概述[1]
谷類蛋白的研究已有250年的歷史,1728年Beccari首次確認(rèn)了小麥蛋白的存在。此后研究者對小麥蛋白的研究從未停止過,其中比較有影響的是被稱為植物蛋白化學(xué)之父的TBOsborne,他根據(jù)小麥蛋白在一系列溶劑中溶解度的不同將蛋白分為:溶于水的白蛋白,溶于鹽的球蛋白,溶于醇的醇溶蛋白以及不溶于水和醇的麥谷蛋白。谷朊粉是小麥粉經(jīng)水洗去淀粉和水可溶性成分后得到的物質(zhì),生產(chǎn)中一般是指水不溶性的蛋白,其中也包括一定含量的脂質(zhì)(約10%)和水不溶性淀粉。谷朊粉中蛋白含量極高,約占75%~85%,含有人體所必需的八種氨基酸。其中,谷氨酸和谷氨酰胺約占總氨基酸含量的35%,其次為脯氨酸,約占16%。
作為小麥加工淀粉的副產(chǎn)物,谷朊粉與麩皮常常被用作飼料。隨著研究的深入以及食品行業(yè)對添加劑的需求,谷朊粉的價值遠遠超出了小麥淀粉本身。對以谷朊粉為原料的深加工和功能性食品的研究也越來越受到人們的重視。尤其是發(fā)現(xiàn)小麥蛋白肽具有多種生物活性,如抗氧化性、抗高血壓性、提高免疫力等活性后,從谷朊粉中提取生物活性小肽已成為研究的熱點,是谷朊粉深加工研究的重要組成部分。
結(jié)構(gòu)組成[2]
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天然谷物蛋白。谷朊粉蛋白中醇溶蛋白為單體蛋白,分子量較小,約35 000u,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(cè)鏈比極性側(cè)鏈多,分子內(nèi)既無亞基結(jié)構(gòu),也無肽鏈間二硫鍵,單肽鏈間依靠氫鍵、疏水鍵以及分子內(nèi)二硫鍵連接,形成較緊密的三維結(jié)構(gòu),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。麥谷蛋白一般由17~20種不同的多肽亞基組成,靠分子內(nèi)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。
應(yīng)用[2]
谷朊粉蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%~80%,由多種氨基酸組成,鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)含量較高,是營養(yǎng)豐富、物美價廉的植物蛋白源。當(dāng)谷朊粉吸水后形成具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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,可作為一種天然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(yīng)用在烘烤食品中。然而,隨著對其獨特的結(jié)構(gòu)與功能特性認(rèn)識的提高,谷朊粉的應(yīng)用越來越廣泛。歸納起來主要集中在以下幾方面:
1)面粉強化和在烘烤食品中的應(yīng)用
谷朊粉最基本的用途就是用來調(diào)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。
2)面條加工中的應(yīng)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。
3)肉、魚及家禽產(chǎn)品中的應(yīng)用
谷朊粉能夠結(jié)合脂肪和水的同時增加蛋白質(zhì)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(yīng)用。面筋通過組織化重構(gòu)過程提高了對牛肉、豬肉和羊肉的利用,面筋可以削切成更美味的牛排型產(chǎn)品以轉(zhuǎn)換不夠理想的鮮肉。面筋具有良好刨削性質(zhì),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。
4)寵物食品中的應(yīng)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(zhì)食品主要利用谷朊粉的吸水性和吸脂乳化性,同時可提高產(chǎn)量和質(zhì)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)。
5)谷類食品和營養(yǎng)小吃中的應(yīng)用
由于谷朊粉特有的風(fēng)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(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?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。
6)在奶酪類似物和比薩中的應(yīng)用
利用谷朊粉制造的合成奶酪在質(zhì)地和口感上與天然奶酪沒有什么區(qū)別。國際小麥面筋協(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(zhuǎn)移到比薩內(nèi)部。添加量為小麥粉基質(zhì)的1%~2%。
7)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)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(jié)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(zhì)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)價值。
8)調(diào)味品中的應(yīng)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(fēng)味和良好的稠度。加工谷朊粉作為淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物,早期與膳食纖維等一起作為飼料使用,但隨著谷朊粉的自身價值逐漸受到人們的重視,其商業(yè)利用價值也隨之增長,從而推動了小麥產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的工業(yè)鏈發(fā)展。
主要參考資料
[1]谷朊粉應(yīng)用及深加工技術(shù)研究進展
[2]谷朊粉的功能特性及應(yīng)用現(xiàn)狀
[3]谷朊粉應(yīng)用概述