小麦麸皮水溶性阿拉伯木聚糖调控热诱导面筋蛋白聚集行为机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801550
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2004.食品组分与营养
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Heat-induced polymerization of gluten protein during cooking stage is a key factor in determining the edible quality of wheat-based food. Water-extractable arabinoxylan (WEAX) from wheat bran can enhance the steamed bread quality by regulating the heat-induced polymerization behavior of gluten protein, and the regulatory degree depends on the structural composition of WEAX. However, the regulatory mechanism remains unknown. Taking gluten with the addition of WEAX in different structural composition as the experimental material, the current project intends to study its strength, extensibility, viscoelasticity, creep-recovery and thermal characteristics from the view of glutenin-gliadin polymerization during thermal treatment, and the varying process of gluten functional properties will be clarified; The particle size distribution, voluminosity, microstructure and apparent morphology will be evaluated to elucidate the varying features of microscopic morphology in gluten; The molecular weight, molecular size, subunit composition, secondary structure, hydrophobic group and driving force of the protein fractions will also be analyzed to establish the varying model of gluten structure. The effect of WEAX with different structural composition on the gluten polymerization at the different levels will be comprehensively analyzed to elucidate the regulatory rules of WEAX on the heat-induced polymerization behavior of gluten protein. On this basis, the effect of WEAX on water migration of gluten, as well as the direct interacting subunits and groups will be investigated to clarify the acting mode of WEAX on gluten protein. The regulatory mechanism of WEAX on the heat-induced polymerization behavior of gluten protein will thus be revealed. This research achievement will compensate the regulatory mechanism of WEAX on gluten characteristics and thus contribute to providing scientific basis for enhancing the quality of wheat-based product.
面筋在熟制阶段的聚集作用是影响面制品食用品质的关键因素。小麦麸皮水溶性阿拉伯木聚糖(WEAX)可通过调控热诱导面筋聚集行为提升馒头品质,且调控程度与WEAX结构组成有关,但机制不明。本项目以添加不同结构组成WEAX的面筋为试材,从面筋组分—谷蛋白和醇溶蛋白聚集角度研究其在加热阶段强度、延展性、粘弹性、蠕变-恢复性及热特性,探明面筋宏观功能性变化过程;解析其粒径分布、容积度、微观结构和表观形貌,明确面筋微观形态变化特征;分析组分蛋白分子量、分子尺寸、亚基组成、二级结构、疏水基团和作用力,建立面筋分子结构变化模型;综合分析不同结构组成WEAX在上述层面上对面筋聚集影响,阐明其调控面筋聚集行为的规律。在此基础上,研究WEAX对面筋水分迁移影响及其与面筋直接作用的亚基和基团,明确其对面筋作用的方式,揭示WEAX调控热诱导面筋聚集行为机制,以此完善其调控面筋品质理论,为面制品质量提升提供科学依据。

结项摘要

作为麦麸膳食纤维的重要成分,水溶性阿拉伯木聚糖(WEAX)可与面团主要加工组分面筋蛋白作用显著提升面制品的食用品质。本项目以不同结构组成WEAX的面筋为试材,从面筋组分—谷蛋白和醇溶蛋白聚集角度系统研究了WEAX调控热诱导的面筋蛋白聚集行为机制。主要研究结果如下:(1)在宏观层面,高分子量和低分子量WEAX均可通过促进谷蛋白和醇溶蛋白的聚集行为来提高面筋粘弹性和热稳定性,其中低分子量WEAX作用效果更显著,两种分子量WEAX对面筋蛋白的热特性无显著作用差异。(2)在微观层面,添加低分子量WEAX的面筋蛋白的粒径在加热过程中的增幅最大,两种WEAX诱导醇溶蛋白分布不均匀,并且促进谷蛋白网络结构增强,使得蛋白表面更为光滑。(3)在分子层面,两种WEAX显著促进了谷蛋白和醇溶蛋白聚合物的形成;低分子量WEAX更有效地通过促进α-、γ-醇溶蛋白聚集,从而影响醇溶蛋白和谷蛋白分子间交联,而高分子量WEAX则将谷蛋白和麦醇溶蛋白之间起始聚集温度从95℃提前至70℃;WEAX 可通过氢键作用Trp和Tyr残基,并诱导二硫键构象转化为不稳定的t-g-g和t-g-t构象。(4)对比研究不同阿魏酸含量的WEAX对面筋热诱导聚集行为研究表明,阿魏酸基团有利于促进谷蛋白和醇溶蛋白的聚集行为,且促进了α-螺旋转变成β-折叠和分子间β-折叠,有利于保持面筋蛋白二级结构的稳定性,从而有助于提升面筋蛋白粘弹性。项目研究成果可完善WEAX调控面筋品质理论,为面制品质量提升及其功能性配料研发提供科学依据,同时对推动高纤面食产业的发展具有积极意义。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Microbial transglutaminase-modified protein network and its importance in enhancing the quality of high-fiber tofu with okara
微生物转谷氨酰胺酶修饰的蛋白质网络及其对提高豆渣高纤维豆腐品质的重要性
  • DOI:
    10.1021/jp404023j
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Food Chemistry
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Zhang Mingkai;Wang Pei;Zou Min;Yang Runqiang;Tian Mengqi;Gu Zhenxin
  • 通讯作者:
    Gu Zhenxin
Heat-triggered polymerization of frozen gluten: The micro-morphology and thermal characteristic study
冷冻面筋的热引发聚合:微观形貌和热特性研究
  • DOI:
    10.1016/j.jcs.2019.03.020
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Cereal Science
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Zou Min;Yang Runqiang;Gu Zhenxin;Wang Pei
  • 通讯作者:
    Wang Pei
Molecular characterization of water-extractable arabinoxylan from wheat bran and its effect on the heat-induced polymerization of gluten and steamed bread quality
麦麸水提阿拉伯木聚糖的分子表征及其对面筋热聚合和馒头品质的影响
  • DOI:
    10.1016/j.foodhyd.2018.08.049
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Food Hydrocolloids
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Wang Pei;Hou Cuidan;Zhao Xiaohui;Tian Mengqi;Gu Zhenxin;Yang Runqiang
  • 通讯作者:
    Yang Runqiang
Comparative Study on the Bread Making Quality of Normoxia- and Hypoxia-Germinated Wheat: Evolution of gamma-Aminobutyric Acid, Starch Gelatinization, and Gluten Polymerization during Steamed Bread Making
常氧和缺氧发芽小麦面包制作品质对比研究:馒头制作过程中γ-氨基丁酸、淀粉糊化和面筋聚合的演变
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.9b00200
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Agricultural and Food Chemistry
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Wang Pei;Liu Kexin;Yang Runqiang;Gu Zhenxin;Zhou Qin;Jiang Dong
  • 通讯作者:
    Jiang Dong
Conformational rearrangement and polymerization behavior of frozen-stored gluten during thermal treatment
冷冻储存麸质在热处理过程中的构象重排和聚合行为
  • DOI:
    10.1016/j.foodhyd.2019.105502
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Food Hydrocolloids
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Wang Pei;Zou Min;Li D;an;Zhou Yulin;Jiang Dong;Yang Runqiang;Gu Zhenxin
  • 通讯作者:
    Gu Zhenxin

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其他文献

动静脉移植物内瘘通畅率及危险因素分析
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn441217-20220331-00126
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中华肾脏病杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    梁献慧;王宇飞;王欣芳;张倍豪;刘亚敏;岳晓红;王瑞敏;薛小玲;王沛
  • 通讯作者:
    王沛
基于TPC-RS的自适应编码流星余迹通信系统
  • DOI:
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  • 期刊:
    电子学报
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    蔡觉平
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    10.11733/j.issn.1007-0435.2020.02.013
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    2020
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  • 作者:
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  • 期刊:
    中华骨科杂志
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  • 作者:
    朱梅;杨福军;孙元明;夏玉莲;卢飙;邱明才;王沛;李雨民
  • 通讯作者:
    李雨民

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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