粒度对小麦粉品质影响的研究进展

周文卓，温纪平

（河南工业大学粮油食品学院，河南郑州450001）

小麦作为三大谷物之一，广泛种植在世界各地，因此小麦被称为“世界性粮食”。在我国约90%的小麦被加工成小麦粉，作为基本原料用于馒头、面条、糕点等面制品的生产[1-2]。近年来，由于人们的消费观念向“绿色、健康、可持续”的发展消费观转变，制粉行业也摒弃了过去片面追求“精、细、白”的过度加工理念，提出了“适度加工”新理念[3]。过去比较注重的“细”，也就是小麦粉的粗细度（即粒度），是评价小麦粉品质的重要指标之一。小麦粉粒度过小，会导致研磨难度增大，能耗增大，不符合制粉行业“适度加工”新理念。同时，小麦的“过精细”加工会导致小麦营养成分流失，违背了当代人健康发展的消费理念。研究表明，小麦粉粒度不仅对小麦粉品质、面制品品质产生影响，也是衡量加工精度的重要标准之一，作为一种物理检测指标，粒度在小麦粉品质监控方面具有重要意义。

1 小麦粉粒度检测方法

小麦粉粒度又称粗细度，用来表示小麦粉颗粒的粗细程度。粒度分布一般是指某一粒径或某一粒径范围内的胚乳颗粒在整个小麦粉体系中的占比[4]。Hareland[5]比较了激光衍射法、近红外反射光谱法和筛分法测量小麦粉粒度的差异性，得出激光衍射光谱法比筛分法具有更高的准确性且简单快捷，近红外反射光谱法也具有较高的准确性。Irani等总结比较重力沉降法、离心沉降法、筛分法、显微镜法和库尔特计数法5种测量粒度方法，指出依据粒度分布几何平均值，筛分法准确性最高[6]。激光粒度分析法和筛分法结合使用，也是目前实验室测量小麦粉粒度最常用的方法[7]。小麦粉粒度通常在1 μm到330 μm之间，我国小麦粉标准规定：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；标准粉80%粒度小于198μm；普通粉粒度小于336 μm。小麦粉颗粒成分主要由3部分组成，一是粒度大于40 μm的胚乳团块，其蛋白质含量和小麦粉中蛋白质含量平均值接近；二是粒度介于17 μm到40 μm之间的大淀粉粒，这一粒度范围内蛋白质含量低于小麦粉中含量的平均值；三是粒度小于17 μm的蛋白质碎片、小淀粉颗粒和破损淀粉，其蛋白质含量高于平均值[8]。

2 小麦粉粒度的影响因素

影响小麦粉粒度的因素有很多[9]：一是小麦质地，一般情况下，保证同样的加工条件，软质小麦粉比硬质小麦粉粒度更小。李逸鹤试验证明，硬质小麦粉粒度集中在110 μm以上，中硬度小麦粉粒度大部分在85 μm～110 μm之间，软质小麦粉粒度大多小于85 μm。小麦软硬质地是由胚乳细胞中蛋白质基质与淀粉之间的结合强度来决定的，硬质小麦胚乳细胞中两者以水溶性糖蛋白方式紧密结合，同样的加工强度，两者不易分离破碎，软质小麦则与之相反，所以硬质小麦粉粒度大，软质小麦粉粒度小[10]。高源采用激光粒度仪和筛分法进行不同粒度小麦粉与硬度的相关性分析得出，小麦硬度与D50值（颗粒累积分布为50%的粒径，即平均粒径）无明显相关性，而与D10值（颗粒累积分布为10%的粒径）呈极显著负相关，相关系数为0.235，与D90值（颗粒累积分布为90%的粒径）呈极显著正相关，相关系数为0.328。小麦硬度与137 μm到150 μm粒度之间的小麦粉无明显相关性，与其他粒度区间小麦粉均呈显著负相关性[11]；二是小麦粉中混入的麸皮含量，由于麸皮韧性强，与胚乳颗粒相比不易破碎，所以小麦粉中混入麸皮的含量增高，小麦粉粒度变大，小麦粉等级低；三是研磨条件（研磨强度、粉路长短、筛路和筛网的配备、磨辊转速差、丝的角度等），小麦加工过程中可以通过调节磨辊之间的轧距来实现研磨强度的改变。小麦经过相同的前处理，研磨强度越大，小麦粉粒度越小。粉路长短即研磨时间长短，其他条件相同，改变粉路长短，粉路系统越长，小麦粉粒度越小；四是其他因素，如小麦制粉前处理环节中的水分调节等也会对小麦粉粒度产生影响，适当的入磨水分会增加皮层韧性，降低脆性，同时还能降低胚乳强度，从而易于皮层剥离和胚乳破碎。适当的水分调节有利于胚乳研磨成小麦粉[12]。刘强等指出，润麦时间和盐水调质都会对小麦粉粒度产生影响。润麦时间主要影响集中在粒径小于137 μm的粒度区间内，润麦时间30 h，可减小小麦粉粒度，使得粒径小于137μm的小麦粉增多。盐水调质对小麦粉粒度的影响主要集中在粒径小于118 μm的粒径区间，5%的盐水润麦能够使得皮磨粉集中118 μm筛网上，5%和15%的盐水润麦能够降低心磨粉95 μm筛网下的小麦粉含量[13]。

3 粒度对小麦粉品质的影响

3.1 粒度分级对小麦粉品质的影响

常见的小麦粉粒度分级的方法有筛分分级和气流分级。筛分分级原理就是样品在不同规格的筛子上筛理，不同粒度的样品彼此分离。筛分分级是实验室及面粉厂常用的小麦粉粒度分级的方式。宋燕燕等将小麦粉筛分为4个不同粒度区间（96 μm～109 μm、80 μm～96 μm、75 μm～80 μm、小于 75 μm），指出小麦粉粒度在75 μm～80 μm，小麦粉的揉混特性增强，这是由于小麦粉粒度不同造成小麦粉化学成分发生变化引起的，此时的小麦粉有更高的蛋白质含量。而小麦粉加热糊化与小麦粉粒度和小麦粉粒度不同引起的组分不同都有关系，小麦粉糊化受破损淀粉含量、干面筋含量、粒度大小的影响，粒度与糊化峰值黏度、最终黏度、衰减值、回升值呈显著正相关，而与糊化温度呈负相关[14]。小麦粉筛分过程中，随着粒度减小，溶剂保持力增加，戊聚糖含量增大，阿拉伯木聚糖含量也增大但其分子量及细微结构并未发生改变[15-16]。气流分级是利用小麦粉颗粒在气流中沉降速度差别进行的粒度分级操作。带有小麦粉粉粒的气流通过降低流速、改变流向等方法，使粗粒沉降下来而将细粒带走，从而分离粗细粉粒。Wang等研究表明，在不影响面粉厂正常生产的情况下，可采用气流分级生产高蛋白或高营养面粉[17]。Ficco等研究发现，气流分级生产富含花青素的有色小麦粉可用来降低血糖[18]。宋贤良等试验发现，小麦粉进行气流分级，分为粗粉和细粉，细粉粒度主要集中在10 μm～25 μm，与原小麦粉相比，细粉中蛋白质含量高但水分损失大，粗粉蛋白质含量低但水分损失小。这是由于细粉表面积大，在气流分级过程中水分容易散失。气流分级后的小麦粉流变学特性也发生了变化，细粉中破损淀粉含量高，吸水率增加，稳定时间延长，具有良好延伸性，但是筋力没有明显增强[19]。

3.2 粒度对小麦粉组成成分的影响

小麦籽粒由3部分组成：富含矿物质和膳食纤维的皮层、含淀粉和蛋白质的胚乳和由脂质和蛋白质组成的胚芽。小麦制粉就是取其胚乳并研磨成粉的过程，由于淀粉、蛋白质等成分在胚乳中分布不均匀，所以随着小麦粉粒度的变化其小麦粉组成也随之改变。齐婧等研究表明，不同粒度小麦粉中的淀粉含量也不同，随着小麦粉粒度的减小A淀粉、破损淀粉含量增大，B淀粉含量减少；各粒度区间淀粉中直链淀粉、支链淀粉含量无明显变化[20]。这是由于粒度小的小麦粉受到的粉碎强度大，被破坏严重，所以小粒径小麦粉中破损淀粉和A淀粉含量多[21]。杨艳虹等研究表明，小麦粉粒度减小，其面筋含量也逐渐降低，这是由于在制粉研磨过程中粗蛋白变细流失，从而导致面筋含量降低[22]。张剑等研究表明，随着小麦粉粒度的减小，蛋白质和灰分含量上升。这可能与蛋白质在小麦胚乳中的分布不均有关，在小麦胚乳中蛋白含量从皮层到中心依次减少，粒度越小的面粉越接近于皮层，所以蛋白质和灰分含量越多，粒度越大的小麦粉越靠近中心，蛋白质含量越少。随着小麦粉粒度的减小，面团中的谷蛋白含量、高分子量谷蛋白含量呈下降趋势，醇溶蛋白含量呈上升趋势，低分子量谷蛋白变化趋势不明显[23]。MaríaBelénVignola 等发现采用不同研磨方式生产不同粒度小麦粉其中蛋白质含量不受影响[24]。

3.3 粒度对小麦粉基本指标的影响

小麦粉进行粒度分级，不同粒度小麦粉组成成分比例改变，导致小麦粉基本指标也不相同。杨艳虹等[22]研究指出小麦粉粒度逐渐减小，但是白度呈增加趋势。这是因为随着小麦粉粒度减小它的相对表面积反而增大，反光效果增强，使得白度增加。张剑等[23]研究指出，随小麦粉粒度减小L*值上升、b*值下降，小麦粉色泽有一定程度的改善。齐婧等[20]研究表明，不同粒度小麦粉（96 μm～109 μm、80 μm～96 μm、75μm～80 μm、小于75 μm）的降落数值在376～509之间波动，大粒度小麦粉测得的降落数值最大。这可能是由于小麦粉粒度越大所含的淀粉颗粒也越大，大淀粉颗粒不容易被淀粉酶水解，α-淀粉酶的活性弱。小麦粉降落数值与小麦粉中破损淀粉含量和小麦粉粒度呈显著相关，即小麦粉的降落数值越小则小麦粉中破损淀粉含量越多，小麦粉粒度越小。降落数值反应体系的黏度，与体系黏度成正比，降落数值越小淀粉水解程度越大，体系中酶活性强。陈成等研究表明，随着各系统粉粒度的减小，水分含量先升高后降低，总体上呈下降趋势，不同粒度范围之间差异显著[25]。刘强等使用快速黏度分析仪测量分析得出，小麦粉糊化温度随着小麦粉粒度的减小总体上呈降低趋势，而峰值黏度、峰谷黏度，最终黏度都呈上升趋势。这可能是由于小麦粉粒度减小，小颗粒小麦粉更容易吸水膨胀，糊化温度随之降低，同时水分子更容易进入小麦粉淀粉颗粒的无定形区，形成半透明黏稠糊状，小麦粉越容易糊化[26]。Blanchard等试验表明粒度较大的小麦粉淀粉峰值黏度更大一些[27]。AthinaLazaridou等研究表明，通过气流磨降低小麦粉的粒度，可以增加面团的弹性、抗变形性、硬度、黏附性、松弛时间以及拉伸黏度，同时降低淀粉的糊化焓[16]。WANG等也表示，较小粒度全麦粉在粉质、拉伸试验中测得的稳定时间较长和延展性及抗延伸性较好[28]。李逸鹤[10]表明，布勒实验磨和布拉本德实验磨制取的小麦粉，在110 μm～140 μm中等粒度范围内小麦粉品质和面团流变学特性最好，粒度小于85 μm的小麦粉品质最差。赵吉凯研究发现，全麦粉随着粉碎粒度减小，水分含量降低，白度和破损淀粉含量增加，不溶性膳食纤维和总膳食纤维含量降低，可溶性膳食纤维含量增加[29]。

4 小麦粉粒度对面制品的影响

随着小麦粉粒度的改变，小麦粉组分、小麦粉品质及小麦粉的理化性质也会变化，所以最终制成的面制品品质也会受粒度影响[30-31]。Kim等研究表明，大粒度小麦粉制成的面制品比较容易发生老化现象[32]。

陈志成指出，制作馒头用的小麦粉粒度要适宜，小麦粉粒度过大，虽然能提高馒头的挺立度，使之有弹性，但是大粒度会降低小麦粉的白度，从而影响成品馒头的外观光洁度；小麦粉粒度过小，虽然能提高小麦粉的白度，增加吸水率，但是破损过多会导致面团发黏，馒头不挺，馒头体积减小，影响馒头的商业价值。小麦粉粒度与馒头的弹性和起发性呈正效应，与馒头外观形状呈负效应[33]。甄云光表示，大于88 μm的小麦粉制作的馒头品质较好，但是小麦粉粒度过小制成的馒头容易发黏，而且馒头体积显著下降[34]。王远辉等对小麦粉粒度与馒头品质的关系作了进一步研究，筛分之后得到的75 μm～80 μm粒度的小麦粉制成的馒头比容大、外观力挺有光泽，内部网络结构均匀紧密，持气量高，与采用其他粒度小麦粉和原馒头粉制品相比，感官评分最高，并且测其质构（弹性、回复性、内聚性）指标表现较好，有良好的咀嚼性，硬度适中[35]。赵吉凯[29]发现180 μm中强筋小麦全麦粉馒头感官评价评分最高，且馒头比容、质构指标均达到最优标准。陈成等将布勒实验磨制成的小麦粉进行筛分制成馒头，研究表明，在 116 μm～129 μm 粒度区间的小麦粉发酵40 min～60 min制成的馒头感官评价得分最高、有较好的弹性，且表面光滑、内部结构紧致，气孔细小分布均匀[36]。

张杏丽指出，随着小麦粉粒度的减小，鲜湿面条色泽越来越好，面条硬度呈现下降趋势，109 μm～125 μm小麦粉制成的鲜湿面条品质评分最高，这时的面条的弹性、回复性、黏附性呈最大值[37]。李林轩[38]在研究中提到小麦粉粒度对挂面品质会产生影响，小麦粉粒度过大，面片亮度降低，面条色泽差，同时小麦粉粒度大相对表面积小，吸水时接触面小，涨润时间长，导致面团在成型时发黏，面筋网络结构较差，断条率增加。这与王震等[39]的研究结果相同，小麦粉粒度过小，破损淀粉含量增多，会降低面条的表面强度，增加挂面的煮蒸损失率。同时淀粉酶更易作用于破损淀粉，使面条黏性增大，韧性降低[38]。破损淀粉含量过高，会导致面条色泽变暗，赵君兰表示这可能一方面是由于高破损淀粉的小麦粉质地较为紧密，造成光反射效果减弱；另一方面是由于研磨过程中反复的挤压、剪切、剥刮导致温度升高引起的褐变[40]。这与杨艳虹等[22]研究结果相反。齐婧研究表明，不同粒度区间小麦粉制成的鲜湿面条吸水率和蒸煮损失率无明显差异，75 μm～80 μm粒度区间小麦粉制作的鲜湿面条二硫键含量最高、最佳蒸煮时间最短，感官评价中得分最高[41]。

Miller等指出，随小麦粉粒度减小，面团吸水率逐渐增大，同时烘焙面团的黏弹性增大[42]。蔡光荣指出，小麦粉粒度对饼干质量也会产生影响[43]。Wicher等[44]和Pullkki[45]都已经证实中等粒度小麦粉更适合烘焙。一般来说，软质小麦粉粒度小，破损淀粉含量少，适合做糕点。小麦粉粒度减小，蛋糕体积增大，酥饼口感疏松，结构细腻。但是粒度过分减小，破损淀粉含量增大，吸水量增大，面团发软，弹性降低，会对蛋糕产生不利影响，也会造成饼干硬而不酥脆，影响饼干花纹、形态和口感，容易黏牙。

5 总结与展望

小麦粉粒度改变，小麦粉中淀粉和蛋白组分随之改变。粒度对小麦粉基本指标也会产生一定影响，如：随粒度减小，小麦粉白度增大，降落数值减小，糊化温度降低等，同时不同粒度小麦粉制成的面制品品质也会有所差异。小麦粉粒度研究可指导小麦制粉行业生产配粉，同时为专用粉生产提供合适的粒度参数。

近年来，小麦制粉行业依然采用传统的筛分法进行粒度分级，气流分级技术没有广泛应用。大多数研究集中在单一粒度对小麦粉及面制品影响，但不同粒度配粉对面制品品质的影响研究较少。今后，还可深入研究小麦粉粒度对面制品品质的影响机理。