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小麦粉损伤淀粉及其测定
——郑家丰北京市粮食科学研究所
小麦加工成面粉过程中,由于磨粉机磨辊的切割、挤压等机械力的作用,
不可避免的会使面粉中的淀粉内部结构和外表形状受到伤害,出现裂纹和碎
片,受到伤害的淀粉粒称为损伤淀粉。淀粉损伤会影响面粉的品质。改变面
粉的流变学特性,增加面粉吸水率,提高酶的敏感性,降低对水解酶的抵抗
力,加大面粉可消化性和可溶性组分的提取率,还会对其面制食品的品质造
成一定的影响。
早在1879年人们已注意到淀粉损伤的现象,1925年观察到用冷水提取面
粉时,直链淀粉数量和淀粉粒数目的增多的现象。近年来通过对损伤淀粉研
究,其特性有了进一步了解,由于损伤淀粉引起面粉吸水率增加和对α和β
淀粉酶敏感性提高与烘培业经济利益有很大的关系,引起面粉加工业和烘焙
业的很大兴趣。
小麦淀粉粒
小麦由外层麸皮和内部胚乳构成,胚乳富含大量淀粉质的组分。淀粉是
以淀粉粒形式埋存在蛋白质的基质之中,淀粉粒有一定结构组织,内部的直
链淀粉和支链淀粉分子整齐排列在淀粉粒中,形成层状结构,外层由蛋白质
膜包裹,由于淀粉粒内部整齐有序的分子排列结构,在光学显微镜下可以看
到纹理和脐点,在偏振光显微镜下可以看到双折射马耳它十字条纹(maltese
cross),见图3。这些现象说明淀粉粒内部有类似晶体组织结构,有整齐的
分子排列。如果在外力作用下,这种结构会发生破坏或变化,从而改变了面
粉的特性。
图1光学显微镜下小麦淀粉粒图
小麦淀粉粒有两种,一种是大颗粒的小麦淀粉,直径15-50mm,大都呈扁
圆形,也有不规则的椭圆形,另一种是小颗粒的小麦淀粉,直径2-8mm,
呈圆形和卵圆形,见图1、图2。
图2显微镜下小麦淀粉粒图
图3淀粉双折射马耳它十字条纹(maltesecross)
在小麦淀粉加工业,把大颗粒淀粉称为A淀粉,在水中易于沉淀,小颗粒
淀粉称为B淀粉。A淀粉约占淀粉总量的85%,B淀粉约占15%。
淀粉粒浸泡在水中,会吸水膨胀,增大淀粉粒的体积。完整未损伤的淀粉粒
在常温下饱和吸水量约为淀粉重量的40%,而损伤淀粉吸水量根据淀粉的
损伤程度可达到80-100%,如果小麦淀粉水悬浮液加热,吸水量会加大。
当温度上升到淀粉糊化温度时,淀粉粒开始大量吸水,膨胀、破裂而解体,
淀粉粒内部的淀粉分子溢出与水发生水合作用。这时淀粉粒的折射十字条纹
消失。继续上升温度,所有的淀粉粒会全部破裂生成淀粉糊,粘度迅速上升。
利用淀粉粘度计,可以观察到淀粉水悬浮液加热糊化过程的粘度变化曲线。
如果糊化后的淀粉糊降温,其粘度值会渐渐上升。
影响淀粉损伤的因素:
淀粉损伤程度与小麦的类型,磨粉设备,加工工艺,面粉粒粗细度等因素
有关。
1、小麦硬度是影响淀粉损伤的重要因素。硬质小麦蛋白质与淀粉粒之间的
结合力强,结构紧密,质地坚硬;软质小麦蛋白质与淀粉粒之间结合力弱,
结构与质地松软,胚乳中存在空气间隙。加工过程,受到磨辊的机械力作用,
硬麦易于产生损伤淀粉,而软麦所产生的损伤淀粉明显低于硬麦。硬麦小麦
加工的面粉损伤淀粉值15-23UCD,而软麦面粉损伤淀粉值8-12UCD。
2、磨粉机磨辊类型:小麦生产线上,皮磨使用齿辊,心磨使用光辊,资料
介绍:光辊对淀粉损伤的作用大于齿辊,但也有资料介绍光辊与齿辊所产生
的损伤淀粉相似,使用高速锤式磨(撞击松粉机)粉碎小麦,其损伤淀粉比
其它形式磨辊低。
3、加工工艺:从小麦生产线上分别取得不同粉路的面粉,其淀粉损伤程度
是不同的。一般来说,心磨系统的损伤淀粉高于皮磨系统。因为心磨系统得
到的物料已经过多次碾磨,因此损伤程度加大。
4、面粉粗细度:面粉的粗细度表示了小麦加工过程研磨的程度。一般来说,
面粉越细,其损伤程度也越大。目前,我国不少面粉厂为了降低灰分,增加
白度,配备筛绢较密,所生产的面粉细度高,因此淀粉损伤程度也随之上升,
高损伤淀粉的面粉会明显改变面粉特性,应引起我们注意。
损伤淀粉测定法
损伤淀粉测定方法很多,但从测定原理区分有酶解法和碘吸收两种。
酶解法是利用损伤淀粉对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