《Food Hydrocolloids》：Trehalose mitigates freeze–thaw-induced gluten network deterioration by modulating aggregation behavior and molecular conformation
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•最佳浓度的海藻糖（1.0%）减轻了冻融引起的面筋网络破坏。•海藻糖保留了二硫键和非共价相互作用。•海藻糖稳定了面筋构象并抑制了面筋的解聚。•分子对接显示海藻糖与醇溶蛋白之间存在优先的氢键结合。引言冷冻面团加工提供了一种高效的策略，可延长面团类产品的保质期、简化工业生产流程、
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最佳浓度的海藻糖（1.0%）减轻了冻融引起的面筋网络破坏。
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海藻糖保留了二硫键和非共价相互作用。
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海藻糖稳定了面筋构象并抑制了面筋的解聚。
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分子对接显示海藻糖与醇溶蛋白之间存在优先的氢键结合。
引言
冷冻面团加工提供了一种高效的策略，可延长面团类产品的保质期、简化工业生产流程、降低加工复杂性，并促进面粉类食品行业中的储存和配送（Omedi等，2019；Sharafeldin等，2026b）。然而，长时间的冷冻储存和冷链运输往往会导致冷冻面团的质量下降（Qi等，2026；Tao等，2016；Xie等，2026），造成产品体积减小、硬度增加、口感减弱以及最终产品的食用品质下降（Ribotta等，2001；Zhou等，2026；Dong等，2026）。这些不利影响与冰晶的形成、生长和重结晶密切相关，这些因素可能会损害面团中主要成分的结构完整性和功能性能（Meziani等，2012；Zounis等，2002；Wang等，2026a）。冷冻应激可能会破坏酵母细胞膜，导致酵母活力降低、代谢活性减弱甚至细胞死亡，最终降低面团的气体产生能力（Luo等，2018；Ding等，2020；Yang等，2026）。同时，受损酵母细胞释放的还原型谷胱甘肽可以切割面筋中的二硫键交联，导致面筋大分子的分解（Luo等，2018）。此外，冰晶引起的面筋二硫键交联破坏和随后面筋蛋白的解聚被认为是导致冷冻面团质量下降的关键因素（Liu等，2026a；Lu等，2021；Wang等，2014）。
面筋决定了面团的黏弹性、加工特性和最终食品产品的特性（Dufour等，2024；Shewry等，2002）。醇溶蛋白和麦谷蛋白是构成小麦面筋的两个主要蛋白组分。醇溶蛋白通常分为α-、β-、γ-和ω-醇溶蛋白亚组（Dufour等，2024），而小麦麦谷蛋白主要由两类亚基组成，即低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）和高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）（Veraverbeke等，2002；Delcour等，2012；Bonilla等，2020）。其中，HMW-GS被认为是小麦面筋强度的关键决定因素，不同类型的HMW-GS及其组合可以对小麦加工品质产生不同的影响（Veraverbeke等，2002；Delcour等，2012；Bonilla等，2020）。随着面团的发展，通过分子间和分子内二硫键交联建立了连续的面筋网络，伴随着蛋白聚集和分子折叠。除了二硫键介导的共价交联外，面筋结构还通过非共价力稳定，涉及氢键、离子相互作用和疏水作用力（Shewry等，2002）。面筋的二级结构与面筋聚集模式和面团流变性能密切相关。β-转角和无规卷曲通常与分子柔韧性增强相关，而α-螺旋和β-折叠结构的存在有助于建立有序的结构框架，支撑面团的弹性和强度（Zhang等，2023；Shewry等，2002）。冻融循环会破坏面筋蛋白间的分子间作用力，导致麦谷蛋白大分子（GMP）的破坏和面筋网络结构的松解与断裂，从而损害面团保水性和弹性，削弱面筋强度（Chen等，2012），最终恶化面团的加工性能（Chen等，2017；Zhang等，2018）。
海藻糖广泛分布于原核和真核生物中，既作为能量来源，又是重要的应激保护分子（Elbein等，2003）。由于其丰富的羟基，海藻糖表现出强大的水结合能力。它通过其羟基与周围水分子建立广泛的氢键相互作用（Zhang等，2022；Jain等，2009）。此外，海藻糖已被许多国家和地区广泛接受为安全的食品成分，支持其在食品产品中的广泛应用（Chen等，2022；Richards等，2022）。作为一种有效的冷冻保护剂，海藻糖已被广泛应用于冷冻肉类和水产品，可减少水分流失并帮助维持细胞结构完整性。在冷冻面团体系中，多项研究证实海藻糖通过稳定酵母细胞结构并在冷冻过程中维持酵母活力来改善冷冻面团（Lu等，2026；Sasano等，2012；Tan等，2014）。此外，海藻糖还被报道可以稳定淀粉结构、延缓淀粉老化并增强冷冻面团在加工过程中的功能行为（Chen等，2022；Kim等，2008；Stefanello等，2018）。近期研究表明，海藻糖可能通过提高面团基质的保水能力来保护冷冻面团中面筋的热稳定性（Su等，2024；Peng等，2017）。尽管海藻糖已被公认为有效的冷冻保护剂，但其在冻融处理条件下调控面筋聚集和构象的分子机制仍尚未得到充分阐明。
因此，本研究旨在阐明海藻糖在冻融处理条件下对冷冻面团中面筋蛋白的保护作用。为此，研究了面筋网络的微观结构、分子链形态和分子量分布，以揭示面筋聚集行为的变化。同时，系统评估了面筋稳定过程中涉及的分子作用力，包括由S–S键形成的共价交联和涉及离子力、氢键和疏水作用的非共价力。此外，通过检查二级结构、固有荧光特性、芳香族残基周围的微环境以及二硫桥的结构构型，分析了面筋构象的变化。还探讨了冻融处理过程中海藻糖对麦谷蛋白亚基和醇溶蛋白亚组的影响。此外，进行了分子对接以进一步了解海藻糖与面筋蛋白（包括醇溶蛋白和麦谷蛋白）之间可能的相互作用。本研究从多尺度机制层面阐明了海藻糖如何在冻融处理过程中保护面筋的分子缔合和结构完整性，为其在冷冻面团中的冷冻保护作用提供了新的见解。
各章节摘要
材料
黄金牌面包用小麦面粉（蛋白质含量13.5%，脂肪含量2.2%，碳水化合物含量70%（以干重计）），购自蛇口南顺面粉有限公司。海藻糖（纯度98%；GB/T 23529–2009），由日本林原股份有限公司制造，由中国河南碧根生物技术有限公司供应。除另有说明外，实验中使用的所有试剂和化学品均为分析纯。
面团和面筋的制备
将海藻糖以0%的浓度添加到小麦面粉中，
面筋微观结构分析
面团的架构主要通过面筋网络建立，在很大程度上决定了面团的弹性、强度和加工性能，因而是决定小麦基产品特性的关键因素（Shewry等，2002）。如图1A和A′所示，新鲜制备的面团面筋网络紧密、连续且组织良好，表明蛋白基质稳定。经过五次重复的冻融循环后，面筋结构受到严重破坏
结论
进行了全面评估，以阐明海藻糖如何在冻融条件下调控面团中面筋蛋白的聚集和结构构象。反复的冻融应激损害了面筋网络架构，加速了面筋的解聚，破坏了二硫键交联、氢键和疏水相互作用，改变了面筋的二级结构，并诱导二硫桥向不太稳定的构象转变。海藻糖减轻了这些
作者贡献声明
张晓： 撰写—审阅与编辑，撰写—初稿，正式分析，概念化。兰俊义： 撰写—审阅与编辑，方法论，调查，正式分析。王小花： 软件，资源，正式分析。罗佳锋： 调查，正式分析。王金水： 监督，项目管理，概念化。赵源： 调查。凌玉通： 调查。梁莹： 资源。刘浩： 资源
未引用参考文献
Chen等，2021；Jain和Roy，2010；Liu等，2023；Paggi等，2024；Richards等，2002；Shewry，2019；Veraverbeke和Delcour，2002；Yaribeygi等，2019；Zhang等，2022。
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
作者感谢国家自然科学基金（32372400）、河南省自然科学基金（262300420495）和横向科研项目（H2025110SW-0119、H2025110SW-0161）的资金支持。
张晓|兰俊义|王小花|罗佳锋|赵源|凌玉通|梁莹|刘浩|王金水
