磷酸化取代度对长链菊粉保护冷冻面团品质劣变的影响机制研究

【编辑推荐】针对冷冻面团在低温贮藏中因冰晶重结晶导致的品质劣变问题，研究人员通过磷酸化修饰长链菊粉（PF），系统探究低（PF1）、中（PF3）、高（PF6）取代度对冷冻面团流变学特性、热稳定性及面筋网络结构的影响。结果表明，3%PF3显著提升面筋二硫键（SS）和α-螺旋含量（+8.97%），ΔH从22.01 J/g增至37.26 J/g，有效延缓冰晶损伤，为功能性冷冻食品开发提供理论依据。

　　

随着现代生活节奏加快，冷冻面团技术因其便捷性和标准化生产优势成为面制品行业的重要解决方案。然而，低温冷冻过程中冰晶重结晶会导致面筋蛋白网络解聚、酵母活性下降，最终影响产品质构和风味。长链菊粉（FXL）虽能改善面团性能，但其高结晶性和弱亲水性限制了应用效果。为此，河南科技大学的研究团队通过磷酸化修饰制备不同取代度的长链菊粉衍生物（PF），系统解析其对冷冻面团品质的保护机制，相关成果发表于《Food Research International》。

研究采用差示扫描量热法（DSC）、动态流变仪、扫描电镜（SEM）等技术，结合面筋蛋白的ζ电位、荧光光谱和SDS-PAGE分析，评估了PF1/PF3/PF6对冷冻面团的影响。通过建立不同添加比例（1%-5%）的实验组，对比未修饰FXL和空白对照组，全面考察了水分迁移、热力学特性及微观结构变化。

Fw分析：冷冻面团中结合水含量随PF取代度增加而升高，PF6组冻融稳定性最佳，冰晶形成焓（ΔH）降低23.7%，证实磷酸化修饰能有效抑制水分迁移。

流变学特性：PF显著提升储能模量（G'）和损耗模量（G"），其中3%PF3使G'提高42.1%，表明面筋网络弹性增强。

二级结构：圆二色谱显示PF3使α-螺旋含量增加8.97%，β-折叠比例提升12.3%，说明磷酸基团通过氢键稳定蛋白质构象。

微观结构：SEM观察到PF组面团气孔分布均匀，面筋纤维连续性优于对照组，PF6组更形成致密三维网络。

面筋蛋白分析：PF3使二硫键（SS）含量达11.35 μmol/g，SDS-PAGE证实其抑制了麦谷蛋白亚基解聚。

该研究首次阐明磷酸化取代度与冷冻面团品质保护的剂量效应关系：低取代度（PF1）主要通过增强氢键作用稳定水分，而高取代度（PF6）则依赖磷酸基团的静电斥力维持面筋网络完整性。这一发现为精准设计功能性冷冻食品添加剂提供了新思路，同时拓展了改性多糖在食品工业中的应用场景。研究团队指出，未来可进一步优化PF的取代度与添加量配比，并探索其在无麸质面团中的适用性。