糯小麦粉配粉对小麦加工品质的影响 (Ⅰ)对理化特性的影响

孙 链 孙 辉 姜薇莉 雷 玲

(雨润食品有限公司1,马鞍山 243000)

(国家粮食局科学研究院2,北京 100037)

糯小麦粉配粉对小麦加工品质的影响 (Ⅰ)对理化特性的影响

孙 链1孙 辉2姜薇莉2雷 玲2

(雨润食品有限公司1,马鞍山 243000)

(国家粮食局科学研究院2,北京 100037)

通过对 2种糯小麦和 3种非糯小麦理化特性进行比较研究,并利用其中 1种糯小麦与非糯小麦配粉,研究其对配粉理化特性的影响。结果表明:糯小麦制粉过程中产生的破损淀粉含量更高,具有极高的吸水能力;在 RVA糊化过程中具有较短的峰值时间,低的回生值和低谷黏度,以及较高的衰减值;在 DSC测试中还表现出较高的热力学转变温度和糊化焓。糯小麦粉的添加对配粉理化特性的影响因基础粉的不同而有较大差异。配粉的 RVA曲线表现为双峰,回生值显著降低;一定比例的添加能够提高峰值黏度低的基础粉的峰值黏度;添加糯小麦粉对弱筋小麦粉的筋力影响较小,其粉力甚至因为面团延伸性的改善而得到增强;对于筋力较强的小麦粉,超过 15%的添加量则会使稳定时间降低,但是对粉力的影响不大;添加韧性和延伸性都较低的糯小麦粉,能够提高配粉的吹泡延伸性而不降低其韧性,其原因有待于进一步研究。

糯小麦 配粉 品质 理化特性

小麦胚乳主要是由淀粉和蛋白质组成,蛋白质的质量和数量、淀粉的品质性状是决定所有以小麦粉为加工原料的食品品质的最重要因素。蛋白质质量和含量高的小麦粉适合面包的生产,但是对面条和馒头的一些品质指标不利,如使面条内部硬度增加,表面色泽变暗[1-7],不利于馒头优良外观、结构和弹韧性的形成[8]。淀粉的糊化是烹煮食品必经的环节,淀粉的糊化特性尤其是糊化参数影响面食品的品质特性。糯小麦因直链淀粉含量极低 (质量分数小于 5%),表现出淀粉特殊的品质性状,如糊化温度低,回生值和最终黏度值低,具有很强的抗回生特性;另外,糯小麦在糊化过程中吸水膨胀力极强。但是单一的糯小麦粉并不适于制作主食品,做的面包外观差,包芯的孔隙大;也不适于制作蒸煮食品。糯小麦粉具有的特殊的淀粉理化特性赋予它在商业上新用途,用作配粉,可以显著地降低直链淀粉在淀粉中的比例,改变原有淀粉的糊化特性。已有的研究大多只是将糯小麦粉添加到一种小麦粉中对其进行研究,不同的研究得到的结论并不完全相同,有的甚至相反[9-13]。

本试验通过对 2种糯小麦和 3种非糯小麦的理化特性进行比较研究,并用其中 1种糯小麦与 2种基础小麦粉配粉,研究糯小麦对不同品质小麦粉配粉后的理化特性的变化,以探讨前人不同研究中结论产生差异的原因,为进一步研究糯麦粉配粉对食品品质的影响提供基础。

1 材料与方法

1.1 材料

共 5份样品小麦,分别是中糯一号、蓝糯、农大60、农大 393和皖麦 38。其中皖麦 38由安徽农业大学农学院提供,其余 4份均来自中国农业大学植物遗传育种系小麦品质研究室,其中中糯一号和蓝糯由 Kanto107/江苏白火麦系谱法选育而成。5份小麦分别在实验室用布勒实验磨制粉。各小麦品种的出粉率如下:中糯一号为 68.4%;蓝糯为 68.2%;农大393为 74.7%;农大 60为 70.6%;皖麦 38为73.6%。小麦粉放置熟化一周个月后配粉备用。

各测定化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器

全自动试验磨粉机:瑞士布勒公司;Foss2300型全自动凯氏定氮仪:瑞典福斯公司;Perten面筋指数仪、FN1900型降落数值测定仪:瑞典波通公司;Sd2 matic损伤淀粉仪、NG型吹泡示功仪:法国 Chopin公司;RVA-3D+型黏度快速黏度测定仪 (Rapid vis2 cosity analyzer,RVA):澳大利亚 Newport公司;E型粉质仪:德国 Brabender公司;DSC差示扫描量热仪:德国NETZSCH公司。

1.3 试验方法[14-15]

试验制粉:执行 AACC26-20方法。

配粉设计:将中糯一号小麦粉分别与 2种非糯小麦粉 (农大 60和皖麦 38)按质量比进行梯度配粉,其配粉比例分别为:0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、50%、100%。配粉后充分混匀并过 80目筛。

水分测定执行 AACC44—15A方法;粗蛋白测定执行 AACC46—09方法;粗淀粉测定执行 GB/T5009.9—1985方法;灰分测定执行 GB/T5505—1985方法;直链淀粉含量测定执行 GB/T15683—1995方法;面筋含量及指数测定执行 GB/T14608—1993方法;破损淀粉含量测定执行 AACC74—21方法;降落数值测定执行 GB/T10361—1989方法。

面团粉质参数测定执行 GB/T14614—1993的方法;面团吹泡实验参数测定执行 AACC54—30A方法。RVA黏度测定按照 LS/T6101—2002标准。

DSC糊化热力学测试:分别用杜邦液体坩埚称取 5.0 mg左右的样品 (精确到 0.01 mg),按1∶3的比例用移液管加入去离子水,密封后室温下放置 24 h平衡。平衡后的样品从 30℃至 100℃升温糊化,升温速率为 10℃/min。空坩埚作为对照。

1.4 数据统计与处理

用 Excel软件进行统计分析,差异显著性检验采用 SPSS11.0软件处理。

2 结果分析

2.1 参试小麦粉的理化性质

2.1.1 参试小麦粉的基本含量成分分析

对 5个小麦品种的小麦粉基本含量成分测定并进行了比较 (表 1)。可以看出,除灰分、蛋白含量外,糯小麦粉与非糯小麦粉在基本成分含量上有显著的差异,均达到了 5%显著水平,尤其是直链淀粉含量、直/支链淀粉,糯小麦粉均显著的低于非糯性小麦粉:在淀粉含量上,两种糯小麦粉分别为 61.51%、63.37%,显著的低于其他 3种非糯小麦粉;在直链淀粉含量上,糯小麦粉几乎不含直链淀粉 (<5%),均低于其他 3种非糯小麦粉,达 5%显著水平。两种糯小麦粉的破损淀粉值均显著的高于 3种非糯小麦粉,说明糯小麦淀粉颗粒抗机械破坏能力不及非糯小麦淀粉,更高比例的破损淀粉含量将有利于小麦粉吸水率的提高,这与前人结果相似[16]。2种糯小麦粉虽然湿面筋含量较高,但面筋指数均较低,与非糯小麦粉差异达 5%显著水平,说明参试糯小麦粉蛋白质尽管含量很高,但是面筋筋力相对较很弱。

2.1.2 参试材料小麦粉的流变学特性

糯小麦粉与非糯小麦粉面团的流变学特性有很大的不同 (表 2)。糯小麦粉的吸水率显著的高于非糯小麦粉,同时两种糯小麦粉本身也存在差异。极高的小麦粉吸水率是糯小麦粉区别于非糯小麦粉的重要特征。糯小麦粉面筋强度相对较低,表现在形成时间短,弱化度高,W值低,说明糯小麦粉耐搅拌和耐发酵能力差。从表 2中还可以看出,2种糯小麦粉在某些指标也存在显著差异,如 P值,即面团韧性,蓝糯小麦显著高于中糯一号。而非糯小麦品种农大 60与蓝糯的稳定时间和 P值均差异不显著,在面团延伸性上两类小麦也没有表现出趋势一致的差异。这说明糯小麦在面团筋力特性上与非糯小麦并没有必然的差异,这与糯小麦控制基因的理论是一致的[17]。因此,小麦育种中应该可以培育出强筋的糯小麦品种。

表 1 5种参试小麦粉基本成分含量分析

表 2 5个参试材料小麦粉面团流变学特性参数的比较

表 3 糯小麦粉与非糯小麦粉 RVA黏度特性参数比较

2.1.3 参试小麦粉淀粉 RVA黏度特性

RVA黏度特性反映了小麦粉在糊状时的糊化特性[18]。表 3是糯小麦粉与非糯小麦粉 RVA黏度特性参数比较。与 3种非糯小麦相比,2种糯小麦粉峰值时间、低谷黏度、衰减值、终值黏度和回生值均达到显著差异。具体表现为峰值时间短,低谷黏度、终值黏度和回生值小,衰减值高,说明与非糯小麦相比,糯小麦淀粉糊化膨胀速度较快,但是在高温条件下的耐搅拌能力较差;随着温度的降低形成凝胶之后,淀粉的重结晶程度显著低于非糯小麦粉,即具有较低的回生值。

中糯一号的峰值黏度虽然与其他样品达到显著差异,但是蓝糯小麦与非糯小麦品种农大 60差异不显著,此外,皖麦 38的糊化温度与 2个糯小麦的差异也没有达到显著水平,因此,可以认为,在这两个RVA指标上,糯小麦与非糯小麦的差异并不一定是必然的,其他因素也可能会对这两个指标产生影响,这可能就是之前文献报道[9-13,16]不一致的原因。

2.1.4 糯小麦淀粉与非糯小麦淀粉 DSC热力学特性

试验用糯小麦淀粉热力学转变温度 (起始、峰值、终止温度)和糊化焓显著的高于非糯小麦淀粉(表 4)。糯小麦淀粉的凝胶化峰值温度平均在 70℃以上,显著地高于非糯小麦淀粉 (平均 65℃),这一结果与 Yasui[18]的结论一致;2种糯小麦淀粉的糊化吸收焓也显著的高于非糯小麦淀粉,其中以中糯一号淀粉焓值最大。糯小麦淀粉更高的起始温度、峰值温度、终止温度、温差和焓值反映了糯小麦支链淀粉更加紧密的淀粉结构。糯小麦淀粉中淀粉结晶度较高,支链淀粉结构更为紧密,糊化时需要更高的能量,同时还由于糯小麦淀粉中不含直链 -脂复合物(糊化抑制剂),因此,在糊化时糊化程度比非糯小麦更高。

由于DSC测试中小麦粉与水的比例为1∶3,体系中的加水量低于 RVA样品测试体系 (小麦粉:水约为1∶7),因此,两种测试中关于峰值温度的不同结果也说明在水分含量不同的体系中,淀粉所表现出的糊化 (或凝胶化)的特性并不完全相同。

表 4 糯小麦与非糯小麦淀粉糊化DSC热力学特性比较

2.2 糯小麦配粉对小麦粉淀粉特性的影响

2.2.1 糯麦粉对配粉 RVA黏度特性的影响

中糯一号与农大 393配粉结果已有研究[19],表5列出中糯一号与其他 2种小麦配粉的 RVA黏度特性的结果。可以看出,糯小麦的掺入对小麦粉的淀粉糊化特性影响很大,但是除峰值黏度外,糯小麦与不同的非糯小麦配粉对 RVA黏度参数影响趋势相近。随着糯小麦粉掺入比例的增加,除糊化温度和峰值时间外,各项参数均呈现显著地下降,尤其是回生值,当配比达到 50%,使得 3种非糯小麦粉分别下降 43.1%、44%、44.4%。中糯一号与皖麦 38配粉,5%到 10%的配比显著地提高了峰值黏度,其他配粉比例和不同品种的配粉均随着配比的增加而逐渐降低。峰值黏度极高的糯小麦粉的梯度增加并没有增加配粉的峰值黏度,反而使之呈现下降的趋势,这一结论与相关报道一致[20]。但是,向较低峰值黏度的基础粉 (皖麦 38)中添加较低比例的糯小麦粉,则会显著提高峰值黏度。糯小麦对非糯小麦淀粉黏度特性的影响还体现在 RVA黏度曲线图谱上 (图 1)[14],使其形成双峰状,说明糯小麦粉与非糯小麦粉在升温过程中分别糊化。根据添加比例和糯小麦的出峰时间推测,第一个峰应为配粉中的糯小麦粉的糊化峰,第二个峰为非糯小麦粉的糊化峰。随着配比的的增加,RVA黏度曲线较早出现的峰值逐渐增加,而第二个峰峰值逐渐降低,但在不大于 50%的添加比例条件下,第二个峰峰值始终高于第一个峰。这是造成配粉无法提高其峰值黏度低的主要原因,即配粉的峰值黏度为第二个峰的黏度,而此时由于样品量的减少,糊化峰值黏度大都低于基础粉。

图 1 糯小麦配粉对小麦粉 RVA糊化特性的影响

表 5 糯小麦粉配粉后的 RVA糊化特性

续表

2.2.2 糯小麦粉对配粉面筋特性的影响

糯小麦粉对配粉的粉质仪参数也有影响 (表 6):随着糯小麦粉掺入量增加,配粉吸水率升高,形成时间和稳定时间降低,弱化度增加。但各项指标变化程度明显不同。对于任何一种配粉,高比例的配比(农大 60大于 10%,皖麦 38大于 15%)影响了面团的筋力,使得面团抗机械搅拌能力下降,弱化度显著下降,但低比例的添加对面团的流变特性参数影响不大。糯小麦粉对配粉面团的吹泡特性影响存在品种的差异:农大 60配粉,面团的各吹泡参数均有所改善,而皖麦 38配粉吹泡参数中抗拉伸韧性 P均随着配比的增加而降低,粉力随着配比的增加呈现先上升而后下降的趋势,与农大 393的配粉结果类似[19]。

表 6 糯小麦粉配粉后的流变学特性和面筋质量

粉质参数和吹泡特征值均可以表征小麦面团筋力强弱。从以上分析可以看出:糯小麦配粉对小麦粉的影响因糯小麦粉添加量的多少和基础小麦粉的质量而异。面筋较弱的糯小麦粉的添加对弱筋小麦粉农大 60的筋力影响较小,其粉力甚至因为面团延伸性的改善而得到增强;对于筋力较强的小麦粉皖麦 38而言,超过 15%的添加量则会使稳定时间降低,但是对粉力的影响不大;而对于先期研究的农大393(一种超强筋小麦)配粉,对各项粉质仪参数只有负面的影响,同时吹泡韧性降低,但是由于配粉延伸性的增加而使粉力增大[19]。粉质仪参数和吹泡特征值在表征面团筋力上的这种差异可能是由于加水量的不同而造成的。粉质测试是模拟面包制作的最佳加水量,而吹泡测试采用的则是恒量加水法。添加糯小麦粉以后,面团的实际吸水量增加,在恒量加水的条件下面团的韧性、延伸性与最适加水时会有差异。但是,对于添加韧性和延伸性都较低的糯小麦粉,能够提高基础粉的吹泡延伸性而不降低其韧性的原因,尚有待于进一步研究。

3 讨论

糯小麦粉在吸水和淀粉性状上有其独特的特性,但是由于糯小麦淀粉黏性非常大,在面团醒发过程中,CO2不能使面团形成像正常面团那样的空隙,因此,不适合用作发酵食品,但取其吸水量高、淀粉可糊化程度高、回生值低的特点,可将其用作配粉使用。我国目前生产上推广的一些优质强筋和超强筋小麦,加工的面包综合表现并不理想,只能作为配麦原料使用。这些小麦的一个严重不足是其吸水率较低,一般在 60%以下。吸水率的提高可提高产品出率,直接从而使单位产品降低加工成本降低,提高净利润,因此对于小麦粉加工企业来说,吸水率是一项非常重要的指标。许多食品加工企业一般通过添加剂来提高面团的水合力,提高吸水率 ,但成本较高。而糯小麦配粉可能是一个比较理想的解决方法,配粉后一方面吸水率明显提高,成本降低;另一方面,面筋强度有所下降,有利于完全可以加工出高档优质面包,提高利润。此外,糯小麦粉的淀粉糊化特性尤其是回生特性有助于保持发酵食品的柔软度,延长货架期。

由本研究可以看出,糯小麦配粉在配比为 5%～10%时,对配粉的面筋品质不会产生太大影响,甚至对农大 60和皖麦 38配粉的筋力略有改善;15%～20%及以后的配比,糯小麦的淀粉特性在配粉中表现突出,面团筋力降低较大。因此,在利用糯小麦配粉时应结合最终加工产品的质量需要,综合考虑糯麦对糊化特性、吸水率和面筋弱化的影响,选择适宜的配比。

4 结论

4.1 糯小麦制粉过程中产生的破损淀粉含量更高,具有极高的吸水能力。

4.2 糯小麦在 RVA糊化过程中表现出一些与非糯小麦相比非常独特的特性,包括:峰值时间缩短,回生值和低谷黏度较低,衰减值高;而在 DSC测试中还表现出较高的热力学转变温度和糊化焓。

4.3 糯小麦粉的添加对配粉理化特性的影响因基础粉的不同而有较大差异。配粉的 RVA曲线表现为双峰,回生值显著降低;一定比例的添加能够提高峰值黏度低的基础粉的峰值黏度;添加糯小麦粉对弱筋小麦粉的筋力影响较小,其粉力甚至因为面团延伸性的改善而得到增强;对于筋力较强的小麦粉,超过 15%的添加量则会使稳定时间降低,但是对粉力的影响不大;添加韧性和延伸性都较低的糯麦粉,能够提高配粉的吹泡延伸性而不降低其韧性。

糯麦粉的这些独特的理化特性,将为其在食品加工业中的进一步应用奠定基础。

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FlourBlendingwithWaxyWheat Flour(I)Effect on Physicochemical Properties

Sun Lian1Sun Hui2JiangWeili2LeiLing2

(Yurun Food Corporation1,Maanshan 243000)
(Academy of State Administration of Grain2,Beijing 100037)

Waxywheat has unique physicochemical properties.Two waxywheat varieties and three non-waxy wheat sampleswere used in thiswork to study the difference bet ween the t wo wheat categories.One of thewaxywheat samples,Zhongnuo 1,was blended with t wo non-waxy wheat samples to investigate the influence of waxy flour to the physicochemicalpropertiesof blended flour.Results show thatwaxywheat starch is damagedmore duringmilling,inducing high flourwater absorption.The waxy flour needs shorter time to reach peak viscosity and has lower set2 back,lower holding viscosity and higher breakdown than nor mal flour in RVA test.The endothermic transition tem2 peratures and enthalpy of gelatinization of waxy flour,determined by DSC,are significantly higher.The effects of blending with waxy flour on physicochemical properties are different due to the quality of base flour except some con2 sistencies including the two peaks and lower setback viscosity of blended flours in RVA profile.Blending with waxy flour at certain ratio increases the peak viscosity of base flourwith low peak viscosity.Waxy flour blending does not impact the gluten strength of base flour with weak gluten.The stability time of base flour with strong gluten is de2 clined when waxy flour blending rate is higher than 15%,but no significant decline onW value ofAlveograph.The reason of the blending ofwaxy flourwith low P value and low L value could improve the L value and at least not de2 crease the P value of base flour should be paied more attention for further study.

waxy wheat,flour blending,quality,physicochemical properties

TS211.4

A

1003-0174(2010)01-0001-06

国家自然科学基金资助项目(30671290)

2009-03-26

孙链,男,1983年出生,硕士,粮食、油脂及植物蛋白

孙辉,女,1971年出生,博士,副研究员,粮食品质与标准化