝固性能提供了必要的結構強度和咀嚼特性；其吸水能力提高了烘烤產(chǎn)品的產(chǎn)量、柔軟度和保質期。據(jù)估計大約70%的谷朊粉用于生產(chǎn)面包、甜點心和各種各樣的發(fā)酵產(chǎn)品。根據(jù)烘烤食品特定的用途，紋理和保質期的要求，谷朊粉的用量各有不同。例如，在小麥粉中增加約1%谷朊粉能降低椒鹽脆餅成品的破損率，但增加了太多谷朊粉可能導致椒鹽脆餅吃起來太硬。在預切漢堡和熱狗面包中使用大約2% 谷朊粉，可以改善其強度，并能給小面包提供想要的的脆皮特性。

2.2面條加工中的應用

    在掛面生產(chǎn)中，添加1%-2%谷朊粉時，由于面片成型好，柔軟性增加，所以收到了提高操作性，增加筋力，改良觸感的效果。煮面時，能減少面條成分向湯中溶出，有提高煮面得率，防止面條過軟或斷條，增加面延伸效果。

2.3肉、魚及家禽產(chǎn)品中的應用

    谷朊粉能夠結合脂肪和水的同時增加蛋白質含量，這使谷朊粉在肉類、魚類和家禽產(chǎn)品中也有廣泛的應用。面筋通過組織化重構過程提高了對牛肉、豬肉和羊肉的利用，面筋可以削切成較美味的牛排型產(chǎn)品以轉換不夠理想的鮮肉。面筋具有良好刨削性質，對于肉制品加工，如在家禽卷、“整體”罐頭火腿和其他非特異性面包型產(chǎn)品中，它提高了刨削的特點，減少了烹飪過程中的損耗。

    在肉制品中，谷朊粉蛋白作為黏合劑、填充劑或增量劑而呈現(xiàn)出許多優(yōu)點。使用量1%-5%的谷朊粉作為黏合劑使用在肉制品中賦予產(chǎn)品許多優(yōu)點，諸如增加黏彈性、色澤穩(wěn)定性、硬度、出汁率和保水性，降低了保油性和加工損耗。其凝固特性有利于改善流變特性，增強成片能力和保持感官特性。

    小麥面筋*特的黏合性、薄膜成型性和熱固性有助于將肉和果蔬粘合在一起制成牛排，也可將谷朊粉撒到肉片上。它也可被用在罐裝漢堡包及面包切片中，以減少加工和蒸煮損失。谷朊粉的添加量為其質量的2%-3.5%。另外，谷朊粉也被用到肉餅中，有時也可作為香腸和一些肉產(chǎn)品的黏結劑。當面筋被水化后，它的結構伸展開，可被拉成絲、線或膜，利用此特點可被做成各種各樣的人造肉。例如：谷朊粉可生產(chǎn)蟹肉類似物，甚至人工魚子醬，溶于酒精的谷朊粉可用于制備可剝的食用膜，如腸衣膜。

    谷朊粉的另一個主要用途是作為替代肉類的素食食品，以及生產(chǎn)人造的昂貴肉類，如海鮮和蟹類的類似物，特別是在日本，由于對健康和食品*日益關注，越來越多的消費者正在尋找肉類替代品。純濕面筋可以調味，變形，并加工成肉丸和牛排。組織化處理的小麥面筋利用擠壓技術可以用來模仿肉類的口感，咀嚼性和味道。這種方法制造的“肉”產(chǎn)品適合作為即食主菜，也可作為三明治夾心或比薩餅和沙拉配料。面筋可以在“素食者漢堡包”中扮演似肉物。

2.4寵物食品中的應用

    高蛋白含量的谷朊粉也倍受寵物食品工業(yè)的青睞。罐裝香腸和流質食品主要利用谷朊粉的吸水性和*乳化性，同時可提高產(chǎn)量和質量；制備狗食餅干時，在烘烤前加谷朊粉于面團中，可提高成品在包裝和運輸中的耐破碎力，并且，谷朊粉也提供很重要的營養(yǎng)。

2.5谷類食品和營養(yǎng)小吃中的應用

    由于谷朊粉特有的風味和營養(yǎng)，被谷朊粉強化的谷物食品已被消費者廣泛地接受，尤其和牛奶一起享用。如：高樂高。因為谷朊粉不僅提供必需的營養(yǎng)需求，而且有助于在加工中將維生素和礦物質粘合在一起，強化谷物食品。在營養(yǎng)小吃中，谷朊粉提供豐富的營養(yǎng)和酥脆性。一般添加量為1%～2%。但在澳大利亞，一些產(chǎn)品的谷朊粉質量分數(shù)達到30%-45%。其中一個高蛋白小吃的例子就是包含土豆條、面包屑和谷朊粉的一種面食。

2.6在奶酪類似物和比薩中的應用

    利用谷朊粉制造的合成奶酪在質地和口感上與**奶酪沒有什么區(qū)別。**小麥面筋協(xié)會近來的研究表明，谷朊粉單獨或者和大豆蛋白混合使用，可部分取代昂貴的酪蛋白酸鈉，大大地降低了奶酪的生產(chǎn)成本。谷朊粉也被用來強化比薩表面強度，提供硬外殼和爽口感，使外皮酥脆，增加咀嚼性，并能減少水分從醬汁轉移到比薩內部。添加量為小麥粉基質的1%-2%。

2.7水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應用

    水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)(包括魚類、甲殼類動物)是一個日益膨大的工業(yè)?，F(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)依靠飼養(yǎng)來提高產(chǎn)量，谷朊粉的特性正好迎合這一需求。它的粘合性將小球狀或者粒狀飼料粘結起來；它的水不溶性可以防止球潰散；它的黏彈性提供柔軟而粘著的質地組織，使其擁有一定的界面張力，懸浮于水中，利于吞食。而且谷朊粉還具有豐富的營養(yǎng)**。

2.8調味品中的應用

    谷朊粉也用于制備醬油，并制造味精。谷朊粉的高谷氨酰胺含量使它成為制造后者的理想的初級材料。用谷朊粉制造的醬油同傳統(tǒng)醬油相比，擁有淺色，緩慢褐變率，優(yōu)良的風味和良好的稠度。

3 谷朊粉的發(fā)展趨勢

    據(jù)統(tǒng)計，**市場對谷朊粉需求量呈日益增長趨勢。2004年的資料報道，**谷朊粉總需求量為80萬t，其中歐洲為40萬t，澳大利亞、北美等發(fā)達地區(qū)約為20萬t，中國及南亞地區(qū)等為12萬t,其它地區(qū)約8萬t。隨人民生活水平的提高，人們會越來越鐘愛這種植物蛋白，在今后的十幾年中，小麥谷朊粉作為無固醇類的營養(yǎng)蛋白會進入千家萬戶。

    美國、澳大利亞的谷朊粉產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70%，2010年我國谷朊粉年產(chǎn)量將達到30萬t,國內谷朊粉市場規(guī)模迅速擴大，已從20世紀90年代不足1000 t擴大到了現(xiàn)在的年消費10萬t以上，且每年都以15%以上的速度不斷遞增

    但是谷朊粉蛋白含有較多的疏水性氨基酸和不帶電荷的氨基酸，分子內疏水作用區(qū)域較大，溶解度較低，往往不能滿足加工的需要，應用受到限制。另外，其原始成膜性、起泡性及乳化性很弱，利用**不高，所以目前谷朊粉的改性方法研究是一個熱點問題，改性方法主要分為物理法、化學法和酶法等。物理法主要包括蛋白質的攪拌、超聲波、熱處理和擠壓等?；瘜W改性主要包括水解作用、磷酸化作用和酸化作用等。酶法改性是采用蛋白酶對蛋白質進行酶解。化學改性在產(chǎn)生預期效果的同時，可能在營養(yǎng)和毒理方面造成有害的效應，因此，化學方法改性在食品加工中的應用受到一定的限制。采用酶法改性，酶促反應速度快，專一性強，條件溫和，能耗很低，而反應效率較高，在低酶濃度下也能產(chǎn)生顯著效果，不需要特殊的設備，一般不會導致營養(yǎng)方面的損失，也不會產(chǎn)生毒理方面的問題。從營養(yǎng)和經(jīng)濟上講，酶法改性都明顯**物理改性和化學改性，該法是一種有發(fā)展前途的改性方法。

4 結語

    谷朊粉不但具有*特的物理特性和全**性，能滿足食品多功能的需要，而且來源豐富，生產(chǎn)工藝簡單，所以在食品工業(yè)和飼料工業(yè)中，無論是作為蛋白源還是添加劑，谷朊粉都將起到無可比擬的作用，如面包、面條、古老肉、素腸、素雞、肉制品等，此外谷朊粉經(jīng)過改性后，其乳化性、起泡性等得到改善，其應用范圍進一步擴大。因此谷朊粉具有廣闊的應用開發(fā)前景


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  ? 鶴壁市天龍面業(yè)集團有限公司是市**農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化**企業(yè)，公司固定資產(chǎn)投資2.6億元，占地面積300多畝，年可處理小麥淀粉20萬噸，谷朊粉3萬噸，是河南規(guī)模較大的面粉深加工企業(yè)之一。 ????幾年來，公司始終堅持以科學發(fā)展為指導，以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟為方向，不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模，提升設備效能，優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境。現(xiàn)已成為豫北設備較**、管理較規(guī)范的小麥淀粉生產(chǎn)加工

• 谷朊粉的應用與用途

  ? :谷朊粉是營養(yǎng)豐富、物美**的植物蛋白源,其蛋白質質量分數(shù)700%-80%。綜述了谷朊粉的持水性、乳化性、起泡性、凝膠性等功能特性，指出了谷朊粉作為一種**的保健食品配料或添加劑，可以起到增加面粉蛋白質含量，增加面條延伸性，使魚、肉制品具有好的黏彈性的作用，并闡述了谷朊粉在各類食品中的應用。 關鍵詞：谷朊粉；功能特性；應用 中圖分類號：TS201. 2﹢1?? 文