海南椰子蛋白對小麥面團流變特性影響的研究現狀和展望

李 銘，肖容雍，曲亞男

（1.三亞中瑞酒店管理職業學院，海南 三亞 572000；2.三亞航空旅游職業學院，海南 三亞 572000）

1 海南省椰子產業概況

海南省是我國椰子的主產地，據統計，2020年海南省椰子種植面積為3.5 萬hm2，占全國椰子總種植面積的99%，全省涉及種植戶28 萬多戶，114 萬人口。海南椰子果大多數作為鮮食消費，目前每年省內消費鮮果近1.32 億個，出島銷售約1 億個。椰子作為海南特產，備受海南省政府重視，《海南省椰子產業高質量發展“十四五”規劃》正式出臺，明確指出“十四五”期間，海南全省椰子總面積計劃達到4.5 萬hm2，收獲面積達3.0 萬hm2，到“十四五”末，可產椰子果實量達5.6 億個。在加工業方面，目前已在海南文昌建設了“椰子王國”，未來將在海口、文昌繼續建設椰子產業園2 個；在現有企業中重點培育1 家產值超50 億元的椰子產業龍頭企業，同時在現有企業中遴選并提升5 家產值10 億元以上的重點產業培育企業，使海南全省的椰子加工業總產值可以達到150 億元；在椰子的國際貿易方面，計劃打造一個國際化、現代化、信息化、專業化的椰子交易中心。由此可見，海南椰子產業將迎來更好發展。但是，海南椰子現有產品主要為椰子汁、椰子糖、椰子粉、椰雕工藝品活性炭等初級產品，存在精深加工技術和資源綜合利用不足的問題，歸根到底，是對椰子的營養物質特性的科學解析不足，物性決定用途，用途決定產品，產品決定產業。例如，椰子蛋白的物性到底如何尚未見清晰系統的科學研究報道。從長遠來看，極可能制約海南椰子產業的可持續發展。

海南，作為中國的自貿區和“一帶一路”戰略實施的重要口岸，海南熱帶農業和食品工業發展都面臨前所未有的機遇。椰子樹（Cocos nucifera L）.，屬熱帶農作物，是海南省有別于我國其他省份的特色農經作物，還是很多“一帶一路”沿線國家和地區的主要經濟作物。隨著我國“一帶一路”戰略的實施和海南對發展熱帶農業的大力支持，椰子產業已是海南與“一帶一路”沿線國家和地區農業經濟技術交流的重要一筆，也為海南椰子產業“走出去”和“引進來”提供了絕佳的發展契機。在椰子文旅業發展上，海南計劃通過新建或擴建的方式，重點打造和催生1～2 個椰子主題景區、椰子相關文化節和椰林生態休閑農莊，以及10 個網紅打卡地；建成1 個椰子主題旅游驛站和椰子文化博物館，預計吸引游客逾300 萬人。隨著海南自貿港和“三區一中心”建設的推進，椰子的市場需求量會更大，椰子產業發展壯大面臨新機遇。

2 椰子蛋白的物性系統性的研究現狀

研究認為，椰子蛋白質含有18種氨基酸，必需氨基酸配比合理，營養價值高。20 世紀40年代，開始有關椰子蛋白的功能特性研究，至1930年美國科學家分離出 208 kDa 的球蛋白 （Cocosin）[1-2]。1976年已有酶解- 冷凍干燥技術制備的椰子濃縮蛋白的報道[3]。鄭亞軍等人[4]曾從脫脂椰肉中制備了分離蛋白，并分析了pH 值、溫度、離子強度等因素對椰子分離蛋白溶解度、乳化性、黏度、起泡性、水合性質的影響。有研究人員從椰子總蛋白質中分離出椰子球蛋白，并分析了其氨基酸組成及其在巴氏殺菌、加熱等常見加工處理方式中的穩定性[5]。鄭亞軍等人[6]從脫脂椰肉中采用緩沖溶液提取椰子蛋白質，并對其溶解性及影響因素進行了分析。結果表明，在等電點pH 值4.0 處，大豆分離蛋白和椰子分離蛋白的溶解度最低，其原因是此時蛋白質表面靜電荷為零或接近零，蛋白質的極性變小，與水結合力下降，蛋白質與蛋白質之間的排斥作用降低，發生聚集甚至沉淀；當pH 值遠離等電點時，蛋白質表面靜電荷數增大，分子極性變大，水合作用增強，同時蛋白質與蛋白質之間的排斥力加強，導致大豆分離蛋白和椰子分離蛋白的溶解度升高[7]。在等電點范圍內，椰子分離蛋白的乳化性和乳化穩定性都很差，當離子強度濃度由0.05 mol/L 增大到0.15 mol/L 時，椰子分離蛋白的乳化性和乳化穩定性升高，且椰子分離蛋白的乳化性極顯著地大于大豆分離蛋白[8]。

盡管國內外對于椰子蛋白的研究起步較早，但限于傳統手段和方法，對于椰子蛋白的物性系統性的研究仍有空白，尤其是將椰子蛋白結構和功能特性相關聯，從結構角度闡釋功能的研究報道較為缺乏。

3 小麥面團流變特性的研究現狀

椰子獨特的風味和營養價值，使得椰子粉作為食品原輔料深受喜愛。但是，椰子在烘焙食品中應用時主要是以椰絲、椰蓉的形式[9-11]，且用量非常少。以椰子粉作為輔料，研發的烘焙食品幾乎未見。究其根本是對椰子粉- 小麥粉復配粉的面團特性尤其是流變特性的了解不夠透徹。

面團流變特性，是小麥粉的重要特性，也是決定面制品終產品品質的關鍵特性。而小麥面團流變特性又與其主組分面筋蛋白、淀粉緊密相關，尤其是面筋蛋白。面筋蛋白能夠通過分子間/內二硫鍵、氫鍵、范德華力和疏水作用等形成網絡結構起到骨架支撐作用[12]，網絡結構中包裹鑲嵌淀粉分子，形成大分子聚合體，進而決定面團獨特加工品質。1907年Osborne 將面筋蛋白分為醇溶蛋白（Gliadin） 和谷蛋白（Glutenin）。隨后陸續發現：醇溶蛋白分子構象呈球狀，又分為 α/β-，γ-， ω1,2-，ω5 - 亞基，α/β和γ-Gliadin 主要形成分子內二硫鍵，而ω-Gliadin中因缺乏半胱氨酸而不形成二硫鍵[13-14]；谷蛋白分子構象呈鏈狀，又分為HMW-GS 和LMW-GS 2種類型，而HMW-GS 又分為x-HMW-GS 和y-HMW-GS 2種類型[15-16]。面筋蛋白亞組分及亞基結構差異，是面筋蛋白功能的基礎。面筋蛋白亞基分子一級序列中半胱氨酸間縮合形成二硫鍵，是面筋蛋白二級結構的骨架支撐力。目前普遍認為，小麥粒中面筋蛋白組分亞基分子間二硫鍵交聯模式是：HMW-GS 通過分子間二硫鍵聚合形成大聚體GMP，LMW-GS 則作為擴充鏈或終止劑，通過二硫鍵與HMW-GS 末端連接，球形Gliadin 保留巰基并填充其中[16-17]。

椰子粉中含有大量的蛋白質、脂肪和纖維素，這些物質的存在勢必會影響到面筋網絡的形成，進而影響面團流變特性。受益于交叉學科發展，借助混合流變儀（Mixolab）、發酵流變儀（F4 Rheo）、質構儀（Texture） 等先進儀器[18]，能夠更準確地分析面團流變特性，將有助于更好地理解椰子面團流變特性變化情況，也有助于解決椰子發酵餅干加工品質問題。

4 結語

立足海南特色農經作物椰子，以椰子蛋白為研究對象，深度解析椰子蛋白的結構信息，并進一步分析椰子蛋白的功能特性包括水合性質、表面性質、感官性質，以結構信息為基礎闡明功能特性，以期為椰子蛋白的高值利用提供基礎支撐。為分析椰子蛋白凝膠的硬度、彈性、咀嚼性等感官質構性質，進一步采用流變儀分析椰子蛋白的動態流變性，獲知吞咽性（爽滑感），為椰子產品提供感官基礎數據。

椰子蛋白結構與功能關系解析技術路線見圖1。

圖1 椰子蛋白結構與功能關系解析技術路線

以海南椰子中富含的優質植物源蛋白為對象，從微觀到宏觀解析椰子蛋白的結構和功能特性，利用現代色譜技術等先進手段深度闡釋結構與功能關系，一方面為海南椰子產業發展儲備基礎數據；另一方面為海南椰子中優質植物蛋白的高值利用提供科學支撐。掌握科學的基礎數據后，可探索將椰子粉用于烘焙食品中，研究椰子粉對面團流變特性影響，開發椰子粉發酵餅干，為椰子資源綜合利用儲備技術，為完成《海南省椰子產業高質量發展“十四五”規劃》的目標提供有力保障。