面粉主要营养组分对面制品品质的影响研究

◎ 张晓双，姜培彦，吴艺卿，王永巍，李佳恒，陈 芳，张晓慧

（1.中粮（郑州）粮油工业有限公司 郑州 450016；2.郑州中粮科研设计院有限公司 郑州 450001）

面制品是指小麦粉经过不同加工方式制成的各类食品。面制品制作效果除了受加工配方和加工工艺影响外，其主要原料小麦粉的性能和质量也起着至关重要的作用。小麦中80%以上都是由蛋白质和淀粉组成，在小麦皮层、糊粉层、胚乳从表皮到芯呈一定规律分布，并且表现出不同的含量、质量和应用品质。因此，小麦制粉中的加工方式，会导致小麦粉具有不同的特点，进而影响面制品的使用效果。本文简要概述了面粉主要营养组分淀粉和蛋白质对面制品品质的影响，以期为小麦加工企业的生产及质量控制提供理论依据。

1 小麦的籽粒结构

小麦籽粒在解剖学上分为麦皮、麦胚和胚乳3个部分。

1.1 麦皮

麦皮主要包括果皮和籽粒果皮，大约为小麦籽粒质量的10%～15%。按照结构特点，果皮可分为外种皮、珠心层和糊粉层。现有研究表明[1-2]，小麦果皮主要成分为纤维素和非淀粉多糖戊聚糖，蛋白质、灰分和脂肪含量较低。种皮、果皮等麦皮部分在制粉工艺过程中被统一合并，统称为麸皮。在果皮和胚乳之间的糊粉层，虽然其质量仅占小麦籽粒的6%～9%，但糊粉层含有丰富的总磷、植酸盐磷等矿物质、硫胺素（维生素 B1）、核黄素（维生素 B2）、烟酸（维生素 B3）等维生素，以及清蛋白和球蛋白为主的结构蛋白。麸皮中含有丰富的多酚氧化酶、脂肪氧化酶等酶类，且其活性随着籽粒成熟度的提高逐渐升高，因此，在小麦制粉时，面粉中的多酚氧化酶活等酶活性，会随着出粉率的增加而提高，主要是因为靠近皮层的部分更多地进入到小麦粉中[3-5]。

1.2 麦胚

小麦胚虽然占籽粒的2.5%～3.5%，但其中的蛋白质含量高达35%以上，也富集了小麦中的脂肪。新鲜小麦胚还富含多种酶类，如脂肪氧化酶、脂肪酶和淀粉酶等，这些酶的存在会对小麦粉的品质产生一定影响[6-7]。张春红等[8-9]对小麦不同类型的蛋白进行提取，发现主要为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白，其中清蛋白和球蛋白含量约为48.1%，且4种蛋白的功能性均有不同。

1.3 胚乳

小麦胚乳占小麦籽粒质量的 78% ～84%，主要由淀粉和蛋白质组成，其中，淀粉含量较多，占60%～68%，蛋白质占比7%～18%。不同筋力和品种的小麦结构差异，主要体现在淀粉颗粒与蛋白质分布上及二者之间的结合紧密程度。目前的研究结果普遍认为[10-12]，高筋小麦胚乳中蛋白质含量较高，淀粉颗粒与蛋白质结合牢固，胚乳组织紧密；低筋小麦的胚乳蛋白含量较低，淀粉颗粒和蛋白质结合疏松, 中筋小麦介于两者之间。

小麦淀粉根据直径大小可分为A型（＞15 μm）、B型（5～15 μm）和C型（＜5 μm）3种类型。按照淀粉组成来分可分为直链淀粉和支链淀粉，支链淀粉占比约为30%～40%。A型、B型和C型3种淀粉颗粒中的总淀粉含量、直链淀粉和支链淀粉含量差异较大，比如，B型淀粉颗粒中的直链淀粉含量显著低于A型淀粉粒[13-15]。

小麦胚乳中的蛋白质主要由醇溶蛋白和麦谷蛋白组成。这2种蛋白是小麦中贮藏蛋白即面筋蛋白，二者比例接近1∶1，是小麦粉中起决定性作用的蛋白；面筋含量、面筋指数和面团流变性特征等指标对小麦粉的应用特性和品质需求起到重要作用[16]。面筋蛋白在胚乳中的分布是不均匀的，从胚乳的中心部分到小麦皮层，蛋白含量逐渐增加，但品质逐步弱化，以中心层的面筋蛋白品质最佳。面筋蛋白还会因粒质的不同而产生分布差异，粉质麦粒中面筋蛋白主要集中在胚乳的外层，角质麦粒中则整体分布比较均匀[17-18]。

2 组分变化对面粉应用适用性的影响

研磨过程中，由于磨粉工艺与出粉率的不同，面粉的主要组成发生变化：①蛋白（面筋蛋白）的含量与蛋白的次级结构发生变化。②淀粉的含量与支链淀粉直链淀粉的比例发生改变，这些变化是影响面粉应用特性的主要因素。

2.1 蛋白变化对面粉应用特性的影响

因为蛋白在小麦籽粒中的分布呈现不均匀的特点，所以磨粉工艺和出粉率的不同，会导致面粉中蛋白含量以及蛋白组成的差异，而这些差异又是影响面粉应用特性的重要因素。

小麦蛋白质中面筋蛋白的含量和质量是决定面粉应用品质的主要因素。目前，公认的理论里，小麦蛋白的主要组分麦醇溶蛋白提供面团的延展性，让面团具有更多的可塑性，麦谷蛋白则赋予面团弹性和支撑性，要想加工性能好的面团，则要求麦谷蛋白和麦醇溶蛋白要有好的质量及两者合适的比例。面筋蛋白的含量会对面条的质构特性产生显著性影响，杨秀改[19]的研究发现，面粉中面筋蛋白含量的变化能够改变面条的质构特性，比如，硬度、咀嚼性、拉伸性和粘合性；任素民[20]的研究发现，面粉的湿面筋含量高还会增加面条的回复性和拉伸阻力。另外，在制粉工艺过程中，不同粉路出来的面粉品质也存在较大差异，吕晓亚[21-22]等人在研究不同粉路的面粉时，发现皮磨系统的湿面筋含量高于心磨系统，前路心磨和渣磨系统的面粉制成面团弹性适中，易揉光，操作性和起发度比较好。

此外，面制品的属性还与蛋白的次级结构密切相关。麦谷蛋白大聚体影响面团水合过程中面筋的黏弹性质及面筋的和面性质，其含量与面包烘焙比容也呈正相关关系[23-24]。王生林[25]发现，面粉蛋白中低分子量醇溶蛋白含量与面团的最大糊化黏度正相关，其越高最大糊化黏度越高，但是应用评价过程中面团整体的持气能力表现不佳。Oracz K等人[26-27]认为，面筋蛋白中的谷氨酰胺含量相对较高，其中的氢键对于面筋蛋白之间的交联作用相当重要，对面筋蛋白的结构和组成有一定的影响。

2.2 淀粉变化对面粉应用特性的影响

小麦胚乳中的淀粉在小麦中的分布情况不同。越靠近皮层的淀粉总量和直链淀粉含量越低，反之，越接近芯粉部位其含量就越高，因而在制粉过程中，不同出粉率、不同出粉粉管的选择，会直接影响面粉的淀粉含量，以及直链与支链淀粉的比例。研究发现，面条的品质与总淀粉及直链淀粉含量有较大相关性。随着面粉中淀粉含量增加，面条的蒸煮损失率和吸水率等都会增加，其中，直链淀粉较多会引起蒸煮损失率及蛋白损失率增加[28]。在蒸类产品中，面粉中淀粉含量与直支链淀粉比对馒头的质构特性影响较大，支链淀粉较多能够提升馒头品质[29]。

磨粉工艺的变化主要影响淀粉颗粒，这可以通过破损淀粉的含量高低来检测分析，破损淀粉也是影响面粉加工应用特性的重要因素。王晓曦[30]研究发现，小麦粉破损淀粉含量影响面条的食用效果，其含量越高，面条的品质越低。岳凤玲等[31]发现，破损淀粉更容易吸水膨胀，其含量的增加会显著增加冷冻过程中的大冰晶含量，在一定程度上损伤冷冻面团的网络结构，影响冷冻熟面的质构特性。另外，张蓓等人[32]研究了破损淀粉对馒头制品的影响，发现随着破损淀粉含量增加，馒头的起发度、色泽及感官评分呈现先上升后降低的趋势，证明破损淀粉并非越多越好，应当控制在适当的范围内。

2.3 其他成分变化对面粉应用特性的影响

加工过程的不同也会引起面粉中的灰分、酶类以及非淀粉多糖的变化，这些成分的变化也是影响面粉应用特性的重要因素。灰分含量对面制品的感官色泽影响明显，主要影响面制品的白度和亮度。此外，面粉中的多酚物质含量、多酚氧化酶和脂肪氧化酶，也是引起面制品反色和褐变的主要因素。研究人员发现，多酚氧化酶的活性降低可以延长面制品的颜色贮藏稳定性，减少产品（生湿面制品等）的褐变，其活性主要与面粉及面片亮度呈负相关[33]。脂肪氧化酶活性可以增加面粉及面制品的白亮度，过高会缩短小麦及其制品的保存时间，同时引起营养成分的损失[34]。而面粉中非淀粉多糖可增加面团的粉质吸水量，改善面团流变性特性，延长稳定时间, 协同面筋蛋白提升面团的持气能力，增加面包的体积，改善面包的内部质构。

3 展望

综上所述，面制品的品质不仅与小麦的籽粒结构有关，还与不同的加工方式密切相关。目前，小麦籽粒成分分布规律研究已较为明确，包括小麦不同的加工方式对小麦主要成分淀粉、蛋白和其他成分的变化及小麦粉应用品质的相关性等。但目前的研究主要针对不同成分含量的变化，对于结构的影响并没有深入研究，且没有涉及加工方式对小麦籽粒成分分布的影响，以及出粉规律和后端应用品质系统的关联性研究。未来，期待相关学者针对不同品种和不同加工方式对小麦粉品质的影响进行进一步机理性研究，从而满足不同品质专用小麦粉的需求。