小麦约含有13%的蛋白质,主要是由清蛋白(albumin)、球蛋白(globulin)、醇溶蛋白(gliadin)和麦谷蛋白(glutenin)组成,而小麦面筋蛋白中主要含有麦醇溶蛋白和
麦谷蛋白,合称贮藏蛋白(占小麦蛋白干基的80%)。
定义
不同品种的小麦其蛋白质含量不同,一般蛋白质含量占总粒重的8%~16%,制成面粉后蛋白质含量为8%~15%。小麦蛋白可按其溶解度分为清蛋白、球蛋白、麦醇溶谷蛋白和
麦谷蛋白。清蛋白占小麦蛋白总量的3%~5%,主要存在于胚中,能溶于水和稀盐溶液,热稳定性差,60℃时可变性。球蛋白占小麦蛋白的6%~10%,溶于10%NaCI,不溶于水。麦醇溶谷蛋白占小麦蛋白总量的40%~50%,是小麦的主要蛋白,不溶于水及中性盐溶液,溶于70%~90%的乙醇。麦谷蛋白占小麦总蛋白的30%~40%,不溶于水或乙醇,溶于酸或碱溶液。麦醇溶谷蛋白和麦谷蛋白是
面筋蛋白的主要成分,是评价小麦粉优劣的主要指标。依照组成蛋白质肽链的多少,可以将小麦蛋白分为单体蛋白(由1条肽链构成)和聚集体蛋白(2条以上肽链构成)。聚集体蛋白中大约有85%是麦谷蛋白,单体蛋白主要由麦醇溶谷蛋白、清蛋白和球蛋白构成。清蛋白和球蛋白主要沉积在胚、糊粉层中,少部分存在于胚乳,分子质量为12~60 kDa,含较多的
赖氨酸、
色氨酸和
甲硫氨酸,是细胞之中的酶蛋白,参与各种代谢,营养平衡较好,决定小麦的营养品质。
理化性质
小麦
醇溶蛋白的
相对分子质量27000~28000,是一种多聚物,在60%~70%的乙醇中溶解度最大,但在
无水乙醇中不溶解。它微溶于水,在稀的甲酸、丙酸、苯、醇、对甲苯
冰醋酸溶液中都能溶解,也能溶解在弱酸和弱碱的溶液中,其等电点为6.41~7.1。小麦醇溶蛋白的氨基酸组成相当完全,其中
谷氨酸含量高达38.87%,故常用小麦面筋制取味精。
麦谷蛋白不溶于水和酒精,与麦醇溶蛋白结合在一起很难分离,微溶于热的乙醇,但冷却后便成絮状而沉淀,只有新制得的尚未干燥的麦谷蛋白才非常容易溶解于弱碱和弱酸,并在中和时又沉淀出来。麦清蛋白为子粒质量的0.3%~0.4%,其等电点为4.5~4.6。
将小麦的面团在水中揉洗的时候,它的一部分淀粉粒和麸皮微粒脱离面团成为悬浮状态,另一部分则溶解于水中,剩余部分为块状的胶皮状物称为面筋。
小麦面筋蛋白与其他蛋白质不同,对热的敏感性差,需加热到80℃左右,才会
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。
特性
麦醇溶蛋白具有延展性,麦谷蛋白具有弹性,能与水形成网络结构,从而具有优良的黏弹性、延伸性、吸水性、吸脂乳化性、薄膜成型特性及清淡醇香味或略带谷物味等独特的物理特性。
小麦蛋白中的麦醇溶蛋白分子呈球状,
相对分子质量较小(25000~100000),具有延伸性,但弹性小;
麦谷蛋白分子为纤维状,相对分子质量较大(100000以上),具有弹性,但延伸性小。这两者的共同作用,使得小麦蛋白具有其他
植物蛋白所没有的独特黏弹性。
小麦蛋白的薄膜成型是其黏弹性的直接表现。由于足够压力而克服部分弹性,面筋内部就可形成CO2或水气,使面筋呈海绵状或纤维状结构,所产生的气体被连续蛋白相所包围,孔内充满气体,形成薄膜面筋。高质量的面筋可吸收两倍面筋量的水。小麦面筋的这种吸水性可增加产品得率,并延长食品的货架期。
生理功能
小麦蛋白不完全水解生成的多肽,有些具有一定的生理活性功能,如抑制高血压、提高机体免疫力等。
食品中的应用
小麦蛋白在食品中有着广泛的用途,可作为食品的保型剂、
乳化剂、
发泡剂、
口香糖基料,应用于酒类、食用人造肠衣、乳酪、酸性饮料、可食性薄胶片、蛋白膜食品、焙烤食品、谷物早餐、
宠物食品和肉制品的加工。
面包
利用小麦面筋能增强面团筋力,留存气体并控制膨胀,使面包体积一致。小麦面筋的吸水性和留存性能提高产品得率,保持面包柔软,延长货架寿命,增强天然口味等,可生产各种高质量的面包产品。
面条加工
生产挂面,添加1%~2%活性面筋,由于面片成型好,柔软性增加,筋力增加,所以制作方便,触感改良。用于生产煮面,有提高煮面得率,防止面条过软或断条,推迟面延伸效果。
肉制品
在肉制品中,小麦面筋蛋白作为黏合剂、填充剂而呈现出许多优点。用量1%~5%的小麦面筋作为黏合剂使用在重组化肉制品中,能增加产品的黏弹性和硬度,提高色泽稳定性、出汁率和保水性,降低了加工损耗。在其他的肉块和处理过的肉制品中,使用1%~13%的小麦蛋白,其凝固特性有利于提高产率,降低加工损耗,提高黏度,增加组织强度,改善流变特性,增强成片能力和保持感官特性。
在法兰克福香肠中加入3.5%的小麦蛋白粉,在加水量与对照组相同的情况下,肉糜黏度略有增加,黏附力上升,持水能力和稳定性显著增强,蒸煮损失下降,得率较对照组增加5.76%。营养成分的分析表明,加入麦胚蛋白粉后蛋白质含量并没有下降,反而略有升高,脂肪含量下降,灰分含量上升,营养结构更趋合理。法兰克福香肠质构上的改变表现为坚固性和内聚力的增大,颜色和感官品质也有所改变,与对照组相比,香肠颜色的亮度略有下降,肉香和肉味并没有下降,肉香反而略有增强。
小麦面筋独特的黏合性、薄膜成型性和热凝固性有助于将肉和果蔬黏合在一起制成牛排,也可将小麦蛋白撒到肉片上。它也可被用在禽肉卷、罐装汉堡包及面包切片中,以减少加工和蒸煮损失。面筋的添加量为其量的2%~3.5%。另外,面筋也可用于肉饼中,也可作为香肠和一些肉制品的黏结剂。当面筋被水化后,它的结构伸展开,可被拉成丝、线或膜,利用此特点可被做成各种各样的人造肉。例如面筋可生产蟹肉类似物,甚至人工鱼子酱;溶于酒精的面筋可用于制备可剥的食用膜(如肠衣膜)。
宠物食品
高蛋白含量的面筋用于
宠物食品。如罐装香肠和流质食品主要利用面筋的吸水性和乳化性,同时可提高产量和质量。制备狗食饼干时,在烘烤前加入
小麦蛋白粉于面团中,可提高成品在包装和运输中的耐破碎力,并且,小麦蛋白粉也提供了很重要的营养。
谷物食品和营养小吃食品
由于面筋特有的风味和营养,被面筋强化的谷物食品已被消费者广泛地接受,尤其和牛乳一起享用。因为面筋不仅提供必需的营养素,而且有助于在加工中将维生素和矿物质黏合在一起,强化谷物食品。在营养小吃食品中,面筋提供丰富的营养和酥脆性。一般添加量为1%~2%。但在澳大利亚,一些产品的面筋含量达到30%~45%。其中一个高蛋白小吃食品就是包含土豆条、面包屑和面筋的一种面制品。
通心面制品
尽管硬质小麦适合做
通心面,但由于它独特的流变学特性和色度,因而添加一定量的面筋粉使其更有效。面筋的添加能减少蒸煮损失和防止变细,抗断裂,提高筋力和在罐装产品中的耐热性。混有面筋粉、
大豆蛋白和
乳清蛋白的通心面被作为美国A类学校的午餐食品。因为它满足了PER营养需求。
奶酪类似物和比萨
利用面筋制造的合成奶酪在质地和口感上与天然奶酪没有什么区别。国际小麦面筋协会近来的研究表明,小麦蛋白粉单独或者和大豆蛋白混合使用,可取代30%左右昂贵的
酪蛋白酸钠,大大地降低了奶酪的生产成本。小麦蛋白粉也被用来强化比萨表面强度,尽可能用同一种面粉产生薄和厚的两种表面。小麦蛋白粉的加入提供了硬外壳和爽口感,并减少水分向表面的迁移。添加量为面粉基质的1%~2%。