不同粉路小麦面粉理化性质与流变学特性分析

不同粉路小麦面粉理化性质与流变学特性分析陈雪;张剑;陈团伟;赖秀琳【摘要】Infifteendifferentpowderoutletsforwheatfloursamples,usingmacrophysicalandchemicalcharacterizationandmicromicroscopytechniquesofcombiningthemethodfordeterminingitsproperties.TheresultsshowedthatforegoingMflourwaseasiergelatinization,whileitspeakviscosity,throughviscosity,finalviscosity,breakdown,andsetbackincreased.ThesecondwasforegoingBflour.However,MandBflourposterior,XFandTofpastingindexwasrelativelylowandgotworsequality.Highglutencontentofwheatflourwaterabsorption,formationtime,stabilitytime,andFQNwasrelativelyhigh,glutenproteincontenthadagreatinfluenceondoughstabilitytime,butthesameglutencontentsofdifferentflourroadchangeindifferentwheatflourpowder.Toprovidetheoreticalsupportforqualityanalysisandcontrolofwheatflour.%以15个不同出粉口小麦粉为样品,采用宏观理化征与微观显微技术相结合的方法测定其特性•结果表明:M粉的前中路易糊化，其峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值、回生值比较高，其次是B粉的前路，而M粉的后路、B粉的后路、XF粉与T粉糊化指标相对较低,品质较差.面筋蛋白含量高的小麦面粉的吸水率、形成时间、稳定时间和粉质质量指数也相对较高,面筋蛋白含量对面团稳定时间影响很大,但相同筋力不同粉路的小麦面粉变化幅度不同.旨在为提高面粉品质分析与控制提供理论依据.【期刊名称】《包装与食品机械》年(卷),期】2017(035)002【总页数】6页(P16-21)【关键词】系统面粉;品质特性;淀粉;面筋蛋白【作者】陈雪;张剑;陈团伟;赖秀琳【作者单位】福建农林大学食品科学学院,福州350002;河南农业大学食品科学技术学院,郑州450002;福建农林大学食品科学学院,福州350002;福建农林大学食品科学学院,福州350002【正文语种】中文【中图分类】TS201.2小麦是世界上栽培最早的粮食作物之一，在全世界的粮食总产量居第一位，也是我国的主要粮食作物。小麦面粉的品质特性是小麦面粉的理化特性、面团的物理特性小麦粉食用品质特性及其他特性的总和。面粉的品质参数对面制品的加工品质影响较大。淀粉和蛋白质是小麦面粉中的两大营养成分，与面团的流变学特性和面粉加工品质关系密切。大量研究表明，蛋白质和淀粉的物理特性对面粉加工品质有重要影响[1-13]。蛋白质和淀粉在小麦胚乳中分别呈现一定的分布规律，并且在小麦面粉制品中所体现出的各种特性上起着重要而不同的作用。通过加水形成面筋从而成为面团及食品的网络骨架的蛋白质,对其品质产生重要影响。而作为面筋网络填充物的淀粉对面团及食品的特性也有重要作用，直/支链淀粉比例数值不同也会对面粉品质产生较大影响，尤其是对面粉的蒸煮品质影响较大。然而，过去在该领域的研究主要集中在小麦面粉中的蛋白质对面团流变学特性的影响，而淀粉作为面粉中含量最多的组分，对面团流变学特性的影响却容易被忽视。以前的研究多以对蛋白质和淀粉分别进行分析，而关于同品种小麦综合研究蛋白质与淀粉的质量和数量，以及两者关系的报道尚少。也有一些学者采用在小麦粉中添加淀粉或者谷朊粉的方法来研究其对面团流变学特性的影响，但由于所添加的小麦淀粉或谷朊粉与原料小麦面粉并非同源，这在一定程度上降低了研究结果的可信度。通过综合分析了不同粉路小麦面粉的面团流变学特性———粉质特性，并企图通过扫描电子显微（ScanningElectronMicroscopy,SEM）分析技术，从微观结构上分析不同出粉口小麦面粉对面制品品质影响的机理。为研究不同出粉口对小麦面粉品质的综合影响和全面了解小麦面粉品质质量特性探索一条思路，也为生产中调配多种面制食品及加工需求的专用小麦面粉提供理论参考。主要试验从某面粉厂各个粉路系统中随机取样，于15个出粉口抽取各个粉路面粉样品每份3kg,分别：皮磨系统：1B、2B、3B、4B、5Bf，将1B、2B、3B看作前路皮磨，4B、5B看作后路皮磨；心磨系统：1M、2M、3M、4M、5M、6M、7M、8M，将1M、2M、3M看作前路心磨，4M、5M看作中路心磨，6M、7M、8M看作后路心磨；清粉系统为：吸风粉XF；尾磨系统：T。贴上标签密封，后熟三周后待用。主要仪器设备S-3400NII型扫描式电子显微镜（日本HITACHICo.）；InfratecTM1241型近红外谷物品质分析仪（FOSS北京有限公司）；JJJM54S型面筋洗涤仪（上海嘉定粮油仪器有限公司）；JLZM型面筋离心指数测定仪（上海嘉定粮油仪器有限公司）；RVA4500型快速粘度分析仪（澳大利亚NewportScientific公司）；Farinograph-AT粉质仪（德国Brabender公司）；FA2004型电子天平（上海良平仪器有限公司）；DJ-5001型电子天平（福州华志科学仪器有限公司）。试验方法面筋含量的测定参照GB/T5506.2-2008《小麦和小麦粉面筋含量第2部分：仪器法测定湿面筋》标准采用仪器设备洗涤法测定。式中W湿面筋重量/gM每百克小麦粉含水量/g10试样重量/g86——换算为14%基准水分试样的系数(100~14)蛋白质常规指标的测定按GB/T24872—2010《粮油检验小麦粉灰分含量测定近红外法》，采用InfratecTM1241型近红外谷物品质分析仪进行测定［14］。观察小麦面粉的微观形态用扫描式电子显微镜(SEM)测定15种面粉，去观察其微观形态，皮磨系统有1B、2B、3B、4B、5Bf,心磨系统有1M、2M、3M、4M、5M、6M、7M、8M,尾磨T,以及吸风粉XF。将面粉样品均匀平铺于导电胶上，固定好样品后离子溅射喷金35s，放入电子显微镜内，对样品进行扫描，并不断放大至500倍，观察样品内部结构，并拍摄照片。小麦面粉的糊化特性试验采用快速粘度分析仪RVA4500测定，参照文献［15］测定方法。粉质试验参照GB/T14614-2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法标准》，采用Farinograph-AT粉质仪测定。2.1淀粉对小麦面粉品质的影响由图1可见,对于皮磨系统：前路皮磨小麦面粉不仅样品的峰值粘度较高，而且样品的低谷粘度、最终黏度、回生值、破损值都高于后路皮磨小麦粉样品值，前路皮磨和后路皮磨两者之间存在着明显的差异。因此，前路皮磨小麦粉样品的质量特性优于后路皮磨小麦粉样品，在皮磨系统随着加工道数的增加，小麦粉的质量在逐渐下降。对于心磨系统：前中路心磨小麦面粉不仅样品的峰值黏度较高，而且样品的低谷黏度、最终黏度、回生值、破损值都高于后路心磨小麦粉样品值，前中路心磨和后路心磨两者之间存在着明显的差异，前中路心磨粉品质特性远远高于后路心磨粉。因此，前路心磨的小麦粉可作为加工其他专用小麦粉的基础配料。由图2可以得出，在整个粉路系统中，糊化的高峰时间变化不明显；糊化温度变化也不明显。总之，通过对小麦制粉过程中不同系统的面粉样品分析表明，各系统小麦面粉的糊化参数存在着显著差异，心磨粉的峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值、回生值等总体呈下降趋势，前中路品质相对较好，其次是皮磨系统的前路，而心磨粉的后路、皮磨粉的后路、吸风粉与尾磨粉由于含有较高的灰分等杂质，糊化指标相对较低，品质较差。面筋蛋白含量对小麦面粉品质的影响从图3可以看出，对于皮磨系统：其前路皮磨粉湿面筋含量比较稳定相对较高，后路皮磨粉中的5Bf达到系统粉湿面筋含量的最小值16.43%，皮磨系统整体呈现先增后减的趋势。心磨系统：其前、中、后路心磨粉的湿面筋含量呈现递减趋势，8M处于心粉湿面筋含量最低的位置22.43%。总体而言，皮磨粉面筋含量高于心磨粉；尾磨粉湿面筋含量最高，吸风粉次之，这是因为吸风粉是粉间气力输送过程中进入除尘器的轻粉，是接近皮层的胚乳，虽然面筋数量较多，但质量较差。小麦中的蛋白质主要集中在胚乳和糊粉层里，胚乳由外向内，面筋数量逐渐减少，但小麦质量逐渐变好。不同粉路小麦面粉的蛋白质含量变化趋势基本上类似于面筋蛋白含量的变化，变化范围较大，一般在11%~17%之间。由图4可以得出，对于吸水率，皮磨系统：其后路皮磨粉吸水率明显高出前路皮磨粉，呈现递增趋势，且在5Bf处于皮磨粉中吸水率最高的位置76.10%。心磨系统：随着研磨次数的增加，小麦粉样品的吸水率呈现增加趋势，8M处于心磨粉吸水率最高处76.4%。总体而言，后路皮磨、后路心磨、尾磨、吸风粉的吸水率相对较高，中路心磨粉的吸水率次之，而前路心磨粉、前路皮磨粉的吸水率相对最低。主要原因是，蛋白质比淀粉有更多的表面，为揉制一个理想稠度的面团，蛋白质含量高比蛋白质含量低的面粉加水要多，即吸水率与蛋白质含量之间呈线性关系可由图3观察证实。弱化度表明了面团在搅拌过程中的破坏速率，也就是对机械搅拌的承受能力。弱化度也表示了面团强度，其测定值越大，强度越小，面团越易流变，加工处理性越差图4显示了皮磨粉弱化度处于先高后低再高的状态。心磨粉是前、中、后路处于递减的趋势。总体而言，前路心磨粉和尾磨T的弱化度较小，面团不易流变，加工处理好。至于稳定时间，从图5可以看出前路皮磨粉湿面筋含量比较稳定相对较高，后路皮磨粉的5Bf达到皮磨粉稳定时间的最小值，皮磨系统整体呈现先增后减的趋势。原因是其湿面筋含量是在皮磨系统粉中先增后减，筋力强度强减弱，使得其面团韧性由好及差，稳定时间由长变短。从图5中还可看出前、中、后路心磨粉的稳定时间呈现递减趋势，8M处于系统粉稳定时间的最低的位置。总体而言，稳定时间前路皮磨粉＞前路心磨粉＞中路心磨粉，后路皮磨粉、后路心磨粉、尾磨粉、吸风粉稳定时间相近。主要原因是与其本身所含的面筋蛋白的数量与质量有关，面筋质量低或面筋质较差的面粉稳定时间短。小麦面粉的微观形貌观图6的电镜扫描显示：皮磨粉中小粒淀粉比例有所增加，而1B、2B中小粒淀粉所占比重较高。在相同的扫描电镜视野中观察到，淀粉粒表面粗糙凹凸不平，形状不规则。蛋白质含量高的5Bf所能显现的淀粉颗粒少且小，主要以大颗粒呈现。前中路的心磨小麦面粉主要是由破碎的胚乳颗粒、粒径较大的A型淀粉和少量的B型小颗粒淀粉组成的，分散性较好，属于优质小麦面粉。淀粉颗粒均呈现光滑的颗粒表面，多为大小不一的椭圆形和圆形。其中一些颗粒是以塑性变形为主，淀粉颗粒仅被压扁变形，厚度变薄了，同时一些大颗粒的直径明显变大了；还有一些淀粉颗粒部分断裂，一些淀粉受到磨球的撞击，挤压在一起成为片状。前中路心磨粉中A型大颗粒的淀粉粒含量高，比较容易糊化，这也直接印证了图1所示小麦淀粉糊化指标较其它出粉口较好的原因。尾磨粉T是蛋白含量最高的小麦粉，可清晰的观察到其独立的淀粉颗粒极少，大部分颗粒被蛋白质包裹，聚集形成了大颗粒。所存在的单独淀粉颗粒表面也不光滑，似与蛋白质丝连着。而吸风细粉XF主要是由一些粒径较小的B型淀粉和蛋白质基质碎片组成的，颗粒与颗粒之间排列紧凑，分散性的小颗粒淀粉较多，即B型淀粉粒的百分含量高，A型淀粉粒含量较少，其A、B型淀粉的分布特征，对淀粉的特性会带来影响，这与图1~图5中吸风粉XF所表现的糊化与粉质特性研究一致，其蛋白质含量高，且蛋白质比例失衡，导致粉质弱，色泽差。吸风粉淀粉中。综合其品质指标的差异，可以看出吸风细粉与小麦粉品质特性的差异不仅仅表现在蛋白差异上，淀粉的组成、含量及特性也是造成这种差异的主要因素。小麦面粉品质特性主要由小麦面粉面筋蛋白的量和质以及淀粉特性决定的，但于两者对面粉品质影响的主次上究竟孰轻孰重，却众说不一。淀粉是小麦面粉的主要成分，占小麦籽粒的60%~75%。面筋是小麦粉独有的，其他谷物所不具备的粘弹性物质，它是由小麦粉加一定量的水经揉洗而形成的。当水加入面粉后，麦谷蛋白和醇溶蛋白开始吸水膨胀，分子间相互连接，在揉合过程形成面筋薄膜网而构成骨架，产生连续的面团结构。而不同出粉口的小麦面粉面筋蛋白与淀粉含量及质量又差别很大，导致不同粉路的小麦面粉品质特性差别很大。本研究通过对不同粉路小麦面粉理化性质与流变学特性分析表明，不同出粉口的小麦面粉品质特性差别很大。反映面粉品质特性的指标如粉质仪吸水是一个综合概念，由于目的不同其具有的含义也不同。所以对于小麦面粉品质的优劣只是一个依其用途而变化的相对概念。本文则以小麦面粉糊化特性与粉质特性的优良作为评定标准。分析可知各不同粉路小麦面粉的糊化参数存在着显著差异，心磨系统的峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值、回生值等总体呈下降趋势，前路品质相对较好，其次是皮磨系统，吸风粉和尾磨粉由于含有较高的灰分等杂质，品质较差。面筋蛋白含量高的小麦面粉的吸水率、形成时间、稳定时间和粉质质量指数也相对较高，面筋蛋白含量对面团稳定时间影响很大，但相同筋力不同粉路的小麦面粉变化幅度不同。与此同时，通过扫描电镜观察,从结构上分析了不同出粉口对小麦面粉品质特性的影响，由此从微观上阐述了前中路心磨系统、前路皮磨粉属于优质粉的原因。【相关文献】张媛，宣以峰，陈婷婷，等•小麦蛋白和淀粉特性与油条品质的相关性研究J].食品科技，2016(6):178-182.李咏，冶婷，李卫华，等•小麦淀粉粒结合蛋白与面粉蛋白质和淀粉品质的关系J].麦类作物学报，2016(5):603-610.LambrechtMA,RomboutsI,NivelleMA,etal.Theroleofwheatandeggconstituentsintheformationofacovalentandnon-covalentproteinnetworkinfreshandcookedeggnoodles[J].JFoodSci，2016,30(8):118-112.CollarC,ConteP.Lipiddynamicsinblendedwheatandnon-wheatfloursbreadmakingmatrices:Impactonfreshandagedcompositebreads[J].FoodSciTechnolInt，2016，64(12)153-158.付苗苗，牛桂芬•面粉中淀粉及组分和面筋蛋白对面团粉质特性的影响J].食品研究与开发，2015(16):28-33.SmithF,PanX,BellidoV,etal.Digestibilityofglutenproteinsisreducedbybakingandenhancedbystarchdigestion[J].MolNutrFoodRes，2015,59(10):2034-2043.姜小苓，李小军，冯素伟，等•蛋白质和淀粉对面团流变学特性和淀粉糊化特性的影响[J].食品科学，2014,35(1):44-49.XijunL,JunjieG,DanliW,etal.Effectsofproteininwheatflouronretrogradationofwheatstarch[J].JFoodSci.2014,79(8):1505-1511.MannJ,SchiedtB,BaumannA,etal.Effectofheattreatmenton.wheatdoughrheologyandwheatproteinsolubility[J].FoodSciTechnolInt.2014,20(5):341-351.陈建省，田纪春，吴澎，等•不同筋力面筋蛋白对小麦淀粉糊化特性的影响[几食品科学，2013(3):75-79.BecklesDM,TananuwongK,ShoemakerCF.Starchcharacteristicsoftransgenicwheat(TriticumaestivumL.)overexpressingtheDx5highmolecularweightgluteninsubunitaresubstantiallyequivalenttothoseinnonmodifiedwheat[J].JFoodSci，2012,77(4):437-442.YanoH.Improvementsinthebread-makingqualityofgluten-freericebatterbyglutathione[J].JAgricFoodChem.2010,58(13):7949-7954.[13]赵新，王步军小麦蛋白质和淀粉性状与面包品质关系研究进展[J].中国农学通报，2008(12):124-127.张剑，张杰，李梦琴，等•主食馒头专用小麦粉最佳品质指标范围分析[J].食品科学，2016(11):30-36.张剑，李梦琴，任红涛•小麦粉糊化特性与面条品质相关性研究[J].粮油加工，2010(12):83-85.