粒度與小麥粉品質(zhì)關(guān)系的研究

劉夢，溫紀(jì)平，周文卓

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

小麥?zhǔn)且环N重要的糧食作物[1]。小麥粉食品加工特性優(yōu)越、面制品口感良好且營養(yǎng)豐富，是人們最主要的消費(fèi)谷物加工品[2]。在小麥粉加工過程中，粒度反映小麥粉的加工精度，是影響小麥粉品質(zhì)的一項重要指標(biāo)。小麥粉的粒度不同，其組成成分不同，相應(yīng)理化特性也會發(fā)生變化，從而影響小麥粉面制品品質(zhì)[3-4]。本文將系統(tǒng)粉篩分成不同粒度小麥粉，研究其灰分、白度、淀粉、蛋白質(zhì)、溶劑保持力、糊化和流變學(xué)特性等，分析粒度和小麥粉品質(zhì)關(guān)系，探索面制品適度篩分條件，為小麥制粉行業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

心磨系統(tǒng)粉（1M3、2M1系統(tǒng)粉）：鄭州天地人面粉實業(yè)有限公司。

K-TSTA淀粉總含量檢測試劑盒、K-AMYL直鏈支鏈淀粉檢測試劑盒：合肥萊爾生物科技有限公司；碳酸鈉、乳酸、蔗糖（分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；水：蒸餾水（三級）。

1.2 儀器與設(shè)備

LS-30粉篩：無錫穗邦科技有限公司；WGB-2000L智能白度測定儀：杭州天成光電有限公司；NKT全自動激光粒度分析儀：山東耐克特分析儀器有限公司；電子式粉質(zhì)儀：德國Brabender公司；NG型吹泡儀：法國Chopin技術(shù)公司；QUANTA FEG 250掃描電鏡儀：美國Ted Pella公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同粒度小麥粉理化指標(biāo)的測定

參照GB/T 5507—2008《糧油檢驗粉類粗細(xì)度測定》中的方法采用電動粉篩篩分，得到4種不同粒度區(qū)間小麥粉（A 區(qū)間：粒度＞118 μm、B 區(qū)間：100 μm＜粒度≤118 μm、C 區(qū)間：85 μm＜粒度≤100 μm、D 區(qū)間：粒度≤85 μm）；灰分測定參照 GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》中的方法；白度通過白度儀測定；平均粒徑（D50）：采用激光粒度儀測定篩理后的小麥粉平均粒徑，折光率控制在10%～15%；蛋白質(zhì)測定參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》中的方法；濕面筋及面筋指數(shù)的測定參照GB/T 5506.2—2008《小麥和小麥粉面筋含量第2部分：儀器法測定濕面筋》中的方法；破損淀粉測定參照AACC 76-31《小麥破損測定方法》中的方法；降落數(shù)值參照GB/T 10361—2008《小麥、黑麥及其面粉，杜倫麥及其粗粒粉降落數(shù)值的測定Hagberg-Perten法》中的方法進(jìn)行測定；總淀粉測定采用K-TSTA淀粉總含量檢測試劑盒；直/總淀粉測定采用KAMYL直鏈支鏈淀粉檢測試劑盒。

1.3.2 不同粒度小麥粉溶劑保持力的測定

溶劑保持力的測定參照GB/T 35866—2018《糧油檢驗小麥粉溶劑保持力的測定》中的方法。

1.3.3 不同粒度小麥粉糊化特性的測定

糊化特性的測定參照GB/T 24853—2010《小麥、黑麥及其粉類和淀粉糊化特性測定快速粘度儀法》中的方法。

1.3.4 不同粒度小麥粉流變學(xué)特性的測定

粉質(zhì)特性的測定參照GB/T 14614—2019《糧油檢驗小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試粉質(zhì)儀法》中的方法；吹泡特性的測定參照GB/T 14614.4—2005《小麥粉面團(tuán)流變特性測定吹泡儀法》中的方法。

1.3.5 不同粒度小麥粉顆粒形態(tài)測定

將干燥的不同粒度小麥粉整齊有序地黏在金屬小圓盤上，真空鍍金，通過掃描電鏡放大1000倍觀察。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel和SPSS處理數(shù)據(jù)；采用Origin制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 粒度對小麥粉灰分及白度的影響

不同粒度小麥粉的灰分含量、白度及平均粒徑見表1。

表1 不同粒度小麥粉灰分、白度及平均粒徑Table 1 The ash，whiteness and average particle size of wheat flour with different particle sizes

由表1可知，小麥粉隨篩分粒度減小，灰分含量呈減小趨勢，2M1系統(tǒng)粉在A粒度區(qū)間灰分含量達(dá)0.53%，明顯高于其他粒度區(qū)間，可能因為2M1系統(tǒng)粉加工精度低，篩分后其A粒度區(qū)間小麥粉中含有少量的麩星、麩屑導(dǎo)致灰分含量高。

小麥粉隨粒度減小，白度顯著增大（P＜0.05），2M1系統(tǒng)粉在A粒度區(qū)間白度值最小，僅為68.7。這是由于粒度減小，其相對表面積增加，反光效果增強(qiáng)，白度增加[5]。

2.2 粒度對小麥粉蛋白質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的影響

不同粒度小麥粉的蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量及面筋指數(shù)見表2。

表2 不同粒度小麥粉蛋白質(zhì)相關(guān)指標(biāo)Table 2 Protein related indexes of wheat flour with different granularity

由表2可知，2M1系統(tǒng)粉蛋白質(zhì)含量無顯著性變化。1M3系統(tǒng)粉隨篩分粒度減小，蛋白質(zhì)含量呈波浪式變化，在A粒度區(qū)間小麥粉蛋白質(zhì)含量較高，這可能是因為篩分之后大粒度小麥粉中混有小麩星，麩星屬于小麥皮層，含有豐富的蛋白質(zhì)。戶重雪等[6]研究表明，蛋白質(zhì)含量在小麥胚乳中由外到內(nèi)逐漸下降。隨小麥粉粒度減小蛋白質(zhì)含量先減后增再減小，在C粒度區(qū)間呈現(xiàn)最大值，這可能是隨小麥粉粒度減小，小麥粉中更多的蛋白質(zhì)碎片從淀粉-蛋白質(zhì)結(jié)合體中剝離下來；D粒度區(qū)間的蛋白質(zhì)含量較低，這與其破損淀粉含量高有關(guān)。

隨篩分粒度減小，濕面筋含量整體上減小。1M3系統(tǒng)粉濕面筋含量D粒度區(qū)間與其他粒度區(qū)間相比顯著下降（P＜0.05）。2M1系統(tǒng)粉濕面筋含量在A粒度區(qū)間最高，這可能是因為吸附一定水分的麩星被包裹于面筋蛋白之中，使得濕面筋含量上升。李建華等[7]研究表明，制作北方發(fā)酵包子最佳濕面筋含量為28%～32%；北方饅頭濕面筋含量一般要求＞28%[8]。

小麥粉面筋指數(shù)隨著篩分粒度的減小，呈先增后減趨勢，在B、C粒度區(qū)間面筋指數(shù)較高，面筋筋力強(qiáng)。大粒度區(qū)間小麥粉面筋指數(shù)較低，這可能是由于大顆粒粉中混有的少量麩星，在小麥粉成團(tuán)的過程，麩星附著于面筋蛋白膜中，使其連續(xù)性遭到破壞，導(dǎo)致面筋筋力減弱，面筋指數(shù)減小[9]。小粒度區(qū)間小麥粉的面筋指數(shù)也比較低，這可能是兩方面原因造成的。1）小粒度小麥粉中破損淀粉的含量高，吸水能力強(qiáng)，面團(tuán)筋力減弱。2）小粒度小麥粉中兩種面筋蛋白比例不合適，麥谷蛋白含量低，麥醇溶蛋白含量高，會導(dǎo)致面筋彈性差且易延伸形變，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不牢固。Chaudhary等[10]研究表明，麥谷蛋白有助于形成緊密、牢固而有彈性的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.3 粒度對小麥粉淀粉相關(guān)指標(biāo)的影響

不同粒度小麥粉的淀粉相關(guān)指標(biāo)變化見表3。

表3 不同粒度小麥粉淀粉相關(guān)指標(biāo)Table 3 Starch related indexes of wheat flour with different granularities

由表3可知，隨篩分粒度減小，破損淀粉含量顯著增加，這是由于小粒度小麥粉受到的機(jī)械作用力大，相對來說損傷淀粉較多。隨篩分粒度的減小，1M3系統(tǒng)粉的降落數(shù)值降低，一方面是α-淀粉酶活性隨粒度減小而增大，另一方面可能是隨小麥粉粒度減小其破損淀粉含量增加，破損淀粉更易被α-淀粉酶水解為小分子糖[11]。隨篩分粒度的減小，2M1系統(tǒng)粉降落數(shù)值呈先增后減趨勢。有研究表明，α-淀粉酶主要沉積于糊粉層和麥胚中[12]。2M1系統(tǒng)粉在A粒度區(qū)間小麥粉白度值最低，灰分最高，且有少量麩屑混入其中，從而推斷這一粒度區(qū)間小麥粉含有糊粉層和麥胚，α-淀粉酶含量較高，導(dǎo)致其降落數(shù)值較低。

隨篩分粒度減小，1M3系統(tǒng)粉總淀粉含量變化與其蛋白質(zhì)含量變化趨勢相反，2M1系統(tǒng)粉總淀粉含量呈現(xiàn)先增加后減小再增加的趨勢。1M3系統(tǒng)粉的直鏈淀粉與總淀粉的比值隨著粒度減小整體呈增加趨勢；2M1系統(tǒng)粉則先增加后減小再增加，在C粒度區(qū)間較低但高于A粒度區(qū)間，這與小粒度小麥粉的破損淀粉含量增加有關(guān)。陳玉峰[13]研究發(fā)現(xiàn)，隨淀粉含量增加（蛋白含量降低）面條質(zhì)構(gòu)特性、拉伸特性呈顯著下降變化，面條蒸煮損失率顯著增加。Bettge等[14]研究表明，隨直鏈淀粉增加其破損淀粉含量增大，面條品質(zhì)下降。

2.4 粒度對小麥粉溶劑保持力的影響

溶劑保持力一般用于軟質(zhì)小麥粉品質(zhì)的預(yù)測，也可用于硬質(zhì)小麥粉品質(zhì)的測定[15-18]。姜松等[19]研究表明，較低碳酸氫鈉溶液保持力、較高乳酸和蔗糖溶液保持力的小麥粉制成掛面，蒸煮之后面條的硬度、咀嚼性、彈性大。不同粒度小麥粉的溶劑保持力如圖1所示。

圖1 不同粒度小麥粉溶劑保持力Fig.1 Solvent retention capacity of wheat flour with different particle sizes

由圖1可知，隨小麥粉粒度減小，水溶劑保持力呈減小趨勢，這可能是由于小顆粒小麥粉中破損淀粉含量高，小麥粉吸水能力上升但持水能力下降導(dǎo)致水溶劑保持力較低。2M1系統(tǒng)粉的A粒度區(qū)間小麥粉水溶劑保持力最大，這與其灰分、蛋白質(zhì)、麩星含量較高有關(guān)。

1M3系統(tǒng)粉隨小麥粉粒度減小碳酸鈉溶劑保持力逐漸增大，2M1系統(tǒng)粉的A粒度區(qū)間小麥粉碳酸鈉溶劑保持力最高。隨小麥粉粒度減小乳酸溶劑保持力呈先增后減趨勢，在B、C粒度區(qū)間呈較大值。蔗糖溶劑保持力先減后增，總戊聚糖主要存在于小麥麩皮中，故大粒度區(qū)間蔗糖溶劑保持力較高。在B、C粒度區(qū)間小麥粉蔗糖溶劑保持力呈較小值，小麥粉品質(zhì)較好。

2.5 粒度對小麥粉糊化特性的影響

淀粉的峰值黏度、回生值和衰減值與面條硬度、口感及品質(zhì)密切相關(guān)[20]。淀粉的峰值黏度、最終黏度和衰減值與饅頭彈性呈正相關(guān)[21]。不同粒度小麥粉的糊化特性變化見表4。

由表4可知，1M3系統(tǒng)粉隨小麥粉粒度減小，峰值黏度降低，可能是因為小粒度小麥粉α-淀粉酶含量大、活性強(qiáng)，淀粉酶在糊化過程中使淀粉分解。直鏈淀粉與支鏈淀粉相比更易溶于熱水。2M1系統(tǒng)粉隨小麥粉粒度減小，峰值黏度先增后減，小麥粉的各黏度值變化趨勢相同。

1M3系統(tǒng)粉隨小麥粉粒度減小，衰減值在C粒度區(qū)間最低。這可能是由于適當(dāng)減小小麥粉粒度，使小分子淀粉顆粒間結(jié)合更緊密，在糊化過程中吸水溶脹過程不易破裂，衰減值減小；也可能是小顆粒小麥粉中B-型淀粉（淀粉顆粒完整度較低、邊緣破損程度較高，呈球狀或不規(guī)則的多面體狀，粒徑為2 μm～10 μm）含量高，其衰減值低于A-型淀粉（淀粉顆粒完整，表面光滑，呈扁圓狀或透鏡狀，粒徑為 10 μm～35 μm）。2M1系統(tǒng)粉隨小麥粉粒度減小，衰減值無明顯變化。

1M3系統(tǒng)粉回生值與黏度值變化趨勢一致，2M1系統(tǒng)粉回生值無明顯變化。小粒度小麥粉的糊化溫度明顯升高，這可能是因為D粒度區(qū)間顆粒小，小顆粒粉中的蛋白質(zhì)及其水解物通過氫鍵或疏水相互作用黏附在淀粉顆粒表面，可以通過與淀粉分子的靜電相互作用來抑制淀粉顆粒的分解[22]；也可能是由于小粒度小麥粉中B-型淀粉含量多，存在較多的脂質(zhì)和磷脂阻礙淀粉顆粒的吸水膨脹[23]，導(dǎo)致糊化溫度高，黏度值、衰減值、回生值降低。還可能是因為小顆粒完整淀粉粒和小粒徑蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)緊密，相對不易水解、糊化。

2.6 粒度對小麥粉流變學(xué)特性的影響

2.6.1 粒度對小麥粉粉質(zhì)特性的影響

不同粒度小麥粉的粉質(zhì)特性變化見表5。

由表5可知，1M3、2M1系統(tǒng)粉在A粒度區(qū)間吸水率最大，這是因為大粒度區(qū)間小麥粉中混有麩星，麩星中的戊聚糖有良好的吸水性；而且該粒度區(qū)間小麥粉的蛋白質(zhì)含量高，吸水能力強(qiáng)。

隨小麥粉粒度減小，面團(tuán)形成時間、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均先增后減。1M3系統(tǒng)粉在B粒度區(qū)間和2M1系統(tǒng)粉在C粒度區(qū)間小麥粉穩(wěn)定時間最長，這可能是因為麥谷蛋白的含量高，其二硫鍵結(jié)合牢固且難以打開。弱化度呈先減后增趨勢。各系統(tǒng)小麥粉在A粒度區(qū)間弱化度顯著（P＜0.05）高于其他粒度區(qū)間小麥粉，這可能是由于大粒度區(qū)間存在的麩星降低了面團(tuán)筋力。

2.6.2 粒度對小麥粉吹泡特性的影響

不同粒度小麥粉的吹泡特性變化見表6。

表6 不同粒度小麥粉吹泡特性變化Table 6 Changes in foaming characteristics of wheat flour with different particle sizes

由表6可知，隨篩分粒度減小，面團(tuán)延伸能力L值先增后減，1M3系統(tǒng)粉的L值在B粒度區(qū)間達(dá)到最大值、2M1系統(tǒng)粉的L值在C粒度區(qū)間達(dá)最大值。這可能與麥醇溶蛋白的含量有關(guān)。隨篩分粒度減小，面團(tuán)彈韌性P值逐漸減小，這可能麥谷蛋白的含量有關(guān)。2M1系統(tǒng)粉隨篩分粒度減小面團(tuán)筋力W值增加，1M3系統(tǒng)粉隨篩分粒度減小，W值減小、面團(tuán)筋力減弱，這可能與小麥粉蛋白質(zhì)含量和面筋指數(shù)有關(guān)。隨篩分粒度減小，P/L值呈減小趨勢，表示面團(tuán)韌性減弱，延伸性增強(qiáng)。

2.7 粒度對小麥粉顆粒形態(tài)的影響

不同粒度小麥粉的顆粒形態(tài)如圖2所示。

圖2 不同粒度小麥粉掃描電鏡Fig.2 SEM of wheat flour with different granularities

由圖2可知，1M3、2M1系統(tǒng)粉隨篩分粒度減小，小麥粉顆粒粒徑明顯減小，視野中小麥粉顆粒增多。各系統(tǒng)A、B粒度范圍小麥粉，含有許多較大的胚乳顆粒，破損淀粉含量較少，因此，該粒度區(qū)間小麥粉流散性好，顆粒分散均勻。隨篩分粒度的減小，大胚乳顆粒減少，淀粉粒、破損淀粉及小間質(zhì)碎片逐漸增多。而C、D粒度范圍小麥粉，含有許多小淀粉顆粒、小間質(zhì)碎片，破損淀粉含量增多，由于小顆粒物增多，靜電吸附作用明顯造成小麥粉流散性差，小顆粒間出現(xiàn)集聚現(xiàn)象[24]。

3 結(jié)論

本文以1M3、2M1兩種系統(tǒng)粉為原料，通過篩分研究粒度與小麥粉品質(zhì)的關(guān)系，以期為小麥粉適度加工提供理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明，1M3、2M1系統(tǒng)粉隨篩分粒度減小，灰分含量減少、白度增大、破損淀粉含量增多，濕面筋含量下降，面筋指數(shù)先增后減；2M1系統(tǒng)粉蛋白質(zhì)含量無顯著變化、總淀粉含量和降落數(shù)值先增加后降低；1M3系統(tǒng)粉蛋白質(zhì)和總淀粉含量呈波浪變化、降落數(shù)值顯著下降，在C粒度區(qū)間總淀粉含量較低、蛋白含量高、面筋品質(zhì)較好。隨篩分粒度減小，B、C粒度區(qū)間水溶劑保持力和乳酸溶劑保持力較高、蔗糖溶劑保持力較低；1M3系統(tǒng)粉碳酸鈉溶劑保持力逐漸增大，而2M1系統(tǒng)粉在A粒度區(qū)間值最大。隨篩分粒度減小，糊化溫度呈上升趨勢，1M3系統(tǒng)粉黏度和回生值降低、衰減值在C粒度區(qū)間最小，2M1系統(tǒng)粉黏度先增后減，衰減值、回生值無明顯變化趨勢。隨篩分粒度的減小，小麥粉面團(tuán)形成時間、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，弱化度呈先減小后增大趨勢，吸水率在A粒度區(qū)間最高；小麥粉面團(tuán)延伸性L值呈先增后減趨勢，P值、P/L值呈減小趨勢；1M3系統(tǒng)粉W值減小，2M1系統(tǒng)粉W值增加。綜上所述，B、C粒度區(qū)間小麥粉的品質(zhì)較好。小麥粉制粉過程中，要做到適度加工，粒度過大或過小都會對小麥粉品質(zhì)造成影響。