摘要
淀粉和面筋蛋白是小麦面粉中的主要成分，两者现已广泛应用于食品、化工、饲料、医疗行业，且需求量逐年增高。我国谷朊粉(面筋蛋白粉)和小麦淀粉的生产还不成熟，小麦深加工转化率较低。面浆离心法作为现代小麦湿法分离工业常用分离方式，其分离工艺仍有许多空间值得优化探究。本论文研究了均质、盐、臭氧水、pH等处理对面浆法面筋蛋白、淀粉的分离效果，以及产品功能、结构特性的影响。旨在明确面筋蛋白聚集行为与淀粉、谷朊粉分离效果的关系，寻找稳定、可靠的淀粉、谷朊粉加工工艺，为在实际工业中控制淀粉与谷朊粉分离，改善小麦粉的加工适应性提供参考。 首先研究了盐和均质转速对淀粉、面筋蛋白分离效果的影响。结果表明:弱浓度的盐有助于蛋白质表面疏水性降低，极性残基暴露，导致面筋水合作用增强;均质产生的剪切力将面浆分解成更小的颗粒，面筋和淀粉颗粒相互游离，面筋颗粒与水分子完全接触并吸收水分;面筋蛋白聚集吸水使其与淀粉颗粒密度差增大，有助于两相的离心分离，显著(p＜0.05)提高了 A淀粉的产率。面浆粘度降低有利于减少面筋蛋白聚集过程中的空间位阻，降低了面浆中各成分的流动性和面筋团聚性，促进了淀粉和面筋蛋白的分离。加盐、增加均质转速能诱导面筋蛋白游离巯基(SH)氧化形成链间或链内二硫键，促进谷蛋白大聚体(GMP)的形成;微观结构表现为面筋基质厚实且呈现层状，宏观表现为吸水率、硬度、抗拉伸性的提高。然而随面筋蛋白水合作用的增强，二级结构向β-转角转变，宏观表现为粘弹性降低，延展性增强。盐通过静电相互作用能够抑制淀粉的凝胶化;均质的剪切作用导致破损淀粉含量显著增加，不利于淀粉的重结晶，淀粉的抗老化性能增强。 其次研究了臭氧水对淀粉、面筋蛋白分离效果的影响。结果表明:与常规工艺相比，臭氧水预处理形成的面浆中分离出的淀粉回收率提高了 4.7％,面筋蛋白、淀粉的纯度均显著提高(p＜0.05)。臭氧水可以显著降低产品的菌落总数，延长产品的货架期。经臭氧处理后淀粉的糊化温度显著(p＜0.05)下降，这说明臭氧水处理能够破坏淀粉分子结构，使淀粉更易糊化。淀粉结晶度下降，支链淀粉解旋，破损淀粉含量的增加，导致淀粉抗老化性能增强。臭氧能够氧化游离巯基形成二硫键，导致谷蛋白大聚体的聚合。同时二硫键构型向gauche-gauche-gauche(g-g-g)转变，二级结构向β-折叠转变，使面筋蛋白网络结构更加稳定有序，宏观表现为水溶性、保水性、粘弹性及抗拉伸性增强。SEM观察到高浓度臭氧水处理后面筋蛋白网络结构孔隙变大，在几个区域出现断裂或不规则沟壑，这说明高浓度的臭氧会过度氧化破坏面筋结构。 最后研究了 pH对淀粉、面筋蛋白分离效果的影响。结果表明:面浆在中性条件下分离的淀粉和面筋蛋白产率和纯度更高。在酸性或碱性条件下分离的淀粉容易溶胀破裂，结晶度低，糊化时热稳定性差。中性和碱性环境下分离的面筋蛋白拥有更好的功能特性，如水溶性、保水性、粘弹性;酸性条件不利于面筋蛋白弹性的维持。利用Raman技术对不同pH下分离出的面筋蛋白进行分析，结果表明pH影响面筋蛋白的氨基酸残基微环境，中性和碱性环境下分离的面筋蛋白酪氨酸、色氨酸残基趋于埋藏，这有利于蛋白质折叠和聚集。pH为7时分离出的面筋蛋白β-折叠及二硫键g-g-g构型含量较高，空间结构更稳定有序。SEM观察到碱性环境下面筋蛋白孔隙的数量减少，网络密度增加。碱性促进了谷蛋白大聚体的形成，面筋网络得以加强，这与二硫键g-g-g构型正相关，说明麦谷蛋白对面筋网络强度贡献更大。 综上所述，高度聚集的面筋蛋白能够通过吸水膨胀增大与淀粉的密度差，使两相在离心场中更易被分离。不同处理方式都是通过改变面筋蛋白聚集行为间接影响分离过程中的效率以及产品的最终用途。本文的研究对实际工业控制淀粉与谷朊粉分离，改善小麦粉的加工适应性具有指导意义。
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