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有研究表明，面团在冷冻过程中会发生冰晶的生长和重结晶，进而导致面团关键组分的劣变。添加合适的抗冻剂是改善面团冷冻损害的最有效途径。植物源抗冻蛋白冰晶重结晶抑制效果更佳，可以很好地解决这一问题，而且其功能特性与任何毒性蛋白无关，具有较高的安全性。亚麻籽是我国重要的油料作物之一，将榨油后剩下的亚麻籽粕用来提取亚麻籽粕蛋白，得到的蛋白约占32%～49%，是非常好的蛋白资源，在抗冻剂方面具有较大的潜力。
郑州轻工业大学食品与生物工程学院张艳艳、郭朋磊、张华*等以亚麻籽粕为原料，探究亚麻籽粕蛋白及其酶解物在抗冻方面的功能特性以及对冷冻面团的低温保护作用，旨在为亚麻籽资源的开发以及在食品中的应用提供理论依据。
酶解时间对亚麻籽粕蛋白酶解物热滞活性的影响
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如表1所示，随着酶解时间的延长，热滞活性呈现先升高后降低的趋势，在酶解时间为60 min时达到最大值0.83 ℃；随着酶解时间延长，酶与底物的作用达到饱和可能会改变其周围的环境导致活性片段的分解与断裂，从而降低亚麻籽粕蛋白酶解物的热滞活性。综上，亚麻籽粕蛋白酶解物在抗冻剂方面具有较大的潜力，这也为进一步考察其对面团的冷冻保护提供基础。
酶解时间对亚麻籽粕蛋白酶解物冰重结晶抑制活性的影响
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由图1可以看出，对照组（蔗糖溶液）在冻结后形成的大冰晶（＞30μm）数量较多。与对照组相比，添加亚麻籽粕蛋白酶解物的蔗糖溶液中大冰晶较少，且冰晶分布较为均匀，在一定程度上起到抑制冰晶重结晶的效果。此外，采用Image J软件统计出每张图中冰晶的尺寸分布从图2可以看出，相对于对照组，添加蛋白酶解物的样品中，大冰晶数量呈下降趋势，表明添加亚麻籽粕蛋白酶解物能够抑制冰晶的生长。
与0 min（未酶解的亚麻籽粕蛋白）相比，经过酶解后的亚麻籽粕蛋白有显著抑制效果，其中经过60、120 min酶解的亚麻籽粕蛋白形成的冰晶颗粒最为细小，分布致密且均匀，其抑制冰结晶的效果较其他组最为显著；此外，酶解30 min时的亚麻籽粕蛋白酶解物也有较好地抑制冰晶重结晶的效果。
亚麻籽粕蛋白酶解物对冷冻面团水分分布的影响
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如图3、表2所示，对照面团中T 21 、T22 和T22组分的相对含量（A21、A22和A23）分别为6.80%、91.80%和1.40%，与对照面团相比，添加了亚麻籽粕蛋白酶解物的面团中A21显著提高，A22显著降低，A23在水解度为0%时有所提高。根据表2可以看出，随着水解度的增加，A21呈现先增大后降低的趋势，在水解度为13.62%（酶解60 min）时达到最大值；此外，水解度为10.57%（酶解30 min）的亚麻籽粕蛋白酶解物对面团水分状态也具有较好的保护作用；而A22呈下降趋势。因此，在冷冻过程中添加一定量的亚麻籽粕蛋白酶解物可以对面团中水分稳定性起到较好的冷冻保护作用 。而稳定的水分状态、均匀的水分分布更有益于面团发酵，得到比容大、质地松软有弹性的发酵面食。
亚麻籽粕蛋白酶解物对冷冻面团发酵特性的影响
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由表3可知，在反复冻融5 次后，随着水解度的增加，面团的Hm、h均大于对照组，在水解度为13.62%（酶解60 min）时两者均达到最大值（Hm=42.2 mm，h=34.0 mm）；随着酶解时间的延长，Tx逐渐延后，较大的Tx值在一定程度上可反映面团的筋力，故在水解度为13.62%时Tx达到最大值，此时面团的筋力最好，可以有效减缓冷冻对面筋蛋白网络的破坏，提高酵母细胞的存活率，从而更好提升了面制品的感官品质；Vt 和Vr值也显著高于对照面团。综上，添加亚麻籽粕蛋白酶解物可以提高酵母产气和持气能力，提升冷冻面制品的最终品质，使面团及其制品更加松软。
亚麻籽粕蛋白酶解物对面团中面筋蛋白分子结构的影响
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拉曼光谱常用来表征蛋白分子结构的变化，其中500～550、760 cm －1 与820～860 cm －1 和1600～1700 cm －1 分别与面筋蛋白中二硫键、色氨酸、酪氨酸以及酰胺I带相关，因此这些光谱峰常用来分析蛋白分子结构（二硫键构型、氨基酸侧链和二级结构）的变化。
二级结构分析
如图4所示，与对照组相比，添加亚麻子粕蛋白酶解物后，面团中面筋蛋白的α-螺旋结构的相对含量呈现先增加后减少的趋势，β-折叠结构和无规卷曲结构的相对含量先减少后增加，β-转角结构的相对含量在水解度为15.24%达到最大值，在水解度为0%时最小。当水解度为13.62%（酶解60 min）时，面团中面筋蛋白的α-螺旋结构占比达到最大，无规卷曲和β-折叠结构相对占比最少。在水解度为0%～13.62%时，相对于对照组，β-折叠结构的相对含量呈显著下降趋势。
水解度为13.62%时，其对面筋蛋白的冷冻保护作用最显著，水解度更高反而其冷冻保护作用下降，这可能是因为亚麻籽粕蛋白酶解物的水解度较高时，引入了较多不利于面筋蛋白结构稳定的短肽和氨基酸。
二硫键分析
如图5所示，与对照组相比，随着亚麻籽粕蛋白酶解物水解度的增大，二硫键中g-g-g构型的相对含量先增加后降低，t-g-t构型相对含量先降低后增加，g-g-t构型相对含量在水解度为10.57%（酶解30 min）时达到最高。通过以上分析发现，面团在反复冻融过程中，添加一定水解度的亚麻籽粕蛋白酶解物可以使二硫键中不稳定的t-g-t构型转化为较稳定的g-g-g构型，在一定程度上抑制了冻融循环对面筋蛋白结构的破坏，维持了面筋蛋白网络状结构的稳定性，当水解度为13.62%时这种抑制作用效果最佳，水解度为10.57%（酶解30 min）的亚麻籽粕蛋白酶解物也对面筋蛋白二硫键具有冷冻保护作用，而这种保护作用是由于亚麻籽粕蛋白酶解物具有抗冻活性，可以抑制冷冻过程中冰晶的生长和重结晶，从而降低冰晶对面筋蛋白结构的破坏。
氨基酸侧链分析
如图6所示，添加亚麻籽粕蛋白酶解物有效地抑制色氨酸（I 760 ）的暴露程度，并有助于减缓冰晶对面团中氢键的破坏作用，使酪氨酸残基（I 850 /I 830 ）更好地处于“包埋”的环境中。氨基酸侧链结果表明添加一定水解度的亚麻籽粕蛋白酶解物可以有效抑制冻融循环对面筋蛋白三级结构的破坏，对面团在冷冻过程中起到了一定的保护作用，且这种保护作用在水解度为13.62%（酶解时间为60 min）时效果最佳。
结 论
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本实验系统阐述了亚麻籽粕蛋白酶解物抗冻性能以及对面团冷冻保护机制。在酶解60 min时，亚麻籽粕蛋白酶解物的热滞活性最高，冰重结晶抑制活性最为显著；将酶解物添加到面团体系中发现，不仅提升了面团的持水性能，而且缩短了面团的醒发时间，同时酶解物的添加在一定程度上减弱了冰晶对面团网络结构的破坏，使蛋白二级结构趋向有序化。综上所述，亚麻籽粕蛋白酶解物的添加对面团在冻融循环过程中具有显著保护作用，为冷冻面团的品质的改良和植物源蛋白的开发提供了理论参考。
本文《亚麻籽粕蛋白酶解物对面团的低温保护作用》来源于《食品科学》2023年44卷08期71-77页，作者：张艳艳，郭朋磊，卢晔，黄圆圆，刘兴丽，张华。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220617-180.
实习编辑：淮阴工学院生命科学与食品工程学院 彭凯雄 ；责任编辑：张睿梅 。 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。图片来源于文章原文及摄图网。
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