白糯小麦粉与糯米粉物化特性的比较

井月欣 董海洲 吴 澎 刘传富 郭玉秋

(山东农业大学食品科学与工程学院，泰安 271018)

普通小麦淀粉含有20%～30%的直链淀粉和70%～80%的支链淀粉，如果小麦淀粉中不含直链淀粉或直链淀粉含量很低(<1%)，则称其为全糯质小麦[1]。自然界存在自然变异形成的糯性水稻、玉米、高粱等谷类作物，但不存在糯性小麦，糯性小麦是人工培育的。Nakumara等[2]首次通过人工杂交的方式育成了糯小麦。糯小麦粉含有90%以上的支链淀粉和独有的面筋蛋白，使面团具有独特的理化特性。一些学者研究表明单一的糯小麦粉并不适合制作面包、馒头、面条等主食品，而在普通小麦粉中加入适当的糯小麦粉可以提高面条、馒头、面包和饺子皮的品质，不同食品配粉的适宜比不同[3-4]。

与糯米粉相比，糯小麦粉不仅含有独特的面筋蛋白且制作的糯粉团的黏性小。目前市场上全糯性食品都是以糯米粉为原料制作的，其原料单一，食品中蛋白质含量低，特别是缺乏人体必需氨基酸之一的赖氨酸，且制作的食品黏性较大，不利于消化，而糯小麦粉可以弥补糯米粉的以上缺陷。因此将糯小麦开发为传统糯米的替代品具有重要意义。目前，国内外研究多集中于糯小麦淀粉的吸水性、膨胀特性、糊化特性及糯小麦粉与普通小麦粉混合后的品质特性等方面[5-7],而对于糯小麦粉物化性质的研究较少。本试验比较了白糯小麦粉与糯米粉物化特性的差异，旨在为白糯小麦粉在糯性食品中的应用奠定一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

白糯小麦(N120027)：2011年山东农业大学研制；普通小麦粉(特一粉)：山东泰安面粉厂；糯米粉：市售，过100目筛；α-淀粉酶：酶活力2 000 U/g；葡萄糖淀粉酶：酶活力120 000 U/g。

1.2 主要仪器与设备

台式高速离心机(TG 1650-WS系列)：上海卢湘仪离心机仪器有限公司；紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；RVA-Eritm黏度分析仪：瑞典波通仪器公司；JMFB70X30型实验室小麦磨粉机：国家粮食储备局成都粮食储藏科学研究所；DSC-200PC差示扫描热量仪：耐驰科学仪器商贸上海有限公司。

1.3 试验方法

白糯小麦制粉的工艺流程：白糯小麦→筛选→润麦→磨粉→白糯小麦粉。

1.3.1 主要成分的测定

水分含量的测定：烘箱干燥法，参照GB/T 12087—2008烘箱法测定；粗蛋白含量的测定：参照GB 5009.5—2010凯氏定氮法《食品中蛋白质的测定》；粗淀粉含量的测定：参照GB/T 5009.9—1985的方法；粗脂肪的测定：参照GB/T 5009.6—2003 索氏抽提法《食品中脂肪的测定》；灰分的测定：550 ℃灼烧法，参照GB/T 5505—2008《粮油检验 灰分测定方法》。

1.3.2 白糯小麦粉与糯米粉溶解度和膨胀度的测定[8]

精确称取1 g(以无水物计，干基质量)粉放入带塞有刻度的离心管中，加水定容成50 mL，在恒温水浴锅上分别在50、60、70、80、90 ℃下振荡加热30 min后，以3 000 r /min离心20 min，将上清液水浴蒸干，于105 ℃下继续烘干至恒重，得到被溶解淀粉量，称重(A/g) ，由离心管中的膨胀淀粉质量(P/g)，计算其膨胀度。

溶解度=(A/1)×100%

膨胀度/g/g=P/(1-A)

1.3.3 白糯小麦粉与糯米粉糊化特性的测定

按照GB/T 24853—2010的方法，利用快速黏度分析仪测定白糯小麦粉与糯米粉的的糊化特性。

1.3.4 白糯小麦粉与糯米粉糊透明度及其稳定性的测定[9]

称取一定量的样品配成0.5%的淀粉乳，取50 mL于100 mL烧杯中，置沸水浴中加热，搅拌15 min并保持淀粉糊体积，冷却至25 ℃和4 ℃，摇匀后，用分光光度计进行测定(以蒸馏水作参比，在650 nm波长下测定糊的透光率)。将2种温度的样品分别放24、48、72 h后再测定其透光率。

1.3.5 白糯小麦粉和糯米粉持水性能的测定

参照AACC方法56-20略有改进，称取干重0.3 g的样品置于预先称好的离心管A(g)中，加入蒸馏水30 mL，分别在室温(25 ℃)和加温到70、80、90 ℃恒温水浴锅内搅拌1 h后，以3 000 r/min离心20 min，倾去上清液后称重B(g)，来计算持水能力。

1.3.6 白糯小麦粉与糯米粉消化性的测定[10]

称取500 mg样品(干基) 放入具塞试管中，加入25 mg瓜尔豆胶混匀，加入 30 mL pH 5.2的醋酸盐缓冲溶液，混匀，沸水浴30 min，冷却至37 ℃，置于37 ℃恒温摇床上平衡10 min(200 r/min)，加入4 mL猪胰α一淀粉酶(290 U/mL) 和 1 mL葡萄糖淀粉酶(2 500 U/mL)，水解20、120 min，取样1 mL,加入10 mL的66%乙醇灭酶，离心，取上清液，采用DNS法测定葡萄糖含量：取 2 mL样品液，加入 1.5 mL DNS混匀，沸水浴5 min，冷却3 min，补足水分至20 mL，以蒸馏水为空白对照，540 nm波长下测各管的吸光度。

标准曲线的绘制：准确称取80 ℃烘干至恒重的分析纯葡萄糖100 mg，用蒸馏水配制成1 mg/mL的葡萄糖标准溶液，取7个具塞刻度试管，分别加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL的葡萄糖标准溶液，2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0、0.8 mL蒸馏水和1.5 mL的DNS试剂，配成不同葡萄糖含量的反应液，在沸水浴中加热准确5 min，冷至室温后，加入蒸馏水至具塞试管刻度25 mL处，摇匀后于540 nm下测定其吸光度，用不含葡萄糖标准液的空白管做空白，以葡萄糖的含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。试验确定的回归方程：y=0.572 6x-0.005 8，R2=0.997 2，式中x为葡萄糖含量/mg。

淀粉的消化性能通过快消化性淀粉(RDS)，慢消化性淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)来表征，采用下列公式计算：

RDS=[(G20-FG)×0.9/TS]×100%

SDS=[(G120-G20)×0.9/TS]×100%

RS=1-(RDS+SDS)

式中：G20为酶水解20 min后的总葡萄糖含量/mg；TS为样品中总淀粉含量/mg；FG为酶水解处理前样品中葡萄糖含量/mg；G120为酶水解120 min后的总葡萄糖含量/mg。

1.3.7 白糯小麦粉与糯米粉冻融稳定性的测定

准确称取样品3.00 g，加蒸馏水50 mL，配成6%的淀粉乳，在沸水浴中加热糊化30 min，冷却至室温。取定量倒入塑料离心管中，加盖置于-18～-20 ℃冰箱内冷却，24 h后取出，室温下自然解冻，然后在3 000 r/min条件下离心20 min，弃去上清液(若无水析出则反复冻融，直至有水析出)，称取沉淀物质量，计算析水率。

析水率=(糊质量-沉淀物质量)/糊质量×100%

1.3.8 白糯小麦粉与糯米粉糊化回生特性的测定[11]

用耐驰铝坩埚称取5.0 mg左右的样品(精确到0.1 mg)，按1∶2的比例用注射仪分别加入不同量的去离子水，密封后置于4 ℃冰箱中隔夜平衡。用差示扫描热量仪进行测定，扫描温度为20～100 ℃，扫描速率为10 ℃/min。糊化后的样品存于4 ℃冰箱中分别在1、3、5、7、14 d进行同上的温度扫描。每个样品至少为2个平行样，结果取平均值。回生度(DR)的计算公式为：DR=ΔH/ΔH糊×100%。

1.4 数据处理

采用Excel和SPSS 13.0进行统计分析。

2 结果与讨论

2.1 白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的主要化学成分

由表1 可以看出，白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的基本组成含量差异显著。与普通小麦粉相比，白糯小麦粉中脂肪、蛋白质和灰分含量较低，而淀粉含量较高。与糯米粉相比，白糯小麦粉中脂肪、蛋白质和灰分含量较高，而淀粉含量较低。

表1 白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的主要化学成分/%

注：同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.2 白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉溶解度与溶胀度的比较

从图1可以看出，白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的溶解度随温度的升高而增加，这是由于液态水通过氢键缔合在一起，缔合度比较低，温度升高单分子态水的比例就会增多，参与水合的淀粉分子数量增加[12]。在相同温度时，普通小麦粉的溶解度都明显低于白糯小麦粉和糯米粉。温度低于60 ℃时，白糯小麦粉的溶解度小于糯米粉的溶解度，可能是因为白糯小麦粉中麦胶蛋白和麦谷蛋白吸水形成的面筋网络结构阻碍了淀粉的溶出。温度高于60 ℃时，白糯小麦粉的溶解度大于糯米粉的溶解度。从图2可以看出，白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的膨胀度都随温度的改变而有较大变化，表现在随温度升高而增加，且普通小麦粉的膨胀度明显低于白糯小麦粉和糯米粉。这可能是由于白糯小麦粉和糯米粉中直链淀粉含量低，使淀粉膨胀特性发生变化所致。

图1 白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉溶解性的比较

图2 白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉膨胀度的比较

2.3 白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉的糊化特性的测定

由表2可以看出，白糯小麦粉与普通小麦粉和糯米粉的糊化性质存在着明显差异。与普通小麦粉相比，白糯小麦粉有较高的峰值黏度、崩解值和较低的谷黏度、终黏度、回生值、糊化时间和糊化温度，说明与普通小麦相比，白糯小麦粉的抗剪切和耐热性能差，冷却后形成黏糊和凝胶的能力差，水结合能力和抗老化性强，易糊化。与糯米粉相比，白糯小麦粉有较低的峰值黏度、谷黏度、崩解值、终黏度、回生值、糊化时间，说明白糯小麦粉的水结合能力差，衰减速度慢、程度小，抗剪切和耐热性能强，冷却后形成黏糊和凝胶的能力差，抗老化性较强。白糯小麦粉的糊化温度比糯米粉高，可能是由于白糯小麦粉的分子质量比糯米粉大得多，导致糊化温度比糯米粉高。

表2 白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉糊化特性的比较

表3 白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉糊透明度的比较/%

2.4 粉糊透明度及其稳定性

表3可以看出，在4 ℃和25 ℃下白糯小麦粉的透明度均明显低于糯米粉，而高于普通小麦粉，可能是由于白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉中淀粉的水合能力不同，从而影响了淀粉的膨润和糊化。放置过程中，白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉糊的透明度均降低，是由于放置过程中淀粉发生老化，糊液中形成的交联网和凝胶束对光线的反射造成的。因此与普通小麦粉和糯米粉相比，白糯小麦粉稳定性较好。

2.5 白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉持水能力的比较

从图3中可以看出，室温下白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的持水能力差异不大，高温下，白糯小麦粉的持水能力高于普通小麦粉而低于糯米粉，分析其原因是白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉中支链淀粉含量和内部分子结构不同所致。三者的持水能力都随温度的升高而增大，高温下持水能力增高是因为高温使淀粉失去结晶性，水分子更多地渗入到微结晶附近，淀粉分子实现自由水合，因此造成持水能力的增加。

图3 白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的持水能力

2.6 白糯小麦粉与糯米粉冻融稳定性的研究

由图4可以看出，随着冻融次数的增加，白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的析水率都逐渐增加，是因为反复的冻融循环能够促使淀粉的回生和大冰晶的形成，形成的冰晶对淀粉胶体结构造成破坏，使更多的水离析出来[13-14]。普通小麦粉在第1次解冻后有水析出，而白糯小麦粉和糯米粉在第2次冷冻解冻后有水析出。冷冻解冻相同次数下，白糯小麦粉的析水率远低于普通小麦粉和糯米粉的析水率。因此白糯小麦粉的冻融稳定性比普通小麦粉和糯米粉好。

图4 白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉冻融稳定性

2.7 白糯小麦粉与糯米粉消化性分析

由表4可以看出，白糯小麦粉、普通小麦粉和糯米粉的消化性淀粉含量差异较大，与普通小麦粉相比，白糯小麦粉的RDS含量较低，SDS、RS含量较高，说明白糯小麦粉比普通小麦粉难消化。与糯米粉相比，白糯小麦粉的RDS、SDS含量较高，RS含量较低。说明白糯小麦粉比糯米粉易消化。

表4 白糯小麦粉与糯米粉中消化性淀粉的含量/%

2.8 白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉糊化、回生参数研究

从表5可以看出白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉相转变过程中的起始温度T0，峰值温度Tp，结束温度Tc以及热焓ΔH等热力学参数变化趋势。糊化过程中，白糯小麦粉的T0、Tc、Tp值和热焓值ΔH都分别大于普通小麦粉和糯米粉的T0、Tc、Tp值和热焓值ΔH，可能是因为白糯小麦粉的颗粒结晶度(35.2%)大于普通小麦粉(22.4%)和糯米粉(19.7%)的颗粒结晶度。回生过程中，普通小麦粉在第1天就检测到回生现象，而白糯小麦粉和糯米粉在第1、3天均未检测到回生现象，在相同天数下，白糯小麦粉的回生程度显著小于普通小麦粉和糯米粉的回生程度，说明与普通小麦粉和糯米粉相比，白糯小麦粉回生缓慢，抗老化性强。

3 结论

3.1 白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉的膨胀度都随着温度的升高呈递增趋势，高温下，白糯小麦粉的膨胀度较普通小麦粉和糯米粉高，而持水能力和透明度比普通小麦粉高，而比糯米粉低。

3.2 白糯小麦粉、普通小麦粉与糯米粉的糊化参数有较大的差异，糯米粉的峰值黏度、谷黏度，终黏度高。而白糯小麦粉的谷黏度和回生值小，冷却后形成黏糊和凝胶的能力差，抗老化能力较高。

3.3 白糯小麦粉中的快消化淀粉、慢消化淀粉含量远远高于糯米粉，抗性淀粉含量比糯米粉低，说明白糯小麦粉较糯米粉易消化。而白糯小麦粉的快消化淀粉含量远远低于普通小麦，慢消化淀粉和抗消化淀粉的含量高于普通小麦粉，说明白糯小麦粉与普通小麦粉相比，难消化。与普通小麦粉和糯米粉相比，白糯小麦粉冻融稳定性好、回生缓慢，抗老化性强。

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