不同粉路中的小麦粉及其淀粉性质测定

杨 月,陈晓明

(1.淮阴工学院生命科学与化学工程学院,江苏淮安 223001; 2.河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州 450002

不同粉路中的小麦粉及其淀粉性质测定

杨 月1,2,陈晓明1,＊

(1.淮阴工学院生命科学与化学工程学院,江苏淮安 223001; 2.河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州 450002

研究了 1T下、3M下、1Sf小麦粉及其淀粉的性质,测定了其淀粉、蛋白质、灰分、水分以及直链淀粉的含量,并对淀粉的粒径分布、溶解度和膨润力以及淀粉糊的透明度、冻融稳定性等特性进行了分析。实验结果表明：在小麦胚乳结构中,越接近麦心的部位,淀粉和直链淀粉含量越高,水分和蛋白质含量越低,灰分的差异不大;淀粉颗粒的大小顺序为 3M下＞1Sf＞1T下,粒径呈正态分布;小麦淀粉随温度的升高,溶解度增大,膨润力上升;小麦淀粉糊的透明度较高,冻融稳定性较差。

粉路,小麦粉,淀粉,性质

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小麦面粉(1T下、3M下、1Sf) 由淮安新丰面粉有限公司惠赠;蒽酮、葡萄糖、过氯酸、硫酸钾、硫酸铜、硼酸、浓硫酸、氢氧化钠、碘化钾、醋酸、正丁醇、异戊醇、乙酸镁、乙醇 均为分析纯。

标准样筛 40～300目;LXJ-B型离心机 上海安亭科学仪器厂;101A-3型数显电热鼓风干燥箱 上海浦东荣丰科学仪器有限公司;722N分光光度计、FA1104N分析天平 上海精密科学仪器有限公司;KQ-250B超声清洗器 昆山市超声仪器有限公司;LS800激光粒度分析仪 中国珠海欧美克公司;HH-4数显恒温水浴锅 江苏省金坛市荣华仪器制造公司;马福炉。

1.2 实验方法

1.2.1 小麦粉的成分分析 淀粉含量的测定,依据GB/T5009.9-2003;蛋白质含量的测定,依据 GB/T 5009.5-2003;灰分的测定,依据 GB/T 5009.4-2003;水分的测定,依据 GB/T 5009.3-2003。

1.2.2 小麦淀粉的提取 每 100g面粉加适量蒸馏水,揉成光滑面团,静置 20min;用蒸馏水揉洗直至淀粉完全洗出,弃去湿面筋,浆液依次通过 100、300目的标准筛分离。滤液静置沉降 24h,吸去上清液, 3000r/min离心 10min,弃去上清,刮去上层淡黄色的杂质,保留底层白色淀粉层,将其收集到白瓷盘中,铺平展开,放入电热鼓风干燥箱 40℃干燥,用粉碎机粉碎,过 40目筛,即得淀粉。淀粉的提取率按下式计算：

1.2.3 小麦淀粉的成分分析

1.2.3.1 常规成分的测定 淀粉、蛋白质、灰分、水分含量的测定方法同上;直链淀粉含量的测定,采用淀粉-碘复合物吸光值法[4]。

1.2.3.2 淀粉粒度分布的测定 取少量粉末状的淀粉样品,加50mL的蒸馏水,用超声波处理2min,使淀粉颗粒均匀分散,用激光粒度分析仪测试其粒径分布。测试时小麦淀粉样品折射参数为 1.45,介质折射率为 1.33,遮光比设置为 8%～20%,最终进样时保证遮光率在8%～20%。

1.2.3.3 淀粉溶解度和膨润力的测定 分别准确称取 1g淀粉样品于 4支 60mL试管中,加水使其干基浓度为 2%,分别放在一定温度 (30、50、70、90℃)下搅拌 30min,冷却至室温,在 3000r/min下离心20min,倾出上清液于已恒重的铝盒中,并将其在90℃水浴上蒸干,再在 105℃下烘至恒重。分别称得沉淀物重量 Pi(g)和上清液烘干至恒重后重量 Ai(g)(i为1～4,分别对应于 30、50、70、90℃时的 P和A值),其中样品的干基重量记为Wi(g)。溶解度和膨润力计算公式为：

1.2.3.4 淀粉糊透明度的测定 称取适量的淀粉样品,配成 1%的淀粉乳 (以干基计),取淀粉乳 50mL于 100mL烧杯中,置沸水浴中加热、搅拌 15min并保持淀粉乳的体积不变,冷却至 25℃,用 1cm比色皿在620nm波长处测定,以蒸馏水作为空白,设蒸馏水的透光率为100%。

1.2.3.5 淀粉糊冻融稳定性的测定 配制适量质量比为5%的淀粉乳(以干基计),在恒温搅拌器中平衡30min(25℃),将 1mL淀粉浆装入 2mL管内,在沸水浴中边搅拌边加热 30min后,样品在-20℃放置 24h,再在 30℃融化 1.5h。将凝胶放在 2层滤纸上 5min以充分吸取水分,从而测出渗水量。再于-20℃放置24h,如是重复至无水析出为止。记淀粉糊的质量为m1、渗出水的总质量为 m2,每次析水率 I的计算公式为：

2 结果与讨论

2.1 小麦粉的成分分析

小麦粉中的淀粉、蛋白质、灰分及水分含量的测定结果见表1。

表1 不同粉路面粉的化学组成

由表 1可知,小麦面粉中的淀粉含量 1T下为59.69%,3M下为 60.44%,1Sf为 63.29%。由此可得出,尾磨系统 (1T下)的淀粉含量较低,心磨系统(3M下)的淀粉含量相对高一点,渣磨系统 (1Sf)的淀粉含量最高,由于 3M下、1Sf接近麦心,推断在小麦胚乳中,越接近麦心的部位,淀粉含量越高。小麦面粉中蛋白质含量由高到低依次是 1T下、3M下、1Sf。由于3M下、1Sf接近麦心,推断在小麦胚乳中,越接近麦心的部位,蛋白质含量越低。小麦面粉中的灰分 1T下为 0.44%,3M下为 0.46%,1Sf为 0.44%,可知灰分含量相差不大,也表明这三种粉路的面粉加工精度高。小麦面粉中水分含量 1T下为 13.11%、3M下为14.24%、1Sf为 15.00%。可知,渣磨粉含水量最高,心磨粉、尾磨粉的水分次之。

2.2 小麦淀粉的提取

取小麦粉 (1T下、3M下、1Sf)做实验,分别做四个平行。淀粉的提取率(干基)如表 2所示。

表2 不同粉路小麦淀粉的提取率

由表 2可知,1T下、3M下、1Sf三种粉路的小麦淀粉提取率分别为 57.98%、56.44%、60.62%。总体来说,提取率较高,但在洗涤面团时有一小部分淀粉与面筋粘连比较紧,如果能把它们彻底分离,会进一步提高淀粉的得率。同时在离心后去蛋白的过程中为保证淀粉的纯度,有部分淀粉连同蛋白质等杂质一起被刮去,产生了损失。

2.3 小麦淀粉的化学组成

不同粉路小麦淀粉的淀粉、蛋白质、灰分、水分以及直链淀粉含量的测定结果见表 3。

由表 3可见,小麦淀粉的淀粉含量很高,一般都高于 90%,而蛋白质含量较低,这说明提取的淀粉比较纯,能较好地满足性质的研究要求,同时也说明该提取方法可行。小麦淀粉的灰分含量 1T下为0.26%、3M下为 0.31%、1Sf为 0.23%,与表 2相比,小麦淀粉中的灰分小于面粉中的灰分含量。小麦淀粉中水分含量由表可知,渣磨系统 (1Sf)的水分含量相对于心磨和尾磨较高,与面粉中的水分含量高低一致。小麦淀粉中直链淀粉含量的高低依次为 3M下、1Sf、1T下,可推断在小麦胚乳中,愈接近麦心的部位,其直链淀粉的含量越高。

表3 小麦淀粉的化学组成

2.4 小麦淀粉的理化性质

2.4.1 小麦淀粉粒径分布的测定 由图 1～图 3微分分布可知,小麦淀粉颗粒的粒径分布呈正态分布,并且 80%颗粒的粒径分布在 5～50μm范围内。本次测试的小麦淀粉的微分曲线均在 5～50μm区间出现一个峰,并在 10～40μm处斜率陡然增大形成一个峰,之后曲线高度下降。累积曲线均在 1～10μm范围内开始上升,直至 90～100μm时保持不变。而 1T下和1Sf小麦淀粉的粒度分布图在 3～5μm分别有一个小峰,这可能是由于小麦淀粉中还有一小部分杂质的存在而造成的。

图 1 1T下小麦淀粉的粒度分布图

图2 3M下小麦淀粉的粒度分布图

图3 1Sf小麦淀粉的粒度分布图

由累积分布数据可知,1T下A淀粉含量为50.1%,B淀粉含量为 35.5%;3M下A淀粉为 50.8%, B淀粉为 29.6%;1Sf A淀粉为 50.33%,B淀粉为31.9%。由于颗粒直径 B淀粉比 A淀粉小,可得出三种粉路淀粉颗粒的大小顺序为：3M下＞1Sf＞1T下。

不同粉路小麦淀粉的粒径特征参数列于表 4。D10表示从最小粒径开始累加起,直至累加到样品总体积 10%时的临界粒径值;D50、D90分别表示累加到50%和 90%时的临界粒径值;D(4,3)表示粒径对体积的加权平均,称为体积平均粒径。由粒度特征参数也可得：不同粉路的小麦淀粉,其淀粉粒径分布不同;三种粉路淀粉颗粒的大小顺序为：3M下＞1Sf＞1T下。

表 4 不同粉路小麦淀粉的粒度特征参数

2.4.2 小麦淀粉溶解度和膨润力的测定 不同温度下小麦淀粉颗粒溶解度和膨润力的测试结果如图 4、图5。

图4 不同温度下小麦淀粉的溶解度

图 5 不同温度下小麦淀粉的膨润力

由图可见,小麦淀粉随温度的升高,溶解度增大。这是因为淀粉在过量水中受热糊化,水分进入淀粉颗粒,使淀粉颗粒吸水膨胀,同时造成未结晶部分的直链淀粉由于受热作用而逐渐溶于水中,因而溶解度随温度的上升而增加;在润胀过程中,小麦淀粉的膨胀力随温度的上升也呈增长趋势。其中,1T下在 30、50、70、90℃的溶解度分别为 0.79%±0.01%、1.07%±0.01%、2.76%±0.02%、4.85%±0.02%;膨润力分别为 2.15%±0.02%、3.78%±0.01%、7.82% ±0.02%、10.52%±0.01%。3M下在 30、50、70、90℃的溶解度分别为 0.81%±0.03%、1.15%±0.02%、2.70% ±0.02%、4.87% ±0.01%;膨润力分别为2.20% ±0.01%、3.79% ±0.02%、7.91% ±0.02%、10.25%±0.01%。1Sf在 30、50、70、90℃的溶解度分别为 0.76% ±0.02%、1.08% ±0.01%、2.63% ± 0.01%、4.79% ±0.02%;膨润力分别为 2.13% ± 0.02%、3.66% ±0.02%、7.79% ±0.01%、10.14% ±0.03%。

由图 4可见,1T下、3M下、1Sf三种粉路的小麦淀粉在同一温度下的溶解度相差很小,而同一粉路的小麦淀粉在不同温度下的溶解度相差却很大。1T下的溶解度在 50℃时比 30℃增加了 0.28%,70℃时比50℃增加了 1.69%,而 90℃时比 70℃增加了 2.09%,可知 30～50℃时溶解度的变化不大,从 50℃开始,随着温度的升高,溶解度增加的幅度也相对的增加。3M下和 1Sf的溶解度在不同温度下的变化情况同1T下。

由图 5可见,1T下的膨润力在 50℃时比 30℃增加了 1.63%,70℃时比 50℃增加了 4.04%,而 90℃时比 70℃增加了 2.70%,可知随着温度的升高膨润力增加的幅度并不呈规律性的变化,30～50℃时膨胀较小,50～70℃膨胀最大,70～90℃膨胀又相对小了。3M下和 1Sf的膨润力随温度也有相同的变化情况。

2.4.3 小麦淀粉糊透明度的测定 淀粉糊的透明度取决于淀粉的种类和品种,直链淀粉的含量对透光率也有一定的影响。以透光率表示淀粉糊的透明度,透光率越高,糊的透明度也越好[6]。

在 620nm波长下测得小麦淀粉糊的透光率如表5。

表5 小麦淀粉糊的透光率

表 5中数据显示,小麦淀粉糊的透光率较低,而只有高透明度在面制品的生产中才具有一定的潜在利用价值。相比较可看出,三种粉路中,3M下粉路的小麦淀粉糊的透光率最低,1T下的透光率最高,而3M下的直链淀粉含量最高,1T下的直链淀粉含量最低。由透光率及直链淀粉的含量可推断,小麦淀粉中直链淀粉含量越高,透光率就越低。

2.4.4 小麦淀粉糊冻融稳定性的测定 冷冻食品的淀粉糊,需要在低温下冷冻或者经过多次的冷冻、融化,若淀粉糊的冻融稳定性不好,经冷冻和重新融化后,胶体结构被破坏析出游离水分,使食品不能保持原有的质构,影响食品的品质[5,7]。因此,小麦淀粉糊的冻融稳定性对其能否应用于速冻食品很重要。淀粉糊的冻融稳定性测定的结果见表 6。

表6 小麦淀粉的冻融稳定性

表 6反映了 1T下、3M下、1Sf三种粉路小麦粉的淀粉糊经过三次冻融周期后的析水情况。在 -20℃下,第一次冻融后 1T下的析水率比 3M下高出 6%,比1Sf高出 7%,而 3M下与1Sf只相差 1%;第二次冻融后 1T下的析水率比 3M下高出 3%,比 1Sf高出 6.2%,而 3M下比 1Sf高 3.2%;第三次冻融后 1T下的析水率比 3M下高出 2%,比 1Sf高出 4.8%,而 3M下比 1Sf高2.8%。由以上比较,三种粉路的小麦淀粉糊的冻融稳定性相差不明显,其中 1T下的冻融稳定性稍差于3M下和 1Sf。但表 6中的数据总体显示,小麦淀粉的冻融稳定性较差,这正与速冻面制品在贮藏过程中易发生开裂等现象相关,因此,冷冻面团需要增加其它各种亲水性物质改善其特性。

3 结论

3.1 不同粉路小麦粉中的成分是有差异的。1T下的淀粉含量为 59.69%、蛋白质含量为 11.75%、灰分为0.44%、水分含量为 13.11%;3M下的淀粉含量为60.44%、蛋白质含量为 11.63%、灰分为 0.46%、水分含量为 14.24%;1Sf的淀粉含量为 63.29%、蛋白质含量为 10.34%、灰分为 0.44%、水分含量为 15.00%。即在小麦胚乳结构中,越接近皮层的部分,小麦粉中的淀粉含量越低,蛋白质含量越高;越接近麦心的部位,淀粉含量越高,蛋白质含量越低。渣磨粉的水分较高,心磨粉、尾磨粉的水分次之。

3.2 不同粉路小麦淀粉中的成分也有相应的差异。1T下的淀粉含量为 93.51%、蛋白质含量为 0.42%、灰分为 0.26%、水分含量为 5.68%、直链淀粉的含量为23.14%;3M下的淀粉含量为 94.00%、蛋白质含量为0.46%、灰分为 0.31%、水分含量为 8.13%、直链淀粉的含量为 27.80%;1Sf的淀粉含量为 95.94%、蛋白质含量为 0.32%、灰分为 0.23%、水分含量为 8.88%、直链淀粉的含量为 26.42%。在小麦胚乳中,越接近麦心部位,直链淀粉的含量越高。

3.3 不同粉路小麦淀粉的理化性质也有一定的差异。小麦淀粉颗粒的粒径分布呈正态分布,并且80%的颗粒粒径分布在 5～50μm,三种粉路淀粉颗粒的大小顺序为 3M下＞1Sf＞1T下。小麦淀粉的微分曲线均在 5～50μm区间出现一个峰。小麦淀粉随温度的升高,溶解度增大,膨胀力上升。小麦淀粉糊的透明度较高,尾磨系统的透明度高于心磨和渣磨系统的透明度,且有小麦淀粉的直链淀粉含量越高,其透光率就越低。小麦淀粉的冻融稳定性较差。

[1]王光利,张薇,曹连甫,等 .小麦淀粉的研究进展[J].种子, 2006,25(6)：51-54.

[2]陈志成 .面粉质量和粒度对主食馒头品质影响机理的研究[J].粮食加工,2007,32(5)：19-22.

[3]顾正彪,王良东 .小麦A淀粉和 B淀粉的比较[J].中国粮油学报,2004,19(6)：27-30.

[4]王肇慈 .粮油食品品质分析[M].第二版 .北京：中国轻工业出版社,2000.

[5]曾洁,李新华,高海燕 .直链淀粉含量对玉米淀粉糊化性质的影响[J].沈阳农业大学学报,2006,37(5)：740-743.

[6]潘丽军,毛杰,姜绍通,等 .小麦羧甲基淀粉糊性质研究[J].食品科学,2004,25(11)：99-102.

[7]荣建华,许金东,张正茂,等 .小麦淀粉润胀过程中颗粒性质的研究[J].食品科学,2006,27(12)：217-220.

Properties of wheat flour and starch from different flour flow in wheatm illing system

YANG Yue1,2,CHEN Xiao-m ing1,＊
(1.School ofLife Science and Chemical Engineering,Huaiyin Institute of Technology,Huai’an 223001,China; 2.College of Food Science and Technology,Henan AgriculturalUniversity,Zhengzhou 450002,China)

Chem ica l comp onents and the p rop e rties of d iffe rent whea t flour(3M下、1Sf、1T下)and s ta rch we re inves tiga ted.The p hys icochem ica l p rop e rties we re de te rm ined inc lud ing g ranula r s ize d is tribution,solub ility and swe lling p owe r,as we ll as transp a rency,freeze s tab ility and othe rs.The results ind ica ted tha t whea t s ta rch flour from d iffe rent flour flow had d iffe rent p rop e rties.In the endosp e rm of whea t,the c lose r p a rt of the ke rne l hea rt,the highe r the s ta rch contentand the am ylose content,the lowe r the p rote in contentand the m ois ture content.D iffe rences in ash we re little.The s ize of s ta rch g ranule was3M下＞1Sf＞1T下,and g ranula r s ize d is tribution was norm a l.W ith the ris ing temp e ra ture,solub ility and swe lling p owe r inc reased.The transp a rency va lues we re high and the p rop e rties of freeze s tab ility we re p oor.

flour flow;whea t flour;s ta rch;p rop e rty

TS211.4+2

A

1002-0306(2010)03-0177-04

小麦是人类食物的主要来源,世界上有 43个国家以小麦为主食,占世界总人口的 35%[1]。小麦籽粒含有丰富的淀粉、较多的蛋白质、少量的脂肪,还有多种矿质元素和B族维生素。小麦由皮层和胚乳构成,胚乳主要由淀粉和面筋蛋白组成[2],其中最主要的成分是淀粉,约占小麦粒重的 75%,是小麦籽粒胚乳的主要成分。小麦淀粉中含有 A淀粉和 B淀粉,A淀粉中主要是较大颗粒的圆形淀粉,平均粒径10～35μm;B淀粉中主要为小颗粒的椭圆形淀粉,平均粒径 1～10μm[3]。面粉生产的粉路一般分为皮磨、心磨、渣磨、尾磨系统。已有的研究表明,各系统面粉的性质存在差异,同一系统面粉的性质也有所不同[4]。这种差异是否与其所含淀粉的性质有关,这在国内外研究很少。测定不同粉路面粉及其淀粉的性质,充分认识其性质与其它品质指标的关系,对指导不同出粉口面粉的合理组配以生产满足不同要求的面粉具有十分重要。

2009-05-25 ＊通讯联系人

杨月(1987-),女,硕士研究生,主要从事食品营养与质量研究。