小麦面筋蛋白是小麦淀粉加工的副产物,具有较高的营养价值。由于小麦面筋蛋白在水中的溶解性较差,使其在食品发酵工业中的应用受到了限制。为拓展小麦面筋蛋白的应用领域和范围,国内相关单位利用酶解技术开发了多种食品级和饲料级小麦面筋蛋白水解物产品。然而,由于工艺技术、装备条件和过程控制等方面的原因,国内的小麦面筋蛋白水解物产品普遍存在着不溶物含量高和分散性差的问题。本文以国内生产的小麦蛋白水解物为原料,通过系统分析其理化性质,明确影响其水溶性和外观质量的主要因素,进而研究高温蒸煮、高温高压处理以及复合酶解等不同制备工艺对高溶解性小麦蛋白水解产物(小麦蛋白胨)的理化性质和微观结构的影响,同时考察小麦蛋白胨作为培养基氮源用于纳他霉素发酵、疫苗布氏杆菌和益生菌乳酸菌增殖的可行性,并初步探讨其促进乳酸乳球菌增殖的机理。主要结论如下:(1)小麦面筋蛋白水解物(WPH)的可溶性和不可溶组分的含量分别为70.20%和29.80%;其中,不溶物主要为蛋白和淀粉(分别占不溶物总量的77.21%和21.43%)。高温蒸煮和高温高压处理使WPH中可溶性组分的含量分别降低为67.98%和65.49%。以水解度和可溶性组分的含量为指标,优化了WPH复合酶解的最适条件:风味蛋白酶2500 U/g,底物浓度30 g/L,pH 6.0,温度55°C,酶解2.5 h后加入淀粉酶(α-淀粉酶50 U/g,糖化酶100 U/g)继续酶解0.5 h。在此条件下,WPH的水解度为6.52%,其可溶性组分含量达到92.87%。(2)以出粉率、含水率及蛋白质分散系数(PDI)为指标,确定了小麦蛋白胨的最适喷雾干燥条件:进风温度200°C,压缩空气流600 L/h,进料流速7.0 mL/min,进料浓度80 g/L。复合酶解(WP-1)、高温蒸煮(WP-2)和高温高压(WP-3)等方式制备的小麦蛋白胨的蛋白含量(>80%)及溶解性(PDI>99%)均显著高于WPH,且分子质量(Mw)大于5000 u的肽段含量分别降低至0.21%、2.34%和0.89%,小于180 u的肽段含量分别增加至为30.08%、6.28%和7.55%。(3)利用光学显微镜、SEM、FTIR和AFM等解析了不同制备工艺对小麦蛋白胨的微观品质的影响。结果表明,WP-1、WP-2及WP-3的粒径显著降低,大颗粒表面光滑圆润,小颗粒表面内陷折叠形成褶皱,但WP-2和WP-3容易聚集形成团粒。AFM分析显示,WP-1表面粗糙度较低,Rq和Ra分别为0.361 nm和0.165 nm;而WP-3在水溶液中形成宽约2.1μm的大聚合团,表面粗糙度显著增大;FTIR分析结果显示,WP-1、WP-2及WP-3与WPH的红外光谱的特征峰一致。与其他市售蛋白胨相比,复合酶解制备的小麦蛋白胨WP-1具有良好的溶解性(PDI>99%)、较高的蛋白含量(82.45%)、合理的氨基酸组成及肽的分子质量分布,已基本达到了市售蛋白胨的品质要求。(4)小麦蛋白胨WP-1能够显著促进干酪乳杆菌、乳酸乳球菌、罗伊氏乳杆菌和植物乳杆菌等4种乳酸菌及布氏杆菌S2株的增殖,同时对纳塔尔链霉菌的纳他霉素发酵具有很好的促进作用。全部氮源替代实验结果表明,乳酸乳球菌主要利用小麦蛋白胨WP-1中分子质量为180~2000 u的肽段以及丝氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸和赖氨酸等氨基酸实现其菌体增殖。