为探究玉米醇溶蛋白（Zein）对荞麦无麸质面团流变学特性的影响，将气流膨化苦荞粉与甜荞粉以 1:1 混合制得基料粉（以下称混粉）。用 90% 乙醇溶液对 Zein 进行增塑处理，然后按照 0%、5%、10%、15%、20% 的添加量（以混粉计）与混粉及水揉混制得荞麦无麸质面团（以下称面团），并对面团静态流变学特性（质构特 性、拉伸特性和应力松弛特性）、动态流变学特性、光学性质（色度和反光率）以及微观结构等进行测定。结果表明，随着 Zein 添加量从 0% 增加到 20%，面团的硬度从 482.38 g 降低到 346.60 g，弹性从 0.21 升高到 0.29，拉伸距离从 15.44 mm 升高到 38.16 mm，抗拉伸力从 13.10 g 升高到 72.04 g。面团的残余应力、黏弹系数和松弛时间相对于对照组显著升高（P<0.05），但随着 Zein 添加量的增加均逐渐减小，面团 G'和 tanδ 值、面团表面亮度及反光率均得到明显改善，微观结构相比对照组能够明显地观察到蛋白纤维丝。以上结果充分表明，Zein 可有效地改善荞麦无麸质面团结合力和延伸性差的缺陷。本研究为无麸质食品结构及加工特性改善提供了一个新的途径。
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西北农林科技大学栾广忠教授等对Zein进行预先改性处理，通过添加不同比例 Zein 与荞麦加工制得无麸质面团，通过对荞麦无麸质面团质构特性、拉伸特性、应力松弛特性、动态流变学特性、微观结构、色度及反光率等性质进行测定，并对其进行分析，确定Zein改善荞麦无麸质面团结构的最优添加量，对拓宽 Zein 在食品中的应用有重要意义。
1 荞麦面团及小麦面团质构特性
由表1 可知，随着 Zein 添加量的增加，试验组的硬度均显著低于（P<0.05）对照组，当 Zein 添加量为 20% 时，荞麦面团硬度从 482.38 g 降到 346.60 g， 硬度显著低于（P<0.05）小麦面团，面团的弹性随着 Zein 添加量升高显著提高（P<0.05），从 0.21 升到 0.29，与小麦面团弹性存在显著差异（P<0.05）。黏聚性、咀嚼性和回复性无明显变化规律。对照组硬度大，弹性小，不利于面团的形成，这是因为未添加 Zein 的荞麦面团不存在形成结构的面筋蛋白，内部的黏性较大，使分子链之间相互运动时的摩擦增大，所以硬度较大，弹性较低。添加 Zein 后之所以硬度降低，弹性升高是因为在面团混合过程中，因为荞麦淀粉颗粒可以与 Zein 结合形成更连续的蛋白相，面团内部的凝胶结构与蛋白纤维相结合形成新的结构主体，显著改善（P<0.05）荞麦面团硬度和弹性。面团黏聚性、咀嚼性和回复性没有显著的规律变化，有学者认为黏聚性的变化归因于其他组分与淀粉颗粒竞争游 离水，而 Zein 的疏水性导致面团黏聚性没有显著的规律变化，由于硬度增大，弹性减小，所以咀嚼性无显著规律变化，在面团揉混阶段不断输入能量，β-折 叠增加，面团结构得到改善，若温度减小，会导造成 β-折叠降低，面团整体加工环境处于室温无温度变化，所以面团回复性无显著规律变化。
2 荞麦面团及小麦面团拉伸特性
面团的最大抗拉伸力和最大拉伸距离可体现面团的筋力，表征了面团的延展性与可塑性，与后续烘焙品质成正相关。Smith 等研究发现，在使用乙醇溶液对 Zein 进行处理后，会形成柔软且具有延展性的材料。
如表 2 所示，试验组的最大抗拉伸力和最大拉伸距离均显著高于（P<0.05）对照组，当 Zein 的添加量为 20% 时，最大抗拉伸力从 13.10 g 升到 72.04 g，显著小于（P<0.05）小麦面团的 160.37 g，最大拉伸距离从 15.44 mm 升到 38.16 mm，显著高于（P<0.05）小麦面团的 18.07 mm，这可能是因为对照组面团内部没有任何能够提供延展拉伸性的结构。随着 Zein添加量的增加，面团的最大抗拉伸力和拉伸距离呈现规律增长，这可能是因为对 Zein 进行塑化并且揉混之后，Zein 的舒展、翻折将结构内部的疏水性基团暴露在外，蛋白质间因为强烈的疏水性基团联结成网，增强了荞麦面团的延展性。当 Zein 的添加量为20% 时荞麦面团最大抗拉伸力显著（P<0.05）低于小麦面团，这是因为小麦蛋白网络类似于一种蛋白基质，淀粉颗粒牢固的嵌入或者被包裹，使得小麦面团抵抗外力的能力更强。小麦面团最大拉伸距离显著低于 20% Zein 面团，原因在于淀粉颗粒会附着在形成的玉米醇溶蛋白纤维丝表面，Zein 面团的延展性强于小麦面团。Zein 赋予面团延展性这一结果与 Helene 等研究 Zein 对燕麦麸水胶体所得结果一致。
3 荞麦面团及小麦面团应力松弛
不同比例 Zein 添加量对荞麦面团应力松弛影响如图 1 所示。应力松弛是对面团整体的黏弹性的全面分析。面团被压缩到 10% 形变时的应力松弛阶段，此时内部的应力最大。可以看到对照组和试验组的应力曲线随着时间增加均呈现出下降并且趋于平缓的趋势，随着 Zein 添加量的增加，面团达到的最大应力以及松弛阶段的应力逐渐降低，当 Zein 添加量为 20% 时面团的最大应力以及松弛阶段应力仅小于小麦面团。
添加 Zein 的荞麦面团应力松弛曲线按三要素Maxwell 模型用非线性回归法解析的结果如表 3 所示，E2 残余应力，E2 数值代表内部分子链之间相对运动引起高弹形变的强度， E2 越大，达到应力平衡时所需的力越大，说明变化幅度在压缩后期会越来越大。试验组的残余应力远大于对照组，这是因为对 Zein 进行塑化处理后形成 Zein 网络结构，加入后使得荞麦面团增加了抗形变能力导致达到平衡时需要的应力越大。外源蛋白结构物质的加入会有效改善无麸质面团的结构特性。试验组 E2 随着 Zein添加量的增加而降低，因为 Zein 的蛋白纤维丝穿插在面团内部，淀粉颗粒附着在纤维丝上，面团的延展性增加，面团内部分子链之间相对运动增强，抵抗形变的能力降低，E2 降低。当 Zein 添加量为 20% 时，Zein 面团的 E2 与小麦面团无显著差异，证明在无麸质面团中添加一定量 Zein 可达到与小麦相似的机械性质。
η 为阻尼黏滞系数，由内部分子链相互运动产生的摩擦力引起，为荞麦面团初始黏度。τ 为松弛时间，由黏性行为和弹性行为共同确定，τ 减小，说明面团应力下降的速度快，面团黏性小，弹性大。在对照组的荞麦面团中，由于面团内部结构简单，仅有糊化或破损淀粉与水结合形成的凝胶状结构，凝胶网络结合淀粉颗粒形成大量聚合物，面团内部的黏性较大，使分子链之间相互运动时的摩擦增大，所以η 相较于试验组较小，τ 较大。随着 Zein 添加量的增加，面团内部蛋白纤维丝与凝胶状结构相互结合减弱原有的凝胶结构，破坏凝胶网络结构，蛋白成为结构主体，淀粉附着在蛋白纤维丝表面，使得面团抵抗外界形变能力减弱，面团展现出较强的流动性，导致η 与 τ 均减小。试验组的 η 与 τ 均高于小麦面团，尽管添加一定量 Zein 的无麸质面团在部分机械性质上能达到小麦面团的水平，但还是存在一定的差距。
4 荞麦面团及小麦面团动态流变学特性响
5 荞麦面团及小麦面团微观结构
荞麦面团添加不同比例 Zein 的微观结构如图 3所示。对照组面团内部仅有零散的凝胶状物质连接淀粉颗粒以及部分淀粉颗粒聚集，未观察到明显的结构。随着 Zein 添加量的增加，荞麦面团内部形成的纤维状结构数量增加，从而形成稳定结构。当 Zein添加量为 20% 时，Zein 纤维丝的密度高于试验组并且于淀粉的结合更加紧密，但与小麦面团不同的是添加 Zein 的荞麦面团中淀粉颗粒吸附在纤维丝状蛋白上，而小麦蛋白则是形成蛋白网络来包裹淀粉颗粒，这是因为 Zein 与麦谷蛋白的分子结构不同造成。Taylor 等 研究发现当 Zein 形成具有黏弹性团块时，团块很容易被拉伸并且会出现纤维丝。
6 荞麦面团及小麦面团色度和反射率
结论
研究结果表明，随着 Zein 添加量的增加，无麸质面团的结构逐渐改善，并且趋近于小麦面团，当 Zein的添加量为 20% 时，无麸质面团结构改善最为明显，荞麦面团的硬度降低 135.78 g，弹性上升 0.08，最大抗拉伸力上升 58.94 g，最大拉伸距离升高 22.72 mm，残余应力与松弛时间均接近小麦面团，这说明 20%Zein 添加量可以赋予荞麦无麸质面团类似小麦面团的机械性质。频率扫描结果表明荞麦面团添加Zein 之后更趋向于流体的性质，通过微观结构的观察，Zein 形成的蛋白质纤维丝能够粘附淀粉颗粒，穿插在内部形成结构支撑。Zein 的添加使荞麦面团表面反光率明显提高，说明 Zein 可以明显增加面团内部分子间相互作用，并且改善面团表面光洁度。以上数据表明，添加 Zein 会有效改善荞麦无麸质面团的成团性以及面团的压延性，有利于后续加工；制得面条在蒸煮过后也会有较好的拉伸特性且断条率低。Zein 可作为良好的无麸质改良剂应用于荞麦面团。
综上所述，Zein 可通过形成网络结构有效地改善荞麦无麸质面团结构及加工特性。该研究为解决无麸质面团加工特性差的问题提供了思路和方法，为进一步拓展 Zein 在食品中的应用提供了新途径。
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