本文標(biāo)題："小麥蛋白質(zhì)之化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)"

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面粉的組成分在面包制造過程所扮演之角色

小麥蛋白質(zhì)

面粉中的脂質(zhì)

淀粉粒

非淀粉多醣－聚戊醣

酵素

其他組成分

小麥蛋白質(zhì)

小麥蛋白質(zhì)之化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)與面糰形成

小麥蛋白質(zhì)與面包品質(zhì)

小麥蛋白質(zhì)之化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)

小麥蛋白質(zhì)依溶解度可分為水溶性之白蛋白、鹽溶性之球蛋白、醇溶性之榖膠蛋白和可溶于酸堿之麥榖蛋白。

面粉加水后面糰的黏彈性增大，水洗出可溶離淀粉及其他物質(zhì)，殘留之脂蛋白質(zhì)部分稱為面筋蛋白質(zhì)。

面筋是決定面粉吸水量之重要因子，會(huì)影響烘焙品質(zhì)。

小麥面筋蛋白質(zhì)中離子性胺基酸含量極少，堿性胺基酸如組胺酸、精胺酸及離胺酸含量低，所以小麥面筋蛋白質(zhì)溶解度低。

醯胺類胺基酸，如麩胺醯胺及天冬門醯胺，與含硫胺基酸含量高，與面糰網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成有關(guān)。

蛋白質(zhì)與面糰形成

面筋蛋白質(zhì)由麥穀蛋白及穀膠蛋白組成，此二種成分參與面筋的形成，是面糰形成的主要因子。

麥穀蛋白分子量大于100 kDa，具有彈性而伸展性較小；而醇溶蛋白具有伸展性而彈性較小。

穀膠蛋白為單元體蛋白質(zhì)，其分子內(nèi)雙硫鍵可穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

麥穀蛋白含多量麩胺酸，為線型蛋白質(zhì)多元體，在尿素、胍及界面活性劑存在下具可溶性，可知麥穀蛋白分子間主要有氫鍵及疏水性鍵結(jié)，同時(shí)結(jié)構(gòu)中具分子內(nèi)及分子間雙硫鍵，蛋白質(zhì)間以分子間雙硫鍵之頭尾相連，當(dāng)力量施于末端時(shí)，外型向外伸長(zhǎng)，反之，力量移除時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)回到原來(lái)低能量狀態(tài)再度纏繞，因而可提供面糰特性。

高分子量麥穀蛋白因含雙硫鍵，具β-轉(zhuǎn)折蛋白質(zhì)構(gòu)形，其空間結(jié)構(gòu)類似彈性蛋白，亦是產(chǎn)生黏性原因。

小麥蛋白質(zhì)與面包品質(zhì)

面糰黏彈性被認(rèn)為與高分子量麥穀蛋白的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

面筋蛋白質(zhì)之流動(dòng)隨溫度升高而增大，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)分子間發(fā)生熱變性而凝聚，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)生成，可提供面包體積的支架。

面粉中的脂質(zhì)

化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)

小麥脂質(zhì)對(duì)面筋形成之影響

脂肪與小麥蛋白質(zhì)交互反應(yīng)

化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)

小麥粒中的脂質(zhì)含量極微，主要為三酸甘油酯。

在磨粉過程中，胚芽?jī)?nèi)之三酸甘油酯，會(huì)因碾壓之機(jī)械力而流入面粉中，造成面粉50%之三酸甘油酯來(lái)自胚芽部分，約16%的脂質(zhì)是在淀粉粒中，與直鏈淀粉形成複合物，稱為淀粉脂質(zhì)，此類淀粉因存在淀粉粒內(nèi)，不易與其他成分發(fā)生作用。

小麥脂質(zhì)對(duì)面筋形成之影響

極性脂質(zhì)以半乳糖脂及磷脂為主，存在細(xì)胞膜內(nèi)，具典型膜脂質(zhì)結(jié)構(gòu)，乃由脂肪雙層分子組成，非極性端之碳?xì)浠衔镦滎愃埔后w脂質(zhì)結(jié)構(gòu)，即液晶相，以不規(guī)則排列構(gòu)成中心核，極性端形成兩端界面，這些雙層分子與水分子交替排列。

當(dāng)水分過多時(shí)，脂肪雙層圍住而生成球狀，與水分子層互相交錯(cuò)排列。

液晶狀態(tài)可穩(wěn)定氣體，對(duì)于面糰氣體保留很重要，因此，脂肪添加液晶油脂，可改善面糰保氣能力。

脂肪與小麥蛋白質(zhì)交互反應(yīng)

油脂會(huì)與面筋蛋白質(zhì)形成複合物或稱為面筋膠體。

油脂類似細(xì)胞膜，呈現(xiàn)脂肪雙層分子之液晶結(jié)構(gòu)，水及蛋白質(zhì)分佈于油脂之四周，蛋白質(zhì)極性表面及疏水性內(nèi)部，會(huì)與脂肪之液晶結(jié)構(gòu)形成複合物，所以具有氣泡穩(wěn)定能力。

淀粉粒

吸水性

糊化

回凝

吸水性

淀粉不溶于冷水，但在溫水中會(huì)吸水膨潤(rùn)，達(dá)到糊化溫度時(shí)，淀粉吸水性大大增加，淀粉顆粒體積膨脹。

小麥之淀粉粒其相鄰直鏈與支鏈分子平行結(jié)構(gòu)因氫鍵而排列成高度結(jié)晶，成同心環(huán)狀的輻射形分佈，此排列結(jié)構(gòu)的淀粉粒在偏極光下會(huì)呈現(xiàn)複曲折性或偏光十字性，此為小麥之淀粉粒之特征。

完整之淀粉粒才具有類似儲(chǔ)水槽之功能，即乾燥之淀粉粒分子在細(xì)胞膜內(nèi)部，透過細(xì)胞膜吸水后膨潤(rùn)，但結(jié)構(gòu)并不崩潰，完整淀粉粒具有吸水及保水之能力。

糊化

糊化乃淀粉在水中受熱后黏度上升現(xiàn)象，于加熱時(shí)，淀粒不定形區(qū)的弱氫鍵先被破壞而吸水，持續(xù)加熱時(shí)，在約60~75℃之間，結(jié)晶區(qū)的強(qiáng)氫鍵也被破壞，複曲折性消失，后淀粉粒失去結(jié)晶崩解。

淀粉糊化時(shí)，水主要會(huì)與蛋白質(zhì)作用，此時(shí)淀粉僅部分糊化，烘焙時(shí)淀粉在水分之利用會(huì)受限制。

此因氣體產(chǎn)生擴(kuò)張，淀粉膨潤(rùn)后呈水晶體狀，部分淀粉粒及破碎淀粉粒則會(huì)釋出游離淀粉。

回凝

糊化后之淀粉液放置冷卻時(shí)，原已被熱散開之氫鍵可逆地任意排列再度結(jié)合，淀粉分子會(huì)降低與水之結(jié)合力，淀粉分子間氫鍵再度生成，淀粉會(huì)由膠體狀轉(zhuǎn)變成含結(jié)晶結(jié)構(gòu)之物理改變，新鮮面包淀粉分子為不定型狀態(tài)，經(jīng)存放后會(huì)再結(jié)晶，淀粉溶解度下降變乾硬，此為面包老化。

水量對(duì)淀粉老化十分重要，淀粉膠體水含量會(huì)影響老化速率，支鏈淀粉在50%及70%水含量下儲(chǔ)存14天，淀粉粒顯示有結(jié)晶現(xiàn)象，表示支鏈淀粉發(fā)生回凝形成非顆粒狀，示差掃描熱分析其主要吸熱峰，可推測(cè)淀粉釋出之游離態(tài)支鏈淀粉為老化主要原因。

非淀粉多醣－聚戊醣

化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)

氧化凝膠作用

保水性

保留氣體能力

化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)

面粉內(nèi)主要非淀粉多醣包括聚戊醣、纖維素、β-聚葡萄糖、半纖維素、葡萄聚甘露糖、半乳聚甘露糖。

水溶性聚戊醣可吸15~20倍水量，生成高黏稠溶液。

不溶性聚戊醣以堿溶解純化后，再添加到小麥粉(2%)可改善面筋特性、面包體積及組織。

氧化凝膠作用

面糰混合時(shí)，聚戊醣分子會(huì)進(jìn)行氧化交聯(lián)作用，提供面糰流變性，醣蛋白與面筋蛋白質(zhì)亦會(huì)參與凝膠生成。

聚戊醣結(jié)構(gòu)含有阿魏酸(ferulic acid)與阿拉伯糖(arabinose)，阿拉拍糖之氫氧基與阿魏酸是以酯化方式存在，參予氧化凝膠生成不溶性網(wǎng)狀膠體。

當(dāng)加入過氧化氫或過氧化酶進(jìn)行氧化時(shí)，可溶性聚戊醣即含阿拉伯糖聚木質(zhì)糖鏈上之阿魏酸，分子間會(huì)氧化交聯(lián)產(chǎn)生網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，生成聚戊醣膠體溶液。

面粉若添加蛋白質(zhì)水解酵素，醣蛋白之多元酚因水解其含量降至原來(lái)一半而失去氧化凝膠能力，此時(shí)凝膠會(huì)轉(zhuǎn)變成流體。

氧化劑之添加，會(huì)使面筋蛋白硫氫基氧化，面包油脂中不飽和脂肪酸或醣蛋白亦會(huì)氧化等，均可強(qiáng)化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改善烘焙性質(zhì)。

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