小麥加工過(guò)程中淀粉損傷的原因及預(yù)防

小麥加工過(guò)程中淀粉損傷的原因及預(yù)防

小麥粉末損失是指小麥在制作粉末過(guò)程（或其他過(guò)程）中受到磨粉機(jī)和磨輥的切割、壓縮、摩擦和其他機(jī)械力的影響，導(dǎo)致顆粒表面破裂和碎片，從而破壞內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)。這種不完整的顆粒被稱(chēng)為損壞淀粉或破壞淀粉。損傷淀粉不僅僅是淀粉的一種變化,而且也是一系列不同技術(shù)檢測(cè)結(jié)果的反映;廣義上,可理解為淀粉結(jié)構(gòu)所發(fā)生的任何變化,也可理解為淀粉結(jié)構(gòu)所發(fā)生的特定變化。損傷淀粉呈現(xiàn)以下特性:容易被剛果紅和碘著色、雙折射現(xiàn)象消失、冷水提取物(主要是直鏈淀粉)增加、對(duì)酶反應(yīng)的易感性及吸水能力增強(qiáng)1面團(tuán)損傷淀粉損傷淀粉含量對(duì)面粉面團(tuán)流變學(xué)特性有比較復(fù)雜的影響。隨著損傷淀粉含量的增加,面團(tuán)的吸水率增加,穩(wěn)定時(shí)間先增加、后下降,不同硬度的面粉出現(xiàn)拐點(diǎn)的值不同:一般軟麥損傷淀粉含量在15UCD,中等硬度的面粉損傷淀粉含量在24UCD,硬質(zhì)小麥粉的面粉損傷淀粉含量在26UCD。損傷淀粉對(duì)面團(tuán)的形成時(shí)間、弱化度沒(méi)有明顯的影響。隨著損傷淀粉含量增加,面團(tuán)的延伸度會(huì)下降,但拉伸阻力會(huì)增加,而延伸性則有減小的趨勢(shì),粉力也有增加的趨勢(shì)損傷淀粉對(duì)RVA特征曲線的各種指標(biāo)影響很大。隨著損傷淀粉含量的增加,峰值黏度(PeakViscosity,PV)逐漸下降,糊化溫度(PeakTemperature,PT)逐漸下降,最終黏度(FinalVisco,FV)逐漸下降,但是對(duì)崩解值(BreakDown,BD)以及回復(fù)值(Setback)的影響規(guī)律不明顯。1.1發(fā)酵過(guò)程中面包的加工工藝由于小麥粉的吸水率隨淀粉損傷率增加而上升,同時(shí)也因?yàn)樾←湻壑械钠茡p淀粉易受淀粉酶水解產(chǎn)生麥芽糖,而麥芽糖又是面團(tuán)發(fā)酵階段酵母的底物;因此小麥粉中的破損淀粉含量必然對(duì)面包的制作產(chǎn)生一系列影響,諸如:面團(tuán)吸水率、產(chǎn)氣能力、面包比容、面包的柔軟性、結(jié)構(gòu)、色澤等。研究發(fā)現(xiàn):在傳統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵制作面包的發(fā)酵過(guò)程中,小麥粉中存在的糖類(lèi)先被酵母發(fā)酵,然后酵母再作用于破損淀粉水解而產(chǎn)生的麥芽糖繼續(xù)發(fā)酵。在破損淀粉不足的情況下,不能有足夠的產(chǎn)氣量,制作出的面包體積較小,并且結(jié)構(gòu)較差;但破損淀粉含量過(guò)多也會(huì)產(chǎn)生一系列問(wèn)題,要想生產(chǎn)出較理想的面包,需要足夠的水和蛋白質(zhì)以提供充分的面筋薄膜以覆蓋淀粉粒,膨脹的破損淀粉粒因其表面積增大,則需較多的蛋白質(zhì)含量。1.2軟麥粉和小麥粉的用量破損淀粉對(duì)糕點(diǎn)、餅干制作的影響研究表明:破損淀粉對(duì)糕點(diǎn)、餅干生產(chǎn)的影響主要在吸水率,與其酶活性無(wú)關(guān)。在糕點(diǎn)或餅干生產(chǎn)過(guò)程中,烘焙后的產(chǎn)品中水分含量?jī)H有2%~3%,因而需破損淀粉含量和吸水量均較低的小麥粉做原料,故一般選軟麥粉。在蛋糕生產(chǎn)中也需要破損淀粉含量較低的軟麥粉,但在高比配方中除外,較高的破損淀粉含量可以提供產(chǎn)品合適的黏度。1.3饅頭硬度、彈性的變化損傷淀粉含量增加,饅頭的感官評(píng)分先增加后降低,表面色澤、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈性和柔軟性的評(píng)分先增加后降低,表面結(jié)構(gòu)的評(píng)分逐漸增加;饅頭的TPA硬度先降低后升高,TPA彈性先增加、后降低,饅頭的硬化速度逐漸降低。軟麥粉制作饅頭時(shí),損傷淀粉含量的最佳范圍是14.5~17.5UCD,中等硬度小麥粉的損傷淀粉含量最佳范圍是18~22UCD,損傷淀粉含量過(guò)高、過(guò)低饅頭的評(píng)分均比較低1.4組織質(zhì)量指標(biāo)面條總評(píng)分隨損傷淀粉含量增高而降低,損傷淀粉含量低的面條口感爽滑,組織細(xì)膩,透明感強(qiáng),咀嚼性好,品質(zhì)好;隨著損傷淀粉含量增加,面條顏色加深,黏性減小,適口性差,食用品質(zhì)差。損傷淀粉的少量增加,可以提高面條的韌性,面條的吸水率增加,產(chǎn)量增加。2面團(tuán)發(fā)酵的反應(yīng)機(jī)理?yè)p傷淀粉含量對(duì)面粉食用品質(zhì)的影響,主要表現(xiàn)在兩方面:(1)面團(tuán)吸水率增大,這一影響是巨大的;(2)使淀粉對(duì)淀粉酶反應(yīng)的敏感性增加,這一作用也是影響面粉烘焙品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)的重要因素之一。其作用機(jī)理是:破損淀粉在α-淀粉酶作用下分解為極限糊精,極限糊精在β-淀粉酶的作用下又被分解為麥芽糖,而麥芽糖又正是面團(tuán)發(fā)酵過(guò)程中酵母的食料。具體反應(yīng)如下:在不加糖的情況下,酵母菌僅靠面粉中含量約0.5%的葡萄糖、果糖和蔗糖進(jìn)行發(fā)酵;當(dāng)面團(tuán)中原有糖物質(zhì)被消耗到一定程度時(shí),酵母菌的發(fā)酵速度下降。這時(shí),反應(yīng)初階段面粉中的淀粉在α-淀粉酶作用下水解為糊精,繼而被β-淀粉酶水解產(chǎn)生的2%~3%的麥芽糖開(kāi)始為酵母菌所利用。麥芽糖在酵母菌分泌的麥芽糖酶的作用下,被分解成二分子葡萄糖,而酵母的發(fā)酵過(guò)程正是利用葡萄糖、果糖這類(lèi)單糖發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w來(lái)使面團(tuán)臌脹的。如果上述反應(yīng)中,沒(méi)有麥芽糖的存在,發(fā)酵將停止下來(lái),面團(tuán)中不能產(chǎn)生足夠的二氧化碳?xì)怏w,面團(tuán)不能充分膨脹自然就做不出好食品。在面團(tuán)發(fā)酵過(guò)程中,因受淀粉酶解作用,破損淀粉粒進(jìn)一步被破壞,高分子不可溶性淀粉被部分酶解,改變了水親合性,成為膠體淀粉,從而面團(tuán)中小氣室壁的延伸性增加,在烘烤和蒸制時(shí)隨CO但是,過(guò)量的上述酶解反應(yīng)又會(huì)影響面團(tuán)的食用品質(zhì),若上述反應(yīng)過(guò)于強(qiáng)烈,則會(huì)產(chǎn)生大量剩余低糖和糊精,致使面團(tuán)在烘烤或蒸制時(shí)內(nèi)心質(zhì)地太軟而無(wú)法支撐較大面積,最終使得面包或饅頭體積過(guò)小;另一方面,在發(fā)酵和烘焙或蒸制過(guò)程中切斷太多淀粉分子鏈,產(chǎn)生大量的由幾個(gè)葡萄糖為單位的糊精,以至于未被作用的剩余部分不足以在糊化過(guò)程中結(jié)合面團(tuán)中的水分,而使所做食品中心黏度增加而造成過(guò)黏。面粉中,α-淀粉酶不能作用于完整的淀粉顆粒而使之分解產(chǎn)生麥芽糖,因此面粉中破損淀粉的含量和α-淀粉酶的量及活性都是影響面團(tuán)發(fā)酵的決定因素。對(duì)于某種特定面粉來(lái)說(shuō),在一定的食品制作條件下,面粉中α-淀粉酶的量和活性則都是確定了,此時(shí)破損淀粉的含量便顯得尤為重要。綜上所述,最終對(duì)面團(tuán)發(fā)酵起作用的是麥芽糖,麥芽糖的量是影響面團(tuán)發(fā)酵的重要因素之一,麥芽糖量太多、太少都會(huì)影響面團(tuán)品質(zhì)饅頭和面包的面團(tuán)在制作和發(fā)酵過(guò)程中有很多不同,(1)饅頭制作時(shí)加水量較小40%~50%,而面包則為60%左右;(2)面團(tuán)發(fā)酵時(shí)間不同,但整個(gè)發(fā)酵機(jī)理應(yīng)是相同的,因而麥芽糖對(duì)之影響也應(yīng)是相同的。但因饅頭發(fā)酵時(shí)間較短,發(fā)酵所需的麥芽糖量也相應(yīng)會(huì)少一些,故對(duì)破損淀粉含量的要求也會(huì)低一些。由于面條類(lèi)食品沒(méi)有發(fā)酵過(guò)程,因而不需要損傷淀粉。3影響因素：損失淀粉含量的影響因素3.1小麥硬度的影響在相同的加工條件下,硬麥比軟麥能產(chǎn)生更多的損傷淀粉,前者較后者高出20%左右。3.2影響研磨道數(shù)隨研磨道數(shù)增加,皮磨系統(tǒng)損傷淀粉值明顯增加,并呈線性增加趨勢(shì),心磨系統(tǒng)損傷淀粉值也增加,但不如皮磨系統(tǒng)明顯。3.3研磨強(qiáng)度的影響切割研磨強(qiáng)度增加,損傷淀粉值增加,心磨系統(tǒng)增幅較皮磨系統(tǒng)大。3.4面粉粒度的影響面粉粒度減小,損傷淀粉值增加,且增幅較大,基本呈線形增加趨勢(shì),各系統(tǒng)增幅相近,面粉粒度所能穿過(guò)的篩孔孔徑每減小14~18μm(如從CB50變?yōu)镃B54),損傷淀粉值增加13%左右。3.5光輥與齒輥之間的影響齒輥比光輥能產(chǎn)生較多的破損淀粉,但差距不大。3.6撞擊機(jī)的影響撞擊對(duì)破損淀粉的影響較研磨輕,正常生產(chǎn)情況下影響很小,連續(xù)撞擊會(huì)增加損傷淀粉,增加到一定程度,變化緩慢,但是對(duì)粒度較小的物料作用效果較差,初期每撞擊一次,破損淀粉含量可以增加約3%4破壞淀粉測(cè)定4.1損傷淀粉的測(cè)定利用損傷淀粉對(duì)α-淀粉酶敏感性高,易于被水解成還原糖的原理,在一定溫度、pH、酶活性條件下,α-淀粉酶作用于面粉樣品,使淀粉分解成還原糖,根據(jù)生成還原糖的數(shù)量,計(jì)算出損傷淀粉。根據(jù)還原糖測(cè)定方法的不同,又分為法蘭德法、滴定法、比色法、分光光度法、旋光法、液相色譜法、酶聯(lián)呈色法等,其中滴定法和分光光度法分別為美國(guó)谷物化學(xué)協(xié)會(huì)AACC75-30和AACC75-31標(biāo)準(zhǔn),酶聯(lián)呈色法為世界谷物科學(xué)協(xié)會(huì)ICC164標(biāo)準(zhǔn)。4.2損傷淀粉檢測(cè)利用損傷淀粉易于吸收游離碘的原理,在一定濃度游離碘溶液中,被損傷淀粉所吸收的碘越多,殘留的游離碘越少,根據(jù)殘留的游離碘濃度,計(jì)算出損傷淀粉,殘留的游離碘濃度越低,表示淀粉損傷越嚴(yán)重。該測(cè)定法采用了法國(guó)Chopin(肖邦)公司的RFT損傷淀粉測(cè)定儀或SD4損傷