面粉中淀粉及组分和面筋蛋白对面团粉质特性的影响

付苗苗，牛桂芬

（河南工业贸易职业学院，河南郑州450012）

面粉中淀粉及组分和面筋蛋白对面团粉质特性的影响

付苗苗，牛桂芬

（河南工业贸易职业学院，河南郑州450012）

采用分离重组方法，把同一品种小麦面粉中的淀粉、直链淀粉、支链淀粉和蛋白质分离，再进行重组实验，并对实验样品进行面团粉质特性测定，以研究面粉中淀粉及组分、面筋蛋白对面团粉质特性的影响。结果表明，淀粉及组分均负作用于面团的粉质特性，即淀粉及组分的增加使得面团各项粉质指标都变差，而面筋蛋白则有利于面团的粉质特性，随着面筋蛋白的添加，面团的各项粉质特性有良好的改善。

面粉；淀粉；面筋蛋白；粉质特性

小麦是世界性谷物，也是维持人类赖以生存的最宝贵资源之一。淀粉和蛋白质是小麦面粉中的两大营养组分，与面团的流变学特性和面粉加工品质关系密切。因此研究面粉中淀粉及组分、面筋蛋白对面粉品质的影响有着极其重要的意义。以往在该领域的研究大多集中在面粉中的蛋白质对面团流变学特性的影响，而淀粉及淀粉组分作为面粉中含量最多的成分，对面团流变学特性的影响却被忽视。此外，我国学者研究面粉品质及面团流变学特性时，主要采用的是统计分析的方法，分离重组方法的运用较少。近年来，也有一些学者采用在标准小麦粉中添加淀粉或者谷朊粉的方法来研究其对面团流变学特性的影响，但由于所添加的小麦淀粉或谷朊粉与原料小麦粉并非同源，这在一定程度上降低了研究结果的可信度。本论文的研究拟借鉴在国外应用己较为成熟的分离重组方法，即把同一品种小麦面粉中直链淀粉、支链淀粉、蛋白质分离，在进行重组实验，以此方法来保证所有试验样品中的其他成分数量、质量均保持一致，剔除其他物质存在对试验的影响，从而能更显著、更准确地揭示淀粉、直链淀粉、支链淀粉与面筋蛋白对面粉品质的影响。论文通过该方法综合研究面粉中的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、面筋蛋白对面团流变学特性——粉质特性的影响，为更深入研究面团流变学特性和面粉加工品质提供一种思路，同时也为生产中的合理配粉以及面粉专用粉的生产提供理论参考。

1材料

1.1主要原料

小麦面粉：郑州海嘉面粉有限公司，不含任何添加剂。提取小麦粉中的淀粉、直链淀粉和支链淀粉，按0%、3%、5%、7%、9%、11%、13%、15%、18%、20%的梯度添加到原面粉中进行研究；提取小麦粉中的面筋蛋白，按0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、5%、7%、9%、11%的梯度添加到原面粉中进行研究。

1.2主要实验试剂

无水乙醇、正丁醇、异戊醇（以上均为分析纯）、标准直链和支链淀粉：Sigma公司。

1.3主要仪器

BCD-241冷藏冷冻箱：河南新飞电器有限公司；TGL-16G台式高速离心机：湖南星科科学仪器有限公司；2100型自动面筋洗涤仪：Parton公司；E型布拉班德粉质仪：东方弗得技术有限公司。

2方法

2.1面粉组分的分离

2.1.1面筋蛋白和淀粉的分离制备

淀粉提取：根据离心分离法来进行提取分离。取一定量的面粉，加适量的水揉成面团，用保鲜膜包裹静置20 min，水洗面团，将淀粉浆过200目筛，弃去细碎面筋，然后对淀粉浆离心（4 000 r/min，15 min）。倒掉上清液，小心刮去最上层淡黄色物质，弃去，收集下层淀粉，用95%的乙醇进行抽滤洗涤，然后将淀粉放入白色搪瓷盘中，置于电热鼓风干燥箱恒温（40℃）干燥，烘干后即为自制小麦淀粉［1］。

面筋蛋白的分离制备：参照Oh等（1985）［2］所采用的方法，并稍加改动。称取150 g面粉于不锈钢和面盆中，加入80 mL蒸馏水，用手充分揉成面团后，放到盛有200 mL蒸馏水的2 L大烧杯中，静置20 min。然后用手轻轻揉洗，揉洗过程中尽量保持面团完整。再经过一系列蒸馏水揉洗（300 mL×2次，150 mL×2次，100 mL×4次，75 mL×4次和50 mL×6次）将面筋蛋白组分分离出来。将面筋组分真空冷冻干燥。冻干后在研钵中磨碎，过100目筛。

2.1.2直链淀粉和支链淀粉的分离提取及纯化

根据正丁醇提取分离直链、支链淀粉的方法，略做改动：称取40 g粉碎过380 μm筛的淀粉样品放入1 000 mL的烧杯中，加入3 mL～4 mL的乙醇和蒸馏水，使样品湿润，再加入蒸馏水400 mL，0.5 mol/L的NaOH溶液300 mL，在沸水浴中进行加热搅拌，加热时间为淀粉糊由黏稠变清即可，大约20 min～25 min。冷却后在8 000 r/min下离心20 min，除去未分散的残渣（沉淀部分）。用2 mol/L的HCl溶液中和离心液，并加入240 mL 1∶1（体积比）乙醇-异戊醇混合液。在80℃水浴中加热搅拌10 min，冷却至室温，移入冰箱静置24 h，再在8 000 r/min下离心20 min，沉淀物即为粗直链淀粉，离心液为粗支链淀粉溶液，分别收集备用。

将沉淀物即粗直链淀粉全部转移到装有被丁醇饱和的500 mL水的1 000 mL烧杯中，在沸水浴中加热溶解，通过玻璃纤维滤去少量不溶物，冷却至室温，2℃～4℃下放置24 h，8 000 r/min下离心20 min，沉淀物再溶于被丁醇饱和的500 mL水中，再按上述操作纯化2次。最后沉淀物用砂芯漏斗抽滤，用无水乙醇洗涤沉淀2次～3次。在室温干燥后，再放入烘箱内在70℃～80℃下烘干，即得直链淀粉纯品。

将第一步中的离心液（粗支链淀粉）收集在分液漏斗中静置，离心液分三层，取下层乳胶体溶液，加130 mL 1∶1（体积比）丁醇-异戊醇混合液，在80℃水浴中加热搅拌10 min，冷却至室温，移入冰箱于2℃～4℃下放置48 h，再在8 000 r/min下离心20 min，去除沉淀物。在离心液中按体积2倍量加入无水乙醇，于4℃静置24 h，弃去上清液，将沉淀物在溶于热的500 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液中，离心，弃去沉淀，再在离心液中按体积的2倍量加入无水乙醇，按上述操作纯化2次。最后用无水乙醇脱水，砂芯漏斗抽滤，以无水乙醇洗涤沉淀，在室温下自然干燥，再放入烘箱内再在70℃～80℃下烘干，即得支链淀粉纯品。

2.2面团粉质特性的测定

按照AACC54-21方法进行测定。

粉质特性参数主要有吸水率（AB），稳定时间（ST），形成时间（DT），弱化度（W），粉质质量指数（FQN）。

3结果与分析

3.1直链淀粉对面团粉质特性的影响

添加直链淀粉的面粉粉质特性的测定结果见表1。用SPSS数据处理软件处理得到直链淀粉添加量与面粉粉质特性指标之间的相关性分析见表2。

表1　直链淀粉添加量与面粉粉质特性的关系Table 1The relationship between the amount of amylose and the quality of flour

表2　直链淀粉添加量与面粉粉质特性的相关性分析Table 2Analysis of the correlation between the amount of amylose and the quality of flour

从表1、表2中可以看出，随着面粉中直链淀粉添加量的增加，面团的吸水率、形成时间、稳定时间、粉质质量指数都呈现出明显下降的趋势，相关性分析得到的相关系数分别为-0.872、-0.845、-0.824、-0.980，与直链淀粉含量呈现出极显著负相关关系。弱化度随着直链淀粉含量增加出现了明显上升的趋势，相关性分析得到的相关系数为0.845，呈现出极显著正相关关系。

3.2支链淀粉对面团粉质特性的影响

添加支链淀粉的面粉粉质特性的测定结果见表3。用SPSS数据处理软件处理得到支链淀粉添加量与面粉粉质特性指标之间的相关性分析见表4。

表3　支链淀粉添加量与面粉粉质特性的关系Table 3The relationship between the amount of branched chain starch and flour quality characteristics

表4　支链淀粉添加量与面粉粉质特性的相关性分析Table 4Correlation analysis between the amount of branched chain starch and flour quality characteristics

从表3、表4中可以看出，随着面粉中支链淀粉添加含量的增加，面粉粉质特性参数的吸水率、形成时间、稳定时间、粉质质量指数、都出现了明显下降的趋势，相关性分析得到的相关系数分别为-0.903、-0.972、-0.951、-0.953，与支链淀粉含量呈现出极显著负相关关系。弱化度随着支链淀粉含量增加出现了明显上升的趋势，相关性分析得到的相关系数为0.796，呈现出极显著正相关关系。

3.3淀粉对面团粉质特性的影响

添加淀粉的面粉粉质特性的测定结果见表5。用SPSS数据处理软件处理得到淀粉添加量与面粉粉质特性指标之间的相关性分析见表6。

表5　淀粉添加量与面粉粉质特性的关系Table 5The relationship between the amount of starch and the quality of flour

表6　淀粉添加量与面粉粉质特性的相关性分析Table 6Correlation analysis between the amount of starch and flour quality characteristics

从表5、表6中可以看出，随着面粉中淀粉添加量的增加，面粉粉质特性参数的吸水率、形成时间、稳定时间、粉质质量指数、都出现了明显下降的趋势，相关性分析得到的相关系数分别为-0.852、-0.872、-0.868、-0.981，与淀粉含量呈现出极显著负相关关系。弱化度随着淀粉含量增加出现了明显上升的趋势，相关性分析得到的相关系数为0.841，呈现出极显著正相关关系。

3.4面筋蛋白对面团粉质特性的影响

添加面筋蛋白的面粉粉质特性的测定结果见表7。用SPSS数据处理软件处理得到面筋蛋白添加量与面粉粉质特性指标之间的相关性分析见表8。

表7　面筋蛋白添加量与面粉粉质特性的关系Table 7The relationship between gluten protein addition and flour quality characteristics

表8　蛋白添加量与面粉粉质特性的相关性分析Table 8Correlation analysis of protein content and flour quality characteristics

从表7、表8中可以看出，随着面粉中面筋蛋白添加量的增加，面粉粉质特性参数的吸水率、形成时间、稳定时间、粉质质量指数、都出现了明显上升的趋势，相关性分析得到的相关系数分别为0.970、0.970、0.864、0.779，与面筋蛋白含量呈现出极显著正相关关系。弱化度随着面筋蛋白含量增加出现了明显下降的趋势，相相关性分析得到的相关系数为-0.929，呈现出极显著负相关关系。

4讨论

根据表1、表3、表5中显示的测定结果，把直链淀粉、支链淀粉、淀粉与面粉粉质特性参数的之间的关系进行线性分析，结果见图1、图2、图3、图4、图5。

图1　直、支链淀粉、淀粉添加量与吸水率的关系Fig.1The relationship between amylose，branched chain starch，starch content and water absorption

图2　直、支链淀粉、淀粉添加量与形成时间的关系Fig.2The relationship between amylose，branched chain starch，starch addition amount and time of formation

图3　直、支链淀粉、淀粉添加量与稳定时间的关系Fig.3The relationship between amylose，branched chain starch，starch addition amount and stable time

图4　直、支链淀粉、淀粉添加量与弱化度的关系Fig.4The relationship between amylose，branched chainstarch，starch addition amount and the degree of weakening

图5　直、支链淀粉、淀粉添加量与粉质质量指数的关系Fig.5The relationship between amylose，branched chain starch，starch content and quality index of powder

通过图1、图2、图3、图4、图5可以看出，所测定的样品中随着直、支链淀粉、淀粉添加量的增加，面团的吸水率明显下降，总体下降的程度是支链淀粉＞淀粉＞直链淀粉。面团的形成时间明显下降，总体下降的程度是直链淀粉＞淀粉＞支链淀粉。面团的稳定时间也明显下降，总体下降趋势是支链淀粉＞淀粉＞直链淀粉。面团的弱化度则明显上升，总体上升的趋势是直链淀粉＞淀粉＞支链淀粉。面粉的粉质质量指数明显下降，总体的下降的趋势是支链淀粉＞淀粉＞直链淀粉。

由于试验所用的一些样品中蛋白含量和质量是固定的，因此，试验结果可表明淀粉对面团的粉质特性起负作用，即淀粉的增加使得面团各项粉质指标均变差。随着淀粉含量的增加，面粉中的面筋蛋白则相应减少，由于淀粉的吸水量仅是自身重量的0.5倍左右，远远小于蛋白质，所以添加直、支链淀粉、淀粉面团的吸水率都有所下降。但由于淀粉具有比面筋蛋白更快的吸水速度，因此无论增加淀粉还是淀粉组分，都会加速面团的吸水速度，使得面团的形成时间降低。在和面的过程中，淀粉易吸水膨胀，与部分吸水的面筋蛋白一起形成网络，在不断搅拌的过程中，随着水分子不断的重新分配，另外一些原来吸水不足或未吸水的面筋蛋白会进一步扩展，能弥补一些被剪切破坏的面筋网络，同时吸水膨胀的淀粉具有一定的黏着力，有利于面筋的稳定性，但是随着淀粉的含量的增加，淀粉含量相对变高，不同程度上稀释了面筋网络的结构，降低了面团中能形成面筋结构的面筋蛋白的相对含量，面筋不足够形成充分的网络，出现面团稳定时间降低，加速了面团的弱化，从而导致粉质质量指数下降的结果。

另外，由实验可知，支链淀粉和直链淀粉对面团的粉质特性影响有所不同，因为直链淀粉的颗粒小，支链淀粉相对颗粒大，同样含量的直链淀粉比支链淀粉的接触到水的面积更大，增大了吸水量，所以添加直链淀粉面团吸水率比支链淀粉相对较高。同时因为支链淀粉颗粒大，阻碍了面团中面筋蛋白吸水，所以导致了面团的形成时间比颗粒小的直链淀粉的形成时间相对长。直链淀粉颗粒中排列有序的大分子链使得水分子不容易进入分子颗粒内部，使得颗粒润湿膨胀较难，支链淀粉晶体结构不太紧密，水分子容易渗透到支链分子颗粒内部，使得颗粒润湿膨胀，因此和直链淀粉相比，增加了面团的稳定时间，减少了面团的弱化度，增加了面团的粉质质量指数。而添加淀粉所出现的情况基本上是二者共同作用的结果，在上图所显示的曲线基本上介于直链淀粉和支链淀粉之间。

根据表7测定的结果，面筋蛋白添加量和面团的吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度，粉质质量指数进行线性分析，得到结果见图6、图7、图8所示。

图6　面筋蛋白添加量与吸水率及粉质质量指数的关系Fig.6The amount of gluten protein and water absorption and quality of powder Exponential relationship

图7　面筋蛋白添加量与形成、稳定时间的关系Fig.7The relationship between the amount of gluten protein and the formation and stability of the protein

图8　面筋蛋白添加量与弱化度的关系Fig.8The relationship between the amount of gluten protein and the degree of weakenin

由图6、图7、图8可知，随着面团中的面筋蛋白含量的增加，面团的吸水率、形成时间、稳定时间、粉质质量指数总体上都出现了上升的趋势，弱化度出现了下降的趋势。这说明面筋蛋白有利于面团的粉质特性。面团的吸水主要是面团中面筋蛋白决定的，随着面筋蛋白含量的增加，面团的吸水率相应增加。面筋是由麦谷蛋白和醇溶蛋白分子结合而行成的网络结构，可以将淀粉粒包裹其中。当将面筋蛋白加入面粉搅拌成团以后，可与面粉中的面筋相互作用连成一体，形成规模更大、功能更强的网络结构，从而增加了面团的形成时间和稳定性，降低了面团的弱化度，提高了面团的粉质质量指数［3］。

5结论

本文运用分离重组的方法，研究了淀粉及组分和面筋蛋白对面团粉质特性的影响。结果表明：淀粉及组分均负作用于面团的粉质特性，即淀粉及组分的增加使得面团各项粉质指标均变差，而面筋蛋白则有利于面团的粉质特性，随着面筋蛋白的添加，面团的各项粉质特性有良好的改善。

［1］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

［2］Oh N H，Seib P A，Ward A B，et al.NoodlesⅥ.Functional Properties of Wheat Flour Components in Oriental Dry Noodles［J］.Cereal Food World，1985，30（2）:176-178

［3］何承云，林向阳，郑丹丹.淀粉和面筋蛋白对面团流变特性的影响［J］.农产品加工，2006（9）:36-37

The Influence of Starch and Composition and Gluten Protein on Silty Properties of Dough

FU Miao-miao，NIU Gui-fen
（Henan Industry and Trade Vocational College，Zhengzhou 450012，Henan，China）

Separation and recombination method were used，the starch，amylose，branched chain starch and protein were separated in same wheat flour，then carry out experiments of recombinant，and determinated the powder quality parameters of the samples.The influence of starch and composition and gluten protein on rheological properties was studied.The results showed that，the starch and its composition were disadvantageousto the powder character of the dough，while gluten protein was favorable for the flour properties of dough.

flour；starch；gluten protein；silty properties

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.16.008

2015-06-17

付苗苗（1981—），女（汉），讲师，硕士研究生，研究方向：粮油加工与食品品质。