小麦淀粉特性与面条质量的关系

1、小麦淀粉特性与面条质量的关系董凯娜，张波，张影全，严军辉，魏益民*2012年面粉及挂面质量控制技术培训班年面粉及挂面质量控制技术培训班2012.8.3-6，北京，北京主要内容1.小麦淀粉特性2.淀粉特性的测定方法3.面条质量的评价方法4.淀粉特性与面条质量的关系5.小麦品种淀粉特性与面条质量的关系1.小麦淀粉特性1.1 小麦淀粉粒小麦淀粉颗粒呈圆形或椭圆形，但少数为无规则形状。小麦淀粉颗粒主要有两种类型：“A”型淀粉颗粒直径为2045m，呈扁豆状；“B”型淀粉颗粒直径小于10m，呈球形。小麦淀粉分直链淀粉和支链淀粉两种。（银永安等小麦胚乳A、B型淀粉粒分离纯化方法研究，麦类作物学报， 2010

2、，30(2)：271-275）1.1 小麦淀粉粒直链淀粉分子为线性，主要由-1, 4糖苷键连接，一般长6003000个葡萄糖单位。平均分子量约105D。支链淀粉分子是高度分支的葡萄糖多聚物，平均长度为600060000个葡萄糖单位，平均分子量约106D，每2026个-1,4糖苷键连接的葡萄糖基就有1个-1,6分支点。1.1 小麦淀粉粒直链淀粉和支链淀粉皆能溶于热水，但直链淀粉的水溶物不稳定。直链淀粉易于与碘结合，结合物的最大吸收峰在650nm附近。经碘染呈深蓝色，支链淀粉不易与碘结合，经碘染成紫色。淀粉粒在较低温度下通过氢键作用结合部分水分子，结构不发生变化。当温度上升到一定程度后，淀粉分子大

3、量吸收水分而发生急剧膨胀，分子结构被破坏，淀粉颗粒外围的支链淀粉被胀裂，内部的直连淀粉分子游离出来，悬浮液变成粘稠状，这种现象称为淀粉的糊化。淀粉粒膨胀时的温度称为糊化温度，小麦淀粉的糊化温度为65-67.5。1.2 淀粉的糊化特性淀粉糊化的过程：（1）当温度小于初始糊化温度时，游离水进入颗粒的非结晶区，淀粉颗粒有限的膨胀；（2）当温度大于初始糊化温度且小于最终糊化温度时，大量水分进入颗粒的非结晶区和部分结晶区，部分晶体崩解，淀粉分子伸展，颗粒剧烈膨胀；（3）当温度大于最终糊化温度时，淀粉完全糊化，颗粒的晶体区完全解体，进入溶液的直链淀粉分子较多，淀粉颗粒有所收缩或分解，粒径变大。影响淀粉糊化

4、特性的因素包括内因和外因两个方面。内因主要为淀粉的来源、直链淀粉含量、支链淀粉的分支程度、分子量、聚合度、淀粉颗粒尺寸及粒径分布、淀粉颗粒的三维结构以及淀粉酶的活性等。外因主要为淀粉糊化时的加水量、压力、加热温度以及加工过程中加入的添加剂等。1.3 淀粉的膨胀特性淀粉在加热时，淀粉悬浊液的糊化粘度在很大程度上取决于淀粉的膨胀能力，淀粉的膨胀势与面条品质密切相关。表示淀粉膨胀特性的参数有膨胀势和膨胀体积等。淀粉膨胀特性能反映淀粉悬浮液在糊化过程中的吸水特性和在一定条件下离心后的持水能力。2.淀粉特性的测定方法2.1 淀粉含量的测定测定原理是试样除去脂肪及可溶性糖类后，其中-淀粉经淀粉酶水解成双糖

5、，双糖再水解成具有还原性的单糖，最后按还原糖测定，折算成淀粉。国家标准GB/T 5514-2008 粮油检测 粮食、油料中淀粉含量测定。其它参考方法： AACC的方法(76.13)2.2 直链淀粉含量的测定直链淀粉含量测定的主要方法是碘比色法，原理是根据碘与直链淀粉作用产生蓝色，与支链淀粉作用产生红紫色，而淀粉则随两种组分含量的不同而呈现不同程度的蓝紫色，用比色法可测出样品中两种组分的含量，其操作过程比较复杂费时。2.2 直链淀粉含量的测定国际标准ISO 6647-2 -2007稻米直链淀粉含量测定第 2 部分常规方法，此法可缩短检测时间，简便检测过程。国家标准GB/T 15683-2008大

6、米直链淀粉含量的测定。农业部标准NY/T 83-1988米质测定方法。其它常用方法：伴刀豆球蛋白法、碘亲和力滴定法、双波长法、近红外分析法等。2.3 淀粉糊化特性的测定国家标准GB/T 14490-2008 粮油检测 谷物及淀粉糊化特性测定-粘度仪法。2.4 淀粉膨胀势和膨胀体积的测定面粉膨胀势反映淀粉吸水能力的一个指标，指淀粉样品加水调和后在特定温度和时间内形成胶状，在离心并校准可溶性干物质后，每克干淀粉所回收的淀粉膨胀沉淀物的重量。面粉膨胀体积是指少量的面粉与水混合，然后加热，最后测量淀粉胶的体积。测定步骤可以参考CrosbieThe relationship between starch

7、 swelling properties, paste viscosity and boiled noodle quality in wheat flours。3.面条质量的评价方法3.1 感官评价感官评价要素主要包括：色泽、表观状态、软硬度、弹性、粘性、口感光滑性、食味。感官评价体系主要包括感官评价标准和感官质量要素权重。感官评价标准是评价员进行感官质量要素评价时的依据。感官质量要素权重是反映人们对质量要素的重视程度。目前感官评价主要参考行业标准SB/T 10137-93。3.2 仪器检测仪器检测要素主要有色值、色值稳定性、硬度、弹性、粘性等。色值采用L*、a*、b* 表色系表示，L*值代表

8、亮度， a*值代表红绿度，b*值代表黄蓝度。色值稳定性是指面条在一定时间内色值的变化程度。测定面条色值的主要是色差仪。测定面条质构的仪器最常用的是质构仪。3.2 仪器检测质构仪通过探头受到的力和样品形变模拟人们在品尝食物时感觉器官的感知程度。质构仪有三种模式：拉伸模式、剪切模式和Texture Profile Analysis（TPA）模式，其中TPA模式最接近人们牙齿咀嚼状态，较为常用。通过质构仪测定可以得到面条的一系列质构参数如硬度、弹性、粘性等。4.淀粉特性与面条质量的关系4.1总淀粉含量与面条质量要素的关系总淀粉含量与面条各质量要素之间的关系结论不一致。王宪泽等的研究结果显示总淀粉含量

9、与面条总评分之间呈极显著正相关(r=0.4829，p0. 01)。（王宪泽等部分山东小麦品种面粉粘度性状及其与面条品质相关性的研究. 中国粮油学报，2004,19(6):8-10）师俊玲等的结果显示淀粉含量与面条光滑性呈极显著负相关(r=-0.9158，p0.01)，与面条的表观状态呈显著负相关(r=-0.7155，p0.05)，与食味呈显著正相关(r=0.7104，p0.05)，与总评分之间无显著相关性。（师俊玲等蛋白质和淀粉含量对面条品质的影响研究. 郑州工程学院学报，2001,22(1):32-35）4.2 直链淀粉含量与面条质量要素的关系直链淀粉含量与面条质量要素之间的关系结论不一致。

10、宋健民等对3 个地点13 个品种的淀粉理化指标及其与面条评分进行了相关分析，得出直链淀粉含量与面条总评分之间呈极显著负相关关系(r=-0.54, p0.01)。（宋健民等小麦籽粒淀粉理化特性与面条品质关系研究. 中国农业科学，2008,41(1):272-279）章邵兵等利用糯小麦淀粉配粉改变面粉直链淀粉含量，得出直链淀粉含量与面条硬度、粘结性之间呈显著正相关关系(r=0.8876和0.9580, p0.05) 。（章绍兵等直链淀粉含量对面粉糊化特性及面条品质的影响. 河南工业大学学报(自然科学版)，2005,26(6) :9-12）4.3 淀粉糊化特性与面条质量要素的关系在峰值粘度、低谷粘度

11、、最终粘度等一系列糊化特性参数中，峰值粘度对面条品质的影响最大，且是正向影响作用。Crosbie 的研究结果表明淀粉的峰值粘度和面条的柔软度、粘弹性和总评分之间呈显著的正相关(r=0.77、0.69和0.77，p0.05)。（ G.B.CrosbieThe relationship between starch swelling properties, paste viscosity and boiled noodle quality in wheat flours.Cereal Sci, 1991, 13 (2)：145-150）4.4 膨胀势和膨胀体积与面条质量要素的关系膨胀势和膨胀体积与

12、面条质量要素呈极显著正相关。宋健民等在小麦籽粒淀粉理化特性与面条品质关系研究中得出膨胀势与面条的总分之间呈极显著正相关(r=0.666, p0.001)。 （宋健民等小麦籽粒淀粉理化特性与面条品质关系研究. 中国农业科学，2008,41(1):272-279）刘建军等在小麦品质性状与干白面条品质参数关系的研究中得出膨胀体积与面条的总分之间呈极显著正相关(r=0.32, p0.01)。（刘建军等小麦品质性状与干白面条品质参数关系的研究.作物学报,2002,28(6): 738-742）5 小麦品种淀粉特性与面条质量的关系5.1 材料选用自河南、陕西、江苏、宁夏、山东5个省市育成品种和高代品系，共

13、100份小麦样品，分别制粉，制作成挂面。5.2 测定方法总淀粉含量测定：参考AACC的方法(76.13)。直链淀粉含量测定：采用伴刀豆球蛋白法测定直链淀粉在总淀粉中的百分含量。面粉糊化特性测定：面粉糊化特性的测定参照GB/T 14490-2008。面条制作：参考SB/T 10137-93。面条感官评价：参考SB/T10137-93。评价项目为色泽（10分）、表观状态（10分）、软硬度（20分）、粘性（25分）、弹性（25分）和口感光滑性（5分）。面条质构：TPA模式， A/LKB-F模头，测定指标为硬度、粘着性、弹性、粘聚性、咀嚼性、回复性。5.3 结果分析5.3.1淀粉特性间的相关性分析 直

14、链淀粉含量、总淀粉含量及各个糊化特性参数间的简单相关如下表所示。特性指标总淀粉含量直链淀粉含量起始糊化温度峰值粘度低谷粘度最终粘度降落值回生值总淀粉含量1.00直链淀粉含量0.2011.00起始糊化温度0.205-0.041.00峰值粘度0.320*0.0040.427*1.00低谷粘度0.344*-0.0210.399*0.983*1.00最终粘度0.344*0.0240.424*0.946*0.950*1.00降落值0.1430.0870.393*0.756*0.623*0.642*1.00回生值0.309*-0.040.356*0.967*0.979*0.932*0.635*1.00从上

15、表结果分析可知，总淀粉含量与淀粉糊化特性参数中除起始糊化温度之外的其它参数有显著相关性，因此为了避免总淀粉含量对淀粉糊化特性的影响，在以下的分析中把糊化特性参数换算为单位淀粉的糊化特性参数。5.3.2 小麦淀粉特性与面条质构特性的关系5.3.2.1相关性分析硬度粘着性弹性粘聚性咀嚼性回复性总淀粉含量-0.003-0.048-0.0220.321*0.0480.249*直链淀粉含量0.058-0.1700.0320.228*0.0990.233*直/支比例0.053-0.1620.0240.226*0.0940.232*起始糊化温度0.392*0.1020.159-0.1240.400*-0.0

16、42单位峰值粘度0.343*-0.102-0.0080.0730.353*0.093单位低谷粘度0.335*-0.118-0.0410.0860.342*0.090单位最终粘度0.321*-0.066-0.0340.0870.330*0.105单位降落值0.268*-0.0080.111-0.0050.288*0.075单位回生值0.288*-0.095-0.0620.0430.282*0.0695.3.2.2 回归分析 从相关性分析可知，面条硬度、粘聚性、咀嚼性和与淀粉特性之间达到了显著的水平，因此，对淀粉特性指标中的9个指标与面条硬度、粘聚性、咀嚼性之间进行多元回归分析。回归方程为： Y(

17、硬度)=-23.73+0.703X3(起始糊化温度)+0.035X5(单位峰值粘度) Y(粘聚性)=0.6760.003X3(起始糊化温度)+0.001X1(总淀粉含量) Y(咀嚼性)=-13.804+0.406X3(起始糊化温度)+0.021X5(单位峰值粘度) 回归方程表明，淀粉糊化特性指标中起始糊化温度、峰值粘度是面条硬度重要的影响要素。即淀粉糊化特性的起始糊化温度、峰值粘度值越大，面条硬度越大。因此，淀粉糊化特性是影响面条硬度的重要因素之一。同理可以解释回归方程和 。5.3.3 小麦淀粉特性与面条感官质量的关系5.3.3.1 相关性分析色泽表观状态硬度粘性弹性光滑性总评分总淀粉含量0.

18、271*0.309*0.2050.0630.277*0.319*0.341*直链淀粉含量0.032 0.050 0.182 0.172 0.395*0.153 0.279*直/支比例0.0300.0580.1730.1720.396*0.1540.277*起始糊化温度-0.1180.076-0.104-0.0590.0530.111-0.059单位峰值粘度0.073 0.457*0.0050.0980.358*0.327*0.258*单位低谷粘度0.1300.478*0.0030.0980.357*0.342*0.282*单位终值粘度0.1150.472*0.0170.0590.351*0.3

19、15*0.267*单位崩解值-0.1490.251*0.0140.0720.264*0.1780.104 单位回生值0.146 0.478*0.0140.107 0.359*0.347*0.295*5.3.3.2回归分析 由于面条感官评价的表观状态、弹性、光滑性和总评分与淀粉特性之间达到了显著或极显著的水平，因此，对淀粉特性指标中的9个指标与面条表观状态、弹性、光滑性和总评分之间进行多元回归分析。回归方程为： Y(表观状态)=7.11+0.022X6(单位低谷粘度) Y(弹性)=9.212+10.228X3(直/支比例)+0.059X9(单位回生值) Y(光滑性)=1.201+0.006 X9

20、(单位回生值)+0.024 X1(总淀粉含量) Y(总评分)=102.939+0.480X1(总淀粉含量)+0.136X9(单位回生值)1.334X4(起始糊化温度)+0.327X2(直链淀粉含量)5.3.4 不同等级面条小麦品种淀粉品质的比较根据面条感官评价项目及评分标准，并结合感官评价结果对感官质量要素进行分级。面条色泽评分分为五个等级(0 2分、2 4分、4 6分、6 8分、8 10分)。对不同等级色泽面条之间的淀粉特性做方差分析，结果如下表所示。5.3.4.1 不同面条色泽等级的小麦品种淀粉品质注：a、b、c标注表示同组数据里每两个数据间的差异性，下表同。主要品质性状面条色泽评分02分

21、24分46分68分810分品种数6462346总淀粉含量() 78.78a81.08a79.20a80.49a81.85a直链淀粉含量()35.03a34.32a36.69a35.49a35.88a直/支比例0.54a0.53a0.58a0.55a0.56a起始糊化温度()63.68a63.275a63.27a63.31a63.09a单位峰值粘度(BU/g)32.17a45.40a50.09a46.06a41.71a单位低谷粘度(BU/g)21.56a29.87a36.73a34.19a30.92a单位最终粘度(BU/g)41.50a56.08a67.51a63.47a56.11a单位降落值(

22、BU/g)10.59a15.25b13.31ab11.83ab10.78ab单位回生值(BU/g)23.74a27.67a38.43a36.43a32.54a面片的色泽 L*80.09a82.47b82.72b84.11bc85.34c面片的色泽a*1.33a-0.61b-0.24b-1.04b-0.79b面片的色泽 b*19.12a20.60ab21.86ab22.58b20.16ab5.3.4.2 不同面条表观状态等级的小麦品种淀粉品质主要品质性状面条表观状态评分46分68分810分品种数35923总淀粉含量()77.96a80.93ab81.85b直链淀粉含量()32.16a36.14a

23、35.02a直/支比例0.48a0.57a0.55a起始糊化温度()62.97a63.14a63.43a单位峰值粘度(BU/g)26.62a40.55ab52.07b单位低谷粘度(BU/g)17.38a29.15ab40.07b单位最终粘度(BU/g)32.56a53.40ab73.90b单位降落值(BU/g)9.24a11.37a11.95a单位回生值(BU/g)19.49a30.80ab41.59b5.3.4.3 不同面条硬度等级的小麦品种淀粉品质主要品质性状面条硬度评分816分1620分品种数1273总淀粉含量()79.92a81.25a直链淀粉含量()34.49a35.89a直/支比例

24、0.53a0.56a起始糊化温度()63.26a63.20a单位峰值粘度(BU/g)40.63a43.27a单位低谷粘度(BU/g)29.37a31.77a单位最终粘度(BU/g)54.61a58.22a单位降落值(BU/g)11.23a11.47a单位回生值(BU/g)31.33a33.34a5.3.4.4 不同面条粘性等级的小麦品种淀粉品质主要品质性状面条粘性评分1520分2025分品种数4243总淀粉含量()81.02a81.08a直链淀粉含量()35.05a36.32a直/支比例0.55a0.57a起始糊化温度()63.17a63.25a单位峰值粘度(BU/g)39.73a45.80a

25、单位低谷粘度(BU/g)28.78a33.86a单位最终粘度(BU/g)54.00a61.11a单位降落值(BU/g)10.91a11.92a单位回生值(BU/g)30.23a35.65a5.3.4.5 不同面条弹性等级的小麦品种淀粉品质主要品质性状面条弹性评分515分1525分品种数2164总淀粉含量()79.62aA81.49bA直链淀粉含量()33.62aA36.38bB直/支比例0.51aA0.58bB起始糊化温度()63.11aA63.25aA单位峰值粘度(BU/g)33.93aA45.62bB单位低谷粘度(BU/g)24.10aA33.66bA单位最终粘度(BU/g)44.95aA

26、61.59bA单位降落值(BU/g)9.83aA11.92bA单位回生值(BU/g)25.65aA35.31bB5.3.4.6 不同面条光滑性等级的小麦品种淀粉品质主要品质性状面条光滑性评分23分34分品种数1768总淀粉含量()79.30aA81.48bA直链淀粉含量()34.96aA35.88aA直/支比例0.54aA0.56aA起始糊化温度()63.14aA63.23aA单位峰值粘度(BU/g)34.64aA44.90bA单位低谷粘度(BU/g)24.05aA33.23bA单位最终粘度(BU/g)45.63aA60.65bA单位降落值(BU/g)10.58aA11.64aA单位回生值(BU/g)26.43aA34.67bA5.3.5 优质面条对小麦品种淀粉品质的要求主要品质性状面条总评分60分(极差)6065分(差)6570分(较良)7075分(良)7580分(较优) 80分(优)品种数441024349总淀粉含量(%)76.81a79.35ab80.65bc81.29bc81.24bc82.88c直链淀粉含量(%)30.20a38.29b34.82b35.64b35.77b37.82b直/支比例0.4