曲 敏，王 宇，朱秀清，朱 穎，劉琳琳，黃雨洋，呂銘守，孫冰玉

谷朊粉基共混黏合體系的構(gòu)建及在素肉餅中的應(yīng)用

曲 敏，王 宇，朱秀清※，朱 穎，劉琳琳，黃雨洋，呂銘守，孫冰玉

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院/黑龍江省普通高校食品科學(xué)與工程重點實驗室/黑龍江省谷物食品與谷物資源綜合加工重點實驗室，哈爾濱 150028）

谷朊粉經(jīng)水合作用形成面筋蛋白（Wheat Gluten Protein，WGP）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有良好的黏彈性和延展性，但加熱后其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)易破裂，穩(wěn)定性較低。該研究利用谷朊粉、大豆分離蛋白（Soy Isolated Protein，SPI）、甲基纖維素（Methylcellulose，MC）、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（Glutamine Transaminage，TG酶）的原料特性，建立植物蛋白、親水膠體、促凝膠酶的共混黏合體系，研究各組分對其理化性質(zhì)、凝膠特性及結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)和影響。結(jié)果表明，隨著三種原料依次遞進(jìn)加入WGP，混合體系中二硫鍵含量分別較前一組降低81.03%、升高248.50%和0.70%，游離巰基含量升高68.79%、降低28.90%和20.44%，表面疏水性升高5.07%、降低6.85%、再升高17.17%，高分子量麥谷蛋白組分分子量則逐漸增加；持水性升高5.25%、2.91%、2.79%，凝膠強度升高104.14%、24.66%、3.52%；共混凝膠的儲能模量和損耗模量均逐漸升高；TG酶加入后，阻止了螺旋逐漸向轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲的轉(zhuǎn)化，螺旋和折疊含量上升?？梢姽不祓ず象w系凝膠的分子間纏結(jié)點增多、凝膠性變強。雖然SPI的添加部分破壞了WGP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但SPI、MC、TG酶增加了蛋白的聚集程度和凝膠強度。掃描電鏡觀察顯示，SPI鑲嵌在WGP網(wǎng)絡(luò)骨架中，形成半網(wǎng)絡(luò)半填充的新架構(gòu)形式；隨著MC和TG酶的依次加入，在形成大量交聯(lián)絲狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，局部形成連續(xù)膜狀結(jié)構(gòu)將大豆拉絲蛋白（Soy Drawing Protein，SDP）粒子覆蓋。說明SDP粒子被完整、緊密地包裹于谷朊粉-SPI-MC-TG酶共混黏合體系中。利用此黏合體系制成SDP基素肉餅，依次向復(fù)水SDP中添加四種原料，顯示素肉餅的硬度、內(nèi)聚性、咀嚼性和彈性等均得以提升。因此，該研究建立谷朊粉基共混黏合體系是改善SDP為主要原料的素肉制品品質(zhì)的有效方法。

凝膠；質(zhì)構(gòu)；谷朊粉；大豆分離蛋白；甲基纖維素；谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶；共混黏合體系

0 引 言

谷朊粉又稱為活性面筋粉，主要由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白組成，二種蛋白經(jīng)水合作用，通過共價和非共價鍵形成精細(xì)而緊密的的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即面筋蛋白（Wheat Gluten Protein，WGP）[1]。在WGP中，蛋白質(zhì)基質(zhì)相對均勻，呈高度分枝狀，使其具有良好的黏彈性、延展性和薄膜成型性，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為面制品的主要骨架，賦予面制品一定的形狀，并作為一種優(yōu)質(zhì)原料在食品加工中被廣泛應(yīng)用[2]。

由于WGP含有大量的疏水性氨基酸、分子間疏水作用區(qū)域較大，導(dǎo)致WGP溶解性、持水性較低，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)易破裂、穩(wěn)定性低[3]。大豆分離蛋白（Soy Isolated Protein，SPI）含有大量親水性羧基，吸水能力強，經(jīng)過熱誘導(dǎo)后形成膠束結(jié)構(gòu)的凝膠，將SPI與WGP混合，SPI凝膠填充在WGP網(wǎng)絡(luò)中，形成的蛋白交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中存在較大的間隙和更多的不規(guī)則性，提高了WGP的持水性和韌性等[4]。因此，可利用SPI的凝膠性，將其與WGP復(fù)配，形成穩(wěn)定的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)骨架體系，同時，該骨架體系可捕獲產(chǎn)品體系中的脂肪和其他組分，提升了產(chǎn)品的咀嚼性、彈性等品質(zhì)特性[5]?？ɡz、魔芋膠、黃原膠等不同結(jié)構(gòu)的親水膠體經(jīng)常作為天然增稠劑被廣泛應(yīng)用于增塑蛋白網(wǎng)絡(luò)的研究中。Maria等[6]將黃原膠、瓜爾豆膠、卡拉膠分別添加到小麥面團(tuán)中，發(fā)現(xiàn)這些親水膠體提升了小麥面團(tuán)的延展性、黏彈性，使WGP網(wǎng)絡(luò)更加緊密、沒有中斷。Azeem等[7]將黃原膠、SPI分別添加到小麥面團(tuán)中，發(fā)現(xiàn)黃原膠和SPI增強了WGP的水結(jié)合能力、硬度，面筋交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增多。甲基纖維素（Methylcellulose，MC），是一種非離子性纖維素醚，MC鏈上含有具有疏水性的甲氧基和親水羥基，常溫下，MC通過羥基與水分子結(jié)合，形成圍繞甲氧基的“籠狀”結(jié)構(gòu)，加熱后，這些結(jié)構(gòu)會扭曲和斷裂，疏水區(qū)域暴露，形成由疏水相互作用驅(qū)動的聚集體[8]。MC通過氫鍵和疏水相互作用與蛋白質(zhì)相結(jié)合形成凝膠，同時，由于親水膠體的水分競爭機(jī)制導(dǎo)致蛋白發(fā)生失水性聚集從而促進(jìn)凝膠形成[8]。MC的特性及在食品中的應(yīng)用正日益受到關(guān)注。近年來，應(yīng)用親水膠體和促凝膠酶等形成的混合體系促進(jìn)了植物蛋白形成穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)，提高了食品的質(zhì)構(gòu)特性和保水性。其中，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（Glutamine Transaminase，TG酶）含有-羧酰胺基團(tuán)可與植物蛋白的氨基相結(jié)合，催化蛋白質(zhì)多肽發(fā)生分子內(nèi)和分子間發(fā)生共價交聯(lián)，提高植物蛋白的交聯(lián)和凝膠強度[9]。以上研究集中關(guān)注了植物蛋白、親水膠體和TG酶分別應(yīng)用對食品品質(zhì)特性的改善，但對于它們聯(lián)合應(yīng)用形成共混體系的黏合作用機(jī)制鮮見報道。本研究以谷朊粉、SPI、MC、TG酶為研究對象，依次建立植物蛋白、親水膠體、促凝膠酶的共混體系，探究各組分對共混體系黏合特性的貢獻(xiàn)；以大豆拉絲蛋白（Soy Drawing Protein，SDP）為原料，與共混黏合體系混合，考察體系中各組分與SDP粒子的相互作用。此共混黏合體系可應(yīng)用到以植物拉絲蛋白為原料的素肉產(chǎn)品中，改善素肉制品的品質(zhì)特性，旨在為規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

谷朊粉、大豆分離蛋白、甲基纖維素、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶，河南萬邦實業(yè)有限公司。磷酸氫二鈉，天津市天力化學(xué)試劑有限公司；考馬斯亮藍(lán)，上海邁坤化工有限公司；十二烷基硫酸鈉，北京生東科技有限公司；冰醋酸，上海豪申化學(xué)試劑有限公司；溴酚藍(lán)，沈陽先創(chuàng)化工有限公司；丙烯酰胺、雙丙烯酰胺、甘氨酸、過硫酸銨，天津市旭泰化學(xué)試劑有限公司；5,5?-二硫代雙（2-硝基苯甲酸）（5,5?-Dithiobis-(2-Nitrobenzoic Acid)，DTNB），上海阿拉丁有限公司；1-苯胺基-8-萘磺酸（1-Anilino-8-Naphthalene Sulfonic Acid，ANS）。

攪拌器，奧克斯責(zé)任有限公司；DK-8D型恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；L2-4K型低速臺式離心機(jī)，湖南可成儀器設(shè)備有限公司；ESJ180-4型電子天平，上海恒平科學(xué)儀器有限公司；TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)分析儀，英國StableMicroSystem公司；S-3400N型掃描電鏡，日本Hitachi公司；722G型可見分光光度計，上海精科有限公司；F97Pro型熒光光譜儀，上海凌光技術(shù)有限公司；FTIR-650型傅里葉紅外光譜儀，杭州格圖科技有限公司；DYCZ-24DN型電泳儀，北京六一儀器廠；MCR-102流變儀，奧地利安東帕公司；LGJ-12真空冷凍干燥機(jī)，寧波市雙嘉儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 共混黏合體系凝膠的制備

參考Tian等[10]和林晗等[11]的方法并加以改進(jìn)。將SPI、MC、TG酶依次加入到谷朊粉中，探究各組分在共混黏合體系中的黏合作用機(jī)制與貢獻(xiàn)。5種樣品，如表1所示，將谷朊粉與水以20∶100（g/mL）的比例混合，記為1號樣品；將SPI與水以20∶100（g/mL）的比例混合，記為2號樣品；將谷朊粉與SPI以9∶10的質(zhì)量比例混合后，再與水以20∶100（g/mL）的比例混合，記為3號樣品；向3號樣品中加入0.6%MC（以混合蛋白干基為準(zhǔn)），記為4號樣品；向4號樣品中加入1%TG酶（以混合蛋白干基為準(zhǔn)），記為5號樣品。

表1 共混黏合體系凝膠樣品

以上5組樣品在4 000 r/min條件下攪拌5 min，放入55 ℃的條件下水浴30 min，90 ℃水浴30 min，制得共混黏合體系凝膠。經(jīng)冷凍干燥后粉碎過100目（孔徑0.15 mm）篩備用。

1.2.2 共混黏合體系理化性質(zhì)的測定

1）二硫鍵的測定

參考榮薈等[12]的方法并進(jìn)行改進(jìn)。將1.2.1中制備的凍干粉配制成質(zhì)量濃度為10 mg/mL的溶液，取400L溶液于10 mL離心管中，加入20L巰基乙醇和1.6 mL尿素-鹽酸胍溶液，于25 ℃恒溫水浴1 h后，于5 000 r/min條件下離心10 min，取出沉淀，清洗兩次，再離心。向離心后的沉淀中加入4 mL 0.01 mol/L、pH值8.0磷酸緩沖溶液和32L的DTNB，于25 ℃恒溫水浴1 h，于10 000 r/min下離心30 min，取上清液在412 nm處測定吸光度，即為總巰基含量。

將1.2.1中制備的凍干粉配制成濃度為10 mg/mL的溶液，取2 mL溶液加入等量的0.01 mol/L、pH值8.0磷酸緩沖溶液和67L的DTNB，于25 ℃恒溫水浴1 h，在10 000 r/min下離心30 min，取上清液在412 nm處測定吸光度，即為游離巰基含量。

式中412為吸光度值；為蛋白質(zhì)溶液的濃度，mg/mL；為稀釋倍數(shù)。

2）表面疏水性的測定

參考石佳卉等[13]的方法并加以改進(jìn)。將1.2.1中制備的凍干粉溶于0.01 mol/L pH值7.0的磷酸緩沖溶液中，并將蛋白濃度分別稀釋為0.5、0.25、0.125、0.062 5 mg/mL。每個濃度樣品取4 mL，分別與20L ANS溶液（0.01 mol/L pH值7.2磷酸緩沖溶液，8 mmol/L ANS）旋渦振蕩5 s，充分混勻后黑暗處理10 min 后進(jìn)行測定。具體參數(shù)設(shè)置如下：激發(fā)波長390 nm；發(fā)射波長470 nm；狹縫寬5 nm。

3）SDS-PAGE凝膠電泳

參考江連州等[14]的方法并稍作修改。采用10%的分離膠，4%的濃縮膠來測量。將1.2.1中制備的凍干粉以2 mg/mL的質(zhì)量濃度溶于8 mol/L尿素溶液中保持1 h，在5 000 r/min離心10 min；取10L上清液與10L還原型上樣緩沖液混合（含-巰基乙醇），在95 ℃下加熱5 min后，每個膠道上15L樣品。

1.2.3 共混黏合體系凝膠特性的測定

1）流變學(xué)性質(zhì)的測定

取1.2.1中制備的適量凝膠于流變儀平板上，所選夾具為40 mm平板，溫度25 ℃，掃描頻率范圍為0.01～10 Hz，應(yīng)變振幅為1%，記錄每個樣品的儲能模量（）和損耗模量（）。

2）凝膠強度的測定

采用質(zhì)構(gòu)儀對1.2.1中制備的凝膠進(jìn)行凝膠強度檢測。選用P/0.5型號圓柱探針，測前速度1.0 mm/s、測試速率0.5 mm/s、返回速率10.0 mm/s；觸發(fā)力5.0 g、測試循環(huán)次數(shù)1次、測試距離10 mm。

3）持水性的測定

參考杜洪振等[15]的方法，測定1.2.1中制備的凝膠的持水性。將2 g凝膠樣品裝入離心管中，于4 ℃，10 000×的條件下離心15 min，稱取離心前后的質(zhì)量。

式中1為離心前質(zhì)量，g；2為離心后質(zhì)量，g。

1.2.4 共混黏合體系凝膠二級結(jié)構(gòu)的測定

將凝膠樣品與溴化鉀混合壓片，放入傅里葉紅外檢測器測樣口。掃描次數(shù)為32，分辨率為4 cm-1，掃描波數(shù)范圍為400～4 000 cm-1，所得數(shù)據(jù)采用Peakfit軟件進(jìn)行分析。

1.2.5 共混黏合體系對拉絲蛋白粒子的作用觀察

將20 gSDP浸泡在45 ℃水中，復(fù)水30 min至無硬心后取出，瀝干水分后為干基的2.5倍。將復(fù)水的SDP放入斬拌機(jī)，斬拌3 min。向斬拌機(jī)中，分別加入3～5號樣品各13 g，慢慢攪拌至形成均勻、具有黏性的團(tuán)狀物，記為樣品A、B、C。各組樣品轉(zhuǎn)入55 ℃水浴處理30 min后，90 ℃水浴30 min。參照朱秀清等[16]的方法，并加以改進(jìn)。將樣品A、B、C分別切成約0.8 cm×0.6 cm×0.1 cm薄片，然后用pH值6.8戊二醛溶液進(jìn)行固定，用pH值6.8磷酸緩沖溶液沖洗樣品，后進(jìn)行脫水、干燥。將處理后的樣品均勻固定在貼膠的電鏡進(jìn)樣臺上，進(jìn)行噴金處理，在掃描電鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）下觀察試驗結(jié)果。

1.2.6 共混黏合體系的應(yīng)用

1）素肉餅的制備

參考李翠芳等[17]的研究方法并加以改進(jìn)。將20 g SDP浸泡在含有0.05 g紅曲色素的45 ℃水中，復(fù)水30 min至無硬心后取出，瀝干水分后為干基的2.5倍。將復(fù)水的SDP放入斬拌機(jī)，斬拌3 min。向斬拌機(jī)中，分別加入15 g谷朊粉記為樣品1；加入15 gSPI記為樣品2；加入15 g谷朊粉與SPI的混合粉（混合比例9:10），記為樣品3；向樣品3中加入0.09 gMC記為樣品4；向樣品4中加入0.15 gTG酶記為樣品5，在所有樣品中加入20 g冰水、5 g植物油、0.05 g牛肉香精、1 g鹽，慢慢攪拌至形成均勻、具有黏性的團(tuán)狀物，轉(zhuǎn)入55 ℃水浴處理30 min?；旌显嫌弥睆?.5 cm、厚度10 mm的模具壓制成型，于100 ℃下蒸煮20 min，取出，室溫冷卻。

2）素肉餅蒸煮損失測定

將素肉餅切成3.0 cm×3.0 cm×2.0 cm的小塊，稱重。蒸煮后，取出在室溫下冷卻，再稱量。計算蒸煮前后樣品質(zhì)量的變化。蒸煮損失按下式計算：

3）素肉餅質(zhì)構(gòu)測定

將素肉餅切成2.0 cm×2.0 cm×1.0 cm的小塊，利用質(zhì)構(gòu)分析儀對其進(jìn)行分析。使用P50探針將樣品壓縮變形，觸發(fā)力5.0 g，預(yù)測速度5.0 mm/s，測試速度1.0 mm/s，測試后速度2.0 mm/s。

1.3 數(shù)據(jù)分析

每組試驗重復(fù)3次，試驗數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS17.0軟件分析，在0.05水平上對試驗結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析，用Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 共混黏合體系理化性質(zhì)的測定結(jié)果

2.1.1 游離巰基和二硫鍵分析

WGP網(wǎng)絡(luò)主要是由麥谷蛋白和麥醇溶蛋白之間以二硫鍵相連形成的大分子纖維狀聚合體，當(dāng)外界環(huán)境改變時，二硫鍵斷裂引起WGP網(wǎng)絡(luò)發(fā)生展開，進(jìn)而解聚，巰基含量增加[18]。如圖1可知，1組二硫鍵含量最多，2組游離巰基含量較多，與1、2組相比，3組游離巰基含量顯著升高（<0.05），分別升高了68.79%、32.48%，二硫鍵含量顯著降低（<0.05），分別降低了81.03%、38.29%。

注：上標(biāo)不同字母表示同一指標(biāo)在0.05水平差異顯著；樣品編號1、2、3、4、5分別表示谷朊粉、SPI、SPI+谷朊粉、SPI+谷朊粉+MC、SPI+谷朊粉+MC+TG酶，下同。

可見，在雙蛋白凝膠形成的過程中，SPI的加入抑制了WGP分子間的二硫鍵連接，阻止WGP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，同時，由于SPI分子內(nèi)部游離巰基含量較高，SPI的添加引起WGP游離巰基含量升高，這與Tian等[19]的研究結(jié)果一致，此外Tian等認(rèn)為，SPI和WGP間通過二硫鍵連接形成凝膠聚合物。4組較3組，游離巰基含量下降28.90%，二硫鍵含量升高248.50%。MC加入后使二硫鍵明顯增多，可能是因為MC通過羥基、疏水相互作用與雙蛋白發(fā)生作用，且MC的吸水作用可促進(jìn)雙蛋白聚集，導(dǎo)致游離巰基的部分包埋、向二硫鍵轉(zhuǎn)化，使雙蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)一步加強。這個結(jié)果印證了Li等[20]的研究，Li等在將黃原膠、卡拉膠、阿拉伯膠分別添加到大豆蛋白中發(fā)現(xiàn)，親水膠體與蛋白之間存在強烈的水分競爭關(guān)系，親水膠體吸附蛋白側(cè)鏈上的水形成凝膠，促進(jìn)蛋白發(fā)生失水性交聯(lián)，導(dǎo)致二硫鍵含量上升。5組較4組，游離巰基含量下降20.44%，二硫鍵變化不大，升高了0.70%（＞0.05）。TG酶的加入引發(fā)了蛋白交聯(lián)，導(dǎo)致游離巰基降低、二硫鍵少量增加，對WGP-SPI-MC凝膠網(wǎng)絡(luò)起到進(jìn)一步加固作用。因此，SPI與WGP結(jié)合導(dǎo)致WGP中的二硫鍵部分?jǐn)嗔?、減少，MC和TG酶的添加促進(jìn)了WGP和SPI之間的交聯(lián)，相較于3組共混黏合體系中二硫鍵含量增加、游離巰基含量減少。

2.1.2 表面疏水性分析

蛋白質(zhì)的大部分疏水殘基處于分子內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定很大程度依賴于分子內(nèi)的疏水作用，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要特征是疏水與親水作用之間的平衡，這涉及二硫鍵、氫鍵等作用力以及蛋白質(zhì)的折疊方式，當(dāng)外界環(huán)境改變時，蛋白構(gòu)象發(fā)生改變，疏水基團(tuán)暴露，導(dǎo)致蛋白的表面疏水性增加[21-22]。由圖2可得，SPI的表面疏水性低于WGP，隨著SPI、MC、TG酶依次加入WGP，表面疏水性呈現(xiàn)先上升再下降再上升的趨勢，混合體系中表面疏水性的含量分別較前一組升高5.07%、降低6.85%、升高17.17%。可見，SPI的加入導(dǎo)致二硫鍵斷裂、疏水鍵暴露，表面疏水性顯著提高（<0.05）；MC與雙蛋白暴露出的疏水基團(tuán)結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)-多糖聚集體的形成，使得表面疏水性降低，此結(jié)論與Yuan等[23]提出的親水膠體含有大量的親水基團(tuán)可加強與WGP的相互作用的研究一致。TG酶對WGP和SPI的促交聯(lián)作用，引起二硫鍵含量升高、疏水基團(tuán)暴露，表面疏水性升高。因此，MC的加入使WGP-SPI體系中的表面疏水性下降，TG酶使WGP-SPI-MC體系中的表面疏水性上升。

圖2 表面疏水性檢測結(jié)果

2.1.3 SDS-PAGE凝膠電泳分析

WGP主要由麥谷蛋白和麥醇溶蛋白組成：麥谷蛋白亞基組成為高分子量麥谷蛋白（High Molecular Weight Glutenin，HMW-GS）與低分子量麥谷蛋白（Low Molecular Weight Glutenin Subunit，LMW-GS），分子量范圍分別為80～130 kDa和10～70 kDa；麥醇溶蛋白亞基組成為四類，其中亞基的分子質(zhì)量范圍接近，約為30～50 kDa，亞基的分子質(zhì)量范圍在45～75 kDa之間[4]。SPI主要由大豆球蛋白（Glycinin，11S）和-伴球蛋白（-conglycinin，7S）組成，其分子量范圍分別為14.4～43.0 kDa和43.0～97.4 kDa。其中11S的亞基組成主要分為酸性亞基（AS）、分子量約為38 kDa和堿性亞基（BS）、分子量約為17 kDa，二者通過二硫鍵連接；7S主要是由（分子量約為67 kDa）、?（分子量約為71 kDa）和（分子量約為50 kDa）三種亞基所組成[24]。

利用QUANTITY-ONE軟件對電泳圖進(jìn)行分析。從圖3可以看出，與1、2組相比，3、4、5組中HMW-GS組的分子量組分明顯增大，亞基組分和LMW-G的較高分子量組分增大，并伴有40 kDa左右的組分出現(xiàn)，其余組分分子量減少或消失，說明SPI與WGP發(fā)生交聯(lián)互作，新組分的分子量大于WGP。而5組的相應(yīng)變化略小。此結(jié)論與Zhang等[25]研究一致。Zhang等將SPI、TG酶依次添加到WGP中發(fā)現(xiàn)，SPI的加入使WGP分子量增大，TG酶處理后可使蛋白分子量變小。可見，SPI的加入可擾亂WGP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且SPI與WGP相交聯(lián)的可溶性部分較少，導(dǎo)致部分亞基消失。MC的加入，強化了蛋白之間的交聯(lián)，使蛋白產(chǎn)生聚集體，部分組分的分子量升高，TG酶則使大聚集體分散成均勻的小聚集體。

注：1-5泳道分別為：SPI、谷朊粉、SPI+谷朊粉、SPI+谷朊粉+MC、SPI+谷朊粉+MC+TG酶；HMW-GS為高分子量麥谷蛋白、LMW-GS為低分子量麥谷蛋白、α、β、γ、ω為麥醇溶蛋白的組成成分；AS為11S中的酸性亞基、BS為11S中的堿性亞基、α、α?、β為7S蛋白的組成成分。

2.2 共混黏合體系凝膠特性的測定

2.2.1 流變學(xué)特性檢測

圖4為凝膠樣品的頻率掃描結(jié)果，其中表示儲能模量，表述為凝膠的彈性，其值越大，凝膠受力后的復(fù)原力越強，同時，越大，凝膠中分子鏈的纏結(jié)點越多，表示損耗模量，通常與凝膠的黏性相關(guān)，其值越大，凝膠間越不易流動[26]。如圖所示，五組凝膠樣品的均大于，說明樣品是以彈性為主的凝膠體。其中，1、2組的和值最低，隨著SPI、MC、TG酶的依次加入，WGP的和逐漸升高，且5組較4組升高的最為明顯，其曲線的趨勢呈迅速上升后趨于平緩，即形成更牢固的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。說明，SPI、MC、TG酶的依次加入增加了凝膠體系中分子鏈的纏結(jié)點，增大凝膠化程度。MC、TG酶的存在增加了和的值，但雙蛋白曲線形態(tài)并未改變，因此，當(dāng)凝膠形成時，蛋白仍然在共混體系中占主導(dǎo)地位。SPI的強吸水性和凝膠性增加了雙蛋白分子間的纏結(jié)點，提高蛋白凝膠的黏性、彈性。MC的增稠作用進(jìn)一步提高雙蛋白凝膠的黏度，且MC與蛋白之間以氫鍵相連，也可能提高黏度，從而和的值得以提高。此結(jié)論與Zhang等[27]提出的親水膠體對WGP的流變學(xué)特性起協(xié)同作用的結(jié)論一致。TG酶的加入大幅度了提升雙蛋白分子間的交聯(lián)程度。孫樂常等[28]的研究表明TG酶能有效促進(jìn)蛋白結(jié)構(gòu)中二硫鍵形成，促進(jìn)蛋白相互作用，因此和提高，形成凝膠性與穩(wěn)定性較好的凝膠。與本文的結(jié)論一致。

注：樣品編號1、2、3、4、5分別表示谷朊粉、SPI、SPI+谷朊粉、SPI+谷朊粉+MC、SPI+谷朊粉+MC+TG酶。

2.2.2 凝膠強度分析

凝膠強度通常用于客觀評估蛋白在形成凝膠時聚集和固定水的能力[29]。如圖5所示，SPI的凝膠強度高于WGP，且隨著SPI、MC、TG酶的依次加入，凝膠強度呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，其中，5組達(dá)到最大值，混合體系的凝膠強度分別較前一組升高104.14%、24.66%、3.52%。結(jié)果表明，SPI、MC、TG酶均可提高WGP的凝膠強度。WGP網(wǎng)絡(luò)雖然表現(xiàn)為良好的黏度、延展性，彈性，但凝膠性和凝膠強度較低，SPI的熱凝膠性、吸水性較強，水合后快速形成膠束填充在面筋網(wǎng)絡(luò)中，從而提高WGP的凝膠強度。

圖5 凝膠強度檢測結(jié)果

MC不僅可通過羥基與蛋白發(fā)生相互作用，還可在熱凝膠過程中吸收自由水，增大凝膠面，從而形成穩(wěn)定有序的三維凝膠結(jié)構(gòu)，改善雙蛋白凝膠強度。Xin等[30]也得到過類似結(jié)論，發(fā)現(xiàn)親水膠體促進(jìn)蛋白基質(zhì)之間的連接，從而協(xié)同WGP形成更為連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高WGP的凝膠強度。TG酶的交聯(lián)作用使共混黏合體系凝膠強度提升，其持水能力增強，王逢秋節(jié)等[26]的研究表明在豆腐凝膠中加入TG酶可顯著提升豆腐凝膠的保水性及凝膠強度。

2.2.3 持水性分析

持水性可表示凝膠對水的保持能力，它通常用于評估凝膠的質(zhì)量[31]。如圖6所示，SPI的持水性高于WGP，且隨著SPI、MC、TG酶的依次加入，持水性呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，5組達(dá)到最大值，混合體系的持水性分別較前一組升高5.25%、2.91%、2.79%。結(jié)合前文結(jié)果可知，SPI、MC、TG酶的加入，使WGP凝膠體系中分子鏈的纏結(jié)點增多，凝膠強度增強，從而提高其持水能力。WGP溶于水后形成纖維狀凝膠網(wǎng)絡(luò)，SPI通過共價和非共價作用填充在連續(xù)相凝膠網(wǎng)絡(luò)上形成雙蛋白凝膠[7]，因SPI吸水性更高，故增強了雙蛋白凝膠體系的親水性，使WGP持水性上升[4]。蛋白凝膠的持水能力受到許多因素的影響，包括水合、疏水相互作用等[32]。MC的吸水性是影響雙蛋白凝膠體系持水性的因素。MC的加入可能會在凝膠的過程中吸收凝膠網(wǎng)絡(luò)中的自由水，從而促進(jìn)蛋白-蛋白之間的相互作用以形成更為緊密的三維網(wǎng)絡(luò)。同時，MC的強吸水性可提高共混黏合體系凝膠的水結(jié)合能力，這與Wu等[32]探究親水膠體對魚糜凝膠作用的研究結(jié)果一致。

圖6 持水性檢測結(jié)果

2.3 共混黏合體系凝膠二級結(jié)構(gòu)的測定

蛋白的二級結(jié)構(gòu)是由主鏈上酰胺基和羰基之間形成的氫鍵維持的，主要由4種構(gòu)象組成：螺旋和折疊所代表的有序結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲所代表的無序結(jié)構(gòu)[33]。螺旋結(jié)構(gòu)向折疊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是蛋白凝膠化的基礎(chǔ)，無序結(jié)構(gòu)是蛋白聚集的標(biāo)志，轉(zhuǎn)角大部分存在分子表面，穩(wěn)定其鄰近的肽段，從而提升凝膠的韌性，蛋白的凝膠特性由蛋白二級結(jié)構(gòu)的相對含量決定[34]。圖7a，分析酰胺I帶1 600～1 700 cm-1，經(jīng)過去卷積和擬合，得到二級結(jié)構(gòu)的含量變化見7b。由圖7b可知，隨著SPI、MC的依次加入，折疊、轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲比例呈上升趨勢，螺旋呈下降趨勢，TG酶加入后，螺旋和折疊所代表的有序結(jié)構(gòu)上升，轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲所代表的無序結(jié)構(gòu)下降?？梢?，SPI、MC與WGP作用使蛋白二級結(jié)構(gòu)的折疊和無序結(jié)構(gòu)增加，形成蛋白聚集體，促進(jìn)蛋白凝膠化。TG酶的添加使蛋白二級結(jié)構(gòu)的無序結(jié)構(gòu)向有序結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，WGP和SPI形成的雙蛋白體系穩(wěn)定性得以提高，其凝膠性進(jìn)一步增強。這與Tian和Chen等的研究結(jié)果一致[35-36]。Tian等將SPI添加到面筋蛋白中發(fā)現(xiàn)，SPI通過二硫鍵和疏水鍵與面筋蛋白形成大分子凝膠聚合物，導(dǎo)致螺旋含量下降，折疊和無規(guī)則卷曲含量增加。Chen等將凝乳聚糖加入到魚糜蛋白中發(fā)現(xiàn)，親水膠體通過游離羥基與蛋白質(zhì)結(jié)合，促進(jìn)蛋白凝膠化，使二級結(jié)構(gòu)螺旋向折疊轉(zhuǎn)變。因此，將SPI、MC添加到谷朊粉中，均引起共混體系中折疊含量的增加，即引起蛋白質(zhì)聚集和凝膠行為。而MC和TG酶介導(dǎo)下的WGP和SPI體系中螺旋和折疊的有序結(jié)構(gòu)上升，使雙蛋白體系的穩(wěn)定性獲得提高。

注：樣品編號1、2、3、4、5分別表示谷朊粉、SPI、SPI+谷朊粉、SPI+谷朊粉+MC、SPI+谷朊粉+MC+TG酶。

2.4 共混黏合體系對拉絲蛋白粒子的作用

利用SEM進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征可以反映蛋白質(zhì)交聯(lián)的程度[31]。如圖8所示，當(dāng)僅含有谷朊粉、SPI、SDP時，圖8a可觀察到，在三蛋白體系中，WGP是主要網(wǎng)絡(luò)骨架，SPI交聯(lián)其上、對WGP網(wǎng)絡(luò)起支撐作用，形成半網(wǎng)絡(luò)半填充的新架構(gòu)形式共同包裹SDP粒子。但蛋白交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分布不均、部分間隙過大，對SDP粒子的包裹不完全；加入MC后（圖8b），體系中出現(xiàn)絲狀結(jié)構(gòu)，使蛋白交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度增大，并變得均勻、孔隙減小，WGP-SPI交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出了強有力牽引的絲狀立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將SDP粒子更緊密的包裹，但仍有部分SDP粒子暴露在表面；再加入TG酶后（圖8c），體系表面出現(xiàn)了連續(xù)的蛋白膜，蛋白膜與絲狀結(jié)構(gòu)相互交織成網(wǎng)狀薄膜，使SDP粒子完全包裹在其中。Jun等[37]將大豆蛋白、TG酶依次加入到大麥面團(tuán)中進(jìn)行SEM觀察時發(fā)現(xiàn)，添加TG酶后，WGP與大豆蛋白的雙蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得光滑、致密和連續(xù)。這與本文的研究結(jié)果一致。因此，SPI、谷朊粉、MC和TG酶相互作用，提高了共混黏合體系的凝膠強度、保水能力，形成更致密、更均勻的凝膠網(wǎng)絡(luò)，將SDP粒子均勻包裹。

如圖9所示，谷朊粉水合后，在二硫鍵、疏水作用、氫鍵等作用下形成WGP多聚體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，作為共混黏合體系的骨架[3]。SPI含有大量的親水基團(tuán)，經(jīng)水合加熱后，蛋白質(zhì)分子受熱變性，蛋白鏈展開，同時高溫加快蛋白質(zhì)分子熱運動，有助于蛋白質(zhì)間活性基團(tuán)的相互交聯(lián)，冷卻后，熱動能的降低有助于重新聚集、締合，形成蛋白凝膠[38]。添加SPI后，SPI形成的膠束結(jié)構(gòu)凝膠，通過二硫鍵、疏水作用等共價、非共價的形式與WGP結(jié)合，鑲嵌在WGP網(wǎng)絡(luò)中，形成半網(wǎng)絡(luò)半填充的新架構(gòu)形式；盡管SPI的添加導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)部分解聚，面筋網(wǎng)絡(luò)孔徑增大、二硫鍵含量下降、表面疏水性升高，但卻使其持水性和凝膠強度得以提高。依次添加MC后，MC溶于水后迅速膨脹形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，由于MC的水分競爭導(dǎo)致雙蛋白發(fā)生失水性聚集促進(jìn)凝膠，同時，MC可通過氫鍵和疏水相互作用與蛋白質(zhì)相結(jié)合形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，MC與蛋白強烈的交互作用阻礙了SPI對WGP網(wǎng)絡(luò)造成的解聚現(xiàn)象。再添加TG酶后，進(jìn)一步誘導(dǎo)促進(jìn)了SPI和WGP氨基酸之間的交聯(lián)，使骨架網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密，并局部形成連續(xù)膜結(jié)構(gòu)，提高蛋白交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的強度、保水能力，形成更致密、更均勻的凝膠網(wǎng)絡(luò)將SDP粒子完整、緊密包裹。

注：箭頭指向SDP粒子。

圖9 共混體系的黏合及對SDP粒子的作用機(jī)制圖

2.5 共混黏合體系對素肉餅品質(zhì)的影響

從圖10和表2可知，隨著SPI、MC和TG的依次加入，素肉餅的彈性、硬度、咀嚼性均明顯升高，蒸煮損失呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。其中，1組素肉餅表面粗糙、孔隙較大；2組素肉餅過于細(xì)膩、缺乏肉感；3組素肉餅結(jié)構(gòu)更加緊實，但SDP顆粒分布不均、表面孔洞粗大；4組素肉餅SDP顆粒分布較為均勻，但外觀仍有缺口；5組素肉餅外觀完整、緊實，表面細(xì)膩。因此，谷朊粉、SPI、MC和TG的依次添加，使素肉餅逐漸增加了緊實感，硬度、咀嚼性和彈性等得以提升，而在MC和TG協(xié)同作用下，進(jìn)一步促進(jìn)了谷朊粉和SPI的交聯(lián)及與拉絲蛋白顆粒的連接，并提高素肉餅的這些品質(zhì)特性，而回復(fù)性和內(nèi)聚性沒有因這些成分的添加受到影響。此結(jié)論部分與陳林等[39]提出的適量添加SPI可提高素肉香腸硬度的結(jié)論一致。

注：樣品編號1、2、3、4、5分別表示谷朊粉、SPI、SPI+谷朊粉、SPI+谷朊粉+MC、SPI+谷朊粉+MC+TG酶。

表2 質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮損失檢測結(jié)果

注：同一列中不同小寫字母表示顯著性差異（<0.05）。

Note: different lowercase letters in the same column showed significant differences (<0.05).

3 結(jié) 論

本研究利用谷朊粉、大豆分離蛋白（Soy Isolated Protein，SPI）、甲基纖維素（Methylcellulose，MC）、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（Glutamine Transaminase，TG酶）的原料特性，依次建立植物蛋白、親水膠體、促凝膠酶的共混黏合體系，研究發(fā)現(xiàn)：

1）隨著SPI、MC和TG酶依次遞進(jìn)加入谷朊粉，混合體系中的二硫鍵呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢，高分子量麥谷蛋白組分分子量和游離巰基呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，表面疏水性呈現(xiàn)先上升再下降再上升的趨勢；持水性、凝膠強度、儲能模量、損耗模量以及-折疊數(shù)值均逐漸上。說明在面筋蛋白（Wheat Gluten Protein，WGP）、SPI、MC和TG酶的貢獻(xiàn)下，共混黏合體系凝膠的分子間纏結(jié)點增多，蛋白的聚集程度和凝膠強度增加。

2）在WGP和大豆拉絲蛋白（Soy Drawing Protein，SDP）粒子中依次遞進(jìn)加入SPI、MC和TG酶，掃描電鏡觀察結(jié)果顯示，在SPI鑲嵌WGP形成的半網(wǎng)絡(luò)半填充新架構(gòu)基礎(chǔ)上，形成大量交聯(lián)絲狀結(jié)構(gòu)，直至局部形成連續(xù)膜狀結(jié)構(gòu)，將SDP粒子完整、緊密地包裹于谷朊粉、SPI、MC、TG酶共混黏合體系中。

3）將此共混黏合體系應(yīng)用于素肉餅的制作，谷朊粉、SPI、MC和TG的依次遞進(jìn)添加，使素肉餅的外觀及內(nèi)在品質(zhì)逐漸改善，硬度、咀嚼性和彈性等得以提升。因此，建立谷朊粉基共混黏合體系是改善SDP為主要原料的素肉制品組織粗糙、肉質(zhì)感差、易散不成型問題的有效方法。但在實際應(yīng)用中可根據(jù)開發(fā)產(chǎn)品的特點，依據(jù)共混黏合體系的機(jī)理適當(dāng)調(diào)整水的添加比例。

[1] Anqi L, Yining Z, Xiaohui Z, et al. The role of feruloylation of wheat bran arabinoxylan in regulating the heat-evoked polymerization behavior of gluten[J]. Food Hydrocolloids, 2023, 134(1): 108046.

[2] Herbert W, Peter K, Katharina A S. Chemistry of wheat gluten proteins: Qualitative composition[J/OL] Cereal Chemistry. [2022-05-25]. https://doi.org/10.1002/cche.10572.

[3] Sonoo I, Katsuyuki H, Bin X F, et al. Changes in hydrophobic interactions among gluten proteins during dough formation[J]. Processes, 2021, 9(7): 2-16.

[4] Jian H, Ren W, Wei F, et al. Design of novel edible hydrocolloids by structural interplays between wheat gluten proteins and soy protein isolates[J]. Food Hydrocolloids, 2020, 100(5), 214122.

[5] Chen Y, Zhang M, Bhandari B. 3D printing of steak like foods based on textured soybean protein[J]. Foods, 2021, 10(9): 107855.

[6] Maria G F, Costantino F, Salvatore M, et al. Improving the quality of dough obtained with old durum wheat using hydrocolloids[J]. Food Hydrocolloids, 2020, 101(4): 105467.

[7] Azeem M, Mu T H, Zhang M. Effects of hydrocolloids and proteins on dough rheology and in vitro starch digestibility of sweet potato-wheat bread[J]. LWT-Food Science and Technology, 2021, 142: 110970.

[8] Jing H, Zheng L P, Jin X Y, et al. How does soy 7S globulin influence the thermo-responsive fibration process of methylcellulose chains in aqueous solutions[J/OL]. Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects. [2022-08-26]. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.130064.

[9] Yuan Y O, Jing J X, Fu Y J, et al. Properties of transglutaminase-induced myofibrillar/wheat gluten gels[J]. Journal of Food Science, 2021, 86(4): 2387-2397.

[10] Tian T, Xiao H T, Kun Y R, et al. Influence of protein ratios on the structure and gel properties of soybean-wheat co-precipitated proteins[J]. LWT - Food Science and Technology, 2022, 170(1): 114045.

[11] 林晗，董詩琴，張貞煒，等. 親水膠體對大豆、花生雙蛋白凝膠持水性的影響及機(jī)制探究[J]. 食品科技，2021，46(10)：142-148.

Lin Han, Dong Shiqin, Zhang Zhenwei, et al. Effects and mechanism of hydrocolloids in soybean and peanut[J]. Food Science and Technology, 2021, 46(10): 142-148. (in Chinese with English abstract)

[12] 榮薈，湯輝煌，趙婭柔，等. 冷凍誘導(dǎo)對大豆分離蛋白結(jié)構(gòu)和聚集行為的影響[J]. 食品研究與開發(fā)，2021，42(3)： 8-14.

Rong Hui, Tang Huihuang, Zhao Yarou, et al. Effects of freezing induction on the structure and aggregation behavior of soybean protein isolate[J]. Food Research and Development, 2021, 42(3): 8-14. (in Chinese with English abstract)

[13] 石佳卉，張安琪，陳爽，等. 大豆分離蛋白-維生素D3復(fù)合物的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)[J]. 中國食品學(xué)報，2022，22(7)：49-55.

Shi Jiahui, Zhang Anqi, Chen Shuang, et al. Structure and properties of the soybean isolated protein-vitamin D3complex[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2022, 22(7): 49-55. (in Chinese with English abstract)

[14] 江連洲，楊宗瑞，任雙鶴，等. 空化射流對大豆分離蛋白結(jié)構(gòu)及乳化特性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2021，37(3)：302-311.

Jiang Lianzhou, Yang Zongrui, Ren Shuanghe, et al. Effect of cavitation jet on the structure and emulsification characteristics of soybean isolated proteins[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(3): 302-311. (in Chinese with English abstract)

[15] 杜洪振，陳倩，楊振，等. 預(yù)熱處理大豆蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠和流變學(xué)特性的影響[J]. 食品科學(xué)，2019，40(12)：55-61.

Du Hongzhen, Chen Qian, Yang Zhen, et al. Effect of preheated soy proteins on gelling and rheological properties of common carp myofibrillar protein[J]. Food Science, 2019, 40(12): 55-61. (in Chinese with English abstract)

[16] 朱秀清，楊鑫鑫，萬兆祥，等. 響應(yīng)曲面法氯化鈣豆腐凍融工藝優(yōu)化及其品質(zhì)評價[J]. 食品工業(yè)科技，2021，42(5)：159-165.

Zhu Xiuqing, Yang Xinxin, Wan Zhaoxiang, et al. Optimization of freeze-thaw process of calcium chloride tofu by response surface methodology and its quality evaluation[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(5): 159-165. (in Chinese with English abstract)

[17] 李翠芳，張釗，張兆興，等. 大豆蛋白源配料特性對素肉餅品質(zhì)的影響[J]. 食品科技，2021，46(1)：93-97.

Li Cuifang, Zhang Zhao, Zhang Zhaoxing, et al. Effect of soybean protein source ingredient properties on the quality of vegetarian meat cake[J]. Food Science and Technology, 2021, 46(1): 93-97. (in Chinese with English abstract)

[18] Zhang T, Guan E, Yang Y, et al. Underlying mechanism governing the influence of peanut oil addition on wheat dough viscoelasticity and Chinese steamed bread quality[J]. LWT-Food Science and Technology, 2021, 156(15): 113007.

[19] Tian T, Kunyu R, Xiao H T, et al. Co-precipitates proteins prepared by soy and wheat: Structural characterisation and functional properties[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2022, 212(1): 536-546.

[20] Li J, Wu Y, Ma Y, et al. Effects of addition of hydrocolloids on the textural and structural properties of high-protein intermediate moisture food model systems containing sodium caseinate[J]. Food and Function, 2017, 8(8): 1-8.

[21] Tang S, Li J, Huang G, et al. Predicting protein surface property with its surface hydrophobicity[J]. Protein and Peptide Letters, 2021, 8(28): 938 - 944.

[22] 鄭環(huán)宇，孔洋，鄭麗，等. 大豆蛋白多糖復(fù)合物結(jié)構(gòu)與性能及其穩(wěn)定性研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2022，53(6)：406-415.

Zheng Huanyu, Kong Yang, Zheng Li, et al. Study on structure and stability of soybean proteoglycan complex[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2022, 53(6): 406-415. (in Chinese with English abstract)

[23] Yuan Y C, Yu T, Qi M W, et al. Carboxymethylcellulose- induced changes in rheological properties and microstructure of wheat gluten proteins under different pH conditions[J]. Journal of Food Science, 86(3): 677-686.

[24] Zhao L M, Li J L, Chang L W, et al. Effects of combined enzymatic and ultrasonic treatments on the structure and gel properties of soybean protein isolate[J]. LWT - Food Science and Technology, 2022, 158(15): 113123.

[25] Zhang Y, Guo X, Shi C, et al. Effect of soy proteins on characteristics of dough and gluten[J]. Food Chemistry, 2020, 318: 126494.

[26] 王逢秋節(jié)，楊鑫鑫，谷雪蓮，等. 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶-氯化鎂協(xié)同誘導(dǎo)對冷榨豆粉凝膠的影響[J/OL]. 食品科學(xué).[2022-08-31]. http://hfffg5fce84748f1d4cc2hco5kcqobw6n066xf.fgfy.hlju.cwkeji.cn/kcms/detail/11.2206.ts.20210927.2302.022.html.

Wang Fengqiujie, Yang Xinxin, Gu Xuelian, et al. Effect of synergistic induction of transglutaminase-magnesium chlorine on cold-pressed bean powder gels[J/OL]Food Science. [2022-08-31]. http://hfffg5fce84748f1d4cc2hco5kcqobw6n066xf.fgfy.hlju.cwkeji.cn/kcms/detail/11.2206.ts.20210927.2302.022.html. (in Chinese with English abstract)

[27] Zhang L F,Chen J, Xu F, et al. Effect of tremella fuciformis and different hydrocolloids on the quality characteristics of wheat noodles[J]. Foods, 2022, 11(17): 2617.

[28] 孫樂常，王瑜，翁凌，等. 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶對蕎麥分離蛋白凝膠特性的影響[J/OL]. 食品工業(yè)科技. [2022-06-14]. http://hfffg5fce84748f1d4cc2sco5kcqobw6n066xf.fgfy.hlju.cwkeji.cn/kcms/detail/detail.aspx?FileName=SPKJ20220610003&DbName=CAPJ2022.

Sun Lechang, Wang Yu, Weng Ling, et al. Effect of glutamine aminotransferase on the gel properties of buckwheat separating proteins[J/OL]. Science and Technology of Food Industry. [2022-06-14]. http://hfffg5fce84748f1d4cc2sco5kcqobw6n066xf.fgfy.hlju.cwkeji.cn/kcms/detail/detail.aspx?FileName=SPKJ20220610003 and DbName=CAPJ2022. (in Chinese with English abstract)

[29] Xu C, Molino B Z, Wang X, et al. 3D printing of nanocellulose hydrogel scaffolds with tunable mechanical strength towards wound healing application[J]. Journal of Materials Chemistry B, 2018, 6(43): 7066-7075.

[30] Xin Y S, Fei P, Yong F. The effects of hydrocolloids on the thermomechanical, viscoelastic and microstructural properties of whole wheat flour dough[J]. Food Chemistry, 2022, 370(15): 130976.

[31] Zhong L Z, Zhou Y X, Noman W, et al. Influence of the mixture of carrageenan oligosaccharides and egg white protein on the gelation properties of culter alburnus myofibrillar protein under repeated freezing thawing cycles[J]. 2022, 11(1): 32-32.

[32] Wu C H, Yuan C H, Chen S G, et al. The effect of curdlan on the rheological properties of restructured ribbonfish (spp.) meat gel[J]. Food Chemistry, 2015, 179: 222-231.

[33] Waga J. FT-Raman spectroscopy as a tool to study the secondary structures of wheat gliadin proteins[J]. Molecules, 2021, 26(17): 5388.

[34] Roccia P, Ribotta P D, Pérez GT, et al. Influence of soy protein on rheological properties and water retention capacity of wheat gluten sciencedirect[J]. LWT-Food Science and Technology, 2009, 42(1): 358-362.

[35] Tian T, Kun Y R, Xiao H T. Co-precipitates proteins prepared by soy and wheat: Structural characterisation and functional properties[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2022, 212(1): 536-546.

[36] Chen J, Deng T, Wang C, et al. Effect of hydrocolloids on gel properties and protein secondary structure of silver carp surimi[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2020, 100(5): 1-9.

[37] Jun C, Zhu Z P, Liu L C, et al. Impact of protein network restructured with soy protein and transglutaminase on the structural and functional characteristics of whole-grain highland barley noodle[J]. Food Hydrocolloids, 2022, 133(12): 107909.

[38] 胡坦，張珮珮，鄭婷，等. 高場強超聲-加熱聯(lián)用增強大豆分離蛋白冷凝膠凝膠特性[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(20)：306-314.

Hu Tan, Zhang Peipei, Zheng Ting, et al. High field strength ultrasound-heating combination enhanced soybean separation protein cold gel properties[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(20): 306-314. (in Chinese with English abstract)

[39] 陳林，陳維，Rammile E，等. 油脂預(yù)乳化提高大豆拉絲蛋白素食香腸品質(zhì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2021，37(13)：291-298.

Chen Lin, Chen Wei, Rammile E, et al. Pre-emulsification of oil improves the quality of soy brushed protein vegetarian sausage[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(13): 291-298. (in Chinese with English abstract)

Construction of gluten based blend adhesive system and its application in vegetable meat pie

Qu Min, Wang Yu, Zhu Xiuqing※, Zhu Ying, Liu Linlin, Huang Yuyang, Lyu Mingshou, Sun Bingyu

(/150028)

Wheat Gluten Protein (WGP) prepared by gluten through hydration build a great and compact network structure, which has great viscoelasticity, extensibility and film formability. However, the structure is easy to break after heating due to low stability and water-holding capacity. In this research, a blended system was established to contain the vegetable protein, hydrophilic colloid, and coagulating gelatinase using the wheat gluten, Soy Isolated Protein (SPI), Methylcellulose (MC), and Glutamine Transaminase (TG). It is vital to investigate the effects and relationship between above components of the physicochemical properties, gel properties and structure in the blended adhesion system. The results showed that the SPI, MC and TG were added step by step to WGP and the disulfide bond content in the mixed system decreased by 81.03%, increased by 248.50% and 0.70%, the free sulfhydryl group content increased by 68.79%, 28.90% and 20.44%. Meanwhile, the surface hydrophobicity increased by 5.07%, decreased by 6.85%, and increased by 17.17%, decreased by molecule weight of glutenin component increased gradually with the gradual addition of WGP into the mixed system. The water holding capacity increased by 5.25%, 2.91%, and 2.79%, and the gel strength increased by 104.14%, 24.66%, and 3.52%. When it comes to the molecular weight, SPI could perturb the WGP network structure, and the less soluble parts of SPI intersect with WGP leading to the disappearance of some subunits.The MC was added to strengthen the cross-linking between proteins, further producing increasing aggregates for the molecular weight, but the TG enzymes dispersed the large aggregates into the uniform small aggregates. During the progressive addition of the three fractions, the tangles of molecular chains in the gel system increased with the degree of gelation, and the storage modulus and loss modulus rise gradually.The TG enzyme was added to prevent the transforming of-helix structure into-turn and irregular coil structure, leading to the increase in the-helix and-sheet content. The intermolecular entanglement points of the gel in the blend bonding system promoted stronger gel property. This showed that the addition of SPI partially destructed the network structure of WGP, but the MC and TG enzymes would promote the aggregation degree and strength of proteingel. The gelstructure wasformed by SPI bind to the WGP covalent, disulfide bonds, and hydrophobic interactions. The MC was added to cause the double protein water loss aggregation through hydrogen bonding. The TG enzyme was further induced to promote the crosslinking between SPI and WGP to make the skeleton network structure closely. The SEM observation indicated that the SPI was embedded in the WGP network skeleton, forming a new architecture as half network and half filling. With the addition of MC and TG enzymes in turn, on the basis of a large number of cross-linked filamentous structures, local continuous membrane structures were formed to cover the particles by Soybean Drawing Protein (SDP).It showed that the SDP particles were completely and tightly wrapped in the gluten SPI-MC-TG enzyme blend adhesive system. The SDPbased meatloaf was made using this bonding system, and four raw materials were added to the rehydrated SDP in turn, which showed that the hardness, cohesion, chewiness, and elasticity of the meatloafwere improved. Therefore, it is an effective way to establish the glutenbased blending adhesive system for better quality meat products, particularly with the SDP as the main raw material.

gels; texture; gluten; soy isolated protein; methylcellulose; glutamine transaminage; mixed adhesive system

10.11975/j.issn.1002-6819.2022.19.031

TS251.93

A

1002-6819(2022)-19-0285-10

曲敏，王宇，朱秀清，等. 谷朊粉基共混黏合體系的構(gòu)建及在素肉餅中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2022，38(19)：285-294.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.19.031 http://www.tcsae.org

Qu Min, Wang Yu, Zhu Xiuqing, et al. Construction of gluten based blend adhesive system and its application in vegetable meat pie[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2022, 38(19): 285-294. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.19.031 http://www.tcsae.org

2022-09-01

2022-09-30

黑龍江省“百千萬”工程科技重大專項（2021ZX12B04-01）

曲敏，博士，教授，研究方向為糧食化學(xué)與農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)。Email：qumin777@126.com

朱秀清，碩士，教授，研究方向為蛋白質(zhì)分子化學(xué)及大豆深加工。Email：xqzhuwang@163.com