谷蛋白特性差异与热诱导修饰：四种中国谷子品种功能及结构变化的比较研究

本研究针对谷子加工中谷蛋白(glutelin)热稳定性差异问题，系统评估了ZZ10、Y18、CH8和CH6四个品种在95-100℃热处理前后的功能特性变化。通过FTIR、XRD、SEM等多维分析，发现ZZ10具有优异的耐热性和结构完整性，而CH6/CH8易发生热致聚集，为谷子品种在热加工食品中的应用选择提供了重要依据。论文发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

　　

谷子作为最早被驯化的谷物之一，在中国已有4000年食用历史，其无麸质特性使其成为现代健康食品的理想原料。然而，不同谷子品种的加工适应性存在显著差异，特别是热处理过程中谷蛋白(glutelin)的结构变化直接影响食品质地和营养价值。目前针对谷子谷蛋白的系统研究严重不足，这限制了谷子在高附加值食品中的应用开发。

中国农业大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表论文，选取四个代表性中国谷子品种（ZZ10、Y18、CH8、CH6），通过氨基酸分析仪、差示扫描量热仪(DSC)、激光粒度分析仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等技术，系统比较了原始状态(GR)与95-100℃煮沸15分钟(GB)处理后谷蛋白的功能特性与结构变化。

氨基酸组成
热处理后所有品种谷氨酸含量显著增加（ZZ10提升5.27%），CH8的谷氨酸含量最高达120.8 mg/100g。GB处理促进了必需氨基酸的释放，特别是亮氨酸和丙氨酸。

功能特性
ZZ10保持最高溶解度（76.01-77.56%），而CH6/CH8的zeta电位和吸水能力显著降低。热处理使所有品种粒径增大，二硫键含量增加，表明发生了热致变性和聚集。

结构特征
FTIR显示α-螺旋减少、β-折叠增加，XRD证实结晶度下降。SEM观察到CH6/CH8形成致密聚集体，而ZZ10保持较好结构完整性。荧光光谱显示疏水残基暴露，证实蛋白质解折叠。

该研究首次揭示了不同谷子品种谷蛋白的热响应差异机制：ZZ10因其稳定的分子结构和均衡的氨基酸组成，在热处理后仍保持优异功能特性；而CH6/CH8则易发生不可逆聚集。这些发现为谷子品种在婴儿辅食、烘焙食品等热加工产品中的应用选择提供了分子层面的指导，对推动谷子产业高质量发展具有重要意义。研究还建立了谷蛋白热稳定性评价的技术体系，为其他谷物蛋白研究提供了方法学参考。