白糯小麥粉與糯米粉物化特性的比較

井月欣 董海洲 吳 澎 劉傳富 郭玉秋

(山東農業(yè)大學食品科學與工程學院，泰安 271018)

普通小麥淀粉含有20%～30%的直鏈淀粉和70%～80%的支鏈淀粉，如果小麥淀粉中不含直鏈淀粉或直鏈淀粉含量很低(<1%)，則稱其為全糯質小麥[1]。自然界存在自然變異形成的糯性水稻、玉米、高粱等谷類作物，但不存在糯性小麥，糯性小麥是人工培育的。Nakumara等[2]首次通過人工雜交的方式育成了糯小麥。糯小麥粉含有90%以上的支鏈淀粉和獨有的面筋蛋白，使面團具有獨特的理化特性。一些學者研究表明單一的糯小麥粉并不適合制作面包、饅頭、面條等主食品，而在普通小麥粉中加入適當的糯小麥粉可以提高面條、饅頭、面包和餃子皮的品質，不同食品配粉的適宜比不同[3-4]。

與糯米粉相比，糯小麥粉不僅含有獨特的面筋蛋白且制作的糯粉團的黏性小。目前市場上全糯性食品都是以糯米粉為原料制作的，其原料單一，食品中蛋白質含量低，特別是缺乏人體必需氨基酸之一的賴氨酸，且制作的食品黏性較大，不利于消化，而糯小麥粉可以彌補糯米粉的以上缺陷。因此將糯小麥開發(fā)為傳統糯米的替代品具有重要意義。目前，國內外研究多集中于糯小麥淀粉的吸水性、膨脹特性、糊化特性及糯小麥粉與普通小麥粉混合后的品質特性等方面[5-7],而對于糯小麥粉物化性質的研究較少。本試驗比較了白糯小麥粉與糯米粉物化特性的差異，旨在為白糯小麥粉在糯性食品中的應用奠定一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

白糯小麥(N120027)：2011年山東農業(yè)大學研制；普通小麥粉(特一粉)：山東泰安面粉廠；糯米粉：市售，過100目篩；α-淀粉酶：酶活力2 000 U/g；葡萄糖淀粉酶：酶活力120 000 U/g。

1.2 主要儀器與設備

臺式高速離心機(TG 1650-WS系列)：上海盧湘儀離心機儀器有限公司；紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；RVA-Eritm黏度分析儀：瑞典波通儀器公司；JMFB70X30型實驗室小麥磨粉機：國家糧食儲備局成都糧食儲藏科學研究所；DSC-200PC差示掃描熱量儀：耐馳科學儀器商貿上海有限公司。

1.3 試驗方法

白糯小麥制粉的工藝流程：白糯小麥→篩選→潤麥→磨粉→白糯小麥粉。

1.3.1 主要成分的測定

水分含量的測定：烘箱干燥法，參照GB/T 12087—2008烘箱法測定；粗蛋白含量的測定：參照GB 5009.5—2010凱氏定氮法《食品中蛋白質的測定》；粗淀粉含量的測定：參照GB/T 5009.9—1985的方法；粗脂肪的測定：參照GB/T 5009.6—2003 索氏抽提法《食品中脂肪的測定》；灰分的測定：550 ℃灼燒法，參照GB/T 5505—2008《糧油檢驗 灰分測定方法》。

1.3.2 白糯小麥粉與糯米粉溶解度和膨脹度的測定[8]

精確稱取1 g(以無水物計，干基質量)粉放入帶塞有刻度的離心管中，加水定容成50 mL，在恒溫水浴鍋上分別在50、60、70、80、90 ℃下振蕩加熱30 min后，以3 000 r /min離心20 min，將上清液水浴蒸干，于105 ℃下繼續(xù)烘干至恒重，得到被溶解淀粉量，稱重(A/g) ，由離心管中的膨脹淀粉質量(P/g)，計算其膨脹度。

溶解度=(A/1)×100%

膨脹度/g/g=P/(1-A)

1.3.3 白糯小麥粉與糯米粉糊化特性的測定

按照GB/T 24853—2010的方法，利用快速黏度分析儀測定白糯小麥粉與糯米粉的的糊化特性。

1.3.4 白糯小麥粉與糯米粉糊透明度及其穩(wěn)定性的測定[9]

稱取一定量的樣品配成0.5%的淀粉乳，取50 mL于100 mL燒杯中，置沸水浴中加熱，攪拌15 min并保持淀粉糊體積，冷卻至25 ℃和4 ℃，搖勻后，用分光光度計進行測定(以蒸餾水作參比，在650 nm波長下測定糊的透光率)。將2種溫度的樣品分別放24、48、72 h后再測定其透光率。

1.3.5 白糯小麥粉和糯米粉持水性能的測定

參照AACC方法56-20略有改進，稱取干重0.3 g的樣品置于預先稱好的離心管A(g)中，加入蒸餾水30 mL，分別在室溫(25 ℃)和加溫到70、80、90 ℃恒溫水浴鍋內攪拌1 h后，以3 000 r/min離心20 min，傾去上清液后稱重B(g)，來計算持水能力。

1.3.6 白糯小麥粉與糯米粉消化性的測定[10]

稱取500 mg樣品(干基) 放入具塞試管中，加入25 mg瓜爾豆膠混勻，加入 30 mL pH 5.2的醋酸鹽緩沖溶液，混勻，沸水浴30 min，冷卻至37 ℃，置于37 ℃恒溫搖床上平衡10 min(200 r/min)，加入4 mL豬胰α一淀粉酶(290 U/mL) 和 1 mL葡萄糖淀粉酶(2 500 U/mL)，水解20、120 min，取樣1 mL,加入10 mL的66%乙醇滅酶，離心，取上清液，采用DNS法測定葡萄糖含量：取 2 mL樣品液，加入 1.5 mL DNS混勻，沸水浴5 min，冷卻3 min，補足水分至20 mL，以蒸餾水為空白對照，540 nm波長下測各管的吸光度。

標準曲線的繪制：準確稱取80 ℃烘干至恒重的分析純葡萄糖100 mg，用蒸餾水配制成1 mg/mL的葡萄糖標準溶液，取7個具塞刻度試管，分別加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL的葡萄糖標準溶液，2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0、0.8 mL蒸餾水和1.5 mL的DNS試劑，配成不同葡萄糖含量的反應液，在沸水浴中加熱準確5 min，冷至室溫后，加入蒸餾水至具塞試管刻度25 mL處，搖勻后于540 nm下測定其吸光度，用不含葡萄糖標準液的空白管做空白，以葡萄糖的含量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線。試驗確定的回歸方程：y=0.572 6x-0.005 8，R2=0.997 2，式中x為葡萄糖含量/mg。

淀粉的消化性能通過快消化性淀粉(RDS)，慢消化性淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)來表征，采用下列公式計算：

RDS=[(G20-FG)×0.9/TS]×100%

SDS=[(G120-G20)×0.9/TS]×100%

RS=1-(RDS+SDS)

式中：G20為酶水解20 min后的總葡萄糖含量/mg；TS為樣品中總淀粉含量/mg；FG為酶水解處理前樣品中葡萄糖含量/mg；G120為酶水解120 min后的總葡萄糖含量/mg。

1.3.7 白糯小麥粉與糯米粉凍融穩(wěn)定性的測定

準確稱取樣品3.00 g，加蒸餾水50 mL，配成6%的淀粉乳，在沸水浴中加熱糊化30 min，冷卻至室溫。取定量倒入塑料離心管中，加蓋置于-18～-20 ℃冰箱內冷卻，24 h后取出，室溫下自然解凍，然后在3 000 r/min條件下離心20 min，棄去上清液(若無水析出則反復凍融，直至有水析出)，稱取沉淀物質量，計算析水率。

析水率=(糊質量-沉淀物質量)/糊質量×100%

1.3.8 白糯小麥粉與糯米粉糊化回生特性的測定[11]

用耐馳鋁坩堝稱取5.0 mg左右的樣品(精確到0.1 mg)，按1∶2的比例用注射儀分別加入不同量的去離子水，密封后置于4 ℃冰箱中隔夜平衡。用差示掃描熱量儀進行測定，掃描溫度為20～100 ℃，掃描速率為10 ℃/min。糊化后的樣品存于4 ℃冰箱中分別在1、3、5、7、14 d進行同上的溫度掃描。每個樣品至少為2個平行樣，結果取平均值?；厣?DR)的計算公式為：DR=ΔH/ΔH糊×100%。

1.4 數據處理

采用Excel和SPSS 13.0進行統計分析。

2 結果與討論

2.1 白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的主要化學成分

由表1 可以看出，白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的基本組成含量差異顯著。與普通小麥粉相比，白糯小麥粉中脂肪、蛋白質和灰分含量較低，而淀粉含量較高。與糯米粉相比，白糯小麥粉中脂肪、蛋白質和灰分含量較高，而淀粉含量較低。

表1 白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的主要化學成分/%

注：同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2 白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉溶解度與溶脹度的比較

從圖1可以看出，白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的溶解度隨溫度的升高而增加，這是由于液態(tài)水通過氫鍵締合在一起，締合度比較低，溫度升高單分子態(tài)水的比例就會增多，參與水合的淀粉分子數量增加[12]。在相同溫度時，普通小麥粉的溶解度都明顯低于白糯小麥粉和糯米粉。溫度低于60 ℃時，白糯小麥粉的溶解度小于糯米粉的溶解度，可能是因為白糯小麥粉中麥膠蛋白和麥谷蛋白吸水形成的面筋網絡結構阻礙了淀粉的溶出。溫度高于60 ℃時，白糯小麥粉的溶解度大于糯米粉的溶解度。從圖2可以看出，白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的膨脹度都隨溫度的改變而有較大變化，表現在隨溫度升高而增加，且普通小麥粉的膨脹度明顯低于白糯小麥粉和糯米粉。這可能是由于白糯小麥粉和糯米粉中直鏈淀粉含量低，使淀粉膨脹特性發(fā)生變化所致。

圖1 白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉溶解性的比較

圖2 白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉膨脹度的比較

2.3 白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉的糊化特性的測定

由表2可以看出，白糯小麥粉與普通小麥粉和糯米粉的糊化性質存在著明顯差異。與普通小麥粉相比，白糯小麥粉有較高的峰值黏度、崩解值和較低的谷黏度、終黏度、回生值、糊化時間和糊化溫度，說明與普通小麥相比，白糯小麥粉的抗剪切和耐熱性能差，冷卻后形成黏糊和凝膠的能力差，水結合能力和抗老化性強，易糊化。與糯米粉相比，白糯小麥粉有較低的峰值黏度、谷黏度、崩解值、終黏度、回生值、糊化時間，說明白糯小麥粉的水結合能力差，衰減速度慢、程度小，抗剪切和耐熱性能強，冷卻后形成黏糊和凝膠的能力差，抗老化性較強。白糯小麥粉的糊化溫度比糯米粉高，可能是由于白糯小麥粉的分子質量比糯米粉大得多，導致糊化溫度比糯米粉高。

表2 白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉糊化特性的比較

表3 白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉糊透明度的比較/%

2.4 粉糊透明度及其穩(wěn)定性

表3可以看出，在4 ℃和25 ℃下白糯小麥粉的透明度均明顯低于糯米粉，而高于普通小麥粉，可能是由于白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉中淀粉的水合能力不同，從而影響了淀粉的膨潤和糊化。放置過程中，白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉糊的透明度均降低，是由于放置過程中淀粉發(fā)生老化，糊液中形成的交聯網和凝膠束對光線的反射造成的。因此與普通小麥粉和糯米粉相比，白糯小麥粉穩(wěn)定性較好。

2.5 白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉持水能力的比較

從圖3中可以看出，室溫下白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的持水能力差異不大，高溫下，白糯小麥粉的持水能力高于普通小麥粉而低于糯米粉，分析其原因是白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉中支鏈淀粉含量和內部分子結構不同所致。三者的持水能力都隨溫度的升高而增大，高溫下持水能力增高是因為高溫使淀粉失去結晶性，水分子更多地滲入到微結晶附近，淀粉分子實現自由水合，因此造成持水能力的增加。

圖3 白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的持水能力

2.6 白糯小麥粉與糯米粉凍融穩(wěn)定性的研究

由圖4可以看出，隨著凍融次數的增加，白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的析水率都逐漸增加，是因為反復的凍融循環(huán)能夠促使淀粉的回生和大冰晶的形成，形成的冰晶對淀粉膠體結構造成破壞，使更多的水離析出來[13-14]。普通小麥粉在第1次解凍后有水析出，而白糯小麥粉和糯米粉在第2次冷凍解凍后有水析出。冷凍解凍相同次數下，白糯小麥粉的析水率遠低于普通小麥粉和糯米粉的析水率。因此白糯小麥粉的凍融穩(wěn)定性比普通小麥粉和糯米粉好。

圖4 白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉凍融穩(wěn)定性

2.7 白糯小麥粉與糯米粉消化性分析

由表4可以看出，白糯小麥粉、普通小麥粉和糯米粉的消化性淀粉含量差異較大，與普通小麥粉相比，白糯小麥粉的RDS含量較低，SDS、RS含量較高，說明白糯小麥粉比普通小麥粉難消化。與糯米粉相比，白糯小麥粉的RDS、SDS含量較高，RS含量較低。說明白糯小麥粉比糯米粉易消化。

表4 白糯小麥粉與糯米粉中消化性淀粉的含量/%

2.8 白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉糊化、回生參數研究

從表5可以看出白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉相轉變過程中的起始溫度T0，峰值溫度Tp，結束溫度Tc以及熱焓ΔH等熱力學參數變化趨勢。糊化過程中，白糯小麥粉的T0、Tc、Tp值和熱焓值ΔH都分別大于普通小麥粉和糯米粉的T0、Tc、Tp值和熱焓值ΔH，可能是因為白糯小麥粉的顆粒結晶度(35.2%)大于普通小麥粉(22.4%)和糯米粉(19.7%)的顆粒結晶度?；厣^程中，普通小麥粉在第1天就檢測到回生現象，而白糯小麥粉和糯米粉在第1、3天均未檢測到回生現象，在相同天數下，白糯小麥粉的回生程度顯著小于普通小麥粉和糯米粉的回生程度，說明與普通小麥粉和糯米粉相比，白糯小麥粉回生緩慢，抗老化性強。

3 結論

3.1 白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉的膨脹度都隨著溫度的升高呈遞增趨勢，高溫下，白糯小麥粉的膨脹度較普通小麥粉和糯米粉高，而持水能力和透明度比普通小麥粉高，而比糯米粉低。

3.2 白糯小麥粉、普通小麥粉與糯米粉的糊化參數有較大的差異，糯米粉的峰值黏度、谷黏度，終黏度高。而白糯小麥粉的谷黏度和回生值小，冷卻后形成黏糊和凝膠的能力差，抗老化能力較高。

3.3 白糯小麥粉中的快消化淀粉、慢消化淀粉含量遠遠高于糯米粉，抗性淀粉含量比糯米粉低，說明白糯小麥粉較糯米粉易消化。而白糯小麥粉的快消化淀粉含量遠遠低于普通小麥，慢消化淀粉和抗消化淀粉的含量高于普通小麥粉，說明白糯小麥粉與普通小麥粉相比，難消化。與普通小麥粉和糯米粉相比，白糯小麥粉凍融穩(wěn)定性好、回生緩慢，抗老化性強。

[1]尹旭敏,高飛虎,蔣明才,等.糯小麥的特性及其利用現狀[J].南方農業(yè),2009(11):83-87

[2]Nakamura T, Yamamori M, Hirano H, et al. Production of waxy (amylase-free) wheats [J]. Molecular Genetics and Genetics MGG,1995,248(3):253-259

[3]Byung Kee Baik, Mee Ryung Lee. Effects of starch amylose content of wheat on textural properties of white salted noodles[J].Cereal Chemistry, 2003, 80(3): 304-309

[4]Morita N, Maeda T, Miyazaki M, et al. Dough and baking properties of high-amylose and waxy wheat flours [J]. Cereal Chemistry, 2002, 79(4): 491-495

[5]李繼剛,梁榮奇,張義榮,等. 糯性普通小麥產生及其淀粉特性研究[J].麥類作物學報,2001,21(2):10-13

[6]秦中慶,高新樓,劉鐘棟,等. 糯小麥粉與普通小麥粉配粉糊化特性的研究[J].糧食與飼料加工,2005(5):14-17

[7]王晨陽,扶定,郭天財,等.糯小麥與普通小麥配粉粘度參數的比較研究[J].河南農業(yè)大學學報,2006,40(6):578-583

[8]龔占魁,陳利容,孫軍,等.蠟質玉米粉的糊化特性研究[J].食品工業(yè)科技,2010,31 (1):161-164

[9]馬力,李新華,路飛,等.小米淀粉糊與玉米淀粉糊性質比較研究[J].糧食與油脂, 2005(2):22-25

[10]繆銘,江波,張濤.淀粉的消化性能與RVA曲線特征值的相關性研究[J].食品科學,2009(30): 16-19

[11]丁文平.大米淀粉回生及鮮濕米線生產的研究[D].無錫:江南大學,2003

[12]二國二郎.淀粉科學手冊[M].北京:輕工業(yè)出版社,1990:363-364

[13]Pongsawatmanit R, Temsiripong T, Ikeda S, et al. Influence of tamarind seed xyloglucan on rheological properties and thermal stability of tapioca starch [J]. Journal of Food Engineering, 2006, 77(1): 41-50

[14]Arunyanart T, Charoenrein S. Effect of sucrose on the freeze-thaw stability of rice starch gels: correlation with microstructure and freezable water[J]. Carbohydrate Polymers, 2008, 74(3-4): 514-518.