谷朊粉的结构组成与功能特性

谷朊粉又称活性面筋粉，小麦蛋白粉等。从面粉中提取出来的天然蛋白质和水混合即成面筋，是一种高蛋白质营养物，外观淡黄色粉末。它具有其他植物蛋白质无可比拟的粘弹性与吸水性，能满足食品多功能的需要。

一、谷朊粉的结构组成

谷朊粉又称活性面筋粉，是以小麦为原料，经过深加工提取的一种天然谷物蛋白。早在1728年意大利科学家Beccari从小麦面粉中洗出面筋蛋白，确立了小麦面筋的存在，但并未受到人们的重视，直到1907年Osborne根据小麦籽粒中蛋白质的溶解特性，将它分成清蛋白、球蛋白、麦醇溶蛋白和麦谷蛋白等四种蛋白质。而谷朊粉蛋白中主要含有麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，合称储藏蛋白(约占小麦面筋干基的 70%-80%)。

谷朊粉蛋白中醇溶蛋白为单体蛋白，分子量较小，约35000u,不溶于水及无水乙醇，但可溶于70%-80%乙醇中。组成上的特点是脯氨酸和酰胺较多，非极性侧链比极性侧链多，分子内既无亚基结构，也无肽链间二硫键，单肽链间依靠氢键、疏水键以及分子内二硫键连接，形成较紧密的三维结构，呈球形。由于麦醇溶蛋白多由非极性氨基酸组成，所以具有粘性和膨胀性，主要为面团提供延展性。

麦谷蛋白是一种非均质的大分子聚合体，分子量为40000-300000 u,其中某些聚合体分子量可高达数十亿u。不溶于水、醇及中性盐溶液，但易溶于稀酸或稀碱。

麦谷蛋白一般由17-20种不同的多肽亚基组成，靠分子内和分子间二硫键连接，呈纤维状，其氨基酸组成多为极性氨基酸，容易发生聚集作用。肽链间的二硫键和极性氨基酸是决定面团强度的主要因素，它赋予面团以弹性。

二、谷朊粉蛋白的功能特性

麦醇溶蛋白和麦谷蛋白独特的氨基酸组成赋予了小麦蛋白形成具有黏弹性的网络结构的特性，是其它蛋白质无法媲美的。当水分子与蛋白质的亲水基团互相作用时会形成水化物----湿面筋。

水化作用由表及里逐步进行，表面作用阶段体积增大，吸水量较少。当吸水胀润进一步进行时，水分子进一步扩散到蛋白质分子中去，蛋白质胶粒犹如一个渗透袋，使吸水量大增。吸水后的湿面筋保持了原有的自然活性及天然物理状态，具有黏弹性、延伸性、薄膜成型性和吸脂乳化性。

（一）谷朊粉蛋白的物理特性

1、黏弹性

谷朊粉蛋白中的麦醇溶蛋白分子呈球状，分子量较小．具有延伸性，但弹性小；麦谷蛋白分子为纤维状，分子量较大，具有弹性，但延伸性小。这两者的共同作用，使得谷朊粉具有其它植物蛋白所没有的独特的黏弹性。

2、延伸性

延伸性是指把面筋块拉到某种长度而不致断裂的性能，可用面筋块拉到断裂时的最大长度来表示。面筋的延伸性分为三个级别：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弹性的直接表现。由于谷朊粉具有弹性,CO2或水汽等被连续蛋白相所包围，内部充满气体，使面筋呈海绵状或纤维状结构，形成薄膜面筋。

4、吸水性

高质量的面筋可吸收2倍面筋量的水。谷朊粉的这种吸水性可增加产品得率，并延长食品的货架期。

5、热凝固性

水溶性蛋白质加热到临界温度就会变性，变性后就不易溶于水，这就是热凝固性。面筋蛋白与其它蛋白质不同，对热的敏感性差，如不加热到80℃左右，便不会凝胶化。这说明面筋中的分子间多为S-S交联，即面筋蛋白是由牢固的三级或四级结构构成的。因此，如果用还原剂切断面筋蛋白的S-S交联，其热敏感性就会显著提高。

6、等电点

谷朊粉蛋白的等电点pH值6-8,在该pH值范围内溶解度最小.

7、口味

加工适当而又合理储藏的谷朊粉具有“清淡醇味”，或略带“谷物味”，这都是人们喜欢的口味。将谷朊粉与其它食品配料混合，即使大量加入也不会产生异味。

谷朊粉在食品、饲料、化工和造纸等工业有着广泛的用途，作为食品或是配料，小麦蛋白必须具有食品应用和消费者接受的适当的功能性质。这些性质影响蛋白质的组成和构象，它们与食品其它成分的内部反应，受加工条件和加工环境的影响。

（二）谷朊粉蛋白的功能特性相互影响的控制

谷朊粉蛋白的功能特性相互影响，在食品体系中的协同作用，各个功能性质的主要控制因素如下：

1、溶解度

由于麦醇溶蛋白和麦谷蛋白的独特性质，导致面筋蛋白的低溶解性，因此控制溶解度的最主要因素是电荷率和疏水性。

2、持水性

小麦蛋白质与水的相互作用可分为吸水性能和持水性能两种，前者是“化学结合”，后者是“物理截留”。持水性主要由pH值决定而不是浓度。

3、乳化性

乳化现象的产生依赖于物质的快速吸收，在内部展开和复位；而乳化稳定性取决于物质内部自由能的减少和膜的流变学特性。乳化作用的形成与pH值直接相关。

4、起泡性

起泡性要求蛋白质分子能到达内表面并快速展开。谷朊粉蛋白的起泡能力受黏度、疏水性和溶解性从大到小的顺序影响。

5、凝胶性

凝胶作用的影响因素与形成凝胶的外界条件密切相关，如温度、PH值和盐浓度等等。

6、吸油性

影响蛋白的吸油性是蛋白质的构象和蛋白质之间的反应。非共价键是涉及蛋白与油反应的主要作用力，其次是氢键。

7、黏度

谷朊粉蛋白溶液是属于非牛顿流体的假塑性液体，其黏度随浓度的增加而增加。