破解面团“筋道”与“保水”之谜:我国团队揭示小麦粉品质形成关键分子指标

面制品的质地、弹性和口感是消费者关注的重点,而这些特性很大程度上取决于小麦面粉中面筋蛋白形成的三维网络结构。

长期以来,学界和产业界对于小麦育种、栽培、储存和加工过程中多种因素如何影响蛋白质分子间相互作用、进而决定面团质量的问题,一直缺乏系统性的科学解释。

这一问题的解决对于提升面制品品质、实现标准化生产具有重要意义。

针对这一难题,中国农业科学院农产品加工研究所联合国内外科研团队开展了深入研究。

通过对代表性小麦基因型的系统分析,研究人员发现,携带“5+10”亚基的强筋小麦品种具有更高的蛋白质和二硫键含量,形成的面团更为筋道,但持水能力相对较弱。

研究同时揭示,生长季节不灌溉能促使小麦在灌浆期形成更多二硫键,实现蛋白质的“预聚集”,从而使面团蛋白质网络更加紧密。

在储存方式方面,研究团队发现,与常温有氧储存相比,4℃无氧储存能显著抑制二硫键的过度形成,同时促进氢键的增加。

氢键的增多有助于面筋网络的延伸,并提升面团的持水能力。

值得注意的是,同一批小麦的不同部位,其蛋白质组成与状态也存在差异,导致面粉特性呈现梯度变化。

该研究的突破性成果在于首次提出了一个可量化衡量蛋白质网络聚集状态的关键指标——二硫键与氢键的比率。

研究人员形象地比喻:二硫键如同坚固的钢钉,决定面团网络强度;氢键则像灵活的魔术贴,影响面团网络的弹性和持水性。

研究发现,该比率与面团揉混峰值稠度呈显著正相关,比率越高,蛋白质聚集越紧密,面团筋力越强;而面筋持水能力则与达到搅拌峰值所需的能量呈负相关。

中国农业科学院农产品加工研究所研究员张波指出,这一研究从蛋白质互作的微观和介观尺度揭示了面团质量形成的核心机制,对产业实践具有重要指导意义。

在育种方面,可针对性地选择调控关键相互作用比例的基因型;在栽培管理上,可科学调控水分以平衡产量与蛋白质质量;在储运和加工环节,则可通过控制储存条件和科学配粉,精准调控面粉的加工性能。

这些发现为实现优质面制品的标准化生产提供了科学依据。

从田间到餐桌,小麦面制品的品质形成涉及多个环节的相互作用。

这项研究通过揭示蛋白质分子间相互作用的规律,不仅为科学育种和精准加工提供了新的理论依据,更重要的是展现了基础科学研究对产业发展的深刻指导意义。

随着这些机制的深入理解和应用推广,我国有望在优质小麦品种选育、面制品加工工艺优化等方面取得更大突破,为保障粮食安全和提升食品品质做出更大贡献。