不同芽萌动状态对小麦粉和馒头品质的影响

常 柳 段晓亮 欧阳姝虹 方秀利 张佳灵 孙 辉(国家粮食局科学研究院，北京 00037)(武汉轻工大学，武汉 43003)

不同芽萌动状态对小麦粉和馒头品质的影响

常 柳1段晓亮1欧阳姝虹1方秀利1张佳灵2孙 辉1
(国家粮食局科学研究院1，北京 100037)(武汉轻工大学2，武汉 430023)

旨在研究穗发芽小麦对加工利用的影响。以2个具有代表性的中国小麦品种为材料，控制发芽条件获得鼓泡、萌动、发芽3种不同芽萌动状态的小麦籽粒，按不同比例与正常小麦籽粒分别进行配麦和制粉。研究了不同芽萌动比例下面团的流变学特性和发酵特性，以及馒头的结构和感官品质。随着3种状态小麦比例的增加，面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数无显著变化；F4参数中面团发酵参数中的最大发酵高度和终点发酵高度和产生气体总体积均增加；面团整体发酵体积增大，产气能力提高，持气能力变弱；馒头比容和韧性减小，黏性增加，馒头切片气孔逐渐粗糙，感官评分逐渐降低。综合考虑混合小麦粉品质和馒头感官评价结果，当鼓泡、萌动、发芽小麦的比例分别50%、20%、3%时，对馒头品质影响不显著。

鼓泡 萌动 发芽 面团流变学特性 馒头

小麦是中国主要的粮食作物，在小麦成熟收获季节，遇到连绵阴雨天，便会出现大面积的穗上发芽现象，该现象已成为一种世界性的自然灾害，在加拿大、澳大利亚、美国以及在我国的东北、华北、黄淮、长江中下游、西南冬麦区几乎每年都有穗发芽现象，严重时会导致小麦绝收[1-3]。大多数研究表明，小麦穗发芽不仅使小麦产量下降，还明显降低小麦粉的食用品质、工艺品质，同时对后期储藏也有负面影响[4-9]。因此，GB/T 1351—2008《小麦》[10]将因种子萌发造成的“生芽粒”归为不完善粒，定义为：芽或幼根虽未突破种皮但胚部种皮已破裂或明显隆起且与胚分离的颗粒，或芽或幼根突破种皮不超过本颗粒长度的颗粒。同时规定：“三等小麦不完善粒≤8%”。

《种子学》中将种子萌发过程分为4个阶段，包括吸胀、萌动、发芽和成苗[11]。其中，吸胀是种子萌发的起始阶段，种子大量吸水后，所有细胞体积增大，对种皮产生很大的膨压，使种皮变软鼓起或破裂，此状态命为“鼓泡”；萌动是种子萌发的第二阶段，种胚体积增至一定程度，胚根尖端突破种皮，农业生产上俗称“露白”；发芽是指胚根、胚芽伸出种皮并发育到一定程度。目前，关于生芽(萌动和发芽)对小麦品质影响方面的研究较多，有的研究认为萌动使小麦品质发生较大的变化[12-13],可以将萌动和发芽归为一类，但也有研究认为幼芽突破种皮对小麦粉品质的影响大于胚根突破种皮[14]。出现生芽对小麦粉品质影响结论各异的主要原因可能是由于鼓泡、萌动、发芽的检测和划分不一致造成的。虽然研究结果很多，但是仍无法指导小麦加工和收购企业对芽麦的收购和利用。所以本研究收集鼓泡、萌动、发芽3种不同芽萌动状态的小麦籽粒，按不同比例与正常小麦籽粒分别进行配麦和制粉，研究了不同芽萌动比例下面团的流变学特性和发酵特性，以及馒头的结构和感官品质，综合分析不同比例的芽萌动状态对加工品质的影响，在此基础上有针对性的提出合理指导小麦生产加工对于芽萌动的控制比例，达到充分合理利用小麦资源、节粮减损的目的。

1 材料与方法

1.1 供试材料

收集了我国小麦主要生产区2个代表性样品：农大399(河北石家庄)、扬麦18(江苏扬州)。将收集的种子用浸湿的发芽纸进行大规模籽粒发芽试验，并将经发芽处理的小麦样品自然晾干，以籽粒状态作为鉴别标准，筛选鼓泡、萌动、发芽材料。

1.2 试验仪器和试剂

T150E/KUBrabender粉质仪：德国布拉班德公司；Rheo F4流变发酵仪：法国肖邦Chopin公司；Swanson针式和面机和压片机：美国National公司；JXFD 7恒温恒湿箱：北京东孚久恒仪器技术有限公司；旋转盘式无锯齿切片机：美国Graef公司；CC.200.06 C-Cell图像分析仪：英国Calibre Control International Ltd.；TA-XT.plus物性仪：英国SMS公司。

氯化钠：北京化工厂，为分析纯；酵母：安琪酵母公司。

1.3 试验方法

1.3.1 配麦

测试不同生理状态和正常麦的籽粒水分，按照下述配比方案，以干重计算，人工配比不同芽萌动比例小麦样品。正常小麦样品为对照样品。

鼓泡比例：5%、10%、20%、50%；萌动比例：5%、10%、20%；发芽比例：0.5%、1%、2%、3%、5%、10%。

1.3.2 制粉

按照NY/T 1094.2—2006方法，用瑞士布勒实验磨制粉。

1.3.3 面团流变学特性测定方法

水分含量测定按照GB/T 5497—1985的方法；粉质曲线：按照GB/T 14614—2006的方法测定；面团流变发酵曲线：按照AACC 89—01.01测定。

1.3.4 馒头制作及感官评价

参考GB/T 20571—2006附录A中馒头的制备方法。参考LS/T 3204—1993，并作修改，总分100分。其中比容(20分)、宽高比(5分)、弹性(10分)、表面色泽(10分)、表面结构(10分)、内部结构(20分)、韧性(10分)、黏性(10分)、食味(5分)。对照样品为北京古船富强粉。

1.3.5 馒头仪器评价

质构特性测试：馒头冷却1 h后，切取馒头中心部位20 mm的馒头芯，采用TA-XT.plus物性仪的SMSP/36R探头对样品进行质构测定。参数：测试前速度：5.0 mm/s；测试速度1.70 mm/s；测试后速度：5.0 mm/s；压缩程度：50%；停留时间：4 s；引发力：5.0 g。

纹理测试：采用C-Cell图像分析仪对其进行纹理特性的分析。

1.3.6 统计分析

采用EXCEL和SPSS统计分析软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同芽萌动状态对小麦粉面团流变学特性的影响

2.1.1 不同鼓泡比例对小麦粉面团流变学特性的影响

随着鼓泡比例的增加，吸水率呈下降趋势(表1)，推测是鼓泡后的小麦蛋白质含量下降，淀粉被α-淀粉酶的水解导致。形成时间、稳定时间和粉质质量指数随鼓泡比例的增加，虽发生下降，但变化不显著(表1)。弱化度随鼓泡比例的增加，有升高趋势，当鼓泡比例增加到50%，弱化度降低10 FU以上，表明此配比后小麦粉面团强度较小，面团易流变，加工性能变差[15](表1)。

面团发酵曲线中的最大发酵高度和终点发酵高度、气体释放曲线中的最大高度和产生气体总体积均随鼓泡比例的增加呈现不同程度的增高(表2)，说明鼓泡状态会使面团发酵更充分，产气能力增强，当鼓泡比例达到50%时，扬麦18的面团最大发酵高度可以升高6.4 mm，产生CO2的体积可以增加156 mL，农大399的面团最大发酵高度升高11.1 mm，产生CO2的体积可以增加231 mL。造成此结果的原因是由于种子在萌发过程中，淀粉受淀粉酶活性的影响逐渐分解成单糖和多糖[16]，与使其在面团流变发酵试验中添加的酵母充分反应造成的。

表1 不同鼓泡比例对小麦粉粉质参数的影响

注：同一列不含相同字母表示差异显著(P<0.05)，余同。

表2 不同鼓泡比例对小麦粉面团流变发酵特性的影响

2.1.2 不同萌动比例对小麦粉面团流变学特性的影响

不同萌动比例对小麦粉粉质参数的影响见表3。扬麦18的粉质吸水率较正常对照样品下降，而农大399的粉质吸水率增加。推测造成此结果的原因可能是由于农大399的面筋质量较差，萌动后的小麦粉面团又较粘，与混合的浆液粘连在一起，降低扭矩，使加水量增加，也可能反映的不是实际情况。形成时间、弱化度和粉质质量指数随萌动比例的增加，变化不显著。当扬麦18的萌动比例达到20%时，稳定时间较其他样品显著下降，面团的强度变小；农大399的稳定时间无显著变化。

面团发酵曲线中的最大发酵高度和终点发酵高度、气体释放曲线中的最大高度和产生气体总体积均随萌动比例的增加呈现不同程度的增高(表4)，当萌动比例达到20%时，较正常对照样品相比，扬麦18的面团发酵最大高度上升10.2 mm，产生CO2的体积提高116 mL；农大399的面团发酵最大高度上升0.9 mm，产生CO2的体积提高498 mL，造成此现象的原因可能是萌动状态分解淀粉的同时，面筋质量变差，不能支持发酵后面团。

表3 不同萌动比例对小麦粉粉质参数的影响

表4 不同萌动比例对小麦粉面团流变发酵特性的影响

2.1.3 不同发芽比例对小麦粉面团流变学特性的影响

当发芽比例为3%时，粉质吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度和粉质质量指数与正常对照样品的数值无差异(表5)。面团发酵参数中的最大发酵高度和终点发酵高度、气体释放曲线中的最大高度和产生气体总体积在发芽比例为5%时，处于最高值，当发芽比例达到10%时，4项指标值开始下降(表6)。发芽状态对面粉面筋的影响程度比萌动状态大，当发芽比例达到10%时，小麦粉中的淀粉分解至其他不能与酵母反应的糖类，同时面筋质劣变，不足以支撑面团，同时产生CO2的体积减少。

表5 不同发芽比例对小麦粉粉质参数的影响

表6 不同发芽比例对小麦粉面团流变发酵特性的影响

2.2 不同芽萌动状态对小麦粉馒头品质的影响

2.2.1 不同芽萌动比例的小麦粉馒头感官评价

不同芽萌动比例的馒头感官评价评分结果见表7和表8。随着3种生芽状态小麦含量的增加，馒头的比容和宽高比均先减小后升高，主要是小麦粉湿面筋含量的变化对其造成的影响。随着3种生芽状态小麦含量的增加，α-淀粉酶含量增多，面筋结构被破坏，面筋质量降低，面筋含量减少，馒头易塌陷，易紧缩，故比容和宽高比减小；当3种发芽状态小麦含量到达一个临界点，面筋含量持续减小，面筋质量持续降低，面筋结构极不稳定，面筋与面筋之间的共轭双键断裂，会造成馒头的气孔的体积增大，但气孔数量少，气孔分布不均匀，所以比容和宽高比又增大。

随着3种芽萌动状态比例增加，馒头的表面色泽和表面结构有所改善，但是内部结构评分下降，韧性和黏性的评分受发芽小麦影响较大，当芽麦比例在10%，韧性和黏性评分明显下降。扬麦18的馒头总分随芽萌动状态比例的增加变化不明显，而农大399的馒头总分在鼓泡比例50%，萌动比例20%，发芽比例3%时下降幅度一致。从数据上看，当鼓泡比例50%，萌动比例20%，发芽比例3%时，馒头的品质均可接受。

表7 不同芽萌动比例对馒头评分的影响—农大399

表8 不同芽萌动比例对馒头评分的影响—扬麦18

2.2.2 不同芽萌动比例的小麦粉馒头仪器评价

通过对C-Cell数据分析，得到在不同鼓泡、萌动比例状态下，扬麦18内部结构的主要指标壁厚、粗细气孔对比度、粗糙气孔体积变化不显著，当发芽比例达到3%时，气孔壁开始变厚，粗糙气孔体积开始变大，粗细气孔对比度变化不明显(表9)。这与扬麦18馒头感官评价中内部结构分变化趋势一致。

农大399在鼓泡状态达到50%时，其内部结构的气孔壁厚、粗细气孔对比度和粗糙气孔体积均处于最低，而当萌动、发芽状态的比例增加时，气孔壁厚、粗糙气孔体积和粗细气孔对比度又变大，导致内部结构评分下降(表9)。

通过物性分析，回复力和压力松弛分别与馒头感官评价中的弹性、韧性有相关关系，其中恢复力与弹性呈显著地负相关关系、压力松弛与韧性存在显著的正相关关系。

表9 不同芽萌动状态馒头C-Cell和物性分析

3 结论

3.1 随着3种状态小麦比例的增加，面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数无显著变化；F4参数中面团发酵参数中的最大发酵高度和终点发酵高度和产生气体总体积均增加；面团整体发酵体积增大，产气能力提高，持气能力变弱。

3.2 馒头比容、宽高比和韧性减小，黏性增加，馒头切片气孔逐渐粗糙，感官评分逐渐降低。

3.3 综合考虑混合小麦粉品质和馒头感官评价结果，当鼓泡、萌动、发芽小麦的比例分别50%、20%、3%时，对馒头品质影响不显著。

[1]肖世和，闫长生，张海萍.小麦穗发芽研究[M].第一版.北京：中国农业科学技术出版社，2004：2-10

[2]Derera N F,Bhatt G,McMaster G.On the problem of pre-harvest sprouting of wheat[J].Euphytica,1977,26:299-308

[3]张海峰，卢荣禾，王建龙.冬小麦穗发芽抗性及其遗传研究[J].西北植物学报，1992，12(2)：95-103

Zhang H F,Lu R H,Wang J L.Studies on preharvest sprouting resistance in winter wheat and its inheritance[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica,1992，12(2)：95-103

[4]原亚萍，陈孝，肖世和.小麦穗发芽的研究进展[J].麦类作物学报，2003，23(3)：136-139

Yuan Y P,Chen X,Xiao S H.Advances in the study on wheat pre-harvest sprouting[J].Journal of Triticeae Ciops,2003，23(3)：136-139

[5]Lukow O M，Bushuk W.Influence of germination on wheat quality,functional(breadmaking)and biochemical properties[J].Cereal Chemistry,1984,61(4):336-339

[6]杨燕，张春利，陈新民，等.红粒春小麦穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的有效性验证[J].麦类作物学报，2011，31(1)：54-59

Yang Y,Zhang C L,Chen X M,et al.Identification and validatation of molecular markers for PHS tolerance in Red-grained spring wheat[J].Journal of Triticeae Ciops,2011，31(1)：54-59

[7]孙辉，段晓亮，常柳，等.生芽对小麦食品加工品质的影响[J].粮油食品科技，2015，23(4)：55-58

Sun H,Duan X L,Chang L,et al.Effect of sprouting on processing quality of wheat flour products[J].Science and Technology of Cereals,2015，23(4)：55-58

[8]于立河，刘德福，郭伟，等.收获期降雨对春小麦品质的影响[J].麦类作物学报，2007，27(4)：658-660

Yu L H,Liu D F,Guo W,et al.Effects of raining during harvest season on quality of spring wheat[J].Journal of Triticeae Crops,2007，27(4)：658-660

[9]王丽娜，卞 科.发芽对小麦品质的影响[J].粮食与饲料工业，2011，(8)：3-6

Wang L N,Bian K.Effects of germination on the quality of wheat[J].Cereal & Feed Industry,2011，(8)：3-6

[10]GB/T 1351—2008.小麦[S]

GB/T 1351—2008.Wheat[S]

[11]张红生，胡晋.种子学[M].第一版.北京：科学出版社，2010：123-125

[12]万慕麟，郑金怀，孟骥超，等.发芽小麦品质的研究[J].粮食储藏，1991，28(1)：35-43

Wan M L,Zheng J H,Meng J C,et al.Study on quality of sprout wheat[J].Grain Storage,1991，28(1)：35-43

[13]白雪莲，张国权，章华伟.发芽小麦与正常小麦混合后的品质研究[J].粮食与饲料工业，2006(2)：8-10

Bai X L,Zhang G Q,Zhang H W.On quality characteristics of normal wheat mixed with germinated wheat[J].Cereal & Feed Industry,2006(2)：8-10

[14]周桂芳，刘寅哲.浅议小麦生芽粒对小麦粉品质的影响[J].粮食与饲料工业，2006(6)：14-16

Zhou G F,Liu Y Z.Effects of sprouting wheat on flour quality[J].Cereal & Feed Industry,2006，(6)：14-16

[15]张钟，程美林，王丽，等.发芽对小麦品质的影响[J].中国粮油学报，2014，29(1)：11-16

Zhang Z,Cheng M L,Wang L,et al.Effects of germination on the quality of wheat[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2014，29(1)：11-16

[16]Aoki N,Scofield G N,Wang X D,et al.Pathway of sugar transport in germinating wheat seeds[J].Plant Physiol,2006,141(4):1255-1263.

Effects of Different Sprouting States on Wheat Flour and Steamed Bread Quality

Chang Liu1Duan Xiaoliang1Ouyang Shuhong1Fang Xiuli1Zhang Jialing2Sun Hui1
(Academy of State Administration of Grain1，Beijing 100037)(Wuhan Polytechnic University2,Wuhan 430023)

The aim of this study was to investigate the effects of germination on processing and utilization.Two representative wheat varieties in China were used to obtain three different states kernels(imbibition,germination and sprouting)by controlling the germination conditions.Three states were blended in different proportions with normal wheat.In this research,the rheological and fermentation properties of the mixed dough were studied,as well as the structure and sensory quality of the steamed bread.The results showed that with the increase of the proportion of wheat in the three states,the development time,stability and farinograph quality number did not change significantly.The increase of maximum fermentation height,the end fermentation height and the total volume of gas was observed in panary fermentation parameter of F4.The overall fermentation volume of the dough increased.The gas production capacity improved,whereas gas holding capacity weakened.The specific volume and toughness of the steamed bread were reduced,while the viscosity was increased.The stomata of the slice of the steamed bread were gradually rough,and the sensory score was reduced.Considering the quality of mixed wheat flour and the sensory evaluation of steamed bread,no obvious impact until the ratio of imbibition,germination and sprouting of wheat was 50%,20% and 3%,respectively.

imbibition,germination,sprouting,dough rheological properties,steamed bread

S512.1

A

1003-0174(2017)09-0022-06

国家重点研发计划(2016YFF0201901)

投稿日期：2017-05-19

常柳，女，1983年出生，硕士，粮食品质研究

孙辉，女，1971年出生，研究员，粮食品质与标准化研究