小麥籽粒不同部位蛋白質(zhì)形貌與流變特性

代美瑤，張影全，潘偉春，張 波*，郭波莉

（1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100193 2 浙江工商大學(xué) 杭州 310018）

小麥?zhǔn)侵匾募Z食作物，約70%用于制粉。面粉制成的面制品是人們攝取能量和蛋白質(zhì)的主要來源，是我國(guó)北方居民的主食。制粉是反復(fù)破碎、篩理，將皮層和胚芽從籽粒中分離出去，獲得胚乳（面粉）的過程。根據(jù)破碎和篩理順序，可以得到籽粒不同部位的面粉，俗稱前路粉、中路粉和后路粉。一般而言，前路粉為靠近籽粒中心的胚乳，后路粉則為靠近籽粒外圍皮層的胚乳。不同部位胚乳所含蛋白質(zhì)的理化特性不同，所制成的面制品質(zhì)量也不同。研究籽粒不同部位蛋白質(zhì)的理化特性，可為面粉質(zhì)量控制和專用粉生產(chǎn)提供幫助。小麥籽粒由胚乳（82.7%～83.7%）、皮層（13.1%～14.3%）和胚（3%）組成[1]。蛋白質(zhì)和淀粉是小麥籽粒的主要組成成分，二者分別占成熟小麥籽粒重的9%～15%和65%～70%，其含量和組成決定了小麥籽粒的品質(zhì)和最終加工用途[2]。蛋白質(zhì)中80%是面筋蛋白，其為面團(tuán)提供獨(dú)特的黏彈性，使小麥面粉適用于生產(chǎn)品種多樣的面制品，如面包和面條等[3]。不溶于十二烷基硫酸鈉溶液（Sodium dodecyl sulfate，SDS） 的蛋白質(zhì)被稱為谷蛋白大聚體（Glutenin macropolymer，GMP），其含量與面團(tuán)流變學(xué)特性密切相關(guān)[4]。小麥籽粒不同部位的蛋白質(zhì)[5]分布是不均勻的。王曉曦等[6]發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)在越接近籽粒中心處含量越低，質(zhì)量卻很好，越接近皮層處含量越高，而質(zhì)量較差。Zhong 等[7]在研究氮肥追肥時(shí)間對(duì)小麥籽粒不同部位蛋白質(zhì)的空間分布和質(zhì)量性狀的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)粗蛋白、干面筋和谷蛋白大聚體的含量越接近胚乳中心越低。Wang 等[8]研究粉路中蛋白質(zhì)組分的分布及其與面包品質(zhì)的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)粗蛋白含量也呈現(xiàn)類似的分布趨勢(shì)。Liu 等[9]研究粉路中的硫、蛋白質(zhì)大小分布和游離氨基酸及其與面團(tuán)流變學(xué)和面包制作特性的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)越靠近小麥籽粒胚乳中心，SDS 可溶和SDS 不可溶蛋白在面粉中的占比越高。Pojic等[10]采用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法表征粉路粉的化學(xué)和流變性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)、濕面筋和干面筋均呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)。Banu 等[11]用工業(yè)磨制備樣品，檢測(cè)各粉路面粉理化特性和面團(tuán)流變特性，結(jié)果表明，皮磨系統(tǒng)和心磨系統(tǒng)的粗蛋白和濕面筋含量從籽粒中心到外圍總體上呈直線上升趨勢(shì)，然而面筋指數(shù)各粉路之間差異并不顯著。可見，蛋白質(zhì)及其組分含量在籽粒中的分布已基本清晰，而籽粒中心面粉質(zhì)量好的原因仍不清楚。本試驗(yàn)以同一批小麥籽粒為試驗(yàn)材料，分別使用碾米機(jī)、三皮三心實(shí)驗(yàn)?zāi)ズ土ぐ诵哪シ蹤C(jī)對(duì)應(yīng)制備7 份逐層碾磨粉，8 份三皮三心粉路粉和36 份六皮八心粉路粉，采用亮度值（L*）與灰分的比值定量表征籽粒的部位，在檢測(cè)參試粉的粗蛋白、干面筋、谷蛋白大聚體（十二烷基硫酸鈉不溶性蛋白）等蛋白組分含量以及面筋持水率、十二烷基硫酸鈉溶劑保持力等指標(biāo)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究參試粉十二烷基硫酸鈉可溶蛋白的形貌和谷蛋白大聚體動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性，旨在探究籽粒不同部位蛋白質(zhì)形貌和流變特性的差異，為解釋磨制所得不同粉路粉制作面制品存在質(zhì)量差異的原因提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

采用同一批師欒02-1 小麥品種，河北金沙河面業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司2018年提供。逐層碾磨粉、三皮三心粉路粉，2018～2019年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所制備。六皮八心粉路粉，2018年在河北某企業(yè)制備。

1.2 設(shè)備與儀器

TM05-C 型碾米機(jī)，日本SATAKE 公司；MLU 220 型實(shí)驗(yàn)?zāi)?，中?guó)布勒機(jī)械制造有限公司；3-30K 型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，德國(guó)SIGMA 公司；Thermomixer comfort 型恒溫混勻儀，德國(guó)EPPENDORF 公司；Vortex-Genie 2 型漩渦振蕩器，美國(guó)SCIENTIFIC INDUSTRIES 公司；ALPHA1-2LDPLUS 型真空冷凍干燥機(jī)，德國(guó)CHRIST 公司；DHG-9123A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，中國(guó)精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；CR-400/410 型色彩色差計(jì)，日本PROCHEM PACIFIC 公司；DN2100 型杜馬斯定氮儀，北京諾德泰科公司；Glutork2020 型電加熱干燥器、CF 2015 型面筋指數(shù)儀，瑞典Perten 公司；La Chrom 型高效液相系統(tǒng)，日本Hitachi High Technologies 公司；DAWN Heleos-Ⅱ型多角度激光檢測(cè)器、Optilab 型示差檢測(cè)器，美國(guó)Wyatt Technologies 公司；MCR502 型流變儀，奧地利Anton Paar 公司。

1.3 方法

1.3.1 參試粉的制備

1） 逐層碾磨粉的制備 參考Tosi 等[12]的方法，采用碾米機(jī)制備。用8 目不銹鋼篩網(wǎng)挑選均勻飽滿的小麥籽粒。將200 g 籽粒逐層碾磨出6 個(gè)樣品，質(zhì)量約占籽粒質(zhì)量的7%，6%，7%，10%，10%，10%，分別對(duì)應(yīng)于富含果皮組織、糊粉層、亞糊粉層和3 個(gè)逐漸靠近中心的胚乳，位置編號(hào)分別為1，2，3，4，5，6。約占粒重50%的剩余核心部位由于顆粒較小，無法使用碾米機(jī)制備，故采用實(shí)驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)磨制，位置編號(hào)為7，代表最接近中心的胚乳。

2） 三皮三心粉路粉的制備 將小麥籽粒水分調(diào)節(jié)至15%，并用實(shí)驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)進(jìn)行磨粉，分別獲得皮磨粉（B1，B2，B3）、心磨粉（R1，R2，R3）、細(xì)麩和粗麩，按照籽粒從外到內(nèi)的順序編號(hào)，分別對(duì)應(yīng)位置編號(hào)1～8，如表1所示。

3） 六皮八心磨粉機(jī)樣品的制備 使用某企業(yè)車間六皮八心磨粉機(jī)進(jìn)行制粉，組織多人在相同時(shí)間內(nèi)收集各個(gè)粉路的面粉。對(duì)相近的粉路粉根據(jù)其流量進(jìn)行配比得到36 個(gè)面粉樣品：皮磨粉1B、2B、3B、3BF、4B、4BF、5B、5BF、6BF；重篩粉D1、D2、D3、D4、D5、DS；打麩粉DF；渣磨粉1S、2S；心磨粉1M1、1M2、1M3、2M1、2M2、3M1、3M2、4M1、4M2、5M1、5M2、6M1、6M2、7M、8M；尾磨粉1T、2T；吸風(fēng)粉XF4。按照從外到內(nèi)的部位，編制位置編號(hào)，根據(jù)制粉師的經(jīng)驗(yàn)，來源于籽粒相近部位的面粉將編制相同的位置編號(hào)，36 個(gè)面粉分別編入1～14 的位置編號(hào)，如表1所示。

表1 三皮三心粉路粉和六皮八心粉路粉與對(duì)應(yīng)的位置編號(hào)Table 1 Correspondence between flour mill streams by experimental mill and industrial mill to position number

由于位置編號(hào)1 和2 的參試粉中麩皮含量較高，基本不含面筋，并且其戊聚糖含量較高，對(duì)GMP 組成和動(dòng)態(tài)流變性質(zhì)將產(chǎn)生影響[13]，故只選擇位置編號(hào)3～7 的逐層碾磨粉，編號(hào)3～8 的三皮三心粉和編號(hào)3～14 的六皮八心粉等參試粉進(jìn)行研究。

1.3.2 色值的檢測(cè) 采用色彩色差計(jì)檢測(cè)，采用Lab 色空間，用L*、a*和b*等值表示。L*是亮度值，0 代表黑色，100 代表白色。a*是紅綠值，b*是黃藍(lán)值。每個(gè)參試粉平行測(cè)試3 次。

1.3.3 灰分、粗蛋白、干面筋含量檢測(cè)和面筋持水率的計(jì)算 參照AACC 方法08-01.01 測(cè)定灰分含量[14]。粗蛋白含量測(cè)定：參考ISO/TS16634-2：2016 中所述的Dumas 燃燒方法[15]，以天冬氨酸為標(biāo)準(zhǔn)，用杜馬斯定氮儀檢測(cè)，換算系數(shù)為5.7。濕面筋參照AACC 方法38-10.01 制備[16]。干面筋含量測(cè)定：參照ISO 21415-3：2006[17]和ISO 21415-4：2006[18]。采用式（1）計(jì)算面筋持水率。

1.3.4 SDS 可溶蛋白、GMP 含量檢測(cè)和SDS 溶劑保持力的計(jì)算 參照Don 等[19]的方法，稱取1.4 g樣品放入50 mL 離心管（m1）內(nèi)，旋渦振蕩，同時(shí)加入超純水23.8 mL，平均分2 次加入，振蕩至樣品完全分散在水中。加入4.2 mL 的10%SDS 溶液，蓋緊瓶蓋后手動(dòng)緩慢上下顛倒，充分混勻。于20℃，20 000×g 離心30 min。緩慢倒出上清液，倒扣離心管10 s 后稱重并記錄上清液質(zhì)量（m2）、離心管和沉淀質(zhì)量（m3）。取1 mL 上清液（m4），在50℃下干燥48 h（m5），利用杜馬斯定氮儀分析SDS可溶蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)（C）。采用式（2）和式（3）進(jìn)行計(jì)算蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（w1）[20]，采用式（4）計(jì)算SDS 溶劑保持力（SRC），以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，數(shù)值以%表示。

式中，w1——單位質(zhì)量組分中SDS 可溶蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù) （mg/g）；w2——單位質(zhì)量組分粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù) （mg/g）；m1——空離心管質(zhì)量（g）；m2——上清液總質(zhì)量 （g）；m3——離心管和離心后小麥GMP 凝膠的總質(zhì)量 （g）；m4——1 mL 上清液的質(zhì)量（g）；m5——1 mL 上清液干燥后的質(zhì)量（g）；C——各組分蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）；1.40——公式（2）中各組分樣品的質(zhì)量（g）；1.40——公式（4）中試樣質(zhì)量（g）；14——將溶劑保持力轉(zhuǎn)換成14%濕基標(biāo)準(zhǔn)的水分含量；T1——試樣的水分質(zhì)量（g）。

1.3.5 蛋白質(zhì)形貌特征分析 SDS 可溶性蛋白形貌特征參考Fang 等[21]的方法，采用尺寸排阻色譜（SEC）和多角度激光散射（MALLS）聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行十八角度激光光散射儀檢測(cè)。十八角度激光光散射儀配備La Chrom 型高效液相系統(tǒng)：Hitachi L-2130 泵和Hitachi L-2400 紫外檢測(cè)器。檢測(cè)器工作波長(zhǎng)為280 nm。色譜柱：TSK G4000 SWXL，規(guī)格7.8 mm×300 mm，柱溫25 ℃。流動(dòng)相：0.1%-50 mmol/L 磷酸緩沖液，流速0.5 mL/min，使用前先超聲30 min，再用0.2 μm 的濾膜過濾。DAWN Heleos-Ⅱ激光檢測(cè)器：檢測(cè)波長(zhǎng)658 nm，工作溫度25 ℃；Optilab 型示差檢測(cè)器：特定示差折光增量（dn/dc）0.185 mL/g；進(jìn)樣量200 μL。

檢測(cè)結(jié)果分為激光信號(hào)、示差信號(hào)和紫外信號(hào)，標(biāo)樣牛血清白蛋白的洗脫圖如圖1所示。采用系統(tǒng)自帶的ASTRA 軟件分析，可得到樣品的Mw、Mn和Rgz等指標(biāo)。Mw是指樣品的重均摩爾質(zhì)量。Rgz是指樣品的z-均回轉(zhuǎn)半徑，用于描述粒子形狀的大小[21-22]。MW/Rgz3表示樣品粒子的緊密度，比值越大，越致密。Mw/Mn為多分散系數(shù)，用于表征樣品粒子摩爾質(zhì)量的分布，該值越接近1，樣品越均勻；該值越大，分布越寬，組成越復(fù)雜[23]。

圖1 標(biāo)樣牛血清白蛋白的洗脫圖Fig.1 Elution profiles of bovine aerum albumin

1.3.6 動(dòng)態(tài)流變特性的檢測(cè) 參考Don 等[19]的方法，采用流變儀檢測(cè)GMP 凝膠的流變特性。在谷蛋白大聚體提取過程中，加入SDS 離心得到沉淀，沉淀表面的膠狀物質(zhì)為谷蛋白大聚體凝膠。用小勺子輕刮收集GMP 凝膠約1 g。將GMP 凝膠轉(zhuǎn)移至流變儀平板中心，選擇25 mm 直徑的平行幾何平板，平板間間隙為1 mm，加蓋，靜置5～10 min。采用應(yīng)變掃描，溫度20 ℃，固定頻率1 Hz，應(yīng)變掃描范圍0.01%～100%。隨著凝膠形變?cè)黾?，?yīng)力基本不變的區(qū)域被稱為線性黏彈區(qū)，其平臺(tái)值分別代表樣品的儲(chǔ)能模量 （G′） 和損耗模量（G″），如圖2所示。G′代表樣品的固體或彈性特性，G″代表樣品的液體或黏性特性。G″/G′定義為tanδ，當(dāng)tanδ＞1 時(shí)，樣品總體呈現(xiàn)液體或黏性體系；反之，當(dāng)tanδ＜1 時(shí)，則呈現(xiàn)固體或彈性體系[24]。

圖2 GMP 動(dòng)態(tài)流變特性Fig.2 GMP dynamic rheology

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 整理數(shù)據(jù)，Origin 8.6 處理數(shù)據(jù)以及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 灰分含量和亮度值（L*）

參試小麥的逐層碾磨粉、三皮三心粉路粉和六皮八心粉路粉的灰分含量和亮度值 （L*） 如圖3a～3b 所示。越接近胚乳中心，灰分含量越低，L*值越高；越接近皮層，灰分含量越高，L*值越低?；曳趾吭邴溞姆壑凶兓容^小，位置分辨率較低；L*值變化幅度較大，波動(dòng)較大，故采用L*值和灰分含量的比值（簡(jiǎn)稱L*/灰分）作為參試粉在籽粒中位置定量表征指標(biāo)，即比值越小越靠近皮層，比值越大越靠近胚乳中心。

5 份逐層研磨粉、6 份三皮三心粉路粉和34份六皮八心粉路粉的位置編號(hào)與L*/灰分的關(guān)系如圖3c 所示。45 份參試粉的位置編號(hào)與L*/灰分的線性回歸系數(shù)R2（簡(jiǎn)稱R2）為0.499（P＜0.01）；5份逐層研磨粉的位置編號(hào)與L*/灰分的R2為0.742（P＜0.05）；6 份三皮三心粉路粉和34 份六皮八心粉路粉的位置編號(hào)與L*/灰分的R2分別為0.894（P＜0.01）和0.530（P＜0.01）。

圖3 小麥籽粒不同部位制粉的灰分（a）、亮度值L*（b）和L*/灰分（c）Fig.3 The ash content （a），lightness （b），L*/ ash （c） of flour from different fractions of wheat kernels

將碾米機(jī)逐層碾磨粉作為標(biāo)準(zhǔn)，位置編號(hào)3～7 的樣品，分別對(duì)應(yīng)小麥籽粒的亞糊粉層、胚乳外圍、胚乳次外圍、胚乳中心外圍、胚乳中心。從圖3c 可知，三皮三心粉路粉和六皮八心粉路粉所對(duì)應(yīng)的小麥籽粒的不同部位，比如：三皮三心粉路粉中1M、2M 和3M，六皮八心粉路粉中1M1、1M2、1M3、2M1、2M2、3M1、4M1、5M1、1S 和DS 與 代 表胚乳中心的位置編號(hào)7 對(duì)應(yīng)。如表2所示，對(duì)應(yīng)位置編號(hào)6 和7 的三皮三心粉路粉的出粉率分別為50.1%和12.8%，對(duì)應(yīng)位置編號(hào)5、6 和7 的六皮八心粉路粉的出粉率分別為5.5%，27.9%，40.4%。通過計(jì)算出粉率發(fā)現(xiàn)，三皮三心粉路粉樣品的出粉率和逐層碾磨粉樣品的出粉率類似。而六皮八心粉路粉的出粉率和逐層碾磨粉樣品存在差別，胚乳中心的出粉率要低于前兩種制備方式。

表2 不同制備方式的小麥籽粒不同部位制粉的出粉率Table 2 Extraction rate of flour from different fractions of different preparation methods

2.2 粗蛋白含量、干面筋和GMP 在總蛋白中占比

越接近胚乳中心，L*/灰分越大，粗蛋白的含量呈逐漸降低的趨勢(shì)，如圖4a 所示。45 份參試粉的L*/灰分與粗蛋白含量的R2為0.704（P＜0.01）；5 份逐層研磨粉的L*/灰分與粗蛋白含量的R2為0.844（P＜0.05）；6 份三皮三心粉路粉和34 份六皮八心粉路粉的L*/灰分與粗蛋白含量的R2分別為0.679（P＜0.05）和0.646（P＜0.01）。越靠近胚乳中心，45 份參試粉的干面筋、SDS 可溶蛋白和GMP含量均呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)（數(shù)據(jù)未提供）。

如圖4b 所示，L*/灰分越大，干面筋在總蛋白中占比呈逐漸增加的趨勢(shì)，表明與粗蛋白含量的降低速率相比，干面筋含量的降低速率較??；45份參試粉的L*/灰分與干面筋在總蛋白中占比（簡(jiǎn)稱干面筋占比）的R2為0.299（P＜0.01）；5 份逐層研磨粉的L*/灰分與干面筋占比的R2為0.985（P＜0.01）；6 份三皮三心粉路粉和34 份六皮八心粉路粉的L*/灰分與干面筋占比的R2分別為0.596（P＜0.05）和0.283（P＜0.01）。其中，六皮八心粉路粉中2T、D5、5BF、6M2、4M1 等5 份參試粉無法制得面筋，其干面筋占比按0 處理。如圖4c 所示，L*/灰分越大，GMP 在總蛋白中占比基本不變，表明其降低速率與粗蛋白含量降低速率基本一致。

圖4 小麥籽粒不同部位制粉的粗蛋白含量（a）、干面筋（b）和GMP（c）在總蛋白中的占比Fig.4 The content of crude protein （a） in flour，the content of dry gluten （b） and GMP （c） in total protein from different fractions of wheat kernels

2.3 面筋持水率和SDS 持溶劑力

小麥籽粒不同部位制粉的面筋持水率和SDS持溶劑力與L*/灰分的關(guān)系如圖5所示。L*/灰分越大，面筋持水率呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)；SDS 溶劑保持力呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)。45 份參試粉的L*/灰分與面筋持水率、SDS 持溶劑力的R2分別為0.180（P＜0.01）和0.310（P＜0.01）；5 份逐層研磨粉的L*/灰分與面筋持水率、SDS 持溶劑力的R2分別為0.580 和0.497；6 份三皮三心粉路粉面筋持水率、SDS 持溶劑力的R2分別為0.692 （P＜0.05）和0.529（P＞0.05）；34 份六皮八心粉路粉與面筋持水率、SDS 持溶劑力的R2分別為0.213 （P＜0.01）和0.177（P＜0.05）。其中，六皮八心粉路粉中2T、D5、5BF、6M2、4M1 等5 份參試粉無法制得面筋，其面筋持水率按0 處理。

圖5 小麥籽粒不同部位制粉的面筋持水率（a）和SDS 持溶劑力（b）Fig.5 Water holding capacity of gluten （a） and SDS holding capacity （b） of flour from different fractions of wheat kernels

2.4 SDS 可溶蛋白形貌

小麥籽粒不同部位制粉的SDS 可溶蛋白形貌特征如圖6所示。越接近胚乳中心，L*/灰分越大，SDS 可溶蛋白重均摩爾質(zhì)量和多分散指數(shù)呈現(xiàn)出波動(dòng)后降低的趨勢(shì)，z-均回轉(zhuǎn)半徑變化趨勢(shì)不明顯，密度總體呈逐漸降低的趨勢(shì)。

圖6 小麥籽粒不同部位制粉的SDS 可溶蛋白形貌Fig.6 Morphology of SDS soluble protein of flour from different fractions of wheat kernels

45 份參試粉的L*/灰分與密度的R2為0.096；5 份逐層研磨粉的L*/灰分與密度的R2為0.980（P＜0.01）；6 份三皮三心粉路粉與密度的R2為-0.203；34 份六皮八心粉路粉的L*/灰分與密度的R2為0.078。

2.5 小麥籽粒不同部位制粉的GMP 動(dòng)態(tài)流變

小麥籽粒不同部位制粉的GMP 動(dòng)態(tài)流變?nèi)鐖D7所示。L*/灰分越大，GMP 凝膠的G' 和G'' 平臺(tái)值均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)；除個(gè)別樣品存在波動(dòng)，損耗因子整體上基本不變或呈現(xiàn)略有降低的趨勢(shì)。

圖7 小麥籽粒不同部位制粉的GMP 動(dòng)態(tài)流變Fig.7 GMP dynamic rheology of flour from different fractions of wheat kernels

45 份參試粉的L*/灰分與G'、G'' 平臺(tái)值的R2分別為0.511（P<0.01）和0.517（P<0.01）；5 份逐層研磨粉的L*/灰分與G'、G'' 平臺(tái)值的R2分別為0.953（P<0.01）和0.931（P<0.01）；6 份三皮三心粉路粉的L*/灰分與G'、G'' 平臺(tái)值的R2分別為0.268 和0.272；34 份六皮八心粉路粉的L*/灰分與G'、G'' 平臺(tái)值的R2分別為和0.426（P<0.01）和0.429（P<0.01）。

3 討論

越接近胚乳中心，灰分含量越低，L*值越高。使用L*/灰分比值表征籽粒部位，增加了表征指標(biāo)的變化范圍，提高了胚乳中心部位的分辨率，是定量表征參試粉在籽粒中位置的適宜指標(biāo)。

研究發(fā)現(xiàn)，越靠近小麥籽粒胚乳中心，粗蛋白、干面筋、SDS 可溶蛋白和谷蛋白大聚體含量越低，這與前人發(fā)現(xiàn)小麥籽粒中蛋白質(zhì)含量變化的結(jié)果一致[7，10，25-26]。從小麥籽粒的最外層到最內(nèi)層，GMP 含量在總蛋白中的占比基本保持不變或略有下降。而干面筋的占比呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)，這與He 等[5]的研究結(jié)果一致。越靠近胚乳中心，面筋持水率越高，面筋吸水能力越強(qiáng)，這與王義斌[27]研究發(fā)現(xiàn)胚乳中面筋蛋白分布由外向內(nèi)的質(zhì)量逐漸變好的觀點(diǎn)一致。面粉SDS 持溶劑力逐漸降低與劉曉菲[28]研究小麥籽粒不同層次面粉SDS-沉降值變化趨勢(shì)一致，卻不同于Zhou 等[25]試驗(yàn)中SDS-沉降值變化趨勢(shì)。

通過SEC-MALLS 研究了來自小麥籽粒不同部位SDS 可溶性蛋白的構(gòu)象，其中Mw和Rgz可以指示聚合物的構(gòu)象狀態(tài)，這些變量之間的關(guān)系如式（5）所示。

常數(shù)α 推導(dǎo)溶液中聚合物的構(gòu)象。從理論上講，當(dāng)α=0.33 時(shí)，聚合物構(gòu)型為球形，而當(dāng)0.4 <α<0.6 時(shí)，則存在無規(guī)卷曲，當(dāng)α=1.0 時(shí)，構(gòu)型為棒狀[29]。此外，Mendichi 等[30]認(rèn)為，當(dāng)α＜0.33 時(shí)，聚合物的構(gòu)象是致密的準(zhǔn)球形。本試驗(yàn)中SDS 可溶性蛋白的α 值均低于0.33，所以其構(gòu)型是準(zhǔn)球形的，這與Zhao 等[31]結(jié)果相符。隨著L*/灰分比值越大，離籽粒中心較近時(shí)，SDS 可溶蛋白的重均摩爾質(zhì)量呈現(xiàn)出波動(dòng)后降低的趨勢(shì)，z-均回轉(zhuǎn)半徑變化趨勢(shì)不明顯，Mw/Rgz3值總體上呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，表明SDS 可溶蛋白聚集體形態(tài)變得松散，這個(gè)結(jié)果與Carceller 等[32]發(fā)現(xiàn)類似，隨著蛋白質(zhì)聚集體重均分子質(zhì)量的增加，其致密性也增加。Stevenson 等[33]也驗(yàn)證了這一點(diǎn)，較低分子質(zhì)量的蛋白質(zhì)聚合物構(gòu)象松散，而較高分子質(zhì)量構(gòu)象則更緊密。多分散指數(shù)總體上呈現(xiàn)出波動(dòng)后降低的趨勢(shì)，越靠近皮層，樣品的成分越復(fù)雜。

GMP 如需檢測(cè)形貌，需用超聲將其分散在SDS 溶液中，已破壞其構(gòu)象[34]，故采用動(dòng)態(tài)流變學(xué)間接檢測(cè)表征其形貌。GMP 粒子尺寸大小和濃度會(huì)影響GMP 凝膠的動(dòng)態(tài)流變學(xué)性質(zhì)[19]。GMP 在總蛋白中占比基本不變，而儲(chǔ)能模量和損耗模量同時(shí)增加，說明GMP 凝膠結(jié)構(gòu)存在差異[13]?？赡苁荊MP 粒子構(gòu)象疏松，增強(qiáng)了疏水氨基酸殘基的暴露程度，加強(qiáng)了疏水相互作用，使得聚集體纏結(jié)概率增加。進(jìn)一步增加了GMP 粒子尺寸，使儲(chǔ)能模量和損耗模量呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)[35]。

綜上，小麥籽粒中心部位蛋白質(zhì)的構(gòu)象可能比其它部分松散，故當(dāng)面筋蛋白含量基本相同時(shí)，籽粒中心部位樣品會(huì)形成更大的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包裹更多的蛋白質(zhì)和水，引起干面筋占比增加，以及面筋持水率增加。此外，松散的蛋白質(zhì)構(gòu)象增加了蛋白質(zhì)聚集體纏結(jié)的概率，引起儲(chǔ)能模量和損耗模量平臺(tái)值的增加。

4 結(jié)論

L*/灰分含量是定量表征小麥籽粒從外到內(nèi)不同部位的有效指標(biāo)。越接近小麥胚乳中心，粗蛋白含量越低，干面筋在總蛋白中占比越高，GMP 在總蛋白中占比變化趨勢(shì)不明顯；面筋持水率越高，SDS 溶劑保持力越低。SDS 可溶性蛋白的密度（Mw/Rgz3）總體上呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)。GMP 凝膠的儲(chǔ)能模量和損耗模量平臺(tái)值呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)?；谶@些結(jié)果推測(cè)，靠近胚乳中心蛋白質(zhì)構(gòu)象的結(jié)構(gòu)松散，面筋網(wǎng)絡(luò)能夠包裹更多的蛋白質(zhì)和水，松散的構(gòu)象增加了聚集體纏結(jié)的概率，引起儲(chǔ)能模量和損耗模量平臺(tái)值的增加。