面粉中淀粉及組分和面筋蛋白對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

付苗苗，牛桂芬

（河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院，河南鄭州450012）

面粉中淀粉及組分和面筋蛋白對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

付苗苗，牛桂芬

（河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院，河南鄭州450012）

采用分離重組方法，把同一品種小麥面粉中的淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉和蛋白質(zhì)分離，再進(jìn)行重組實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行面團(tuán)粉質(zhì)特性測(cè)定，以研究面粉中淀粉及組分、面筋蛋白對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響。結(jié)果表明，淀粉及組分均負(fù)作用于面團(tuán)的粉質(zhì)特性，即淀粉及組分的增加使得面團(tuán)各項(xiàng)粉質(zhì)指標(biāo)都變差，而面筋蛋白則有利于面團(tuán)的粉質(zhì)特性，隨著面筋蛋白的添加，面團(tuán)的各項(xiàng)粉質(zhì)特性有良好的改善。

面粉；淀粉；面筋蛋白；粉質(zhì)特性

小麥?zhǔn)鞘澜缧怨任铮彩蔷S持人類賴以生存的最寶貴資源之一。淀粉和蛋白質(zhì)是小麥面粉中的兩大營(yíng)養(yǎng)組分，與面團(tuán)的流變學(xué)特性和面粉加工品質(zhì)關(guān)系密切。因此研究面粉中淀粉及組分、面筋蛋白對(duì)面粉品質(zhì)的影響有著極其重要的意義。以往在該領(lǐng)域的研究大多集中在面粉中的蛋白質(zhì)對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響，而淀粉及淀粉組分作為面粉中含量最多的成分，對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響卻被忽視。此外，我國(guó)學(xué)者研究面粉品質(zhì)及面團(tuán)流變學(xué)特性時(shí)，主要采用的是統(tǒng)計(jì)分析的方法，分離重組方法的運(yùn)用較少。近年來(lái)，也有一些學(xué)者采用在標(biāo)準(zhǔn)小麥粉中添加淀粉或者谷朊粉的方法來(lái)研究其對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響，但由于所添加的小麥淀粉或谷朊粉與原料小麥粉并非同源，這在一定程度上降低了研究結(jié)果的可信度。本論文的研究擬借鑒在國(guó)外應(yīng)用己較為成熟的分離重組方法，即把同一品種小麥面粉中直鏈淀粉、支鏈淀粉、蛋白質(zhì)分離，在進(jìn)行重組實(shí)驗(yàn)，以此方法來(lái)保證所有試驗(yàn)樣品中的其他成分?jǐn)?shù)量、質(zhì)量均保持一致，剔除其他物質(zhì)存在對(duì)試驗(yàn)的影響，從而能更顯著、更準(zhǔn)確地揭示淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉與面筋蛋白對(duì)面粉品質(zhì)的影響。論文通過(guò)該方法綜合研究面粉中的淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉、面筋蛋白對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性——粉質(zhì)特性的影響，為更深入研究面團(tuán)流變學(xué)特性和面粉加工品質(zhì)提供一種思路，同時(shí)也為生產(chǎn)中的合理配粉以及面粉專用粉的生產(chǎn)提供理論參考。

1材料

1.1主要原料

小麥面粉：鄭州海嘉面粉有限公司，不含任何添加劑。提取小麥粉中的淀粉、直鏈淀粉和支鏈淀粉，按0%、3%、5%、7%、9%、11%、13%、15%、18%、20%的梯度添加到原面粉中進(jìn)行研究；提取小麥粉中的面筋蛋白，按0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、5%、7%、9%、11%的梯度添加到原面粉中進(jìn)行研究。

1.2主要實(shí)驗(yàn)試劑

無(wú)水乙醇、正丁醇、異戊醇（以上均為分析純）、標(biāo)準(zhǔn)直鏈和支鏈淀粉：Sigma公司。

1.3主要儀器

BCD-241冷藏冷凍箱：河南新飛電器有限公司；TGL-16G臺(tái)式高速離心機(jī)：湖南星科科學(xué)儀器有限公司；2100型自動(dòng)面筋洗滌儀：Parton公司；E型布拉班德粉質(zhì)儀：東方弗得技術(shù)有限公司。

2方法

2.1面粉組分的分離

2.1.1面筋蛋白和淀粉的分離制備

淀粉提?。焊鶕?jù)離心分離法來(lái)進(jìn)行提取分離。取一定量的面粉，加適量的水揉成面團(tuán)，用保鮮膜包裹靜置20 min，水洗面團(tuán)，將淀粉漿過(guò)200目篩，棄去細(xì)碎面筋，然后對(duì)淀粉漿離心（4 000 r/min，15 min）。倒掉上清液，小心刮去最上層淡黃色物質(zhì)，棄去，收集下層淀粉，用95%的乙醇進(jìn)行抽濾洗滌，然后將淀粉放入白色搪瓷盤中，置于電熱鼓風(fēng)干燥箱恒溫（40℃）干燥，烘干后即為自制小麥淀粉［1］。

面筋蛋白的分離制備：參照Oh等（1985）［2］所采用的方法，并稍加改動(dòng)。稱取150 g面粉于不銹鋼和面盆中，加入80 mL蒸餾水，用手充分揉成面團(tuán)后，放到盛有200 mL蒸餾水的2 L大燒杯中，靜置20 min。然后用手輕輕揉洗，揉洗過(guò)程中盡量保持面團(tuán)完整。再經(jīng)過(guò)一系列蒸餾水揉洗（300 mL×2次，150 mL×2次，100 mL×4次，75 mL×4次和50 mL×6次）將面筋蛋白組分分離出來(lái)。將面筋組分真空冷凍干燥。凍干后在研缽中磨碎，過(guò)100目篩。

2.1.2直鏈淀粉和支鏈淀粉的分離提取及純化

根據(jù)正丁醇提取分離直鏈、支鏈淀粉的方法，略做改動(dòng)：稱取40 g粉碎過(guò)380 μm篩的淀粉樣品放入1 000 mL的燒杯中，加入3 mL～4 mL的乙醇和蒸餾水，使樣品濕潤(rùn)，再加入蒸餾水400 mL，0.5 mol/L的NaOH溶液300 mL，在沸水浴中進(jìn)行加熱攪拌，加熱時(shí)間為淀粉糊由黏稠變清即可，大約20 min～25 min。冷卻后在8 000 r/min下離心20 min，除去未分散的殘?jiān)ǔ恋聿糠郑?。? mol/L的HCl溶液中和離心液，并加入240 mL 1∶1（體積比）乙醇-異戊醇混合液。在80℃水浴中加熱攪拌10 min，冷卻至室溫，移入冰箱靜置24 h，再在8 000 r/min下離心20 min，沉淀物即為粗直鏈淀粉，離心液為粗支鏈淀粉溶液，分別收集備用。

將沉淀物即粗直鏈淀粉全部轉(zhuǎn)移到裝有被丁醇飽和的500 mL水的1 000 mL燒杯中，在沸水浴中加熱溶解，通過(guò)玻璃纖維濾去少量不溶物，冷卻至室溫，2℃～4℃下放置24 h，8 000 r/min下離心20 min，沉淀物再溶于被丁醇飽和的500 mL水中，再按上述操作純化2次。最后沉淀物用砂芯漏斗抽濾，用無(wú)水乙醇洗滌沉淀2次～3次。在室溫干燥后，再放入烘箱內(nèi)在70℃～80℃下烘干，即得直鏈淀粉純品。

將第一步中的離心液（粗支鏈淀粉）收集在分液漏斗中靜置，離心液分三層，取下層乳膠體溶液，加130 mL 1∶1（體積比）丁醇-異戊醇混合液，在80℃水浴中加熱攪拌10 min，冷卻至室溫，移入冰箱于2℃～4℃下放置48 h，再在8 000 r/min下離心20 min，去除沉淀物。在離心液中按體積2倍量加入無(wú)水乙醇，于4℃靜置24 h，棄去上清液，將沉淀物在溶于熱的500 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液中，離心，棄去沉淀，再在離心液中按體積的2倍量加入無(wú)水乙醇，按上述操作純化2次。最后用無(wú)水乙醇脫水，砂芯漏斗抽濾，以無(wú)水乙醇洗滌沉淀，在室溫下自然干燥，再放入烘箱內(nèi)再在70℃～80℃下烘干，即得支鏈淀粉純品。

2.2面團(tuán)粉質(zhì)特性的測(cè)定

按照AACC54-21方法進(jìn)行測(cè)定。

粉質(zhì)特性參數(shù)主要有吸水率（AB），穩(wěn)定時(shí)間（ST），形成時(shí)間（DT），弱化度（W），粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)（FQN）。

3結(jié)果與分析

3.1直鏈淀粉對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

添加直鏈淀粉的面粉粉質(zhì)特性的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件處理得到直鏈淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性指標(biāo)之間的相關(guān)性分析見(jiàn)表2。

表1　直鏈淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性的關(guān)系Table 1The relationship between the amount of amylose and the quality of flour

表2　直鏈淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性的相關(guān)性分析Table 2Analysis of the correlation between the amount of amylose and the quality of flour

從表1、表2中可以看出，隨著面粉中直鏈淀粉添加量的增加，面團(tuán)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)都呈現(xiàn)出明顯下降的趨勢(shì)，相關(guān)性分析得到的相關(guān)系數(shù)分別為-0.872、-0.845、-0.824、-0.980，與直鏈淀粉含量呈現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。弱化度隨著直鏈淀粉含量增加出現(xiàn)了明顯上升的趨勢(shì)，相關(guān)性分析得到的相關(guān)系數(shù)為0.845，呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系。

3.2支鏈淀粉對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

添加支鏈淀粉的面粉粉質(zhì)特性的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件處理得到支鏈淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性指標(biāo)之間的相關(guān)性分析見(jiàn)表4。

表3　支鏈淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性的關(guān)系Table 3The relationship between the amount of branched chain starch and flour quality characteristics

表4　支鏈淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性的相關(guān)性分析Table 4Correlation analysis between the amount of branched chain starch and flour quality characteristics

從表3、表4中可以看出，隨著面粉中支鏈淀粉添加含量的增加，面粉粉質(zhì)特性參數(shù)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、都出現(xiàn)了明顯下降的趨勢(shì)，相關(guān)性分析得到的相關(guān)系數(shù)分別為-0.903、-0.972、-0.951、-0.953，與支鏈淀粉含量呈現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。弱化度隨著支鏈淀粉含量增加出現(xiàn)了明顯上升的趨勢(shì)，相關(guān)性分析得到的相關(guān)系數(shù)為0.796，呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系。

3.3淀粉對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

添加淀粉的面粉粉質(zhì)特性的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件處理得到淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性指標(biāo)之間的相關(guān)性分析見(jiàn)表6。

表5　淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性的關(guān)系Table 5The relationship between the amount of starch and the quality of flour

表6　淀粉添加量與面粉粉質(zhì)特性的相關(guān)性分析Table 6Correlation analysis between the amount of starch and flour quality characteristics

從表5、表6中可以看出，隨著面粉中淀粉添加量的增加，面粉粉質(zhì)特性參數(shù)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、都出現(xiàn)了明顯下降的趨勢(shì)，相關(guān)性分析得到的相關(guān)系數(shù)分別為-0.852、-0.872、-0.868、-0.981，與淀粉含量呈現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。弱化度隨著淀粉含量增加出現(xiàn)了明顯上升的趨勢(shì)，相關(guān)性分析得到的相關(guān)系數(shù)為0.841，呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系。

3.4面筋蛋白對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

添加面筋蛋白的面粉粉質(zhì)特性的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表7。用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件處理得到面筋蛋白添加量與面粉粉質(zhì)特性指標(biāo)之間的相關(guān)性分析見(jiàn)表8。

表7　面筋蛋白添加量與面粉粉質(zhì)特性的關(guān)系Table 7The relationship between gluten protein addition and flour quality characteristics

表8　蛋白添加量與面粉粉質(zhì)特性的相關(guān)性分析Table 8Correlation analysis of protein content and flour quality characteristics

從表7、表8中可以看出，隨著面粉中面筋蛋白添加量的增加，面粉粉質(zhì)特性參數(shù)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、都出現(xiàn)了明顯上升的趨勢(shì)，相關(guān)性分析得到的相關(guān)系數(shù)分別為0.970、0.970、0.864、0.779，與面筋蛋白含量呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系。弱化度隨著面筋蛋白含量增加出現(xiàn)了明顯下降的趨勢(shì)，相相關(guān)性分析得到的相關(guān)系數(shù)為-0.929，呈現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

4討論

根據(jù)表1、表3、表5中顯示的測(cè)定結(jié)果，把直鏈淀粉、支鏈淀粉、淀粉與面粉粉質(zhì)特性參數(shù)的之間的關(guān)系進(jìn)行線性分析，結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。

圖1　直、支鏈淀粉、淀粉添加量與吸水率的關(guān)系Fig.1The relationship between amylose，branched chain starch，starch content and water absorption

圖2　直、支鏈淀粉、淀粉添加量與形成時(shí)間的關(guān)系Fig.2The relationship between amylose，branched chain starch，starch addition amount and time of formation

圖3　直、支鏈淀粉、淀粉添加量與穩(wěn)定時(shí)間的關(guān)系Fig.3The relationship between amylose，branched chain starch，starch addition amount and stable time

圖4　直、支鏈淀粉、淀粉添加量與弱化度的關(guān)系Fig.4The relationship between amylose，branched chainstarch，starch addition amount and the degree of weakening

圖5　直、支鏈淀粉、淀粉添加量與粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系Fig.5The relationship between amylose，branched chain starch，starch content and quality index of powder

通過(guò)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5可以看出，所測(cè)定的樣品中隨著直、支鏈淀粉、淀粉添加量的增加，面團(tuán)的吸水率明顯下降，總體下降的程度是支鏈淀粉＞淀粉＞直鏈淀粉。面團(tuán)的形成時(shí)間明顯下降，總體下降的程度是直鏈淀粉＞淀粉＞支鏈淀粉。面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間也明顯下降，總體下降趨勢(shì)是支鏈淀粉＞淀粉＞直鏈淀粉。面團(tuán)的弱化度則明顯上升，總體上升的趨勢(shì)是直鏈淀粉＞淀粉＞支鏈淀粉。面粉的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)明顯下降，總體的下降的趨勢(shì)是支鏈淀粉＞淀粉＞直鏈淀粉。

由于試驗(yàn)所用的一些樣品中蛋白含量和質(zhì)量是固定的，因此，試驗(yàn)結(jié)果可表明淀粉對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性起負(fù)作用，即淀粉的增加使得面團(tuán)各項(xiàng)粉質(zhì)指標(biāo)均變差。隨著淀粉含量的增加，面粉中的面筋蛋白則相應(yīng)減少，由于淀粉的吸水量?jī)H是自身重量的0.5倍左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于蛋白質(zhì)，所以添加直、支鏈淀粉、淀粉面團(tuán)的吸水率都有所下降。但由于淀粉具有比面筋蛋白更快的吸水速度，因此無(wú)論增加淀粉還是淀粉組分，都會(huì)加速面團(tuán)的吸水速度，使得面團(tuán)的形成時(shí)間降低。在和面的過(guò)程中，淀粉易吸水膨脹，與部分吸水的面筋蛋白一起形成網(wǎng)絡(luò)，在不斷攪拌的過(guò)程中，隨著水分子不斷的重新分配，另外一些原來(lái)吸水不足或未吸水的面筋蛋白會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，能彌補(bǔ)一些被剪切破壞的面筋網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)吸水膨脹的淀粉具有一定的黏著力，有利于面筋的穩(wěn)定性，但是隨著淀粉的含量的增加，淀粉含量相對(duì)變高，不同程度上稀釋了面筋網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，降低了面團(tuán)中能形成面筋結(jié)構(gòu)的面筋蛋白的相對(duì)含量，面筋不足夠形成充分的網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間降低，加速了面團(tuán)的弱化，從而導(dǎo)致粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)下降的結(jié)果。

另外，由實(shí)驗(yàn)可知，支鏈淀粉和直鏈淀粉對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性影響有所不同，因?yàn)橹辨湹矸鄣念w粒小，支鏈淀粉相對(duì)顆粒大，同樣含量的直鏈淀粉比支鏈淀粉的接觸到水的面積更大，增大了吸水量，所以添加直鏈淀粉面團(tuán)吸水率比支鏈淀粉相對(duì)較高。同時(shí)因?yàn)橹ф湹矸垲w粒大，阻礙了面團(tuán)中面筋蛋白吸水，所以導(dǎo)致了面團(tuán)的形成時(shí)間比顆粒小的直鏈淀粉的形成時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)。直鏈淀粉顆粒中排列有序的大分子鏈?zhǔn)沟盟肿硬蝗菀走M(jìn)入分子顆粒內(nèi)部，使得顆粒潤(rùn)濕膨脹較難，支鏈淀粉晶體結(jié)構(gòu)不太緊密，水分子容易滲透到支鏈分子顆粒內(nèi)部，使得顆粒潤(rùn)濕膨脹，因此和直鏈淀粉相比，增加了面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間，減少了面團(tuán)的弱化度，增加了面團(tuán)的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)。而添加淀粉所出現(xiàn)的情況基本上是二者共同作用的結(jié)果，在上圖所顯示的曲線基本上介于直鏈淀粉和支鏈淀粉之間。

根據(jù)表7測(cè)定的結(jié)果，面筋蛋白添加量和面團(tuán)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)進(jìn)行線性分析，得到結(jié)果見(jiàn)圖6、圖7、圖8所示。

圖6　面筋蛋白添加量與吸水率及粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系Fig.6The amount of gluten protein and water absorption and quality of powder Exponential relationship

圖7　面筋蛋白添加量與形成、穩(wěn)定時(shí)間的關(guān)系Fig.7The relationship between the amount of gluten protein and the formation and stability of the protein

圖8　面筋蛋白添加量與弱化度的關(guān)系Fig.8The relationship between the amount of gluten protein and the degree of weakenin

由圖6、圖7、圖8可知，隨著面團(tuán)中的面筋蛋白含量的增加，面團(tuán)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)總體上都出現(xiàn)了上升的趨勢(shì)，弱化度出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)。這說(shuō)明面筋蛋白有利于面團(tuán)的粉質(zhì)特性。面團(tuán)的吸水主要是面團(tuán)中面筋蛋白決定的，隨著面筋蛋白含量的增加，面團(tuán)的吸水率相應(yīng)增加。面筋是由麥谷蛋白和醇溶蛋白分子結(jié)合而行成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以將淀粉粒包裹其中。當(dāng)將面筋蛋白加入面粉攪拌成團(tuán)以后，可與面粉中的面筋相互作用連成一體，形成規(guī)模更大、功能更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而增加了面團(tuán)的形成時(shí)間和穩(wěn)定性，降低了面團(tuán)的弱化度，提高了面團(tuán)的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)［3］。

5結(jié)論

本文運(yùn)用分離重組的方法，研究了淀粉及組分和面筋蛋白對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響。結(jié)果表明：淀粉及組分均負(fù)作用于面團(tuán)的粉質(zhì)特性，即淀粉及組分的增加使得面團(tuán)各項(xiàng)粉質(zhì)指標(biāo)均變差，而面筋蛋白則有利于面團(tuán)的粉質(zhì)特性，隨著面筋蛋白的添加，面團(tuán)的各項(xiàng)粉質(zhì)特性有良好的改善。

［1］顧正彪，王良東.小麥A淀粉和B淀粉的比較［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2004，19（6）:27-30

［2］Oh N H，Seib P A，Ward A B，et al.NoodlesⅥ.Functional Properties of Wheat Flour Components in Oriental Dry Noodles［J］.Cereal Food World，1985，30（2）:176-178

［3］何承云，林向陽(yáng)，鄭丹丹.淀粉和面筋蛋白對(duì)面團(tuán)流變特性的影響［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2006（9）:36-37

The Influence of Starch and Composition and Gluten Protein on Silty Properties of Dough

FU Miao-miao，NIU Gui-fen
（Henan Industry and Trade Vocational College，Zhengzhou 450012，Henan，China）

Separation and recombination method were used，the starch，amylose，branched chain starch and protein were separated in same wheat flour，then carry out experiments of recombinant，and determinated the powder quality parameters of the samples.The influence of starch and composition and gluten protein on rheological properties was studied.The results showed that，the starch and its composition were disadvantageousto the powder character of the dough，while gluten protein was favorable for the flour properties of dough.

flour；starch；gluten protein；silty properties

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.16.008

2015-06-17

付苗苗（1981—），女（漢），講師，碩士研究生，研究方向：糧油加工與食品品質(zhì)。