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γ-聚谷氨酸Poly(y-glutamic acid),,y-PGA]作为微生物发酵代谢的天然食品添加剂,已广泛应用于谷物制品领域,多方面改善面制品品质。目前,大多数研究倾向于探索γ-PGA在面制品中的功能性,但相关机制研究较少,这样就无法为γ-PGA更好地应用于食品行业提供理论依据和技术指导。本文按γ-PGA与面粉的不同比例混合,制成面团,分别从面团流变学特性、面团组分变化及馒头和饼干的品质这三个方面进行研究。主要研究内容及结果如下:(1)从经验流变学(粉质特性)和基础流变学(单轴拉伸、动态振荡、应力松弛)的角度分别研究,发现γ-PGA对面团流变学特性均有显著性影响。粉质实验表明,γ-PGA可以显著提高面粉的吸水率,在0.50%γ-PGA添加量时获得最高吸水率,较对照相比,提高了 5.93%。面团的形成时间,稳定时间显著延长,分别由4.04 min延长到7.87 min,4.40 min延长到12.79 min,而弱化度随γ-PGA添加量的增加,逐渐降低,由最初的132降低到42,降低了 68.19%。拉伸实验表明,γ-PGA降低了面团的拉伸最大阻力,延伸度提高,拉伸面积先降低后升高。表明γ-PGA使面团的拉伸性能降低,面团整体流动性增强。γ-PGA导致面团的弹性模量和黏性模量降低,损耗因子变大,1.00%γ-PGA添加量效果最为明显。动态震荡实验证明,面团的弹性模量和黏性模量降低,说明面团的弹性和黏性均减弱,损耗因子变大说明γ-PGA的添加让面团变得更湿润,松弛。为了验证这一点,进行了面团的应力松弛实验。研究结果表明,,γ-PGA显著降低面团的应力,在γ-PGA添加量为1.50%时其最大应力和平衡应力分别降低了 24.8%,34.8%,普弹模量由4.16×104Pa减小到2.77×104Pa、高弹模量由 11.04×103Pa减少到 7.20×103Pa、阻尼系数由 5.41×105Pa·S 降低到 3.50×05Pa·S,松弛时间由12.99 min缩短到12.61 min,但变形程度显著增大,再次验证了面团的松弛特性变大,应力,弹性及初始黏度变小。(2)γ-PGA对面团流变特性的影响,是γ-PGA与面团成分相互作用的结果。水分是面团的主要组成部分,利用脉冲核磁共振技术研究面团的水分特性发现,T22值降低,面团中半结合水的活性降低,说明γ-PGA对面团半结合水的束缚力增强。使用激光共聚焦扫描显微镜观察面团形成情况,发现蛋白网络有聚集现象,网络之间连接减弱,孔洞变小,淀粉颗粒发生溶胀导致形状不规则,表明γ-PGA对蛋白产生了负面影响,与淀粉产生了相互作用。从面团粉的电镜扫描图像中可以直观地看出,相同研磨强度的面团粉,添加了 γ-PGA的颗粒变小,包裹在淀粉表面的蛋白减少,裸露的淀粉颗粒数量增加,淀粉结构破损,在γ-PGA添加量为0.75%时,面粉颗粒最小,说明γ-PGA会使冻干的面团更容易研磨成粉,蛋白结构变弱,淀粉损伤程度变大。由面团粉溶剂保持力的测定可知,γ-PGA对这四种溶液的溶剂保持力均有显著影响,γ-PGA提高了小麦粉微量水SRC、微量碳酸钠SRC、微量蔗糖SRC值,在1.00%γ-PGA添加量时达到最大值,γ-PGA降低了微量乳酸SRC,说明γ-PGA提高了面团粉的吸水能力,使面团粉更易于处在高糖的环境中,对麦谷蛋白特性有减弱作用,且与淀粉和麦醇溶蛋白存在相互作用。(3)γ-PGA改变了蛋白质的空间结构,对面筋蛋白起到弱化作用。γ-PGA对粗蛋白含量没有显著影响。不同γ-PGA添加量对面团粉的干湿面筋含量影响不同,微量添加γ-PGA(0.25%～0.50%)使面筋含量升高,0.75%γ-PGA使小麦粉干湿面筋含量降低,过量添加γ-PGA(1.00%～1.50%)使干湿面筋含量再次增加。根据麦谷蛋白大聚体(GMP)含量测验和SDS可溶性蛋白液相色谱分析可知,γ-PGA使GMP含量降低,SDS可溶性蛋白含量增加,说明γ-PGA使麦谷蛋白大聚体发生解聚,降解成SDS可溶性蛋白。对小麦面团自由巯基和二硫键含量的测定显示,自由疏基含量减少,二硫键含量没有发生变化。傅里叶红外光谱分析表明,,γ-PGA的添加改变了小麦蛋白的二级结构,蛋白结构伸展,使α-螺旋和β-转角结构减少,β-折叠结构增加。对小麦蛋白进行SDS-PAGE分析,γ-PGA的添加未破坏蛋白质的一级结构。(4)γ-PGA对蒸煮类产品(馒头)和烘焙类产品(饼干)具有改良作用。0.50%γ-PGA提高馒头的比容,但继续增大γ-PGA添加量馒头比容降低。加入0.50%～0.75%γ-PGA制得的馒头硬度和咀嚼性最低,1.00%～1.50%γ-PGA制得的馒头回复性降低,γ-PGA添加量为0.25%～0.75%时,馒头内部气孔分布越来越均匀,气孔直径大多偏小。但馒头表皮出现斑点。随着γ-PGA添加量的增加,饼干的硬度降低,易脆度先降低后上升。γ-PGA提升了饼干的色泽,变得更白亮,饼干重量变大,出品率提高,表面平滑,细腻。