面粉主要營養(yǎng)組分對面制品品質(zhì)的影響研究

◎ 張曉雙，姜培彥，吳藝卿，王永巍，李佳恒，陳 芳，張曉慧

（1.中糧（鄭州）糧油工業(yè)有限公司 鄭州 450016；2.鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司 鄭州 450001）

面制品是指小麥粉經(jīng)過不同加工方式制成的各類食品。面制品制作效果除了受加工配方和加工工藝影響外，其主要原料小麥粉的性能和質(zhì)量也起著至關(guān)重要的作用。小麥中80%以上都是由蛋白質(zhì)和淀粉組成，在小麥皮層、糊粉層、胚乳從表皮到芯呈一定規(guī)律分布，并且表現(xiàn)出不同的含量、質(zhì)量和應(yīng)用品質(zhì)。因此，小麥制粉中的加工方式，會導(dǎo)致小麥粉具有不同的特點，進(jìn)而影響面制品的使用效果。本文簡要概述了面粉主要營養(yǎng)組分淀粉和蛋白質(zhì)對面制品品質(zhì)的影響，以期為小麥加工企業(yè)的生產(chǎn)及質(zhì)量控制提供理論依據(jù)。

1 小麥的籽粒結(jié)構(gòu)

小麥籽粒在解剖學(xué)上分為麥皮、麥胚和胚乳3個部分。

1.1 麥皮

麥皮主要包括果皮和籽粒果皮，大約為小麥籽粒質(zhì)量的10%～15%。按照結(jié)構(gòu)特點，果皮可分為外種皮、珠心層和糊粉層。現(xiàn)有研究表明[1-2]，小麥果皮主要成分為纖維素和非淀粉多糖戊聚糖，蛋白質(zhì)、灰分和脂肪含量較低。種皮、果皮等麥皮部分在制粉工藝過程中被統(tǒng)一合并，統(tǒng)稱為麩皮。在果皮和胚乳之間的糊粉層，雖然其質(zhì)量僅占小麥籽粒的6%～9%，但糊粉層含有豐富的總磷、植酸鹽磷等礦物質(zhì)、硫胺素（維生素 B1）、核黃素（維生素 B2）、煙酸（維生素 B3）等維生素，以及清蛋白和球蛋白為主的結(jié)構(gòu)蛋白。麩皮中含有豐富的多酚氧化酶、脂肪氧化酶等酶類，且其活性隨著籽粒成熟度的提高逐漸升高，因此，在小麥制粉時，面粉中的多酚氧化酶活等酶活性，會隨著出粉率的增加而提高，主要是因為靠近皮層的部分更多地進(jìn)入到小麥粉中[3-5]。

1.2 麥胚

小麥胚雖然占籽粒的2.5%～3.5%，但其中的蛋白質(zhì)含量高達(dá)35%以上，也富集了小麥中的脂肪。新鮮小麥胚還富含多種酶類，如脂肪氧化酶、脂肪酶和淀粉酶等，這些酶的存在會對小麥粉的品質(zhì)產(chǎn)生一定影響[6-7]。張春紅等[8-9]對小麥不同類型的蛋白進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)主要為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和麥谷蛋白，其中清蛋白和球蛋白含量約為48.1%，且4種蛋白的功能性均有不同。

1.3 胚乳

小麥胚乳占小麥籽粒質(zhì)量的 78% ～84%，主要由淀粉和蛋白質(zhì)組成，其中，淀粉含量較多，占60%～68%，蛋白質(zhì)占比7%～18%。不同筋力和品種的小麥結(jié)構(gòu)差異，主要體現(xiàn)在淀粉顆粒與蛋白質(zhì)分布上及二者之間的結(jié)合緊密程度。目前的研究結(jié)果普遍認(rèn)為[10-12]，高筋小麥胚乳中蛋白質(zhì)含量較高，淀粉顆粒與蛋白質(zhì)結(jié)合牢固，胚乳組織緊密；低筋小麥的胚乳蛋白含量較低，淀粉顆粒和蛋白質(zhì)結(jié)合疏松, 中筋小麥介于兩者之間。

小麥淀粉根據(jù)直徑大小可分為A型（＞15 μm）、B型（5～15 μm）和C型（＜5 μm）3種類型。按照淀粉組成來分可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，支鏈淀粉占比約為30%～40%。A型、B型和C型3種淀粉顆粒中的總淀粉含量、直鏈淀粉和支鏈淀粉含量差異較大，比如，B型淀粉顆粒中的直鏈淀粉含量顯著低于A型淀粉粒[13-15]。

小麥胚乳中的蛋白質(zhì)主要由醇溶蛋白和麥谷蛋白組成。這2種蛋白是小麥中貯藏蛋白即面筋蛋白，二者比例接近1∶1，是小麥粉中起決定性作用的蛋白；面筋含量、面筋指數(shù)和面團(tuán)流變性特征等指標(biāo)對小麥粉的應(yīng)用特性和品質(zhì)需求起到重要作用[16]。面筋蛋白在胚乳中的分布是不均勻的，從胚乳的中心部分到小麥皮層，蛋白含量逐漸增加，但品質(zhì)逐步弱化，以中心層的面筋蛋白品質(zhì)最佳。面筋蛋白還會因粒質(zhì)的不同而產(chǎn)生分布差異，粉質(zhì)麥粒中面筋蛋白主要集中在胚乳的外層，角質(zhì)麥粒中則整體分布比較均勻[17-18]。

2 組分變化對面粉應(yīng)用適用性的影響

研磨過程中，由于磨粉工藝與出粉率的不同，面粉的主要組成發(fā)生變化：①蛋白（面筋蛋白）的含量與蛋白的次級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。②淀粉的含量與支鏈淀粉直鏈淀粉的比例發(fā)生改變，這些變化是影響面粉應(yīng)用特性的主要因素。

2.1 蛋白變化對面粉應(yīng)用特性的影響

因為蛋白在小麥籽粒中的分布呈現(xiàn)不均勻的特點，所以磨粉工藝和出粉率的不同，會導(dǎo)致面粉中蛋白含量以及蛋白組成的差異，而這些差異又是影響面粉應(yīng)用特性的重要因素。

小麥蛋白質(zhì)中面筋蛋白的含量和質(zhì)量是決定面粉應(yīng)用品質(zhì)的主要因素。目前，公認(rèn)的理論里，小麥蛋白的主要組分麥醇溶蛋白提供面團(tuán)的延展性，讓面團(tuán)具有更多的可塑性，麥谷蛋白則賦予面團(tuán)彈性和支撐性，要想加工性能好的面團(tuán)，則要求麥谷蛋白和麥醇溶蛋白要有好的質(zhì)量及兩者合適的比例。面筋蛋白的含量會對面條的質(zhì)構(gòu)特性產(chǎn)生顯著性影響，楊秀改[19]的研究發(fā)現(xiàn)，面粉中面筋蛋白含量的變化能夠改變面條的質(zhì)構(gòu)特性，比如，硬度、咀嚼性、拉伸性和粘合性；任素民[20]的研究發(fā)現(xiàn)，面粉的濕面筋含量高還會增加面條的回復(fù)性和拉伸阻力。另外，在制粉工藝過程中，不同粉路出來的面粉品質(zhì)也存在較大差異，呂曉亞[21-22]等人在研究不同粉路的面粉時，發(fā)現(xiàn)皮磨系統(tǒng)的濕面筋含量高于心磨系統(tǒng)，前路心磨和渣磨系統(tǒng)的面粉制成面團(tuán)彈性適中，易揉光，操作性和起發(fā)度比較好。

此外，面制品的屬性還與蛋白的次級結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。麥谷蛋白大聚體影響面團(tuán)水合過程中面筋的黏彈性質(zhì)及面筋的和面性質(zhì)，其含量與面包烘焙比容也呈正相關(guān)關(guān)系[23-24]。王生林[25]發(fā)現(xiàn)，面粉蛋白中低分子量醇溶蛋白含量與面團(tuán)的最大糊化黏度正相關(guān)，其越高最大糊化黏度越高，但是應(yīng)用評價過程中面團(tuán)整體的持氣能力表現(xiàn)不佳。Oracz K等人[26-27]認(rèn)為，面筋蛋白中的谷氨酰胺含量相對較高，其中的氫鍵對于面筋蛋白之間的交聯(lián)作用相當(dāng)重要，對面筋蛋白的結(jié)構(gòu)和組成有一定的影響。

2.2 淀粉變化對面粉應(yīng)用特性的影響

小麥胚乳中的淀粉在小麥中的分布情況不同。越靠近皮層的淀粉總量和直鏈淀粉含量越低，反之，越接近芯粉部位其含量就越高，因而在制粉過程中，不同出粉率、不同出粉粉管的選擇，會直接影響面粉的淀粉含量，以及直鏈與支鏈淀粉的比例。研究發(fā)現(xiàn)，面條的品質(zhì)與總淀粉及直鏈淀粉含量有較大相關(guān)性。隨著面粉中淀粉含量增加，面條的蒸煮損失率和吸水率等都會增加，其中，直鏈淀粉較多會引起蒸煮損失率及蛋白損失率增加[28]。在蒸類產(chǎn)品中，面粉中淀粉含量與直支鏈淀粉比對饅頭的質(zhì)構(gòu)特性影響較大，支鏈淀粉較多能夠提升饅頭品質(zhì)[29]。

磨粉工藝的變化主要影響淀粉顆粒，這可以通過破損淀粉的含量高低來檢測分析，破損淀粉也是影響面粉加工應(yīng)用特性的重要因素。王曉曦[30]研究發(fā)現(xiàn)，小麥粉破損淀粉含量影響面條的食用效果，其含量越高，面條的品質(zhì)越低。岳鳳玲等[31]發(fā)現(xiàn)，破損淀粉更容易吸水膨脹，其含量的增加會顯著增加冷凍過程中的大冰晶含量，在一定程度上損傷冷凍面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，影響冷凍熟面的質(zhì)構(gòu)特性。另外，張蓓等人[32]研究了破損淀粉對饅頭制品的影響，發(fā)現(xiàn)隨著破損淀粉含量增加，饅頭的起發(fā)度、色澤及感官評分呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢，證明破損淀粉并非越多越好，應(yīng)當(dāng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

2.3 其他成分變化對面粉應(yīng)用特性的影響

加工過程的不同也會引起面粉中的灰分、酶類以及非淀粉多糖的變化，這些成分的變化也是影響面粉應(yīng)用特性的重要因素。灰分含量對面制品的感官色澤影響明顯，主要影響面制品的白度和亮度。此外，面粉中的多酚物質(zhì)含量、多酚氧化酶和脂肪氧化酶，也是引起面制品反色和褐變的主要因素。研究人員發(fā)現(xiàn)，多酚氧化酶的活性降低可以延長面制品的顏色貯藏穩(wěn)定性，減少產(chǎn)品（生濕面制品等）的褐變，其活性主要與面粉及面片亮度呈負(fù)相關(guān)[33]。脂肪氧化酶活性可以增加面粉及面制品的白亮度，過高會縮短小麥及其制品的保存時間，同時引起營養(yǎng)成分的損失[34]。而面粉中非淀粉多糖可增加面團(tuán)的粉質(zhì)吸水量，改善面團(tuán)流變性特性，延長穩(wěn)定時間, 協(xié)同面筋蛋白提升面團(tuán)的持氣能力，增加面包的體積，改善面包的內(nèi)部質(zhì)構(gòu)。

3 展望

綜上所述，面制品的品質(zhì)不僅與小麥的籽粒結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與不同的加工方式密切相關(guān)。目前，小麥籽粒成分分布規(guī)律研究已較為明確，包括小麥不同的加工方式對小麥主要成分淀粉、蛋白和其他成分的變化及小麥粉應(yīng)用品質(zhì)的相關(guān)性等。但目前的研究主要針對不同成分含量的變化，對于結(jié)構(gòu)的影響并沒有深入研究，且沒有涉及加工方式對小麥籽粒成分分布的影響，以及出粉規(guī)律和后端應(yīng)用品質(zhì)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性研究。未來，期待相關(guān)學(xué)者針對不同品種和不同加工方式對小麥粉品質(zhì)的影響進(jìn)行進(jìn)一步機(jī)理性研究，從而滿足不同品質(zhì)專用小麥粉的需求。