谷朊粉发展现状及未来前景的可行性研究

谷朊粉又称活性面筋粉、小麦面筋蛋白，是从小麦（面粉）中提取出来的天然蛋白质，呈淡黄色，蛋白质含量高达 75%～85%，含有人体必需的15种氨基酸，是一种营养丰富、物美价廉的植物蛋白源  。由于其自身具有的粘弹性、延伸性、薄膜成型性、吸脂性和良好的机械性能，谷朊粉被广泛应用于面条、方便面和面包等食品工业的实际生产中，也可用于肉制品中保持水分以改善储藏品质，同时也被作为基础材料加入到高档水产饲料中（可行性研究）。

第二节 谷朊粉的发展现状

食品工业

谷朊粉最基本的用途就是用来调整面粉蛋白含量  。许多地方面粉生产厂家通过添加谷朊粉到低筋粉中以达到面包粉的要求，而不必混合昂贵的、进口高筋粉。这种方法在欧洲已被普遍采用。同样，面包制造商也用谷朊粉来强化一般级别的面粉，而不必储存大量的高筋粉。

谷朊粉的独特的黏弹性能改善面团强度、混合性和处理性能；其成膜发泡能力能够保存空气用以控制膨胀度，改善体积、匀称度和纹理；其热凝固性能提供了必要的结构强度和咀嚼特性；其吸水能力提高了烘烤产品的产量、柔软度和保质期。据估计大约70%的谷朊粉用于生产面包、甜点心和各种各样的发酵产品。根据烘烤食品特定的用途，纹理和保质期的要求，谷朊粉的用量各有不同。例如，在小麦粉中增加约1%谷朊粉能降低椒盐脆饼成品的破损率，但增加了太多谷朊粉可能导致椒盐脆饼吃起来太硬。在预切汉堡和热狗面包中使用大约2%谷朊粉，可以改善其强度，并能给小面包提供想要的的脆皮特性。

面条加工

在挂面生产中，添加1%～2%谷朊粉时，由于面片成型好，柔软性增加，所以收到了提高操作性，增加筋力，改良触感的效果 。煮面时，能减少面条成分向汤中溶出，有提高煮面得率，防止面条过软或断条，增加面延伸效果。

肉、鱼及家禽产品

谷朊粉能够结合脂肪和水的同时增加蛋白质含量，这使谷朊粉在肉类、鱼类和家禽产品中也有广泛的应用 [3]  。面筋通过组织化重构过程提高了对牛肉、猪肉和羊肉的利用，面筋可以削切成更美味的牛排型产品以转换不够理想的鲜肉。面筋具有良好刨削性质，对于肉制品加工，如在家禽卷、“整体”罐头火腿和其他非特异性面包型产品中，它提高了刨削的特点，减少了烹饪过程中的损耗。

在肉制品中，谷朊粉蛋白作为黏合剂、填充剂或增量剂而呈现出许多优点。使用量1%～5%的谷朊粉作为黏合剂使用在肉制品中赋予产品许多优点，诸如增加黏弹性、色泽稳定性、硬度、出汁率和保水性，降低了保油性和加工损耗。其凝固特性有利于改善流变特性，增强成片能力和保持感官特性。小麦面筋独特的黏合性、薄膜成型性和热固性有助于将肉和果蔬粘合在一起制成牛排，也可将谷朊粉撒到肉片上。它也可被用在罐装汉堡包及面包切片中，以减少加工和蒸煮损失。谷朊粉的添加量为其质量的2%～3.5%。另外，谷朊粉也被用到肉饼中，有时也可作为香肠和一些肉产品的黏结剂。当面筋被水化后，它的结构伸展开，可被拉成丝、线或膜，利用此特点可被做成各种各样的人造肉。例如：谷朊粉可生产蟹肉类似物，甚至人工鱼子酱，溶于酒精的谷朊粉可用于制备可剥的食用膜，如肠衣膜。

谷朊粉的另一个主要用途是作为替代肉类的素食食品，以及生产人造的昂贵肉类，如海鲜和蟹类的类似物，特别是在日本，由于对健康和食品安全日益关注，越来越多的消费者正在寻找肉类替代品。纯湿面筋可以调味，变形，并加工成肉丸和牛排。组织化处理的小麦面筋利用挤压技术可以用来模仿肉类的口感，咀嚼性和味道。这种方法制造的“肉”产品适合作为即食主菜，也可作为三明治夹心或比萨饼和沙拉配料。面筋可以在“素食者汉堡包”中扮演似肉物。

谷类食品和营养小吃

由于谷朊粉特有的风味和营养，被谷朊粉强化的谷物食品已被消费者广泛地接受，尤其和牛奶一起享用 [3]  。如：高乐高。因为谷朊粉不仅提供必需的营养需求，而且有助于在加工中将维生素和矿物质粘合在一起，强化谷物食品。在营养小吃中，谷朊粉提供丰富的营养和酥脆性。一般添加量为1%～2%。但在澳大利亚，一些产品的谷朊粉质量分数达到30%～45%。其中一个高蛋白小吃的例子就是包含土豆条、面包屑和谷朊粉的一种面食。

水产养殖业

水产养殖业（包括鱼类、甲壳类动物）是一个日益膨大的工业。现代养殖业依靠饲养来提高产量，谷朊粉的特性正好迎合这一需求。它的粘合性将小球状或者粒状饲料粘结起来；它的水不溶性可以防止球溃散；它的黏弹性提供柔软而粘着的质地组织，使其拥有一定的界面张力，悬浮于水中，利于吞食。而且谷朊粉还具有丰富的营养价值。

调味品

谷朊粉也用于制备酱油，并制造味精  。谷朊粉的高谷氨酰胺含量使它成为制造后者的理想的初级材料。用谷朊粉制造的酱油同传统酱油相比，拥有浅色，缓慢褐变率，优良的风味和良好的稠度。

饲料工业

谷朊粉的蛋白质含量高，氨基酸组成比较齐全，在饲料工业中，可以利用其优良的蛋白源作为高档动物及宠物的饲料 。在饲料加工过程中，只要将谷朊粉与其他食物性蛋白按比例混合，并根据动物饲料的特性及其所缺的必需成分进行合理搭配，就能制成各种动物的专用饲料。高档谷朊粉具有“清淡醇味”或“略带谷物口味”，与其他成分混合制成饲料后，可以说色香味俱全，特别适合于各种宠物的口味，这样大大增加了饲料的利用率。

高质量的谷朊粉在30～80℃的温度范围内能迅速吸入自身2倍重的水分，这种性能能够防止制品水分分离，提高其保水性。在制作悬浮饲料时添加谷朊粉，饲料吸水后的悬浮性和自然黏弹性都得到提高。当谷朊粉与饲料中的其他成分充分拌和，由于其强力的黏附性，很容易将饲料造型成颗粒。饲料颗粒投放到水中后吸水，饲料颗粒被充分包络在湿面筋网络结构中，能够悬浮于水中，这样不但使饲料的营养不损失，而且大大提高了动物对谷朊粉的利用率。

第三节  谷朊粉的发展前景

随着人类环保意识的增强及不可再生资源的短缺和人类需求日益增大，谷朊粉再度受到人们的重视。据统计，国际市场对谷朊粉需求量呈日益增长趋势。美国、澳大利亚的谷朊粉产量占世界总产量的70% ，2010年我国谷朊粉年产量达到30万 t，国内谷朊粉市场规模迅速扩大，已从20世纪90年代不足1000t扩大到了现在的年消费10万 t以上，且每年都以15%以上的速度不断递增。

目前，对于谷朊粉的研究和利用主要集中在食品及饲料工业，对于高附加值的应用研究还较少，并且主要集中在谷朊粉的整体特性上，对谷朊粉具体组分及其功能特性的研究较少。因此，在继续开发谷朊粉的方向上，应加强基础性研究，进一步认识其组分的结构 、功能及其对应关系，从本质上认识谷朊粉，为以后应用奠定理论基础。

此外，虽然谷朊粉作为改良剂已在食品加工等方面起到了较好的效果，但由于谷朊粉中含有较多的疏水性氨基酸，分子结构中疏水作用区域较大，因此其溶解度较低。这一特性使得它的应用范围受到限制。为了提高和拓宽谷朊粉的功能特性，就需要利用技术手段对谷朊粉的蛋白质结构加以改造，该技术称为谷朊粉改性技术，也是当前谷朊粉应用研究的热点之一。对谷朊粉进行改性的方法主要有化学方法、物理方法、基因工程法和酶法等，其中用化学方法对谷朊粉进行改性的研究报道较多，也有少数用物理方法对谷朊粉进行改性的报道。

化学改性主要包括水解作用、磷酸化作用和酰化作用等。酶法改性是采用蛋白酶对蛋白质进行酶解。化学改性在产生预期效果的同时，可能在营养和毒理方面造成有害的效应，因此，化学方法改性在食品加工中的应用受到一定的限制。采用酶法改性，酶促反应速度快，专一性强，条件温和，能耗很低，而反应效率较高，在低酶浓度下也能产生显著效果，不需要特殊的设备，一般不会导致营养方面的损失，也不会产生毒理方面的问题。从营养和经济上讲，酶法改性都明显优于物理改性和化学改性，该法是一种有发展前途的改性方法。

随着针对谷朊粉应用研究的持续深入，谷朊粉必将得到更广泛的应用，并最大限度地发挥其作用来满足人们的需求。

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