谷朊粉的深加工及其應(yīng)用現(xiàn)狀概述

□ 劉立芳 安徽華測檢測技術(shù)有限公司

谷朊粉是以小麥或小麥粉為原料，將其中的淀粉或其他碳水化合物等非蛋白質(zhì)成分分離后獲得的小麥蛋白產(chǎn)品。其水合后具有高度的粘彈性，又稱活性小麥面筋粉。谷朊粉中蛋白質(zhì)含量在70%以上，含有人體所必需的8種氨基酸，由于谷朊粉中含有較多的疏水性氨基酸，分子內(nèi)疏水作用區(qū)域較大，導(dǎo)致谷朊粉的溶解性低，乳化性和起泡性較差，極大限制了谷朊粉的應(yīng)用。谷朊粉通過進一步加工，可以發(fā)揮其功能特性，得到更廣泛的工業(yè)應(yīng)用。目前，對谷朊粉的深加工主要集中在以下幾方面。

1 酶解谷朊粉制備活性多肽

生物活性肽是一類分子量介于50～10 000 Da，結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的分子聚合物。經(jīng)試驗驗證，生物活性肽的功能有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌、降血壓、降膽固醇、神經(jīng)調(diào)節(jié)與免疫調(diào)節(jié)等功能，有些功能仍在不斷被發(fā)現(xiàn)和證實中[1]，谷朊粉通過蛋白酶酶解可以制備植物源免疫活性肽。王章存[2]以血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）抑制率為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)堿性蛋白酶酶解3 h的谷朊粉酶解物具有較高的ACE抑制活性；由ESITOF-MS質(zhì)譜圖得出該小肽的m/z為630.89，氨基酸序列為Trp-Phe-Gln-Pro（WFQP）。盛曉靜[3]采用復(fù)合蛋白酶水解谷朊粉一定時間后再加入中性蛋白酶分步酶解得到谷朊粉短肽，制備條件溫和，避免了后續(xù)脫鹽步驟，分子量集中分布在1 000 Da以下。鄭志強[4]研究了不同蛋白酶對酶解物抗氧化活性的影響，發(fā)現(xiàn)蛋白酶種類對小麥蛋白酶解物抗氧化活性影響顯著，風(fēng)味蛋白酶對提高蛋白水解程度和生成小分子質(zhì)量多肽的作用明顯，而堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶能很好地提高酶解產(chǎn)物抗氧化活性效果。

谷朊粉在復(fù)合酶的共同作用下得到純度較高的小麥低聚肽，且低聚肽中的氨基酸含量較未水解之前含量更高。小麥低聚肽在抗氧化方面具有顯著的效果[5]，小麥低聚肽也可以有效減少大鼠胃腸黏膜損傷[6]，其機制可能與增強胃黏膜保護因子、提高抗氧化、抗炎及抗凋亡等作用有關(guān)[7]。

酶解谷朊粉制備活性肽會產(chǎn)生較重的苦味，與單一酶解相比，復(fù)合蛋白酶酶解產(chǎn)物的苦味值會有所降低[8]，谷朊粉酶解產(chǎn)物苦味的去除、小肽含量較低等問題，制約了產(chǎn)品的開發(fā)利用，這也是目前需要研究和迫切解決的問題。

2 改性谷朊粉制備添加劑

谷朊粉可以作為添加劑直接應(yīng)用于食品工業(yè)，如將谷朊粉添加到面條尤其是添加到各種雜糧面條中[9-10]，可以改善面條硬度和口感，使其品質(zhì)趨于穩(wěn)定。雜糧面包制作時，加入谷朊粉，能提升雜糧面包的口感和品質(zhì)[11-12]。將谷朊粉添加到高粱饅頭中，測定該高粱饅頭的血糖生成指數(shù)（GI）為57.07，屬中GI值水平，適合糖尿病患者在日常飲食中食用[13]。加入谷朊粉，可以制得品質(zhì)較好的馬鈴薯鮮薯饅頭[14]。木薯全粉饅頭加入谷朊粉能使其具有良好的感官性狀，富含礦物質(zhì)、維生素和膳食纖維，具有延緩消化吸收和緩解便秘等保健功效，適于各類人群長期食用[15]。當(dāng)糯玉米粉與普通玉米粉配比為2∶3，谷朊粉添加量為2%（以總玉米粉計）時，玉米曲奇餅干的品質(zhì)最佳[16]。

通過超高壓、超聲波、糖基化等方法可以對谷朊粉改性，改性后其的起泡性和乳化性得到一定的改善，花青素、菊粉等物質(zhì)的加入也會改變谷朊粉的特性。將改性后的谷朊粉作為添加劑，可以更廣泛地應(yīng)用于食品工業(yè)。改性谷朊粉用于面包烘焙，能使面包內(nèi)部蜂窩均勻、質(zhì)地細(xì)膩、香軟可口，有助于改善面包的口感[17]。李娟娟[18]利用谷朊粉制備小麥澄清蛋白，發(fā)現(xiàn)小麥澄清蛋白處理櫻桃酒時具有澄清效果好、澄清速率快、安全無毒、成本低等優(yōu)點，對櫻桃酒的工業(yè)生產(chǎn)和延長貨架期具有重要意義。蓼蘭將酶解得到的小麥蛋白肽應(yīng)用到酸奶發(fā)酵中替代部分牛奶蛋白，小麥蛋白肽具有促酸奶發(fā)酵能力[19]。何文猛采用有機酸（醋酸、酒石酸、檸檬酸）脫脂結(jié)合熱處理改性谷朊粉，得到的蛋白保持大分子特性，乳化性質(zhì)提高，界面層明顯，乳狀液較穩(wěn)定，并將有機酸濕熱改性谷朊粉替代脫脂乳粉制備冰淇淋[20]。

3 利用谷朊粉制備蛋白膜

谷朊粉具有良好的粘彈性，能與水形成三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，干燥后可形成具有韌性較強、阻氧性和熱封性良好、阻油性出色的蛋白膜。但阻濕性和機械性能較差。在谷朊粉中添加甘油可以降低膜的脆性，使膜柔韌性增強，且對阻濕性影響相對較小，添加適量的麥醇溶蛋白可有效地降低膜的脆性，提高谷朊粉蛋白膜的韌性、阻水性、機械性、透光率和阻氧性[21]。從谷朊粉中提取小麥醇溶蛋白后與聚乙二醇混合制備PEG200增塑小麥醇溶蛋白膜，在最優(yōu)工藝條件下，膜的斷裂強度為18.38 MPa，斷裂伸長率為5.95%，吸濕率（相對濕度65%）為4.65%，溶脹度為103.99%，溶解度為15.52%[22]。將微纖化纖維素與谷朊粉共混后制備復(fù)合膜，能夠明顯提高谷朊粉膜的機械性能和阻隔性能[23]。谷朊粉/交聯(lián)羧甲基玉米淀粉復(fù)合包裝膜可用于食品調(diào)味料或豆（奶）粉等粉劑的包裝[24]。叢旭以蛋白膜阻隔性能和機械性能為考核指標(biāo)，采用響應(yīng)面實驗設(shè)計方法優(yōu)化確定了最佳成膜工藝條件，在此條件下制得的可食膜表面較光滑、致密性好，可進一步應(yīng)用于模擬方便面調(diào)料包實驗。經(jīng)保藏45 d，油包、粉包和蔬菜包均能保持完整外觀，過氧化值和酸價均未超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求，粉包、蔬菜包中水分含量均低于文獻(xiàn)報道[25]。谷朊粉和玉米醇溶蛋白制得的復(fù)合膜具有良好的熱封性。經(jīng)復(fù)合膜液涂膜處理可顯著抑制榛子仁的氧化酸敗，保鮮效果優(yōu)于谷朊粉單組分涂膜處理。在常溫下保鮮100 d后，經(jīng)復(fù)合膜保鮮處理的榛子仁其感官質(zhì)量良好[26]。

4 谷朊粉在飼料中的應(yīng)用

谷朊粉雖然屬于植物蛋白，但和部分動物蛋白一樣具有較高的消化率。小麥蛋白粉替代飼料（含40%魚粉）中100%的魚粉不會影響大黃魚幼魚的生長[27]。在低魚粉型膨化飼料中添加不同比例的混合型小麥蛋白逐步替代飼料中低溫干燥魚粉或大豆?jié)饪s蛋白，日本黃姑魚血清總蛋白、甘油三酯和肝臟MDA含量以及肝臟SOD活性均無顯著影響[28]。

5 展望

谷朊粉來源豐富，營養(yǎng)價值高，人們應(yīng)當(dāng)加大對谷朊粉的開發(fā)深度，加強其工業(yè)化生產(chǎn)，使谷朊粉創(chuàng)造出更多的社會和應(yīng)用價值。