小麦蛋白质即作物小麦中所含有的蛋白质。根据溶解度,小麦蛋白质可分为溶于水的清蛋白、溶于盐溶液而不溶于水的球蛋白、溶于乙醇溶液的醇溶蛋白、不溶于中性盐溶液或乙醇的谷蛋白。小麦蛋白质含量与加工品质密切相关,不同用途的小麦面粉对小麦蛋白质含量要求不同,并且蛋白质质量决定着小麦的食品加工品质。

中文名

小麦蛋白质

外文名

wheat protein

定义

小麦蛋白质即作物小麦中所含有的蛋白质。

蛋白质含量

小麦蛋白质含量与湿面筋含量具有很好的相关性,与加工品质密切相关。不同用途的小麦面粉对小麦蛋白质含量要求不同,对馒头小麦品种的面粉粗蛋白含量一般要求以高于12.5±1 %为宜。中国面条(加碱黄色面条)一般要求小麦中蛋白质与淀粉的含量与质量,以及小麦的各种品质指标都要适中,过高过低都不行。小麦蛋白质含量与干面条断裂强度呈极显著正相关,不仅与煮面强度高度相关,而且与煮熟面条的外观表现和总评价值呈显著负相关。因此,一般认为中国面条适宜的蛋白质含量应为中等,即12%-13%左右,小麦蛋白质含量在8%-20%范围内,蛋白质含量与面包体积呈线性关系,烘烤品质较好。对我国小麦种质资源品质现状分析来看,蛋白质平均含量为15.10%,变异幅度为7.50%-28.90%。我国首批面包小麦品种蛋白质含量为14.64%-18.61%。我国冬小麦蛋白质含量高于春小麦,晚熟品种高于早熟品种。蛋白质含量还存在地域差异,我国北方品种高于南方品种,北方小麦基本上呈现为连片的高蛋白含量区。一般情况下,蛋白质含量除受基因型作用外,很大程度上取决于环境条件,尤其是肥力影响。成熟前15d是温度影响蛋白质含量的关键时期,雨不利于蛋白质的积累,长日照对小麦籽粒蛋白质的形成和积累是有利的。[1]

蛋白质质量

蛋白质质量决定着小麦的食品加工品质。清蛋白和球蛋白约占蛋白的10%,主要存在于糊粉层、胚和种皮中,是可溶性蛋白。许多研究结果表明,清蛋白氨基酸组成比较平衡,特别是赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量较高,但清蛋白与谷蛋白、干面筋含量、面包体积、面包评分呈显著或极显著负相关,与拉伸长度呈显著负相关。小麦制粉后,保留在面粉中的蛋白质主要是醇溶蛋白和谷蛋白,因此,清蛋白和球蛋白营养价值虽高,但对蛋白质的加工品质作用微小。醇溶蛋白和谷蛋白为贮藏蛋白质,是组成面筋的主要成分,约占小麦籽粒蛋白质的80%左右,二者的数量和比例关系决定着面筋质量,醇溶蛋白约占蛋白质总量的40%-50%,富有粘性、延展性和膨胀性。谷蛋白约占小麦蛋白质总量的35%-45%,决定面筋的弹性,其在面粉、面筋中的含量多少和质量好坏与面包烘烤品质有关。谷蛋白与面包体积,面包评分呈显著正相关。小麦中还存在着大量不能被水、盐、乙醇或稀碱溶解的剩余蛋白质,剩余蛋白质的数量与面团强度和面包烘烤品质之间存在着很好的正相关关系,对小麦品种品质具有重要影响。

蛋白质分类

根据溶解度,小麦蛋白质可分为溶于水的清蛋白(albumins)、溶于盐溶液而不溶于水的球蛋白(globuiins)、溶于乙醇溶液的醇溶蛋白(gliadins)、不溶于中性盐溶液或乙醇的谷蛋白(glutenins)。醇溶蛋白和谷蛋白是重要的储存蛋白。其中,醇溶蛋白赋予小麦蛋白质粘性,而一谷蛋白赋予小麦蛋白质弹性。两种储存蛋白均含有丰富的谷氨酸(主要以谷氨酞胺形式存在)与脯氨酸。工业用小麦蛋白质粉(俗称谷阮粉)含75%以上的蛋白质,其中醇溶蛋白占40-50%,谷蛋白占35-45%。小麦蛋白质分子间的非共价键如氢键、离子键与疏水键等可促进醇溶蛋白与谷蛋白团聚,从而影响小麦蛋白质面团的结构与物理性质。

蛋白质品质与表谷蛋白和麦醇溶蛋白分子量分布及其组分的比例关系极为密切,麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的含量,组成互作与面团的弹粘性和延展性密切相关,可以说决定着加工品质的优劣。小麦贮藏蛋白质组成具有高度的遗传稳定性,品种间的醇溶蛋白和麦谷蛋白电泳图谱存在着明显的差异,且不受环境条件的影响。根据醇溶蛋白在酸性条件下的电泳迁移率可将其分为α-、β-、γ-、ω-四种类型。含有γ-醇溶蛋白45带和ω-醇溶蛋白35带的品种,其通心面煮熟品质都好。面条品质还与醇蛋白亚基组成有关。通心面煮熟品质与麦谷蛋白/ 醇溶蛋白的比值有关,其比值应小于1.5,面条品质与低分子量/ 中分子量麦谷蛋白比,值也呈极显著正相关。利用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳,可将麦谷蛋白分为高分子量的麦谷蛋白亚基HMW-GS和低分子量的麦谷蛋白亚基LMW-GS。不同亚基组合的品种的HMW-GS在总蛋白比例没有显著变化,其含量也没有显著差异,HMW-GS组成和质量与烘烤品质关系密切。已总结了大约300种面包小麦的等位基因顺序,表明在Glu-A1位点有3种等位基因,Glu-B1位点有11 种等位基因,编码14种不同的多肽,在Glu-D,位点有6 种等位基因,编码8种不同的多肽。根据各品种的烘焙表现,比照品种的HMW-GS的存在与否,给予各亚基适当的品质分数,最好的质量亚基是基因对1D5 +10(相对于1D2/ 9+12而言)。烘烤品质的好坏既受HMW-GS的影响,又与LWM-GS有关,两者之间的相互作用对品质的影响非常明显。由于贮藏蛋白具有高度异质性和复杂性,需要高效的分离技术,这方面的研究一直受到国内外的高度重视。目前多采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDSPAGE、A-PAGE)和高效液相色谱(HPLC)分离醇溶蛋白和谷蛋白。采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)技术可将小麦按其种子醇溶蛋白色谱图上后期洗脱的四个相互排斥的组分峰,把它们分为两类,其中具有A1、A2、A4三个组分峰的品种面筋强度大,烘烤性能好,而只有A3组分峰的品种面筋强度弱,烘烤性能差。近年来,高效毛细管电泳(HPCE)技术、声振和大小排阻高效液相色谱(SE-HPLC)等分离技术得到迅速发展,并已在多肽、蛋白质、核酸等大分子物质的分离分析中发挥了重要作用。最近,HPCE 已开始引入谷物贮藏蛋白质分析。[2]