糯小麥粉配粉對小麥加工品質的影響 (Ⅰ)對理化特性的影響

孫 鏈 孫 輝 姜薇莉 雷 玲

(雨潤食品有限公司1,馬鞍山 243000)

(國家糧食局科學研究院2,北京 100037)

糯小麥粉配粉對小麥加工品質的影響 (Ⅰ)對理化特性的影響

孫 鏈1孫 輝2姜薇莉2雷 玲2

(雨潤食品有限公司1,馬鞍山 243000)

(國家糧食局科學研究院2,北京 100037)

通過對 2種糯小麥和 3種非糯小麥理化特性進行比較研究,并利用其中 1種糯小麥與非糯小麥配粉,研究其對配粉理化特性的影響。結果表明:糯小麥制粉過程中產生的破損淀粉含量更高,具有極高的吸水能力;在 RVA糊化過程中具有較短的峰值時間,低的回生值和低谷黏度,以及較高的衰減值;在 DSC測試中還表現出較高的熱力學轉變溫度和糊化焓。糯小麥粉的添加對配粉理化特性的影響因基礎粉的不同而有較大差異。配粉的 RVA曲線表現為雙峰,回生值顯著降低;一定比例的添加能夠提高峰值黏度低的基礎粉的峰值黏度;添加糯小麥粉對弱筋小麥粉的筋力影響較小,其粉力甚至因為面團延伸性的改善而得到增強;對于筋力較強的小麥粉,超過 15%的添加量則會使穩定時間降低,但是對粉力的影響不大;添加韌性和延伸性都較低的糯小麥粉,能夠提高配粉的吹泡延伸性而不降低其韌性,其原因有待于進一步研究。

糯小麥 配粉 品質 理化特性

小麥胚乳主要是由淀粉和蛋白質組成,蛋白質的質量和數量、淀粉的品質性狀是決定所有以小麥粉為加工原料的食品品質的最重要因素。蛋白質質量和含量高的小麥粉適合面包的生產,但是對面條和饅頭的一些品質指標不利,如使面條內部硬度增加,表面色澤變暗[1-7],不利于饅頭優良外觀、結構和彈韌性的形成[8]。淀粉的糊化是烹煮食品必經的環節,淀粉的糊化特性尤其是糊化參數影響面食品的品質特性。糯小麥因直鏈淀粉含量極低 (質量分數小于 5%),表現出淀粉特殊的品質性狀,如糊化溫度低,回生值和最終黏度值低,具有很強的抗回生特性;另外,糯小麥在糊化過程中吸水膨脹力極強。但是單一的糯小麥粉并不適于制作主食品,做的面包外觀差,包芯的孔隙大;也不適于制作蒸煮食品。糯小麥粉具有的特殊的淀粉理化特性賦予它在商業上新用途,用作配粉,可以顯著地降低直鏈淀粉在淀粉中的比例,改變原有淀粉的糊化特性。已有的研究大多只是將糯小麥粉添加到一種小麥粉中對其進行研究,不同的研究得到的結論并不完全相同,有的甚至相反[9-13]。

本試驗通過對 2種糯小麥和 3種非糯小麥的理化特性進行比較研究,并用其中 1種糯小麥與 2種基礎小麥粉配粉,研究糯小麥對不同品質小麥粉配粉后的理化特性的變化,以探討前人不同研究中結論產生差異的原因,為進一步研究糯麥粉配粉對食品品質的影響提供基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

共 5份樣品小麥,分別是中糯一號、藍糯、農大60、農大 393和皖麥 38。其中皖麥 38由安徽農業大學農學院提供,其余 4份均來自中國農業大學植物遺傳育種系小麥品質研究室,其中中糯一號和藍糯由 Kanto107/江蘇白火麥系譜法選育而成。5份小麥分別在實驗室用布勒實驗磨制粉。各小麥品種的出粉率如下:中糯一號為 68.4%;藍糯為 68.2%;農大393為 74.7%;農大 60為 70.6%;皖麥 38為73.6%。小麥粉放置熟化一周個月后配粉備用。

各測定化學試劑均為分析純。

1.2 儀器

全自動試驗磨粉機:瑞士布勒公司;Foss2300型全自動凱氏定氮儀:瑞典福斯公司;Perten面筋指數儀、FN1900型降落數值測定儀:瑞典波通公司;Sd2 matic損傷淀粉儀、NG型吹泡示功儀:法國 Chopin公司;RVA-3D+型黏度快速黏度測定儀 (Rapid vis2 cosity analyzer,RVA):澳大利亞 Newport公司;E型粉質儀:德國 Brabender公司;DSC差示掃描量熱儀:德國NETZSCH公司。

1.3 試驗方法[14-15]

試驗制粉:執行 AACC26-20方法。

配粉設計:將中糯一號小麥粉分別與 2種非糯小麥粉 (農大 60和皖麥 38)按質量比進行梯度配粉,其配粉比例分別為:0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、50%、100%。配粉后充分混勻并過 80目篩。

水分測定執行 AACC44—15A方法;粗蛋白測定執行 AACC46—09方法;粗淀粉測定執行 GB/T5009.9—1985方法;灰分測定執行 GB/T5505—1985方法;直鏈淀粉含量測定執行 GB/T15683—1995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/T10361—1989方法。

面團粉質參數測定執行 GB/T14614—1993的方法;面團吹泡實驗參數測定執行 AACC54—30A方法。RVA黏度測定按照 LS/T6101—2002標準。

DSC糊化熱力學測試:分別用杜邦液體坩堝稱取 5.0 mg左右的樣品 (精確到 0.01 mg),按1∶3的比例用移液管加入去離子水,密封后室溫下放置 24 h平衡。平衡后的樣品從 30℃至 100℃升溫糊化,升溫速率為 10℃/min。空坩堝作為對照。

1.4 數據統計與處理

用 Excel軟件進行統計分析,差異顯著性檢驗采用 SPSS11.0軟件處理。

2 結果分析

2.1 參試小麥粉的理化性質

2.1.1 參試小麥粉的基本含量成分分析

對 5個小麥品種的小麥粉基本含量成分測定并進行了比較 (表 1)。可以看出,除灰分、蛋白含量外,糯小麥粉與非糯小麥粉在基本成分含量上有顯著的差異,均達到了 5%顯著水平,尤其是直鏈淀粉含量、直/支鏈淀粉,糯小麥粉均顯著的低于非糯性小麥粉:在淀粉含量上,兩種糯小麥粉分別為 61.51%、63.37%,顯著的低于其他 3種非糯小麥粉;在直鏈淀粉含量上,糯小麥粉幾乎不含直鏈淀粉 (<5%),均低于其他 3種非糯小麥粉,達 5%顯著水平。兩種糯小麥粉的破損淀粉值均顯著的高于 3種非糯小麥粉,說明糯小麥淀粉顆粒抗機械破壞能力不及非糯小麥淀粉,更高比例的破損淀粉含量將有利于小麥粉吸水率的提高,這與前人結果相似[16]。2種糯小麥粉雖然濕面筋含量較高,但面筋指數均較低,與非糯小麥粉差異達 5%顯著水平,說明參試糯小麥粉蛋白質盡管含量很高,但是面筋筋力相對較很弱。

2.1.2 參試材料小麥粉的流變學特性

糯小麥粉與非糯小麥粉面團的流變學特性有很大的不同 (表 2)。糯小麥粉的吸水率顯著的高于非糯小麥粉,同時兩種糯小麥粉本身也存在差異。極高的小麥粉吸水率是糯小麥粉區別于非糯小麥粉的重要特征。糯小麥粉面筋強度相對較低,表現在形成時間短,弱化度高,W值低,說明糯小麥粉耐攪拌和耐發酵能力差。從表 2中還可以看出,2種糯小麥粉在某些指標也存在顯著差異,如 P值,即面團韌性,藍糯小麥顯著高于中糯一號。而非糯小麥品種農大 60與藍糯的穩定時間和 P值均差異不顯著,在面團延伸性上兩類小麥也沒有表現出趨勢一致的差異。這說明糯小麥在面團筋力特性上與非糯小麥并沒有必然的差異,這與糯小麥控制基因的理論是一致的[17]。因此,小麥育種中應該可以培育出強筋的糯小麥品種。

表 1 5種參試小麥粉基本成分含量分析

表 2 5個參試材料小麥粉面團流變學特性參數的比較

表 3 糯小麥粉與非糯小麥粉 RVA黏度特性參數比較

2.1.3 參試小麥粉淀粉 RVA黏度特性

RVA黏度特性反映了小麥粉在糊狀時的糊化特性[18]。表 3是糯小麥粉與非糯小麥粉 RVA黏度特性參數比較。與 3種非糯小麥相比,2種糯小麥粉峰值時間、低谷黏度、衰減值、終值黏度和回生值均達到顯著差異。具體表現為峰值時間短,低谷黏度、終值黏度和回生值小,衰減值高,說明與非糯小麥相比,糯小麥淀粉糊化膨脹速度較快,但是在高溫條件下的耐攪拌能力較差;隨著溫度的降低形成凝膠之后,淀粉的重結晶程度顯著低于非糯小麥粉,即具有較低的回生值。

中糯一號的峰值黏度雖然與其他樣品達到顯著差異,但是藍糯小麥與非糯小麥品種農大 60差異不顯著,此外,皖麥 38的糊化溫度與 2個糯小麥的差異也沒有達到顯著水平,因此,可以認為,在這兩個RVA指標上,糯小麥與非糯小麥的差異并不一定是必然的,其他因素也可能會對這兩個指標產生影響,這可能就是之前文獻報道[9-13,16]不一致的原因。

2.1.4 糯小麥淀粉與非糯小麥淀粉 DSC熱力學特性

試驗用糯小麥淀粉熱力學轉變溫度 (起始、峰值、終止溫度)和糊化焓顯著的高于非糯小麥淀粉(表 4)。糯小麥淀粉的凝膠化峰值溫度平均在 70℃以上,顯著地高于非糯小麥淀粉 (平均 65℃),這一結果與 Yasui[18]的結論一致;2種糯小麥淀粉的糊化吸收焓也顯著的高于非糯小麥淀粉,其中以中糯一號淀粉焓值最大。糯小麥淀粉更高的起始溫度、峰值溫度、終止溫度、溫差和焓值反映了糯小麥支鏈淀粉更加緊密的淀粉結構。糯小麥淀粉中淀粉結晶度較高,支鏈淀粉結構更為緊密,糊化時需要更高的能量,同時還由于糯小麥淀粉中不含直鏈 -脂復合物(糊化抑制劑),因此,在糊化時糊化程度比非糯小麥更高。

由于DSC測試中小麥粉與水的比例為1∶3,體系中的加水量低于 RVA樣品測試體系 (小麥粉:水約為1∶7),因此,兩種測試中關于峰值溫度的不同結果也說明在水分含量不同的體系中,淀粉所表現出的糊化 (或凝膠化)的特性并不完全相同。

表 4 糯小麥與非糯小麥淀粉糊化DSC熱力學特性比較

2.2 糯小麥配粉對小麥粉淀粉特性的影響

2.2.1 糯麥粉對配粉 RVA黏度特性的影響

中糯一號與農大 393配粉結果已有研究[19],表5列出中糯一號與其他 2種小麥配粉的 RVA黏度特性的結果。可以看出,糯小麥的摻入對小麥粉的淀粉糊化特性影響很大,但是除峰值黏度外,糯小麥與不同的非糯小麥配粉對 RVA黏度參數影響趨勢相近。隨著糯小麥粉摻入比例的增加,除糊化溫度和峰值時間外,各項參數均呈現顯著地下降,尤其是回生值,當配比達到 50%,使得 3種非糯小麥粉分別下降 43.1%、44%、44.4%。中糯一號與皖麥 38配粉,5%到 10%的配比顯著地提高了峰值黏度,其他配粉比例和不同品種的配粉均隨著配比的增加而逐漸降低。峰值黏度極高的糯小麥粉的梯度增加并沒有增加配粉的峰值黏度,反而使之呈現下降的趨勢,這一結論與相關報道一致[20]。但是,向較低峰值黏度的基礎粉 (皖麥 38)中添加較低比例的糯小麥粉,則會顯著提高峰值黏度。糯小麥對非糯小麥淀粉黏度特性的影響還體現在 RVA黏度曲線圖譜上 (圖 1)[14],使其形成雙峰狀,說明糯小麥粉與非糯小麥粉在升溫過程中分別糊化。根據添加比例和糯小麥的出峰時間推測,第一個峰應為配粉中的糯小麥粉的糊化峰,第二個峰為非糯小麥粉的糊化峰。隨著配比的的增加,RVA黏度曲線較早出現的峰值逐漸增加,而第二個峰峰值逐漸降低,但在不大于 50%的添加比例條件下,第二個峰峰值始終高于第一個峰。這是造成配粉無法提高其峰值黏度低的主要原因,即配粉的峰值黏度為第二個峰的黏度,而此時由于樣品量的減少,糊化峰值黏度大都低于基礎粉。

圖 1 糯小麥配粉對小麥粉 RVA糊化特性的影響

表 5 糯小麥粉配粉后的 RVA糊化特性

續表

2.2.2 糯小麥粉對配粉面筋特性的影響

糯小麥粉對配粉的粉質儀參數也有影響 (表 6):隨著糯小麥粉摻入量增加,配粉吸水率升高,形成時間和穩定時間降低,弱化度增加。但各項指標變化程度明顯不同。對于任何一種配粉,高比例的配比(農大 60大于 10%,皖麥 38大于 15%)影響了面團的筋力,使得面團抗機械攪拌能力下降,弱化度顯著下降,但低比例的添加對面團的流變特性參數影響不大。糯小麥粉對配粉面團的吹泡特性影響存在品種的差異:農大 60配粉,面團的各吹泡參數均有所改善,而皖麥 38配粉吹泡參數中抗拉伸韌性 P均隨著配比的增加而降低,粉力隨著配比的增加呈現先上升而后下降的趨勢,與農大 393的配粉結果類似[19]。

表 6 糯小麥粉配粉后的流變學特性和面筋質量

粉質參數和吹泡特征值均可以表征小麥面團筋力強弱。從以上分析可以看出:糯小麥配粉對小麥粉的影響因糯小麥粉添加量的多少和基礎小麥粉的質量而異。面筋較弱的糯小麥粉的添加對弱筋小麥粉農大 60的筋力影響較小,其粉力甚至因為面團延伸性的改善而得到增強;對于筋力較強的小麥粉皖麥 38而言,超過 15%的添加量則會使穩定時間降低,但是對粉力的影響不大;而對于先期研究的農大393(一種超強筋小麥)配粉,對各項粉質儀參數只有負面的影響,同時吹泡韌性降低,但是由于配粉延伸性的增加而使粉力增大[19]。粉質儀參數和吹泡特征值在表征面團筋力上的這種差異可能是由于加水量的不同而造成的。粉質測試是模擬面包制作的最佳加水量,而吹泡測試采用的則是恒量加水法。添加糯小麥粉以后,面團的實際吸水量增加,在恒量加水的條件下面團的韌性、延伸性與最適加水時會有差異。但是,對于添加韌性和延伸性都較低的糯小麥粉,能夠提高基礎粉的吹泡延伸性而不降低其韌性的原因,尚有待于進一步研究。

3 討論

糯小麥粉在吸水和淀粉性狀上有其獨特的特性,但是由于糯小麥淀粉黏性非常大,在面團醒發過程中,CO2不能使面團形成像正常面團那樣的空隙,因此,不適合用作發酵食品,但取其吸水量高、淀粉可糊化程度高、回生值低的特點,可將其用作配粉使用。我國目前生產上推廣的一些優質強筋和超強筋小麥,加工的面包綜合表現并不理想,只能作為配麥原料使用。這些小麥的一個嚴重不足是其吸水率較低,一般在 60%以下。吸水率的提高可提高產品出率,直接從而使單位產品降低加工成本降低,提高凈利潤,因此對于小麥粉加工企業來說,吸水率是一項非常重要的指標。許多食品加工企業一般通過添加劑來提高面團的水合力,提高吸水率 ,但成本較高。而糯小麥配粉可能是一個比較理想的解決方法,配粉后一方面吸水率明顯提高,成本降低;另一方面,面筋強度有所下降,有利于完全可以加工出高檔優質面包,提高利潤。此外,糯小麥粉的淀粉糊化特性尤其是回生特性有助于保持發酵食品的柔軟度,延長貨架期。

由本研究可以看出,糯小麥配粉在配比為 5%～10%時,對配粉的面筋品質不會產生太大影響,甚至對農大 60和皖麥 38配粉的筋力略有改善;15%～20%及以后的配比,糯小麥的淀粉特性在配粉中表現突出,面團筋力降低較大。因此,在利用糯小麥配粉時應結合最終加工產品的質量需要,綜合考慮糯麥對糊化特性、吸水率和面筋弱化的影響,選擇適宜的配比。

4 結論

4.1 糯小麥制粉過程中產生的破損淀粉含量更高,具有極高的吸水能力。

4.2 糯小麥在 RVA糊化過程中表現出一些與非糯小麥相比非常獨特的特性,包括:峰值時間縮短,回生值和低谷黏度較低,衰減值高;而在 DSC測試中還表現出較高的熱力學轉變溫度和糊化焓。

4.3 糯小麥粉的添加對配粉理化特性的影響因基礎粉的不同而有較大差異。配粉的 RVA曲線表現為雙峰,回生值顯著降低;一定比例的添加能夠提高峰值黏度低的基礎粉的峰值黏度;添加糯小麥粉對弱筋小麥粉的筋力影響較小,其粉力甚至因為面團延伸性的改善而得到增強;對于筋力較強的小麥粉,超過 15%的添加量則會使穩定時間降低,但是對粉力的影響不大;添加韌性和延伸性都較低的糯麥粉,能夠提高配粉的吹泡延伸性而不降低其韌性。

糯麥粉的這些獨特的理化特性,將為其在食品加工業中的進一步應用奠定基礎。

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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

國家自然科學基金資助項目(30671290)

2009-03-26

孫鏈,男,1983年出生,碩士,糧食、油脂及植物蛋白

孫輝,女,1971年出生,博士,副研究員,糧食品質與標準化