粒度對小麥粉品質影響的研究進展

周文卓，溫紀平

（河南工業大學糧油食品學院，河南鄭州450001）

小麥作為三大谷物之一，廣泛種植在世界各地，因此小麥被稱為“世界性糧食”。在我國約90%的小麥被加工成小麥粉，作為基本原料用于饅頭、面條、糕點等面制品的生產[1-2]。近年來，由于人們的消費觀念向“綠色、健康、可持續”的發展消費觀轉變，制粉行業也摒棄了過去片面追求“精、細、白”的過度加工理念，提出了“適度加工”新理念[3]。過去比較注重的“細”，也就是小麥粉的粗細度（即粒度），是評價小麥粉品質的重要指標之一。小麥粉粒度過小，會導致研磨難度增大，能耗增大，不符合制粉行業“適度加工”新理念。同時，小麥的“過精細”加工會導致小麥營養成分流失，違背了當代人健康發展的消費理念。研究表明，小麥粉粒度不僅對小麥粉品質、面制品品質產生影響，也是衡量加工精度的重要標準之一，作為一種物理檢測指標，粒度在小麥粉品質監控方面具有重要意義。

1 小麥粉粒度檢測方法

小麥粉粒度又稱粗細度，用來表示小麥粉顆粒的粗細程度。粒度分布一般是指某一粒徑或某一粒徑范圍內的胚乳顆粒在整個小麥粉體系中的占比[4]。Hareland[5]比較了激光衍射法、近紅外反射光譜法和篩分法測量小麥粉粒度的差異性，得出激光衍射光譜法比篩分法具有更高的準確性且簡單快捷，近紅外反射光譜法也具有較高的準確性。Irani等總結比較重力沉降法、離心沉降法、篩分法、顯微鏡法和庫爾特計數法5種測量粒度方法，指出依據粒度分布幾何平均值，篩分法準確性最高[6]。激光粒度分析法和篩分法結合使用，也是目前實驗室測量小麥粉粒度最常用的方法[7]。小麥粉粒度通常在1 μm到330 μm之間，我國小麥粉標準規定：特制一等粉90%的粒度小于137 μm；特制二等粉90%的粒度小于160μm；標準粉80%粒度小于198μm；普通粉粒度小于336 μm。小麥粉顆粒成分主要由3部分組成，一是粒度大于40 μm的胚乳團塊，其蛋白質含量和小麥粉中蛋白質含量平均值接近；二是粒度介于17 μm到40 μm之間的大淀粉粒，這一粒度范圍內蛋白質含量低于小麥粉中含量的平均值；三是粒度小于17 μm的蛋白質碎片、小淀粉顆粒和破損淀粉，其蛋白質含量高于平均值[8]。

2 小麥粉粒度的影響因素

影響小麥粉粒度的因素有很多[9]：一是小麥質地，一般情況下，保證同樣的加工條件，軟質小麥粉比硬質小麥粉粒度更小。李逸鶴試驗證明，硬質小麥粉粒度集中在110 μm以上，中硬度小麥粉粒度大部分在85 μm～110 μm之間，軟質小麥粉粒度大多小于85 μm。小麥軟硬質地是由胚乳細胞中蛋白質基質與淀粉之間的結合強度來決定的，硬質小麥胚乳細胞中兩者以水溶性糖蛋白方式緊密結合，同樣的加工強度，兩者不易分離破碎，軟質小麥則與之相反，所以硬質小麥粉粒度大，軟質小麥粉粒度小[10]。高源采用激光粒度儀和篩分法進行不同粒度小麥粉與硬度的相關性分析得出，小麥硬度與D50值（顆粒累積分布為50%的粒徑，即平均粒徑）無明顯相關性，而與D10值（顆粒累積分布為10%的粒徑）呈極顯著負相關，相關系數為0.235，與D90值（顆粒累積分布為90%的粒徑）呈極顯著正相關，相關系數為0.328。小麥硬度與137 μm到150 μm粒度之間的小麥粉無明顯相關性，與其他粒度區間小麥粉均呈顯著負相關性[11]；二是小麥粉中混入的麩皮含量，由于麩皮韌性強，與胚乳顆粒相比不易破碎，所以小麥粉中混入麩皮的含量增高，小麥粉粒度變大，小麥粉等級低；三是研磨條件（研磨強度、粉路長短、篩路和篩網的配備、磨輥轉速差、絲的角度等），小麥加工過程中可以通過調節磨輥之間的軋距來實現研磨強度的改變。小麥經過相同的前處理，研磨強度越大，小麥粉粒度越小。粉路長短即研磨時間長短，其他條件相同，改變粉路長短，粉路系統越長，小麥粉粒度越小；四是其他因素，如小麥制粉前處理環節中的水分調節等也會對小麥粉粒度產生影響，適當的入磨水分會增加皮層韌性，降低脆性，同時還能降低胚乳強度，從而易于皮層剝離和胚乳破碎。適當的水分調節有利于胚乳研磨成小麥粉[12]。劉強等指出，潤麥時間和鹽水調質都會對小麥粉粒度產生影響。潤麥時間主要影響集中在粒徑小于137 μm的粒度區間內，潤麥時間30 h，可減小小麥粉粒度，使得粒徑小于137μm的小麥粉增多。鹽水調質對小麥粉粒度的影響主要集中在粒徑小于118 μm的粒徑區間，5%的鹽水潤麥能夠使得皮磨粉集中118 μm篩網上，5%和15%的鹽水潤麥能夠降低心磨粉95 μm篩網下的小麥粉含量[13]。

3 粒度對小麥粉品質的影響

3.1 粒度分級對小麥粉品質的影響

常見的小麥粉粒度分級的方法有篩分分級和氣流分級。篩分分級原理就是樣品在不同規格的篩子上篩理，不同粒度的樣品彼此分離。篩分分級是實驗室及面粉廠常用的小麥粉粒度分級的方式。宋燕燕等將小麥粉篩分為4個不同粒度區間（96 μm～109 μm、80 μm～96 μm、75 μm～80 μm、小于 75 μm），指出小麥粉粒度在75 μm～80 μm，小麥粉的揉混特性增強，這是由于小麥粉粒度不同造成小麥粉化學成分發生變化引起的，此時的小麥粉有更高的蛋白質含量。而小麥粉加熱糊化與小麥粉粒度和小麥粉粒度不同引起的組分不同都有關系，小麥粉糊化受破損淀粉含量、干面筋含量、粒度大小的影響，粒度與糊化峰值黏度、最終黏度、衰減值、回升值呈顯著正相關，而與糊化溫度呈負相關[14]。小麥粉篩分過程中，隨著粒度減小，溶劑保持力增加，戊聚糖含量增大，阿拉伯木聚糖含量也增大但其分子量及細微結構并未發生改變[15-16]。氣流分級是利用小麥粉顆粒在氣流中沉降速度差別進行的粒度分級操作。帶有小麥粉粉粒的氣流通過降低流速、改變流向等方法，使粗粒沉降下來而將細粒帶走，從而分離粗細粉粒。Wang等研究表明，在不影響面粉廠正常生產的情況下，可采用氣流分級生產高蛋白或高營養面粉[17]。Ficco等研究發現，氣流分級生產富含花青素的有色小麥粉可用來降低血糖[18]。宋賢良等試驗發現，小麥粉進行氣流分級，分為粗粉和細粉，細粉粒度主要集中在10 μm～25 μm，與原小麥粉相比，細粉中蛋白質含量高但水分損失大，粗粉蛋白質含量低但水分損失小。這是由于細粉表面積大，在氣流分級過程中水分容易散失。氣流分級后的小麥粉流變學特性也發生了變化，細粉中破損淀粉含量高，吸水率增加，穩定時間延長，具有良好延伸性，但是筋力沒有明顯增強[19]。

3.2 粒度對小麥粉組成成分的影響

小麥籽粒由3部分組成：富含礦物質和膳食纖維的皮層、含淀粉和蛋白質的胚乳和由脂質和蛋白質組成的胚芽。小麥制粉就是取其胚乳并研磨成粉的過程，由于淀粉、蛋白質等成分在胚乳中分布不均勻，所以隨著小麥粉粒度的變化其小麥粉組成也隨之改變。齊婧等研究表明，不同粒度小麥粉中的淀粉含量也不同，隨著小麥粉粒度的減小A淀粉、破損淀粉含量增大，B淀粉含量減少；各粒度區間淀粉中直鏈淀粉、支鏈淀粉含量無明顯變化[20]。這是由于粒度小的小麥粉受到的粉碎強度大，被破壞嚴重，所以小粒徑小麥粉中破損淀粉和A淀粉含量多[21]。楊艷虹等研究表明，小麥粉粒度減小，其面筋含量也逐漸降低，這是由于在制粉研磨過程中粗蛋白變細流失，從而導致面筋含量降低[22]。張劍等研究表明，隨著小麥粉粒度的減小，蛋白質和灰分含量上升。這可能與蛋白質在小麥胚乳中的分布不均有關，在小麥胚乳中蛋白含量從皮層到中心依次減少，粒度越小的面粉越接近于皮層，所以蛋白質和灰分含量越多，粒度越大的小麥粉越靠近中心，蛋白質含量越少。隨著小麥粉粒度的減小，面團中的谷蛋白含量、高分子量谷蛋白含量呈下降趨勢，醇溶蛋白含量呈上升趨勢，低分子量谷蛋白變化趨勢不明顯[23]。MaríaBelénVignola 等發現采用不同研磨方式生產不同粒度小麥粉其中蛋白質含量不受影響[24]。

3.3 粒度對小麥粉基本指標的影響

小麥粉進行粒度分級，不同粒度小麥粉組成成分比例改變，導致小麥粉基本指標也不相同。楊艷虹等[22]研究指出小麥粉粒度逐漸減小，但是白度呈增加趨勢。這是因為隨著小麥粉粒度減小它的相對表面積反而增大，反光效果增強，使得白度增加。張劍等[23]研究指出，隨小麥粉粒度減小L*值上升、b*值下降，小麥粉色澤有一定程度的改善。齊婧等[20]研究表明，不同粒度小麥粉（96 μm～109 μm、80 μm～96 μm、75μm～80 μm、小于75 μm）的降落數值在376～509之間波動，大粒度小麥粉測得的降落數值最大。這可能是由于小麥粉粒度越大所含的淀粉顆粒也越大，大淀粉顆粒不容易被淀粉酶水解，α-淀粉酶的活性弱。小麥粉降落數值與小麥粉中破損淀粉含量和小麥粉粒度呈顯著相關，即小麥粉的降落數值越小則小麥粉中破損淀粉含量越多，小麥粉粒度越小。降落數值反應體系的黏度，與體系黏度成正比，降落數值越小淀粉水解程度越大，體系中酶活性強。陳成等研究表明，隨著各系統粉粒度的減小，水分含量先升高后降低，總體上呈下降趨勢，不同粒度范圍之間差異顯著[25]。劉強等使用快速黏度分析儀測量分析得出，小麥粉糊化溫度隨著小麥粉粒度的減小總體上呈降低趨勢，而峰值黏度、峰谷黏度，最終黏度都呈上升趨勢。這可能是由于小麥粉粒度減小，小顆粒小麥粉更容易吸水膨脹，糊化溫度隨之降低，同時水分子更容易進入小麥粉淀粉顆粒的無定形區，形成半透明黏稠糊狀，小麥粉越容易糊化[26]。Blanchard等試驗表明粒度較大的小麥粉淀粉峰值黏度更大一些[27]。AthinaLazaridou等研究表明，通過氣流磨降低小麥粉的粒度，可以增加面團的彈性、抗變形性、硬度、黏附性、松弛時間以及拉伸黏度，同時降低淀粉的糊化焓[16]。WANG等也表示，較小粒度全麥粉在粉質、拉伸試驗中測得的穩定時間較長和延展性及抗延伸性較好[28]。李逸鶴[10]表明，布勒實驗磨和布拉本德實驗磨制取的小麥粉，在110 μm～140 μm中等粒度范圍內小麥粉品質和面團流變學特性最好，粒度小于85 μm的小麥粉品質最差。趙吉凱研究發現，全麥粉隨著粉碎粒度減小，水分含量降低，白度和破損淀粉含量增加，不溶性膳食纖維和總膳食纖維含量降低，可溶性膳食纖維含量增加[29]。

4 小麥粉粒度對面制品的影響

隨著小麥粉粒度的改變，小麥粉組分、小麥粉品質及小麥粉的理化性質也會變化，所以最終制成的面制品品質也會受粒度影響[30-31]。Kim等研究表明，大粒度小麥粉制成的面制品比較容易發生老化現象[32]。

陳志成指出，制作饅頭用的小麥粉粒度要適宜，小麥粉粒度過大，雖然能提高饅頭的挺立度，使之有彈性，但是大粒度會降低小麥粉的白度，從而影響成品饅頭的外觀光潔度；小麥粉粒度過小，雖然能提高小麥粉的白度，增加吸水率，但是破損過多會導致面團發黏，饅頭不挺，饅頭體積減小，影響饅頭的商業價值。小麥粉粒度與饅頭的彈性和起發性呈正效應，與饅頭外觀形狀呈負效應[33]。甄云光表示，大于88 μm的小麥粉制作的饅頭品質較好，但是小麥粉粒度過小制成的饅頭容易發黏，而且饅頭體積顯著下降[34]。王遠輝等對小麥粉粒度與饅頭品質的關系作了進一步研究，篩分之后得到的75 μm～80 μm粒度的小麥粉制成的饅頭比容大、外觀力挺有光澤，內部網絡結構均勻緊密，持氣量高，與采用其他粒度小麥粉和原饅頭粉制品相比，感官評分最高，并且測其質構（彈性、回復性、內聚性）指標表現較好，有良好的咀嚼性，硬度適中[35]。趙吉凱[29]發現180 μm中強筋小麥全麥粉饅頭感官評價評分最高，且饅頭比容、質構指標均達到最優標準。陳成等將布勒實驗磨制成的小麥粉進行篩分制成饅頭，研究表明，在 116 μm～129 μm 粒度區間的小麥粉發酵40 min～60 min制成的饅頭感官評價得分最高、有較好的彈性，且表面光滑、內部結構緊致，氣孔細小分布均勻[36]。

張杏麗指出，隨著小麥粉粒度的減小，鮮濕面條色澤越來越好，面條硬度呈現下降趨勢，109 μm～125 μm小麥粉制成的鮮濕面條品質評分最高，這時的面條的彈性、回復性、黏附性呈最大值[37]。李林軒[38]在研究中提到小麥粉粒度對掛面品質會產生影響，小麥粉粒度過大，面片亮度降低，面條色澤差，同時小麥粉粒度大相對表面積小，吸水時接觸面小，漲潤時間長，導致面團在成型時發黏，面筋網絡結構較差，斷條率增加。這與王震等[39]的研究結果相同，小麥粉粒度過小，破損淀粉含量增多，會降低面條的表面強度，增加掛面的煮蒸損失率。同時淀粉酶更易作用于破損淀粉，使面條黏性增大，韌性降低[38]。破損淀粉含量過高，會導致面條色澤變暗，趙君蘭表示這可能一方面是由于高破損淀粉的小麥粉質地較為緊密，造成光反射效果減弱；另一方面是由于研磨過程中反復的擠壓、剪切、剝刮導致溫度升高引起的褐變[40]。這與楊艷虹等[22]研究結果相反。齊婧研究表明，不同粒度區間小麥粉制成的鮮濕面條吸水率和蒸煮損失率無明顯差異，75 μm～80 μm粒度區間小麥粉制作的鮮濕面條二硫鍵含量最高、最佳蒸煮時間最短，感官評價中得分最高[41]。

Miller等指出，隨小麥粉粒度減小，面團吸水率逐漸增大，同時烘焙面團的黏彈性增大[42]。蔡光榮指出，小麥粉粒度對餅干質量也會產生影響[43]。Wicher等[44]和Pullkki[45]都已經證實中等粒度小麥粉更適合烘焙。一般來說，軟質小麥粉粒度小，破損淀粉含量少，適合做糕點。小麥粉粒度減小，蛋糕體積增大，酥餅口感疏松，結構細膩。但是粒度過分減小，破損淀粉含量增大，吸水量增大，面團發軟，彈性降低，會對蛋糕產生不利影響，也會造成餅干硬而不酥脆，影響餅干花紋、形態和口感，容易黏牙。

5 總結與展望

小麥粉粒度改變，小麥粉中淀粉和蛋白組分隨之改變。粒度對小麥粉基本指標也會產生一定影響，如：隨粒度減小，小麥粉白度增大，降落數值減小，糊化溫度降低等，同時不同粒度小麥粉制成的面制品品質也會有所差異。小麥粉粒度研究可指導小麥制粉行業生產配粉，同時為專用粉生產提供合適的粒度參數。

近年來，小麥制粉行業依然采用傳統的篩分法進行粒度分級，氣流分級技術沒有廣泛應用。大多數研究集中在單一粒度對小麥粉及面制品影響，但不同粒度配粉對面制品品質的影響研究較少。今后，還可深入研究小麥粉粒度對面制品品質的影響機理。