小麦加工过程中淀粉损伤的原因及预防

小麦加工过程中淀粉损伤的原因及预防

小麦粉末损失是指小麦在制作粉末过程（或其他过程）中受到磨粉机和磨辊的切割、压缩、摩擦和其他机械力的影响，导致颗粒表面破裂和碎片，从而破坏内部的晶体结构。这种不完整的颗粒被称为损坏淀粉或破坏淀粉。损伤淀粉不仅仅是淀粉的一种变化,而且也是一系列不同技术检测结果的反映;广义上,可理解为淀粉结构所发生的任何变化,也可理解为淀粉结构所发生的特定变化。损伤淀粉呈现以下特性:容易被刚果红和碘着色、双折射现象消失、冷水提取物(主要是直链淀粉)增加、对酶反应的易感性及吸水能力增强1面团损伤淀粉损伤淀粉含量对面粉面团流变学特性有比较复杂的影响。随着损伤淀粉含量的增加,面团的吸水率增加,稳定时间先增加、后下降,不同硬度的面粉出现拐点的值不同:一般软麦损伤淀粉含量在15UCD,中等硬度的面粉损伤淀粉含量在24UCD,硬质小麦粉的面粉损伤淀粉含量在26UCD。损伤淀粉对面团的形成时间、弱化度没有明显的影响。随着损伤淀粉含量增加,面团的延伸度会下降,但拉伸阻力会增加,而延伸性则有减小的趋势,粉力也有增加的趋势损伤淀粉对RVA特征曲线的各种指标影响很大。随着损伤淀粉含量的增加,峰值黏度(PeakViscosity,PV)逐渐下降,糊化温度(PeakTemperature,PT)逐渐下降,最终黏度(FinalVisco,FV)逐渐下降,但是对崩解值(BreakDown,BD)以及回复值(Setback)的影响规律不明显。1.1发酵过程中面包的加工工艺由于小麦粉的吸水率随淀粉损伤率增加而上升,同时也因为小麦粉中的破损淀粉易受淀粉酶水解产生麦芽糖,而麦芽糖又是面团发酵阶段酵母的底物;因此小麦粉中的破损淀粉含量必然对面包的制作产生一系列影响,诸如:面团吸水率、产气能力、面包比容、面包的柔软性、结构、色泽等。研究发现:在传统的长时间发酵制作面包的发酵过程中,小麦粉中存在的糖类先被酵母发酵,然后酵母再作用于破损淀粉水解而产生的麦芽糖继续发酵。在破损淀粉不足的情况下,不能有足够的产气量,制作出的面包体积较小,并且结构较差;但破损淀粉含量过多也会产生一系列问题,要想生产出较理想的面包,需要足够的水和蛋白质以提供充分的面筋薄膜以覆盖淀粉粒,膨胀的破损淀粉粒因其表面积增大,则需较多的蛋白质含量。1.2软麦粉和小麦粉的用量破损淀粉对糕点、饼干制作的影响研究表明:破损淀粉对糕点、饼干生产的影响主要在吸水率,与其酶活性无关。在糕点或饼干生产过程中,烘焙后的产品中水分含量仅有2%~3%,因而需破损淀粉含量和吸水量均较低的小麦粉做原料,故一般选软麦粉。在蛋糕生产中也需要破损淀粉含量较低的软麦粉,但在高比配方中除外,较高的破损淀粉含量可以提供产品合适的黏度。1.3馒头硬度、弹性的变化损伤淀粉含量增加,馒头的感官评分先增加后降低,表面色泽、内部结构、弹性和柔软性的评分先增加后降低,表面结构的评分逐渐增加;馒头的TPA硬度先降低后升高,TPA弹性先增加、后降低,馒头的硬化速度逐渐降低。软麦粉制作馒头时,损伤淀粉含量的最佳范围是14.5~17.5UCD,中等硬度小麦粉的损伤淀粉含量最佳范围是18~22UCD,损伤淀粉含量过高、过低馒头的评分均比较低1.4组织质量指标面条总评分随损伤淀粉含量增高而降低,损伤淀粉含量低的面条口感爽滑,组织细腻,透明感强,咀嚼性好,品质好;随着损伤淀粉含量增加,面条颜色加深,黏性减小,适口性差,食用品质差。损伤淀粉的少量增加,可以提高面条的韧性,面条的吸水率增加,产量增加。2面团发酵的反应机理损伤淀粉含量对面粉食用品质的影响,主要表现在两方面:(1)面团吸水率增大,这一影响是巨大的;(2)使淀粉对淀粉酶反应的敏感性增加,这一作用也是影响面粉烘焙品质和蒸煮品质的重要因素之一。其作用机理是:破损淀粉在α-淀粉酶作用下分解为极限糊精,极限糊精在β-淀粉酶的作用下又被分解为麦芽糖,而麦芽糖又正是面团发酵过程中酵母的食料。具体反应如下:在不加糖的情况下,酵母菌仅靠面粉中含量约0.5%的葡萄糖、果糖和蔗糖进行发酵;当面团中原有糖物质被消耗到一定程度时,酵母菌的发酵速度下降。这时,反应初阶段面粉中的淀粉在α-淀粉酶作用下水解为糊精,继而被β-淀粉酶水解产生的2%~3%的麦芽糖开始为酵母菌所利用。麦芽糖在酵母菌分泌的麦芽糖酶的作用下,被分解成二分子葡萄糖,而酵母的发酵过程正是利用葡萄糖、果糖这类单糖发酵产生二氧化碳气体来使面团臌胀的。如果上述反应中,没有麦芽糖的存在,发酵将停止下来,面团中不能产生足够的二氧化碳气体,面团不能充分膨胀自然就做不出好食品。在面团发酵过程中,因受淀粉酶解作用,破损淀粉粒进一步被破坏,高分子不可溶性淀粉被部分酶解,改变了水亲合性,成为胶体淀粉,从而面团中小气室壁的延伸性增加,在烘烤和蒸制时随CO但是,过量的上述酶解反应又会影响面团的食用品质,若上述反应过于强烈,则会产生大量剩余低糖和糊精,致使面团在烘烤或蒸制时内心质地太软而无法支撑较大面积,最终使得面包或馒头体积过小;另一方面,在发酵和烘焙或蒸制过程中切断太多淀粉分子链,产生大量的由几个葡萄糖为单位的糊精,以至于未被作用的剩余部分不足以在糊化过程中结合面团中的水分,而使所做食品中心黏度增加而造成过黏。面粉中,α-淀粉酶不能作用于完整的淀粉颗粒而使之分解产生麦芽糖,因此面粉中破损淀粉的含量和α-淀粉酶的量及活性都是影响面团发酵的决定因素。对于某种特定面粉来说,在一定的食品制作条件下,面粉中α-淀粉酶的量和活性则都是确定了,此时破损淀粉的含量便显得尤为重要。综上所述,最终对面团发酵起作用的是麦芽糖,麦芽糖的量是影响面团发酵的重要因素之一,麦芽糖量太多、太少都会影响面团品质馒头和面包的面团在制作和发酵过程中有很多不同,(1)馒头制作时加水量较小40%~50%,而面包则为60%左右;(2)面团发酵时间不同,但整个发酵机理应是相同的,因而麦芽糖对之影响也应是相同的。但因馒头发酵时间较短,发酵所需的麦芽糖量也相应会少一些,故对破损淀粉含量的要求也会低一些。由于面条类食品没有发酵过程,因而不需要损伤淀粉。3影响因素：损失淀粉含量的影响因素3.1小麦硬度的影响在相同的加工条件下,硬麦比软麦能产生更多的损伤淀粉,前者较后者高出20%左右。3.2影响研磨道数随研磨道数增加,皮磨系统损伤淀粉值明显增加,并呈线性增加趋势,心磨系统损伤淀粉值也增加,但不如皮磨系统明显。3.3研磨强度的影响切割研磨强度增加,损伤淀粉值增加,心磨系统增幅较皮磨系统大。3.4面粉粒度的影响面粉粒度减小,损伤淀粉值增加,且增幅较大,基本呈线形增加趋势,各系统增幅相近,面粉粒度所能穿过的筛孔孔径每减小14~18μm(如从CB50变为CB54),损伤淀粉值增加13%左右。3.5光辊与齿辊之间的影响齿辊比光辊能产生较多的破损淀粉,但差距不大。3.6撞击机的影响撞击对破损淀粉的影响较研磨轻,正常生产情况下影响很小,连续撞击会增加损伤淀粉,增加到一定程度,变化缓慢,但是对粒度较小的物料作用效果较差,初期每撞击一次,破损淀粉含量可以增加约3%4破坏淀粉测定4.1损伤淀粉的测定利用损伤淀粉对α-淀粉酶敏感性高,易于被水解成还原糖的原理,在一定温度、pH、酶活性条件下,α-淀粉酶作用于面粉样品,使淀粉分解成还原糖,根据生成还原糖的数量,计算出损伤淀粉。根据还原糖测定方法的不同,又分为法兰德法、滴定法、比色法、分光光度法、旋光法、液相色谱法、酶联呈色法等,其中滴定法和分光光度法分别为美国谷物化学协会AACC75-30和AACC75-31标准,酶联呈色法为世界谷物科学协会ICC164标准。4.2损伤淀粉检测利用损伤淀粉易于吸收游离碘的原理,在一定浓度游离碘溶液中,被损伤淀粉所吸收的碘越多,残留的游离碘越少,根据残留的游离碘浓度,计算出损伤淀粉,残留的游离碘浓度越低,表示淀粉损伤越严重。该测定法采用了法国Chopin(肖邦)公司的RFT损伤淀粉测定仪或SD4损伤