制曲專用小麥面粉特性和面團(tuán)流變學(xué)特性分析

摘要：為了進(jìn)一步篩選和培育優(yōu)異制曲專用小麥品種和種質(zhì)，選用目前被白酒企業(yè)廣泛使用的制曲專用小麥荃麥725、皖懇麥9號(hào)、煙農(nóng)999、龍科1109、華成1688、泛麥5號(hào)共6個(gè)品種，以及谷神19、渦麥19、渦麥303、皖宿21共4個(gè)非制曲小麥品種，通過測(cè)定蛋白質(zhì)和淀粉的理化特性、面筋特性和粉質(zhì)參數(shù)等指標(biāo)，分析了制曲專用小麥在面粉和面團(tuán)流變學(xué)特性中的共同特征。結(jié)果表明，制曲小麥總淀粉含量高于59%，其中支鏈淀粉含量高于65%，直鏈淀粉含量低于30%；在淀粉糊化特性中，制曲小麥的高峰粘度高于2 500 mPa·s，低谷粘度高于2 000 mPa·s，稀懈值高于400 mPa·s，最終粘度高于1 600 mPa·s，反彈值高于1 300 mPa·s；制曲小麥谷蛋白含量低于4.00%，濕面筋含量低于30%，面筋指數(shù)低于80%，吸水率低于65%。

關(guān)鍵詞：制曲專用小麥；面粉品質(zhì)；流變學(xué)特性

中圖分類號(hào)：TS211.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2024）10-0136-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.10.025 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： In order to further screen and cultivate excellent varieties and germplasm of special wheat for jiuqu production， six varieties of special wheat for jiuqu production， such as Quanmai 725， Wankenmai 9， Yannong 999， Longke 1109， Huacheng 1688 and Fanmai 5， which were widely used in liquor enterprises， and four non-jiuqu wheat varieties， such as Gushen 19， Vormai 19， Vormai 303 and Wanshu 21， were selected to determine the physicochemical properties of protein and starch， gluten properties and flour parameters， and analyze the common characteristics of flour and rheological properties of dough. The results showed that the total starch content of jiuqu-making wheat was more than 59%， the content of amylopectin was more than 65% and the content of amylose was less than 30%. In the starch gelatinization characteristics， the peak viscosity of jiuqu-making wheat was greater than 2 500 mPa·s， the trough viscosity was greater than 2 000 mPa·s， the breakdown value was greater than 400 mPa·s， the final viscosity was greater than 1 600 mPa·s， and the rebound value was greater than 1 300 mPa·s； the gluten content of jiuqu-making wheat was less than 4.00%， the wet gluten content was less than 30%， the gluten index was less than 80%， and the water absorption was less than 65%.

Key words： jiuqu-making wheat； flour quality； rheological property

酒曲是指將蒸煮過的谷物通過接種天然菌種使其定型發(fā)酵而成的物質(zhì)。酒曲內(nèi)含豐富的微生物及各種酶類，其品質(zhì)直接決定了白酒出酒率和酒質(zhì)，故又有“曲是酒之骨”之稱［1］。而小麥作為“中國(guó)曲”最重要的原料，是白酒個(gè)性風(fēng)味的主要來源，其品質(zhì)影響白酒的質(zhì)量和風(fēng)味。小麥面粉品質(zhì)特性和面團(tuán)流變學(xué)特性是評(píng)價(jià)小麥品質(zhì)的主要指標(biāo)。小麥面粉品質(zhì)特性主要包括小麥淀粉糊化特性、濕面筋含量和面筋指數(shù)等性狀。面團(tuán)流變學(xué)特性是小麥面粉加水形成面團(tuán)耐揉性和黏彈性的綜合指標(biāo)［2］，對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的研究常用粉質(zhì)儀分析，其中粉質(zhì)儀測(cè)定的面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)等指標(biāo)反映了小麥粉的品質(zhì)［3，4］。目前，酒類企業(yè)在評(píng)價(jià)適宜制曲小麥的性狀時(shí)，多以感官評(píng)價(jià)為主，再輔以硬度、淀粉含量和蛋白質(zhì)含量等簡(jiǎn)單理化檢測(cè)，而對(duì)于原料小麥內(nèi)在品質(zhì)特性的研究較少。

前人研究表明不同硬度小麥蛋白含量及淀粉含量存在差異進(jìn)而影響高溫大曲品質(zhì)［5］。小麥粉中淀粉含量和蛋白質(zhì)含量的高低決定了小麥制成的高溫大曲品質(zhì)的好壞。淀粉是制曲過程中至關(guān)重要的物質(zhì)，大曲發(fā)酵過程本質(zhì)上是對(duì)小麥子粒中淀粉的利用和消耗過程，淀粉含量的變化可以間接反映發(fā)酵過程中微生物對(duì)淀粉的利用情況，這與大曲發(fā)酵過程中酶類密切相關(guān)［6］。李祖明等［7］發(fā)現(xiàn)3類大曲的淀粉含量應(yīng)在45%～68%。蛋白質(zhì)主要參與發(fā)酵過程中的美拉德反應(yīng)生成呈香呈味物質(zhì)［8］，小麥蛋白質(zhì)的降解物質(zhì)易發(fā)生美拉德反應(yīng)的主要原因之一就是小麥蛋白質(zhì)中的色氨酸與酪氨酸。在大曲發(fā)酵過程中，蛋白質(zhì)含量需適中，若過高，發(fā)酵過程會(huì)導(dǎo)致以乳酸菌和醋酸菌為主的產(chǎn)酸微生物進(jìn)行代謝活動(dòng)，以及部分脂肪、淀粉和蛋白質(zhì)的降解，使大曲酸度升高［9］。發(fā)酵后期及儲(chǔ)存階段，由于水分、能量物質(zhì)等的消耗以及代謝產(chǎn)物的積累，微生物生長(zhǎng)受到抑制，生成的一部分有機(jī)酸被微生物利用參與到香味合成中［10］。面團(tuán)流變學(xué)特性是小麥粉品質(zhì)的主要指標(biāo)，是小麥面粉加水形成面團(tuán)耐揉性和黏彈性的綜合指標(biāo)［2］。

因此，本研究在檢測(cè)淀粉、蛋白質(zhì)含量等理化指標(biāo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步檢測(cè)了淀粉和蛋白質(zhì)組分以及濕面筋、淀粉糊化特性和粉質(zhì)參數(shù)等小麥常用品質(zhì)指標(biāo)，旨在分析制曲小麥內(nèi)在品質(zhì)的共同特性，為篩選和培育優(yōu)異制曲專用小麥品種和種質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選取6個(gè)制曲專用小麥品種，分別為皖懇麥9號(hào)、煙農(nóng)999、荃麥725、龍科1109、泛麥5號(hào)、華成1688；4個(gè)非制曲小麥渦麥303、谷神19、渦麥19、皖宿21，均由育種單位提供。

1.2 試驗(yàn)儀器

DA7250型谷物近紅外儀，美國(guó)波通公司；810114E型粉質(zhì)儀，瑞典BraBender公司；U-75C型紫外分光光度計(jì)，訖譜公司；AlleGRA 64R型高速冷凍離心機(jī)，美國(guó)Beckman公司；HWS-24型恒溫水浴鍋，上海恒一科學(xué)儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，南京實(shí)驗(yàn)儀器廠；HY-6型搖床，江蘇金壇榮華儀器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 小麥粉的制備 將室內(nèi)儲(chǔ)存3個(gè)月的小麥子粒用PertenDA7200型近紅外測(cè)定儀測(cè)定子粒含水量，通過潤(rùn)麥12～24 h將子粒含水量提高至14%，再通過德國(guó)Brabender880101.003型試驗(yàn)?zāi)ミM(jìn)行磨粉，密封放入4 ℃恒溫箱里儲(chǔ)存20 d以上。

1.3.2 淀粉組分和含量的測(cè)定 參考金玉紅等［11］、曾凡逵等［12］的方法。主要操作步驟包括直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作（y=0.009x-0.052 1，R2=0.997 6），樣品經(jīng)過脫脂、脫糖、淀粉溶液調(diào)節(jié)pH操作后，在605、420 nm處測(cè)定吸光值。

式中，W為直鏈淀粉含量（%）；M為所需樣品克數(shù)（g）；X為樣品中含水量（%）；10為固定換算系數(shù)。

支鏈淀粉含量=總淀粉含量-直鏈淀粉含量。其中，總淀粉含量由近紅外儀測(cè)得。

1.3.3 淀粉糊化特性的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取4 g面粉置于鋁盒中，并加入25 mL的去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝?，利用澳大利亞Newport scientific快速粘度分析儀測(cè)定7個(gè)糊化特性，重復(fù)3次取平均值。

1.3.4 蛋白組分和含量的測(cè)定 蛋白質(zhì)組分的分離提取參考姬玉梅［13］的方法。利用去離子水、10%氯化鈉、70%乙醇和0.5%的氫氧化鉀溶液分別提取清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和麥谷蛋白。組分測(cè)定利用G-250法。考馬斯亮藍(lán)溶液與蛋白質(zhì)結(jié)合后變?yōu)榍嗌?，其結(jié)合物在595 nm波長(zhǎng)下有最大光吸收值。其吸收度OD值與蛋白質(zhì)含量成正比，根據(jù)這一特點(diǎn)，可用于蛋白質(zhì)的定量測(cè)定。蛋白質(zhì)與考馬斯亮藍(lán)G-250結(jié)合在2 min左右的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡，完成反應(yīng)十分迅速，其結(jié)合物在室溫下1 h內(nèi)保持穩(wěn)定，應(yīng)盡快測(cè)定。

樣品測(cè)定：樣品液0.1 mL，用去離子水稀釋10倍后加入5 mL考馬斯亮藍(lán)試劑，振蕩混合，2 min后于595 nm 處比色，從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出相應(yīng)濃度。

蛋白質(zhì)含量=（c ×VT）/（Vs× MF×106）×100%

式中，c為標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的蛋白質(zhì)含量（μg）；VT為提取液總體積（mL）；Vs為測(cè)定時(shí)加樣量（mL）；MF為樣品質(zhì)量（g）。

1.3.5 面筋特性的測(cè)定 參照AACC38-12.02方法，稱取10 g面粉樣品，配制2%NaCl溶液，使用2200型面筋數(shù)量質(zhì)量測(cè)定系統(tǒng)，測(cè)定樣品總濕面筋含量，并計(jì)算面筋指數(shù)。

計(jì)算公式：濕面筋含量=面筋總質(zhì)量/10×100%；面筋指數(shù)=（濕面筋含量-過篩含量）/濕面筋含量×100%

1.3.6 面團(tuán)流變學(xué)特性的測(cè)定 參照AACC54-21.02方法，根據(jù)面粉含水量稱取300 g左右的面粉置于Brabender810114型粉質(zhì)儀中，根據(jù)面粉特性加入適量去離子水，在充分?jǐn)嚢韬鬁y(cè)得面粉的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)。

1.3.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)處理運(yùn)用Excel、SPSS26、DPS等軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 制曲小麥面粉特性的分析

供試材料淀粉含量分析如表1所示，總淀粉含量（CV=10.11%）、支鏈淀粉含量（CV=17.69%）、直鏈淀粉含量（CV=17.87%）的變異系數(shù)均大于10%，說明以上3個(gè)指標(biāo)在品種間存在差異。

供試材料淀粉糊化特性的分析如表1所示，高峰粘度（CV=12.40%）、低谷粘度（CV=14.32%）、稀懈值（CV=17.58%）、最終粘度（CV=11.67%）、反彈值（CV=13.34%）的變異系數(shù)均大于10%，說明淀粉糊化特性在品種間存在差異。

供試材料蛋白相關(guān)特性的分析如表1所示，清蛋白（CV=11.73%）、球蛋白（CV=10.92%）、醇溶蛋白（CV=17.62%）和谷蛋白（CV=16.03%）的變異系數(shù)均大于10，說明品種間蛋白組分含量差異較大。濕面筋含量的變異系數(shù)達(dá)13.70%，面筋指數(shù)變異系數(shù)達(dá)20.05%，說明品種間濕面筋和面筋指數(shù)存在較大差異。

2.1.1 淀粉組分和含量分析 供試材料淀粉含量的分析如表2所示。制曲小麥淀粉含量的平均值為61.48%，總體高于59%，非制曲小麥淀粉含量的平均值為52.47%，總體低于60%，制曲小麥總淀粉含量高于非制曲小麥且差異達(dá)到顯著水平；制曲小麥支鏈淀粉含量的平均值為72.30%，總體高于70%，非制曲小麥支鏈淀粉含量的平均值為68.28%，總體低于70%，制曲小麥直鏈淀粉含量的平均值為27.70%，總體低于30%，非制曲小麥直鏈淀粉含量的平均值為31.73%，總體高于30%，制曲小麥中的支鏈淀粉高于非制曲小麥且差異達(dá)到顯著水平，制曲小麥中的直鏈淀粉含量低于非制曲小麥且差異達(dá)到顯著水平。

2.1.2 淀粉糊化特性分析 供試材料淀粉糊化特性的分析如表3所示。制曲小麥高峰粘度的平均值為2 707 mPa·s，品種間整體高于2 500 mPa·s，非制曲小麥高峰粘度的平均值為2 133 mPa·s，品種間整體低于2 300 mPa·s，二者差異達(dá)到顯著水平；制曲小麥低谷粘度的平均值為2 239 mPa·s，品種間整體高于2 000 mPa·s，非制曲小麥低谷粘度的平均值為1 708 mPa·s，品種間整體低于1 800 mPa·s，二者差異達(dá)到顯著水平；制曲小麥稀懈值的平均值為468 mPa·s，品種間整體高于400 mPa·s，非制曲小麥稀懈值的平均值為346 mPa·s，品種間整體低于400 mPa·s，二者差異達(dá)到顯著水平；制曲小麥最終粘度的平均值為1 806 mPa·s，品種間整體高于1 600 mPa·s，非制曲小麥最終粘度的平均值為1 456 mPa·s，品種間整體低于1 500 mPa·s，二者差異達(dá)到顯著水平；制曲小麥反彈值的平均值為1 458 mPa·s，品種間整體高于1 300 mPa·s，非制曲小麥反彈值的平均值為1 173 mPa·s，品種間整體低于1 300 mPa·s，二者差異達(dá)到顯著水平。

2.1.3 蛋白組分和含量分析 供試材料4種蛋白組分含量差異分析如表4所示。制曲小麥清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量的平均值分別為1.92%、1.15%、2.08%、3.20%，非制曲小麥清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量的平均值分別為2.01%、1.24%、2.56%、4.28%；制曲小麥中4種蛋白組分的含量均低于非制曲小麥，制曲小麥谷蛋白的平均值為3.20%，總體小于4.00%，非制曲小麥谷蛋白的平均值為4.28%，總體大于4.10%，制曲小麥中谷蛋白含量低于非制曲小麥且差異達(dá)到顯著水平。

2.1.4 面筋特性分析 由表5可知，供試材料制曲小麥濕面筋含量的變化范圍在26.78%～29.78%，平均值為28.63%，非制曲小麥濕面筋含量的變化范圍在31.27%～40.61%，平均值為34.45%，二者濕面筋含量差異達(dá)到顯著水平；制曲專用小麥面筋指數(shù)變化范圍在56.62%～78.76%，平均值為67.73%，非制曲小麥面筋指數(shù)變化范圍在90.88%～95.68%，平均值為93.48%，二者面筋指數(shù)差異也達(dá)到顯著水平。

2.2 制曲小麥面團(tuán)流變學(xué)特性分析

由表6可知，在供試材料面團(tuán)流變學(xué)特性的研究中，制曲小麥吸水率的變化范圍在60.0%～67.1%，且平均值為63.7%，非制曲小麥吸水率的變化范圍在64.5%～72.2%，且平均值為68.3%，制曲小麥吸水率普遍低于非制曲小麥且二者差異達(dá)到顯著水平；制曲小麥面團(tuán)形成時(shí)間的平均值為14.5 min，非制曲小麥面團(tuán)形成時(shí)間的平均值為16.4 min，制曲小麥的面團(tuán)形成時(shí)間比非制曲小麥時(shí)間短，說明制曲小麥面筋強(qiáng)度比非制曲小麥弱；制曲小麥粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的平均值為210 FU，非制曲小麥粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的平均值為183 FU，且二者差異達(dá)到顯著水平。

3 討論

小麥子粒的淀粉含量及支直鏈淀粉比例對(duì)釀造及制曲過程造成的影響極大［14］。支鏈淀粉含量與大曲品質(zhì)呈正相關(guān)，支鏈淀粉含量越高，原料糖化力越高，與酒質(zhì)也呈正相關(guān)，研究表明支鏈淀粉含量越高，淀粉糊化后難以回升，穩(wěn)定性越好［15，16］，酒質(zhì)越好［17］。本試驗(yàn)中制曲小麥總淀粉含量的平均值為61.48%，總體高于59%，支鏈淀粉含量的平均值為72.30%，總體高于70%，直鏈淀粉含量的平均值為27.70%，總體低于30%；非制曲小麥總淀粉含量的平均值為52.47%，總體低于55%，支鏈淀粉含量的平均值為68.28%，總體低于70%，直鏈淀粉含量的平均值為31.73%，總體高于30%；制曲小麥中的支鏈淀粉含量顯著高于非制曲小麥，這與古碧等［18］、楊乾華等［19］的研究結(jié)果一致。在淀粉糊化特性的分析中，制曲小麥高峰粘度高于2 500 mPa·s，低谷粘度高于2 000 mPa·s，稀懈值高于400 mPa·s，最終粘度高于1 600 mPa·s，反彈值高于1 300 mPa·s，而非制曲小麥高峰粘度低于2 300 mPa·s，低谷粘度低于1 800 mPa·s，稀懈值低于400 mPa·s，最終粘度低于1 500 mPa·s，反彈值低于1 300 mPa·s，且與淀粉糊化特性相關(guān)的高峰粘度、低谷粘度、稀懈值、最終粘度和反彈值在制曲小麥和非制曲小麥中的差異均達(dá)到顯著水平。

蛋白質(zhì)主要在發(fā)酵過程中參與肽美拉德反應(yīng)生成呈香呈味物質(zhì)［8］，若蛋白質(zhì)含量過高，則發(fā)酵過程易產(chǎn)生醋酸菌和乳酸菌等雜菌［20］，導(dǎo)致酸味產(chǎn)生，發(fā)酵過程進(jìn)行不完全，會(huì)降低大曲品質(zhì)［21］。在本試驗(yàn)中，制曲小麥濕面筋含量低于30%，非制曲小麥濕面筋含量高于30%，制曲小麥面筋指數(shù)低于80%，而非制曲小麥面筋指數(shù)高于90%，制曲小麥濕面筋含量和面筋指數(shù)低于非制曲小麥且差異達(dá)到顯著水平；制曲小麥清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的含量均低于非制曲小麥，制曲小麥谷蛋白的平均值為3.20%，總體低于4.00%，非制曲小麥谷蛋白的平均值為4.28%，總體高于4.10%，制曲小麥谷蛋白含量低于非制曲小麥且差異達(dá)到顯著水平，兩類小麥的濕面筋含量和面筋指數(shù)與蛋白質(zhì)含量的分析結(jié)果一致，說明蛋白質(zhì)含量與濕面筋含量、面筋指數(shù)呈正相關(guān)，這與呂一鳴等［22］、張梅等［23］的研究結(jié)果一致；制曲小麥在蛋白含量、濕面筋含量和面筋指數(shù)等性狀上與非制曲小麥相差較大，達(dá)到顯著差異，這與李朝蘇等［24］的研究結(jié)果一致。

流變學(xué)特性是評(píng)價(jià)小麥品質(zhì)的重要指標(biāo)。安明哲等［25］通過研究制曲小麥和釀酒小麥流變學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)制曲小麥普遍出現(xiàn)吸水率低、面筋指數(shù)低、弱化程度高、糊化粘度高的特點(diǎn)。在本試驗(yàn)中，6個(gè)制曲小麥平均吸水率為63.7%，4個(gè)非制曲小麥平均吸水率為68.3%，這與安明哲等［25］研究結(jié)果一致。

4 小結(jié)

通過與非制曲小麥品種的比較，本研究中制曲小麥具有一些共同品質(zhì)特征，面粉特性中，支鏈淀粉含量高于70%，直連淀粉含量高于30%；高峰粘度高于2 500 mPa·s，低谷粘度高于2 000mPa·s，稀懈值高于400 mPa·s，最終粘度高于1 600 mPa·s，反彈值高于1 300 mPa·s；谷蛋白含量低于4.00%，濕面筋含量低于30%且面筋指數(shù)低于80%；面團(tuán)流變學(xué)特性中，吸水率低于65%。

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收稿日期：2023-05-29

基金項(xiàng)目：安徽省科技重大專項(xiàng)（202204c06020061；202003a06020014）；安徽省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳小麥良種聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目（2021—2025）；安徽省小麥現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（2021—2025）

作者簡(jiǎn)介：何彩霞（1998-），女，甘肅甘南人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)樾←溒焚|(zhì)，（電話）15294466882（電子信箱）2879352413@qq.com；共同第一作者，王 云（2000-），男，安徽天長(zhǎng)人，在讀本科生，專業(yè)方向?yàn)榉N子與技術(shù)，（電話）18255086709（電子信箱）1297776558@qq.com；通信作者，鄭文寅（1975-），女，廣東汕頭人，副教授，博士，主要從事小麥品質(zhì)遺傳改良研究，（電話）13739293559（電子信箱）zhengwenyin_75@163.com。