记者近日获悉，中国农业科学院农产品加工研究所联合国内外科研团队，系统揭示了小麦基因型、灌溉条件、储存方式及制粉工艺影响面团流变特性及产品质量的微观和介观机制。该研究首次明确蛋白质分子间二硫键与氢键的比率是关键调控指标，从而为优质专用小麦品种选育和面制品精准加工提供了新的理论依据。相关研究成果已于近期在国际食品领域期刊《Food Chemistry》（食品化学）上发表。
面包、面条、馒头等面制品质地、弹性和口感，从根本上取决于小麦面粉中面筋蛋白形成的三维网络结构。然而，在育种、栽培、储存和加工过程中，多种因素如何影响蛋白质分子间的相互作用，进而决定面团的筋力、延展性和持水性，一直是学界和产业关注的重点与难点。
为了解析这一复杂过程，研究团队选取了具有代表性小麦基因型（带有“5+10”亚基的强筋品种和带有“2+12”亚基的中筋品种），结合不同灌溉处理、储存条件及制粉粉路，开展了系统研究。结果发现：
基因是“基础”。携带“5+10”亚基的强筋小麦品种，其蛋白质和二硫键含量更高，形成的面团更筋道、粉质仪揉混时的稠度更大，但面筋网络过于致密，持水能力相对较弱。
水分是“调节器”。生长季不灌溉（干旱胁迫）促使小麦在灌浆期形成了更多二硫键，实现了蛋白质的“预聚集”，使得面团蛋白质网络更紧密，后续和面需要更多搅拌能量。
储存是“再塑造”。与常温有氧储存相比，4°C无氧储存能显著抑制二硫键的过度形成，同时促进氢键的增加。氢键有助于面筋网络的延伸，并提升持水能力。表明储存过程主要发生非共价键主导的结构重组。
加工是“精细筛”。即使同一批小麦，由于麦粒不同部位（心磨、渣磨、皮磨）蛋白质组成与状态不同，其面粉特性也存在梯度差异。皮磨粉蛋白质通过更紧密的疏水堆积来增强面团网络，而非依赖更多二硫键。
研究最具突破性的发现，是提出了一个可量化衡量蛋白质网络聚集状态的关键指标：二硫键与氢键的比率。形象地说，二硫键如同坚固的“钢钉”，负责建立牢固的共价交联，决定面团网络强度；氢键则像灵活的“魔术贴”，主导可逆的非共价结合，影响面团网络的弹性和持水性。研究表明，该比率与粉质仪面团揉混峰值稠度呈显著正相关，比率越高，蛋白质聚集越紧密，面团筋力越强；而面筋持水能力则与达到粉质仪搅拌峰值所需的能量呈负相关。
该研究从蛋白质互作的微观和介观尺度揭示了面团质量形成的核心机制，对产业实践具有重要指导意义：在育种上，可针对性地选择调控关键相互作用比例的基因型；在栽培上，可科学管理水分以平衡产量与蛋白质质量；在储运和加工上，可通过控制储存条件（如低温低氧）和科学配粉，精准调控面粉的加工性能，最终实现优质面制品的标准化生产。
“这项研究为理解从田间小麦品种到桌上食品的全链条质量调控打开了新视角。”论文通讯作者张波研究员表示，“未来，团队将利用更先进的微观、介观和宏观分析技术，继续深入探索面筋蛋白网络的动态构建过程。”
该研究得到了新疆维吾尔自治区自然科学基金、国家现代农业产业技术体系及中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。
