釀酒小麥流變學特性的研究

安明哲，李楊華，宋廷富，劉 莉，羅 珠

(宜賓五糧液股份有限公司，四川宜賓 644000)

小麥作為白酒釀造和制曲的原料，其品質影響著白酒的質量和風味。小麥品質評價和檢驗主要以現行的國家和行業標準為依據，我國的小麥標準早在建國初期就已制定，主要包括物理特性指標（容重、千粒重、硬度以及不完善粒等）、化學特性指標（蛋白質、面筋、沉降值、酶活性等）和流變學特性指標（面團粉質、拉伸、稠度、吹泡特性和淀粉黏度曲線等）以及食用品質等[1]。獨特的內在品質特性是某種小麥區別于其他小麥的基本特征。酒類企業的小麥標準中，多以感官為主、理化檢測為輔，但原料小麥的內在品質無法憑感官鑒別。

小麥品質指標中的流變學特性是指谷物及其制品表現出的流體力學和粘彈性，是評定谷物品質的重要指標，已被廣泛地應用到小麥及其制品質量評價中。除蛋白質的含量和質量外，小麥粉的淀粉特性，尤其是淀粉糊的峰值黏度對面制品品質有重要的影響和作用。法國肖邦技術公司（CHOPINTECHNOLOGY）開發的Mixolab 谷物綜合特性測定儀，將面團粉質特性與淀粉糊化特性的測定結合為一臺儀器，使混合實驗儀一次檢測就可以同時測定面粉的蛋白特性和淀粉糊化特性，相當于揉混儀、粉質儀、黏度儀和糊化儀的“混合”，適合于谷物及其產品的品質分析，用于研究樣品的蛋白質特性、淀粉特性、酶活性和添加劑特性及影響[2]。本研究旨在利用Mixolab 混合實驗儀研究釀酒專用小麥的有效淀粉、酶活、糊化效率等參數，探索釀酒小麥的理化檢測方法。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

供試材料：某酒企提供的釀酒專用小麥和制曲小麥。

儀器設備：Mixolab 混合實驗儀器，法國肖邦公司；錘式旋風磨（FSJ-II 型錘片式糧食粉碎機），廣州航信科學儀器有限公司；101-1-BS 電熱恒溫鼓風干燥箱，上海躍進醫療器械廠。

1.2 實驗方法

水分含量按照GB 5497—1985《糧食、油料檢驗水分測定法》中105 ℃恒重法測定。

混合實驗儀測定小麥的流變學特性參照肖邦公司提供的方法。小麥樣品粉碎后，利用Mixolab的Chopin wheat+協議分析樣品。面粉加水混合形成面團后，面團在恒溫、升溫及降溫過程中，攪拌刀片（轉速為80 r/min）受到的扭矩隨時間的變化關系。在肖邦標準協議中，被測定面團重量為75 g，面團的稠度以1.1 N·m 為標準，即面團的最大扭矩（峰值）達到1.1 N·m（±0.07 N·m）。其中，標準實驗的溫度控制分為以下3 個過程：（1）恒溫過程：30 ℃恒溫8 min；（2）升溫過程：以4 ℃/min 的速度升溫到90 ℃，保持7 min；（3）降溫過程：以4 ℃/min的速度降溫到50 ℃，保持5 min，整個測定過程共45 min。

實驗結束即可獲得Mixolab 典型曲線圖（如圖1所示），各曲線段上的參數為：

C1：揉混面團時扭矩頂點值，用于確定吸水率；C2：蛋白質弱化；C3：淀粉老化特性；C4：淀粉熱糊化熱膠穩定性；C5：冷卻階段糊化淀粉的回生特性；α—30 ℃結束時與C2 間的曲線斜率，顯示熱作用下蛋白網絡的弱化速度；β—C2 與C3 間的曲線斜率，顯示淀粉糊化速度；γ—C3 與C4 間的曲線斜率，顯示酶解速度。前段即粉質曲線段（C1、C2）主要表達小麥粉中蛋白質組分的特性，反映了面團的形成時間、吸水率、穩定時間和C2 值[3]；后段即黏度曲線段（C3、C4、C5）主要表示熱處理下淀粉的性質[4]；整條曲線即表達小麥粉中蛋白質組分和淀粉組分的特性。

圖1 Chopin wheat+實驗協議的參數

2008 年，法國肖邦公司在大量實驗數據的基礎上，采用科學的數理統計方法，建立了混合實驗指數剖面圖(Mixolab profiler)，如圖2所示。

圖2 混合實驗指數剖面圖

對于某種特定用途的小麥，首先要建立其目標指數剖面圖，圖2 的黑色區域就是小麥粉該目標指數區間。由于混合實驗目標指數剖面圖是針對不同用途小麥粉制定的，所以各種用途小麥粉目標指數剖面圖目標剖面區間的形狀也是不相同的[5]。

2 結果與分析

2.1 樣品重復性分析

2.1.1 小麥樣品流變學特性重復性分析

對釀酒專用小麥樣品1 號—5 號依次做流變學特性的重復性分析，重復次數為3次，結果如表1。對制曲小麥1’號—5’號樣品依次做流變學特性的重復性分析，重復次數為3次，結果如表2。

從表1和表2可以看出，利用Mixolab分析釀酒專用小麥樣品和制曲小麥的流變學特性的結果重復性好，釀酒專用小麥的變異系數在0.33～6.14，制曲小麥的平均偏差在0.28～4.53。由此可知，Mix-olab 混合實驗器在分析兩種用途小麥的流變學特性上具有穩定性和可靠性。

表1 釀酒專用小麥流變學參數平均值和標準偏差

表2 制曲小麥流變學參數平均值和標準偏差

2.1.2 小麥樣品的流變學特性指數分析

利用chopin wheat+協議自帶的流變學指數處理釀酒專用小麥樣品和制曲小麥樣品，各指標指數如表3。

表3 兩種用途的小麥樣品的剖面圖指數表

從表3 可以看出，釀酒專用小麥樣品普遍呈現出吸水率較低，混合指數、面筋指數、黏度、淀粉酶和回生指數均較高；制曲小麥樣品普遍呈現出吸水率高，混合指數和面筋指數較低。造成兩種用途小麥的流變學特性在粉質曲線上的差異性主要原因是兩種用途的小麥種類不同，一般說來，釀酒專用小麥多使用強筋小麥，制曲小麥則為弱筋小麥。根據肖邦技術公司提供，由大量數據說明的強筋小麥、弱筋小麥的流變學特性的差異報告中可以得知，強筋小麥普遍呈現弱化低、糊化黏度低，弱筋小麥呈現弱化高、糊化黏度高。在此研究中，粉質曲線階段呈現出制曲專用低筋小麥的弱化高，但在黏度階段低筋小麥的糊化黏度也低，與普遍認定的曲線體現出了差異性，初步斷定，此次取樣的制曲小麥的淀粉酶活性高，造成了淀粉的損失。除此之外還可看出，同種用途的樣品之間差異小，該結果也印證了上述重現性的研究。

2.1.3 不同產地來源的釀酒專用小麥流變學特性分析

取產地A（樣品名為A1—A5）和產地B（樣品名為B1—B5）來源的釀酒專用小麥做流變學特性分析，分析結果如圖3所示。

從圖3 可以看出，不同地域來源的釀酒專用小麥流變學特性具有明顯的差異，來源地A 的小麥的糊化峰值黏度、抗淀粉酶峰值黏度和回生黏度峰值都高于來源地B 的小麥，因此可以斷定A1—A5 不管是在蛋白組織結構上的穩定性還是在淀粉的糊化能力上都明顯優于B1—B5。但來源地B 的小麥比來源地A 的小麥穩定時間短。因為來源于不同的產地，因此可以初步斷定樣品的品種不同，結果所體現的差異可能是不同品種之間的差異造成的。

圖3 不同產地來源的釀酒專用小麥流變學特性圖

3 總結

本研究首次將小麥的流變學特性引入到釀酒行業中，針對白酒行業中兩種不同用途的小麥和同種用途不同產地的小麥之間的流變學特性進行研究。結果顯示，釀酒專用小麥（強筋小麥）和制曲小麥（弱筋小麥）在流變學特性上顯示出明顯的差異，釀酒專用小麥的蛋白弱化程度比制曲小麥的蛋白弱化程度小，符合普遍認定的特性差異，但由于其他因素（如淀粉酶活性等）的影響，釀酒專用小麥的糊化黏度也較高。對于不同來源的釀酒專用小麥，也顯示出了差異性，初步認定這是品種之間的差異。如若能根據實際生產的需要，建立起各專用谷物的特定的目標指數剖面圖，這樣才能發揮該儀器和流變學特性這一指標在釀酒行業上的指導作用。