Bx7与By8麦谷蛋白亚基调控馒头面团冻融稳定性的分子机制：跨小麦品种的遗传基础

本综述系统阐述了高相对分子质量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）Bx7和By8在冷冻面团体系中的关键作用。研究通过多维度技术（SEM、LF-NMR、DSC、FTIR）证实Bx7亚基能有效维持面筋网络结构完整性，抑制冻融循环（FT）引起的麦谷蛋白大聚体（GMP）解聚（λ值降低31.7%）和二级结构破坏（α-螺旋保留），而By8缺失可增强面团稳定性。该发现为冷冻面食品质改良提供了精准育种靶点（Glu-B1位点）和技术支撑。

　　

Highlight

冻融循环（FT）通过对面筋蛋白和淀粉的物理化学损伤，显著影响冷冻面团品质。本研究聚焦HMW-GS亚型特异性功能，发现Bx7+By8-组合能最大程度保持面团冻融稳定性。

Materials

金麦郎食品有限公司提供三种小麦品种：加拿大春麦（CS）、永良4号（Y4）和硬质澳麦（HA）。经清理和质检后，采用实验室肖邦CD1磨粉机控制制粉（出粉率65%）。面粉基本成分分析（表S1）包括水分（AACC 979.12）、脂肪（AACC 30-10.01）含量，蛋白质含量通过杜马斯燃烧法测定（AACC 979.12），湿面筋含量按AACC 38-12.02标准检测。

HMW-GS Identification (SDS-PAGE & LC MS/MS)

通过SDS-PAGE和LC-MS/MS联用技术鉴定三种小麦的HMW-GS组成（图1）。LC-MS/MS结果（表S2）确认五个关键亚基：

• Bx7（85.4 kDa）存在于CS和HA，Y4中缺失

• By8（77.3 kDa）存在于Y4和HA，CS中缺失

• 另外三个亚基（Dx2、Dy12、Bx17）在所有品种中均存在

Discussion

冻融循环通过冰晶形成和重结晶作用破坏温度敏感组分（特别是蛋白质和淀粉），导致面筋网络物理损伤。具体表现为：①麦谷蛋白大聚体（GMP）解聚加速；②二硫键断裂使游离巯基增加；③蛋白质二级结构从α-螺旋向β-折叠和无规卷曲转化；④疏水相互作用减弱。本研究发现Bx7亚基通过其独特的分子构象（更高的α-螺旋含量和二硫键密度）增强面筋网络柔韧性，有效束缚水分迁移（LF-NMR显示结合水比例增加），抑制冰晶生长对网络的机械损伤。而By8亚基可能因其分子刚性特点，在冻融过程中加剧蛋白质聚集现象。

Conclusion

本研究证明虽然冻融循环必然损伤面筋，但特定HMW-GS组成（尤其是Bx7存在和By8缺失）是决定馒头面团冻融稳定性的主导因素。Bx7通过维持分子柔性、二硫键完整性、水分固定能力和宏观结构稳定性来抵抗冻融损伤，而By8则呈现中性或负面作用。值得注意的是，总蛋白量和湿面筋含量并非冻融稳定性的决定性指标，这为小麦品质育种提供了新方向：针对Glu-B1位点的Bx7特异性表达调控可成为优化冷冻面制品品质的关键策略。