《Food Chemistry》：Development and validation of LC–MS/MS method for determining multi-residue pesticides in vegetables
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本研究系统探究了水分含量（34%、37%、40%）与混合温度（4-45℃）协同调控面团延展性的机制。通过结合质构分析、低场核磁共振（LF-NMR）、高效液相色谱（HPLC）及光学显微技术，揭示了不同水分条件下温度对弱结合水含量、水分分布均匀性、面筋蛋白互作及网络结构的影响规律。实验表明，34%水分时延展性在25℃达峰值，而40%水分时延展性随温度升高显著下降（降幅达29.66%）。关键机制包括：高温促进弱结合水积累（较45℃增加2.99%）及 gluten network 密度优化，低温抑制自由水激增（较4℃减少67.65%）和面筋解聚，同时调控α/γ-谷蛋白亚基及高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）的交联作用。研究成果为建立季节适应性加工参数体系提供了理论支撑。
Junkui Li|Yajing Qi|Shuyi Liu|Liuping Zhang|Ruofan Wang|Bin Xu
江苏大学食品与生物工程学院，中国江苏省镇江市212013
摘要
面团的可延展性受到加水量和混合温度的协同调控，但其相互作用机制尚不明确。本研究在水分含量（34%、37%、40%）和混合温度（4–45°C）的条件下，探讨了面团的可延展性、水分状态及分布均匀性、麦谷蛋白-麦醇溶蛋白的相互作用以及面筋网络结构。在34%的水分含量下，面团的可延展性随混合温度的升高先增加后降低，在25°C时达到峰值。相反，在40%的水分含量下，可延展性从4°C降至45°C期间单调下降29.66%。从机制上讲，25°C下的混合温度和34%的水分含量条件下优化了面筋网络的致密化，表现为弱结合水的增加（比45°C高2.99%）和水分均匀性的提高（CV降低了30.94%）。在40%的水分含量下，低温（4°C）抑制了自由水的释放（减少了67.65%）和蛋白质的解聚（LPP降低了25.08%），促进了麦谷蛋白-麦醇溶蛋白的交联（α/γ亚基的可提取性分别降低了23.81%/15.43%；高分子量麦谷蛋白HMW-GS增加了46.64%），从而形成了高度分支的网络。这些发现建立了定量加工窗口：高延展性区（水分含量40% + 混合温度≤15°C）、高强度区（水分含量34% + 混合温度≥35°C）和平衡区（水分含量37% + 混合温度4–35°C）。
引言
面团的可延展性是决定面团加工性能和最终产品质量的关键因素，直接影响工业生产的连续性和经济效益（Luo等人，2025年）。在低温/低水分条件下（例如冬季生产），面团的可延展性不足常导致压延过程中的断裂。相反，在高温/高水分条件下（例如夏季环境），过高的可延展性加上强度降低会导致压延时辊子粘附和悬浮时带材断裂。可延展性的不平衡不仅会增加能源消耗和材料浪费，还会显著降低面团制品（如面条）的质量。因此，系统研究水分和混合温度对面团可延展性的调控作用和机制，为调整面团制品制造中的季节性适应加工参数提供了重要的参数指导和理论基础。
在干面条的生产过程中，加水量通常在34%到40%之间（水分过多或过少都会对生产产生不利影响；在这个范围内，34%定义为低水分含量，40%定义为高水分含量）。混合过程中可能会达到45°C的温度，这是由于典型的季节变化和加工过程中温度的升高（Obadi等人，2022年）。尽管现有研究已经确定了水分含量和混合温度的独立效应——例如增加加水量通常会提高面团的可延展性，但可能会降低弹性（Mastromatteo等人，2013年）；以及提高混合温度（>19°C）可以改善甜面团的可延展性（Calderón-Domínguez等人，2004年）——但目前尚不清楚温度对可延展性的影响是否在不同水分含量下保持一致。关于面团可延展性的调控机制，在水分状态层面，低场核磁共振（LF-NMR）技术是一种分析面团中水分状态（如结合水、自由水）的有效方法（Liu等人，2023年）。研究表明，较低的自由水含量与面团加工性能的提高相关（Yang等人，2023年）。弱结合水可能受到三维面筋结构的影响，这种结构为其提供了容纳空间，而面筋网络的损伤可能会引发自由水的释放（Zhang等人，2024年）。虽然较高的水分含量会增加自由水的水平（Yang等人，2021年），但混合温度对不同水分条件下水分状态分布的调控效应尚未被探索。面团中水分的均匀分布是影响面团可延展性的关键因素。改善水分分布的均匀性有助于促进水分子与面团系统中的淀粉/蛋白质成分之间形成氢键，从而降低水分子的移动性，增强面筋蛋白水合的均匀性，进而提高面筋蛋白网络的均匀性和连续性（Zhang等人，2024年）。麦醇溶蛋白-麦谷蛋白的相互作用构成了面团粘弹性的分子基础（Wang等人，2022年）。然而，混合温度在不同水分条件下如何调节麦谷蛋白相互作用的调控机制仍有待阐明。连续且紧密的面筋网络使面团能够表现出优异的可延展性（Qi等人，2024年）。值得注意的是，较高的温度可能会削弱相对较大的麦谷蛋白聚合物之间以及这些聚合物与结构其他部分之间的氢键强度，从而破坏面筋网络（Kontogiorgos & Kasapis，2010年）。然而，温度阈值和水分条件对这种破坏的交互效应尚未被探索。因此，仍需阐明在不同水分条件下混合温度如何通过改变水分状态和蛋白质相互作用来影响网络连续性。此外，目前尚不清楚水分含量是否会改变混合温度对面团可延展性调控的方向。
为了解决这些问题，本研究采用了因子实验设计，包括三种水分含量（34%、37%、40%）和五种混合温度（4°C、15°C、25°C、35°C、45°C）。采用多尺度分析方法来：（i）通过质地分析量化面团的可延展性（以断裂距离和断裂力表示）；（ii）使用低场核磁共振（LF-NMR）和焦糖示踪法分别表征水分状态（结合水和自由水）并评估水分分布的均匀性（以颜色变化的变异系数CV表示）；（iii）通过尺寸排阻和反相高效液相色谱（SE-HPLC/RP-HPLC）评估麦谷蛋白-麦醇溶蛋白的相互作用，以确定麦谷蛋白的聚集情况（以可提取的聚合物和单体蛋白含量表示）和亚基交联情况（特别是α/γ-麦醇溶蛋白和高分子量麦谷蛋白HMW-GS）；（iv）通过光学显微镜结合图像处理算法解析面筋网络的结构参数（分支率、平均蛋白质长度/宽度）。这种综合方法旨在阐明水分-混合温度相互作用对面团可延展性的协同效应及其背后的调控机制，从而为面团制品的精密加工设计建立理论基础。
材料
Wudeli中筋特细小麦粉（干基蛋白质含量：10.88%）由Wudeli面粉集团有限公司（中国河北）提供。分析级通用化学试剂购自Macklin生化技术有限公司（中国上海）。
样品制备
将各500克的面粉装入密封袋中，在指定温度（4°C、15°C、25°C、35°C、45°C）的培养箱中平衡12小时。面团混合使用夹套水浴进行精确控制
不同加水量下温度变化对面团可延展性的影响
通过使用质地分析仪在拉伸模式下测量断裂距离（mm）和断裂力（g）来评估面团的可延展性。实验涵盖了三种加水量（34%、37%、40%）和五种混合温度（4°C、15°C、25°C、35°C、45°C）。
如图1所示，在34%的水分含量下，面团的可延展性呈现倒V形响应，在25°C时达到峰值（16.757±0.454 mm）——显著高于4°C时的值（P<0.05）
结论
本研究系统地阐明了混合温度在不同水分含量下对面团可延展性的差异性影响及其背后的机制。主要发现如下：（1）水分含量决定了混合温度对面团可延展性的调控方式：在34%的水分含量下，可延展性（断裂距离）呈现倒V形曲线，在25°C时达到峰值，在45°C时下降了20.41%。在37%的水分含量下，可延展性
CRediT作者贡献声明
Junkui Li：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，正式分析，数据管理，概念构思。Yajing Qi：撰写——审稿与编辑，方法学，正式分析，概念构思。Shuyi Liu：撰写——审稿与编辑，方法学，数据管理，概念构思。Liuping Zhang：监督，资源提供，正式分析，数据管理。Ruofan Wang：软件使用，方法学，正式分析，数据管理。Bin Xu：撰写——审稿与编辑，监督，资源提供，项目管理
未引用的参考文献
Charun等人，2000年
Li, Qi, Hamadou和Xu，2025年
Li, Guo, Zhu和Zhou，2018年
Wang等人，2024年
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者衷心感谢丹阳市关键研究与开发计划——现代农业（SNY202402）提供的财政支持。
