小麥淀粉粒機械損傷程度與面粉品質關系

孫 宇 李利民 張 杰 韓小賢 鄭學玲

（河南工業大學糧油食品學院，河南 鄭州 450052）

小麥淀粉粒機械損傷程度與面粉品質關系

孫 宇 李利民 張 杰 韓小賢 鄭學玲

（河南工業大學糧油食品學院，河南 鄭州 450052）

以河南優質小麥品種——矮抗58為試驗材料，研究小麥淀粉機械損傷程度與面粉品質之間的關系。結果表明：機械粉碎強度可以控制淀粉粒的損傷程度，粉碎強度從0Hz增加到130Hz，損傷淀粉含量增加了5.52%，而面粉的平均粒度從70.94μm降到14.77μm；面粉的降落數值和沉降數值與損傷淀粉含量分別呈負相關和正相關；面粉中面筋的含量和質量與損傷淀粉含量關系不大；淀粉損傷程度與面粉的吸水率呈正相關；損傷淀粉含量在6.54%～9.66%時，面粉的穩定時間變化不大，當損傷淀粉含量增加到12.06%時，面粉的穩定時間降低；面團的發酵穩定性隨著淀粉損傷含量的增加而呈遞減趨勢，面團水平總體上隨著損傷淀粉含量的增加而呈遞增趨勢。

機械損傷；損傷淀粉；面粉品質

損傷淀粉是指小麥在制粉時，由于機械的碾壓作用，有少量的淀粉外層細胞膜被損傷，從而造成淀粉粒的損傷［1］。小麥損傷淀粉含量，會影響到面粉的很多性質，如面團流變學特性和黏度等［2，3］。國外對機械處理后的小麥粉中淀粉的粉碎方式與損傷程度進行了研究［4－7］，發現經過球磨處理后的小麥淀粉顆粒出現較多的傷痕和裂紋，導致在面團調制過程中，面粉的吸水率增加；淀粉損傷后，顆粒的結晶結構逐漸轉變成部分結晶最后成為非結晶形態，使之容易被α－淀粉酶水解，有利于發酵過程的進行。

不同的面制食品要求小麥面粉具有不同的損傷淀粉含量，淀粉粒及其損傷后特性對小麥育種、加工和面制食品品質有著重要的理論指導意義。小麥加工過程是基于機械力、熱因素的物理過程，在加工過程中淀粉粒由于機械力和熱的作用會發生損傷，從而導致面粉品質特性的變化，目前中國對機械力作用所引起的淀粉粒損傷，及其對面粉品質的影響研究較少。本試驗以中國優質小麥品種——矮抗58為研究對象，擬通過機械粉碎強度控制引發淀粉粒損傷，探索機械粉碎強度與小麥淀粉粒損傷之間的規律，探討淀粉顆粒損傷與小麥粉品質關系，為制粉工業及面制品行業提供理論與技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

單顆粒谷物測定儀：SKCS4100，瑞典波通公司；

布勒實驗磨：MLU202，瑞士布勒公司；

面筋儀：Perten 2100型，瑞典波通公司；

FN儀：1800型，瑞典Falling Number公司；

粉質儀：Farinograph－E，德國布拉班德公司；

紫外分光光度計：UV－2000，美國優尼科公司；

超微粉碎機：XFJ－260，中國金科粉碎機械有限公司。

經調查統計分析，經治療后常規組74例患者中，顯效25例，有效32例，無效17例，總有效率為77.03%（57/74）；研究組74例患者中，顯效32例，有效35例，無效7例，總有效率為90.54%（67/74）。統計數據表明，研究組患者治療效果明顯優于常規組（χ2=4.067 0，P=0.043 7<0.05）。

1.2 試驗方法

1.2.1 小麥籽粒特性測定 采用瑞典波通公司的SKCS4100系統，在3～4min對300個小麥籽粒的特性進行測定，然后進行統計分析，可顯示出平均值、標準差和繪出直方圖，并可同時得到谷物水分、硬度指數、籽粒質量、籽粒直徑等指標。

1.2.2 制粉 采用BUHLER試驗磨磨粉，根據籽粒的硬度確定潤麥加水量，硬麥水分16%，中麥水分15%，軟麥不超過14%，潤麥時間為24h。出粉率控制在70%左右。

1.2.3 超微粉碎 將用試驗磨制得的面粉分別放入超微粉碎機中，分別以45，70，100，130Hz的功率粉碎，得超微粉碎面粉樣品待測。

1.2.4 沉降數值、降落數值及淀粉損傷含量測定 采用AACC（美國谷物化學師協會）方法測定。

1.2.5 面粉粒度測定 采用激光衍射粒度分析儀測定。

1.2.6 面粉面筋測定 采用瑞典Perton公司的Gluten Index面筋指數儀測定。包括2200型面筋儀、2015型離心儀。濕面筋含量按GB/T 14608——2008測定，結果換算成14%濕基。在進行測定時，每個樣品做2次平行試驗，取其平均值作為該樣品的測試值。

1.2.7 面粉粉質測定 采用GB/T 14614——2006方法測定。

1.2.8 面團發酵特性測定 面粉300g（14.0%水分基礎）、酵母（普通酵母）3%、鹽2%、糖1%，開始制備面團15min前用24mL蒸餾水溶解，放入成熟度儀醒發室預熱。將面粉倒入粉質儀揉面缽，再倒入酵母溶液和鹽水（預溶），啟動粉質儀攪拌面團至面團形成（時間最短4min，最長15min），終點稠度應為（500±20）FU。將制備好的面團分割成兩塊，每塊155g左右，放入成熟度曲線儀醒發室發酵，時間間隔為35，15，30min，在兩次預發酵期間用揉圓器成型面團一次，轉速為15r/min。最后一次發酵結束后，精確稱重150g面團，揉圓器成形，面團針眼向下放入儀器配備的塑料碗中，蓋上一層塑料薄膜，用沖壓裝置壓平面團，放入發酵室內的磁性支座上，調整記錄筆至零線上，打開開關，測定開始，面團的成熟度曲線將被記錄下來。

2 結果與分析

2.1 小麥籽粒特性分析

小麥籽粒特性的測定采用單顆粒谷物測定儀（SKCS）進行測定，測定結果如表1所示。美國按SKCS劃分軟硬小麥的方法：SKCS硬度指數值大于90為超硬麥，81～90為很硬，65～80為硬麥，45～64為中硬，35～44為中軟，25～34為軟麥，10～24為很軟，硬度指數值小于10為超軟。矮抗58的小麥籽粒硬度指數為67.73，所以受試樣品為硬麥，籽粒的單顆粒谷物重為41.63mg，粒徑為3.06mm。

由表2可知，隨著碎粉強度的加強，更多的大顆粒轉變為小顆粒，尤其是未經粉碎的淀粉經過功率為45Hz的超微粉碎后，面粉的粒度發生了很大的變化，當粉碎強度繼續加強時，面粉的粒度繼續減小，但減小的趨勢減緩。由此可以看出超微粉碎對面粉的微細化達到了很好的效果，根據上述粒度分布的特征，可以認為從45Hz超微粉碎處理面粉開始，就對面粉顆粒粒度產生較大影響，100Hz和130Hz粉碎處理使顆粒粒度進一步減小，但減小趨勢減緩。

表1 矮抗58小麥籽粒特性測定結果Table 1 Analytical data of Aikang 58wheat kernel parameters

2.2 不同粉碎強度的小麥粉的顆粒粒度分析

表2為不同粉碎強度得到的小麥粉顆粒粒度分布。

表2 小麥粉顆粒粒度分布?Table 2 Parcel size distribution of wheat flour /μm

2.3 粉碎強度與淀粉損傷程度的關系

面粉在超微粉碎過程中，當碎粉力足夠大時，且力的作用很迅猛時，面粉顆粒瞬間產生的應力超過了其機械強度，其顆粒相對平滑的表面變得粗糙，甚至出現開裂和破碎，使面粉顆粒體積顯著減小。在這一過程中，面粉顆粒表面性質改變，也會出現顆粒晶格畸變、晶態轉化，使晶體的淀粉顆粒向非晶形態轉化，并使面粉中損傷含量增加［8］。在不同的粉碎強度下，面粉的損傷含量變化見圖1。

圖1 機械粉碎強度與淀粉粒損傷程度關系Figure 1 Relationship between mechanical crushing strength and the damaged exent of the starch granules

由圖1可知，損傷淀粉含量與未粉碎的面粉相比，增加了大約一倍，可見隨著粉碎強度的增加，損傷淀粉含量呈上升趨勢，即粉碎強度越強，淀粉損傷程度越大。

2.4 損傷淀粉含量對面粉品質的影響

對經過不同粉碎強度處理的面粉進行基本品質指標測定，主要測定了面粉水分含量、灰分含量、降落數值、沉降數值、濕面筋含量和面筋指數。

由表3可知，不同損傷程度的面粉灰分含量十分相近，而面粉的降落數值與面粉中損傷淀粉含量呈顯著負相關，即面粉降落數值越小則損傷淀粉含量越多，這一結論與王迎輝等的研究結果［1］相同，導致這一現象的原因可能是由于淀粉粒被損傷后，對酶反應的敏感程度大大提高，更容易受到酶的侵襲而被水解成低聚糖，從而使體系黏度下降，降落數值變小；面粉的沉降數值隨著損傷淀粉含量的增加而急速增大；面粉中面筋主要是由麥谷蛋白和醇溶蛋白絡合而成，其數量和損傷淀粉的含量沒有直接關系，這一結論也可在本研究中得到證實，但在洗面筋的過程中發現，隨著粉碎強度的增加，面筋的延伸性降低，經130Hz處理后的小麥粉的面筋幾乎沒有延伸性。

表3 面粉基本品質測定結果Table 3 Data on flour properties

2.5 損傷淀粉含量對面團特性的影響

對損傷淀粉含量不同的小麥粉進行粉質測試，測試結果見表4。由表4可知，淀粉損傷程度與面粉的吸水率呈正相關，這一結果與前人的研究結果［8］一致，淀粉機械損傷程度增加而導致面粉吸水率的上升的主要原因是淀粉粒受到損傷時，晶體區域被打破，從而水分子能夠進入到整個淀粉粒。從表4還可看出，面粉未經粉碎處理時，面團的形成時間較短、粉質質量指數不高，一旦面粉經粉碎后，面團的形成時間急劇增加，粉質指數也有所增加，但隨著粉碎強度的增加，面團形成時間和粉質指數基本保持不變。當損傷淀粉含量在6.54%～9.66%時，面粉的穩定時間變化不大，當損傷淀粉含量增加到12.06%時，面粉的穩定時間降低，這可能是由于面粉中破損淀粉的增加，面粉的吸水率提高，導致面團和面過程縮短，穩定時間降低［2］。

面團的發酵特性對最終產品的質量具有非常重要的影響。面團的最終發酵時間表示達到最好發酵狀態所需要的時間，耐發酵的面粉具有較長的發酵穩定性，面團水平是面團達到最佳發酵狀態時面團的體積，彈性是峰值區域內曲線的最大寬度。面團的發酵穩定性和面團水平可以用來綜合評價面團的發酵特性。表5為經過不同粉碎強度的小麥粉所進行的發酵測試結果。由表5可知，不同損傷淀粉含量的面粉具有不同的發酵特性，面團的最終發酵時間在損傷淀粉含量超過7.30%后急劇降低；當粉碎功率在0Hz和45Hz，即損傷淀粉含量在6.54%和7.30%時，面團較耐發酵，當損傷淀粉含量在12.06%時，面團的發酵穩定性較差，即面粉不耐發酵。以上可以看出：面團的發酵穩定性隨著淀粉損傷含量的增加而呈遞減趨勢，面團水平總體上隨著損傷淀粉含量的增加而呈遞增趨勢。

表4 面團粉質參數測定結果Table 4 Data on farinograph parameters

表5 面團發酵特性測定結果Table 5 Data on dough fermentation characteristics

3 總結

通過機械粉碎強度可以控制淀粉粒的損傷程度，淀粉機械損傷程度隨著粉碎強度的增加而增大；同時，粉碎強度對面粉的粒度也有較大的影響，未粉碎的面粉粒度平均值為70.94μm，當粉碎強度達到130Hz時，面粉的粒度降到14.77μm；面粉的降落數值與面粉中損傷淀粉含量呈負相關關系，即面粉降落數值越小則損傷淀粉含量越多，而面粉沉降數值隨著損傷淀粉含量的增加而增大；面粉中面筋的含量和質量與損傷淀粉含量關系不大；淀粉損傷程度與面粉的吸水率呈正相關，損傷淀粉含量在6.54%～9.66%時，面粉的穩定時間變化不大，當損傷淀粉含量增加到12.06%時，面粉的穩定時間降低；不同損傷淀粉含量的面粉具有不同的發酵特性，面團的發酵穩定性隨著淀粉損傷含量的增加而呈遞減趨勢，面團水平總體上隨著損傷淀粉含量的增加而呈遞增趨勢。

1 王迎輝，盧曉霆，王江偉，等.小麥粉降落數值與破損淀粉含量及小麥含芽率的關系［J］.長春工業大學學報，2008，29（4）：455～458.

2 王坤，呂振磊，王雨生，等.變性淀粉對面團流變學特性和面包品質的影響［J］.食品與機械，2011，27（4）：20～24.

3 王曉曦，王忠誠，曹維讓，等.小麥破損淀粉含量與面團流變學特性及降落數值的關系［J］.鄭州工程學院學報，2001，22（3）：53～57.

4 Mok C，Dick J W.Response of starch of different wheat classes to ball milling［J］.Cereal Chemistry，1991，68：409～412.

5 Stark J R，Yin X S.The effect of physical damage on large and small barley starch granules［J］.Starch，1986，38：369～373.

6 Baldwin P M，Adler J，Davies M C，et al.Starch damage part 1：Characterization of granule damage in ball－milled potato starch study by SEM［J］.Starch，1995，47：247～251.

7 Ever A D.Production and measurement of starch damage in flour［J］.Starch，1988，40：309～311.

8 吳雪輝，陳玲.超細粉碎應用于面粉加工中的研究［J］.食品科技，2001（2）：9～10.

Relationship between mechanical damage of wheat starch granules and flour properties

SUN yu LI Li－min ZHANG Jie HANXiao－xianZHENG Xue－ling

（Grain College，Henan University of Technology，Zhengzhou，Henan450052，China）

Based on Aikang 58wheat sample，the relationship between mechanical damage of wheat starch granules and flour properties was studied.The results indicated that the damaged exent of the starch granules was controled by mechanical crushing strength，add the crushing strength form 0Hz to 130Hz，the damage starch content（DSC）increased 5.52%，while the average particle size of wheat starch was decreased from 70.94μm to 14.77μm；Falling number showed negative relationship with DSC，while sedimentation values increased as DSC increased；Wet gluten content and gluten index had little relationship with DSC；Water absorption of dough showed significant positive correlations with DSC；DSC between 6.54%and 9.66%，stability of dough had little change，stability of dough reduced when DSC increased to 12.06%；The dough fermentation stability with the increase of DSC was decreased and the dough size was increased，respectively.

mechanical damage；damage starch；flour properties

10.3969 /j.issn.1003－5788.2011.06.008

國家自然科學基金項目（編號：31101243）；河南省小麥產業技術體系建設專項資金資助項目（編號：S2010－01－G06）

孫宇（1985－），女，河南工業大學在讀碩士研究生。E－mail：sunyu39912214＠163.com

鄭學玲

2011－08－01