脫脂對小麥粉理化特性的影響

趙九永陸啟玉姜薇莉雷 玲李光濤孫 輝

(河南工業大學糧油食品學院1，鄭州 450052)

(國家糧食局科學研究院2，北京 100037)

脫脂對小麥粉理化特性的影響

趙九永1，2陸啟玉1姜薇莉2雷 玲2李光濤2孫 輝2

(河南工業大學糧油食品學院1，鄭州 450052)

(國家糧食局科學研究院2，北京 100037)

脂類在小麥粉中含量極低，但對其加工品質有很大影響。選取6個不同品種的小麥，用氯仿脫脂，研究脂類對小麥加工品質的影響。結果表明:脫脂小麥粉比基礎小麥粉的粗蛋白含量有不同程度增加，脫脂小麥粉的白度有明顯提高，降落數值明顯減小。RVA黏度特性參數和DSC測試結果表明，脂類對小麥粉糊化特性有顯著的影響。脫脂小麥粉在較低的溫度下就開始糊化，需要較長時間才能達到峰值黏度，且糊化需要更多的熱能，脫脂對強筋小麥粉面團的流變學特性有顯著的影響:吸水率極顯著增加，面團形成時間顯著增加，面團穩定時間極顯著減少，粉質質量指數極顯著減小。而脫脂對弱筋小麥粉影響相對較小。

小麥 脂類 脫脂 理化特性

脂類是小麥中的微量成分，約占籽粒質量的3%～4%。其中約25%～30%在胚中，22%～33%在糊粉層中，4%在外果皮中，其余40%～50%在淀粉性胚乳組分中。33%多的的非極性脂和10%～16%的磷脂以及少量的糖脂存在于糊粉層和胚芽中。在淀粉胚乳中，大約67%的胚乳脂類是淀粉脂類(其中磷脂占總磷脂的3/4)，33%是非淀粉脂類［1］。

Thomas等［2］研究表明，淀粉的非支鏈α(1－4)糖苷鍵和疏水的內部形成螺旋狀結構，能與大部分的非極性小分子以及兩性分子的疏水基團結合。直鏈淀粉是α－D－(1→4)葡萄糖共聚物，其特點是能與許多有機物和無機物絡合劑形成螺旋狀內含復合物。直鏈淀粉－脂類復合物在淀粉中天然存在，或者是在凝膠化過程中與內源性或外源性的脂類結合形成的。脂類與直鏈淀粉形成復合物的動力來源于直鏈淀粉螺旋結構內部的疏水性和疏水分子從水相向弱極性環境轉移的過程。脂與淀粉及粗蛋白的結合方式和相互作用，決定了脂類在小麥粉理化特性中起到的作用。

脂類物質能夠影響小麥粉的糊化特性。Medcalf等［3］報道指出:添加適量的非極性脂對面團糊化曲線的初始階段無明顯影響，但能夠增加直鏈淀粉的峰值黏度。林作楫［4］研究也表明，在面團形成時，脂類物質對面筋網絡的黏著力起著重要作用。粗蛋白(可溶或不可溶)能形成凝聚單層，純蛋白的凝聚單層擁有較高的表面彈性。當脂類進入這個體系時，由于脂類與蛋白質對氣－液界面的競爭使得表面的彈性降低［5－6］。Zawistowska等［7］研究指出56%的面筋脂與醇溶蛋白結合，44%與麥谷蛋白結合。與醇溶蛋白結合的脂類58% 是極性脂類，與麥谷蛋白結合的脂類54%是非極性脂類。極性脂與面筋蛋白結合后，面筋蛋白就能通過其糖基或極性基與淀粉、戊聚糖或水等相互結合，增加面團彈性，改善面團強度，從而改變面團的加工性能，而非極性脂不利于面筋的形成。隨著淀粉的糊化、回生，淀粉體系中晶體的轉變帶來熱焓值ΔH的變化，因此，通過ΔH可以度量體系的回生度。DSC法是測定淀粉體系糊化、回生的經典方法，該法不僅可以測定體系的回生度，而且還可以根據晶體解體溫度的不同區分支鏈淀粉結晶、直鏈淀粉與脂質復合物的結晶以及直鏈淀粉的結晶。許多淀粉學家研究了各種淀粉體系的回生后認為，對于回生的支鏈淀粉結晶，其融化溫度一般在40～70℃，直鏈與脂質復合物的解體溫度一般在90～110℃，而直鏈淀粉晶體的熔解溫度則在120～150℃之間［8］。

選取了6種小麥進行研究，通過研究脫脂小麥粉與對照在基礎理化指標、淀粉糊化特性，熱特性、流變學特性、微觀結構的差異，探討脂類對小麥加工品質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

鄭麥004、鄭麥366:河南農科院:淄麥12、師欒:中國農科院;農大211:中國農業大學;哈紅:哈爾濱國儲庫。

1.2 試劑與儀器設備

1.2.1 試劑

各測定化學試劑均為分析純;碘化鉀、硼酸、氯化鈉、石油醚(30～60℃)、三氯甲烷、氫氧化鈉、硫酸、鹽酸:北京化工廠。硫代硫酸鈉:天津福晨化學試劑廠。

1.2.2 儀器設備

瑞士布勒全自動磨粉機:瑞士布勒公司; Foss2300型全自動凱氏定氮儀:瑞士Tecator公司; Perten面筋指數儀、Techmaster快速黏度測定儀(Rapid viscosity analyzer，RVA)、FN1900型降落數值測定儀:瑞士Perten公司;Brabender粉質儀:德國Brabender公司;DSC差示掃描量熱儀:NETZSCH公司;Soxtec Avanti 2055脂肪測定儀:FOSS公司;CR－400型色彩色差計:日本美能達(Minolta)公司;Sdmatic損傷淀粉儀、NG型吹泡示功儀:肖邦(Chopin)公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗制粉

執行AACC26－20方法。

1.3.2 小麥粉的脫脂

參照MacRitchie等［9］的方法，略有改動。小麥粉和氯仿在室溫下按照1∶2混合，電子攪拌器攪拌5 min，懸浮液用布氏漏斗抽濾，殘余小麥粉重復此程序3次。脫脂小麥粉于室溫通風櫥中晾干，無氯仿氣味，然后過100目篩。

1.3.3 基礎理化指標測定

水分測定執行AACC44－15A方法;粗蛋白含量測定執行AACC46－09方法;面筋含量及指數測定執行GB/T14608—1993方法;破損淀粉含量測定執行AACC74—21方法;降落數值測定執行 GB/T 10361—1989方法;粗脂肪含量的測定執行 GB/T 5512—2008。

1.3.4 面團流變學特性測定

面團粉質參數測定執行GB/T14614—1993的方法;面團吹泡試驗參數測定執行AACC54－30A方法。

1.3.5 RVA黏度測定

根據LS/T 6101—2002標準，采用快速黏度測定儀進行測試，并使用附帶軟件TCW(Thermal Cycle for Windows)與計算機相連進行數據分析及處理。各處理均以試樣的平均值計，誤差小于5%。

1.3.6 小麥粉DSC糊化熱力學測試

分別用杜邦液體坩堝稱取5.0 mg左右的小麥粉(精確到0.01 mg)，按1:3的比例用注射儀分別加入不同量的去離子水，密封后4℃下放置24 h平衡。平衡后的樣品從25～120℃程序升溫糊化，升溫速率為10℃/min。空坩堝作為對照，曲線的峰面積轉化為糊化吸收焓(ΔH)，相轉變起始、峰高、終止溫度，分別轉化為糊化起始、峰高、終止溫度。

1.4 數據統計和處理

小麥粉面筋指數測定及面團流變學和黏度特性測定2次，DSC、脂肪含量重復3次試驗。用Excel軟件進行統計分析，差異顯著性檢驗采用SPSS13.0軟件處理，用Duncan新復極差法進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 脫脂對小麥粉主要基礎理化指標的影響

表1 脫脂對6種小麥粉的主要基礎理化指標的影響

測試樣品主要基礎品質指標如表1所示。脫脂小麥粉脂肪含量與對照小麥粉脂肪含量顯著差異，說明此脫脂方法脫脂效果比較好。脫脂小麥粉比對照小麥粉的粗蛋白含量有所增加，部分達到顯著或極顯著水平。脫脂小麥粉的白度有明顯提高，與對照小麥粉的差異達到極顯著水平，這可能與脫脂過程中某些色素，如類胡蘿卜素(脂類衍生物)被同時提取有關。鄭麥004小麥粉脫脂后面筋指數顯著降低，其他5種脫脂小麥粉的面筋指數均增大。脫脂后的6種小麥粉濕面筋含量有不同程度的增加。脫脂后的6種小麥粉降落數值均明顯低于對照小麥粉，降落數值減小，說明反應體系黏度下降，即體系中酶和淀粉反應程度增大，有更多的淀粉被水解。造成體系中酶和淀粉反應程度增強的可能原因有兩個:一是酶活性不變，而體系中的淀粉對酶反應的敏感性增強，這同樣能使更多的淀粉被水解，從而造成體系黏度下降;另一原因是體系中酶活力增強，因而能使更多淀粉水解。從表1可看出:鄭麥366脫脂后破損淀粉顯著增加，哈紅反而顯著減小，可見破損淀粉并不是引起降落數降低的原因。在小麥粉中存在一種氯仿/甲醇可溶性球蛋白，其N－基末端氨基酸序列能抑制a－淀粉酶［10］。用氯仿脫脂的同時也可能把此類球蛋白去除，使其不能抑制a－淀粉酶，酶活性增強，從而降落數降低。

2.2 脫脂對小麥粉糊化特性的影響

表2是脫脂與對照小麥粉RVA黏度特性參數的比較。鄭麥004和農大211脫脂小麥粉的峰值黏度顯著減小，其他4個品種的脫脂小麥粉均顯著增加;最終黏度鄭麥004顯著減小，淄麥無顯著性差異，其他脫脂小麥粉顯著增加;6種脫脂小麥粉最低黏度均顯著增加;衰減值均顯著減小，回生值減小，但減小幅度因品種而異。小麥粉中存在游離脂肪，在糊化過程中，游離脂肪與直鏈淀粉結合，而產生更多的直鏈脂質結合物，直鏈－脂質結合物螺旋結構的堆積形態與支鏈淀粉結晶體有著較大的差異，不易作為其結晶中心。這些因素都能導致小麥粉的回生度變小［11］。

表2 脫脂對6種小麥粉RVA黏度特性的影響

脫脂小麥粉與對照相比峰值時間增加，糊化溫度減小，說明脫脂小麥粉在較低的溫度下就開始糊化，需要較長時間才能達到峰值黏度。這與前人研究結論一致［12］。由此可見，脂類對小麥粉糊化特性有顯著的影響。原因是當脂類或脂肪分子作用于淀粉時，脂肪分子易進入淀粉分子的螺旋結構中形成復合物，這樣在淀粉受熱時就阻止了淀粉顆粒的腫脹，使腫脹淀粉顆粒更加穩定，從而影響淀粉的糊化。

DSC可以通過測定淀粉體系中晶體的轉變帶來熱焓值ΔH的變化，反映脂對淀粉特性的影響。從表3中可以看出，脫脂對6種小麥粉的相轉變溫度均無顯著影響，而糊化吸收焓值的變化影響較大。脫脂小麥粉與對照相比，糊化吸熱焓值增加，說明脫脂小麥粉糊化需要更多的熱能。在淀粉糊化時，直鏈淀粉－脂復合物的形成過程會放熱，使糊化熱熔降低，脫脂小麥粉無法形成這種復合物，糊化過程所需要的熱能會高于對照小麥粉［13］。

表3 脫脂對6種小麥粉DSC熱力學特性的影響

2.3 脫脂對小麥粉面團流變學特性的影響

脂類對小麥粉流變學特性的影響見表4。脫脂對不同小麥粉吸水率的影響不同，鄭麥004減小不顯著，農大211和哈紅顯著減小，強筋小麥粉(淄麥，鄭麥366，師欒)則顯著增加;小麥粉的吸水率很大程度上與破損淀粉成正相關，從表1中的數據可以得到相應的論證。面團形成時間均有所增加，但增加幅度因品種而異。2種弱筋小麥(鄭麥004，農大211)增加不顯著，中弱筋小麥(哈紅)和強筋小麥(淄麥，鄭麥366，師欒)顯著增加。

脫脂對弱筋小麥粉(鄭麥004，農大211)和中弱筋小麥粉(哈紅)的穩定時間、弱化度、粉質質量指數影響不顯著;而對強筋小麥粉有極顯著影響:脫脂的強筋小麥粉(淄麥、鄭麥366、師欒)面團穩定時間極顯著減少，粉質質量指數極顯著減小。這可能是由于脂能與面筋蛋白結合形成醇溶蛋白－糖脂－谷蛋白復合體，面筋蛋白就能通過復合體的糖基或極性基與淀粉、戊聚糖或水等相互結合，改善面團強度，增強了面筋網絡，延長穩定時間。由此可見脂類對強筋小麥粉的流變學特有較大的影響。

吹泡特性也可以表征小麥面團筋力強弱。W代表面團吹泡膨脹變形過程中所需要的總能量，與面團的強度密切相關，表達小麥粉的烘焙筋力。脫脂后強筋(淄麥，鄭麥366，師欒)和中弱筋(哈紅)小麥粉的韌性(P值)，粉力(W值)均增加，弱筋小麥粉(鄭麥004，農大211)的W值、P值則減小;6種小麥粉的延伸性(L值)均減小，拉伸比值(P/L值)均增大，充氣指數(G值)均減小。Addo等［14］的研究發現，用石油醚脫脂的小麥粉，其W值、P值和P/L值增加;L值降低。這與本研究有不同之處，可能是前人研究所使用的脫脂方法和小麥品種的不同，對弱筋小麥粉沒有研究的緣故。L值體現體現了面團蛋白纖維的延伸能力和面筋網路的保氣能力，G值反應面團的延展性。L值和G值的的降低說明沒有脂的存在，面團延伸性能和持氣性減弱。蛋白－淀粉面團有更高的韌性和應力，脂肪晶體均勻地分布在淀粉顆粒包圍的蛋白凝膠中，減少了淀粉顆粒之間的摩擦力，脂肪為面團提供了一個均勻一致的分散系，使得面團可以容易膨脹和增加持氣［15］。吹泡特性的這種結果與面團中的加水量有關。由粉質測試結果可知，脫脂小麥粉形成面團所需的最適加水量顯著多于對照，而本文所用的恒量加水法可能導致脫脂面團中加水量不足，導致其延展性較低。

表4 脫脂對面團流變學特性的影響

3 結論

3.1 脫脂小麥粉的主要理化指標發生了變化。粗蛋白(干基)和濕面筋含量有所增加。降落數值顯著降低。脫脂后小麥粉的白度增加。

3.2 小麥粉脫脂后，RVA糊化溫度顯著降低，糊化時間顯著延長;DSC相轉變焓值顯著增加，說明在沒有脂類的情況下，淀粉在水中需要更多的能量才能被糊化。

3.3 小麥脂類對面團的特性影響很大。脫脂對強筋小麥粉的流變學特性有較大的影響:面團形成時間顯著增加，吸水率極顯著增加，面團穩定時間極顯著減少，粉質質量指數極顯著減小;對弱筋小麥粉的影響相對較小;吹泡特性也可以表征小麥面團筋力強弱。脫脂后強筋和中弱筋小麥粉的粉力和彈韌性增加;而弱筋小麥粉的粉力和彈韌性降低;6種小麥粉的L值均減小，P/L值均增大，G值均減小，說明其延展性降低。

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Effects of Defatting on Physicochemical Properties of Wheat Flour

Zhao Jiuyong1Lu Qiyu1Jiang Weili2Lei Ling2Li Guangtao2Sun Hui2
(College of Food Science and Technology，Henan University of Technology1，Zhengzhou Henan 450052)
(Academy of State Administration of Grain，Beijing 100037)

Lipid content is very small in wheat flour，but it plays an important role on end－use quality.Six different wheat varieties were defatted with chloroform to study the effect of defatting on the processing characteristics of wheat flour.Results:Lipid extraction increases the crude protein content and whiteness of flour significantly，but decreases falling number.The defatted flour starts pasting at a lower temperature and a longer time is needed to reach the peak viscosity according to RVA result.The same conclusion could be drawn from thermal test with DSC，which indicates that defatted sample requires more enthalpy to be gelatinized.Defatting treatment affects the Farinograph properties of strong gluten wheat flour much more than the other samples.The water absorption and dough development time increases but dough stability and Farinograph quality number decrease significantly after the lipid extraction.

wheat，lipid，defat，quality

TS211.4 文獻標識碼:A 文章編號:1003－0174(2010)11－0013－05

國家自然科學基金(30671290)

趙九永，男，1982年出生，碩士，食品資源開發與利用

孫輝，女，1971年出生，副研究員，博士，糧食品質與標準化