不同粒度小麦粉组成的差异及其对面制品品质的影响_孙创举.docx

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1、 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研宂工作所 取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中己经加以 标注和致谢外，本论文不包含其他人己经发表或撰写的研宄成果，也不包含本人 或他人为获得河南工业大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均己在论文中做出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 本人完全同意河南工业大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子 版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构 ） 送交学 位论文，以学术交流为目

2、的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印， 将学位论文的全部或部分内容编 入齊关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手 段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文使用授权书 学 校 代 码 1 0 4 6 3 密 级 口 作 者 姓 名 孙 创 举 指导教师 林 江 涛 副 教 授 企业导师 李 大 伟 工 程 师 专业领域 食 品 工 程 专 业 硕 士 培养院 系 粮 油 食 品 学 院 完成时间二 _ 六 年 六 月 The Difference of the Composition of Different Granularity Endosper

3、m Particles and the Influence of Particle Size on the Quality of Flour Product A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate： Sun Chuangju Supervisor： Prof. Lin Jiangtao Co Supervisor: Li Dawei College of Food Science and Technology Henan University of Technology, Zhengzhou, China 本课题通

4、过对不同研磨强度下的不同粒度小麦粉的组成、品质特性、糊化和流变学 指标进行测定，系统研宄不同粒度小麦粉的组成规律，分析不同粒度下小麦粉品质的差 异以及研磨强度对其差异的影响。通过添加一定比例不同粒度的小麦粉，来研宄不同粒 度小麦粉对面制品品质的影响。主要研宄结果如下： (1) 随着研磨强度的增强，中等粒度的小麦粉所占的比例基本保持不变，而较小 粒度的小麦粉所占的比例逐渐增大，较大粒度的小麦粉所占的比例逐渐减小。此外，随 着研磨强度的增强，小麦粉组分和品质特性也有明显的规律。 (2) 随着小麦粉粒度的减小，小麦粉的组成和品质特性的变化大体呈现出较明显 的规律性，其流变学特性和糊化特性的变化也具有

5、相应的变化规律。三种研磨强度中， 强研磨条件下小麦粉的灰分、白度和破损淀粉含量以及面团的吸水率、形成时间和拉伸 比例较大；中研磨条件下小麦粉的蛋白质、清蛋白、球蛋白、麦谷蛋白和降落数值以及 面团的峰值粘度较大；弱研磨条件下小麦粉的醇溶蛋白以及面团的糊化温度和弱化度较 大。 (3) 随着所添加小麦粉粒度的减小，小麦粉所制作馒头的比容、高径比和白度均 大 体呈现先升高后降低的趋势，小麦粉所制作的馒头的感官评分先降低后升高最后再降 低，其中11XX/13XX 粒度处馒头的感官评分最高。同时，随着所添加小麦粉粒度的减 小，小麦粉所制作的馒头的硬度和咀嚼性呈现先降低后升高的趋势，弹性和回复性大体 呈现先

6、升高后降低的趋势，其中， 11XX/13XX 粒度处馒头的硬度和咀嚼性最低、弹性 和回复性最大。 (4) 不同粒度小麦粉的组成和品质特性与其流变学特性和馒头品质间具有显著的 相关性。小麦粉的破损淀粉含量和蛋白质含量与其面团的吸水率、小麦粉的破损淀粉含 量与其面团的拉伸面积、醇溶蛋 白含量与面团的延伸度以及面筋指数与其面团的最大拉 伸阻力均具有显著的正相关性。馒头的比容与小麦粉的蛋白质、馒头的感官评分与小麦 粉的蛋白质、馒头的硬度和咀嚼性与小麦粉的湿面筋含量以及馒头的弹性与小麦粉的麦 谷蛋白之间具有显著的正相关性；馒头的硬度和咀嚼性与清蛋白含量以及馒头的弹性与 小麦粉的醇溶蛋白之间具有显著的负相

7、关性。 关键字：小麦粉粒度；粒度分布；研磨强度；面粉品质；馒头品质 Abstract To explore the regulation of wheat flour with different particle size, the composition, quality characteristics, pasting and rheological properties of different particle size wheat flour under different milling intensity were determined in this study. Besid

8、es, the differences of wheat flour quality under different particle size were analyzed. After mixing the different size wheat flour with proper proportions, the influence of particle size on the quality of flour product was analyzed. The research results were as follows: (1) With the increase of the

9、 grinding intensity, the proportion of the middle wheat flour is unchanged, while the proportion of the larger is decreased; at the same time, the proportion of the smaller is increased. In addition, with the increase of the intensity of grinding, the quality of the wheat flour has obvious regularit

10、y. (2) With the decrease of the particle size, the basic index has obvious regularity, and rheological properties and gelatinization properties have corresponding regularity. Wheat flour of the higher grinding intensity has a higher ash content, whiteness, damaged starch content, water absorption, d

11、evelopment time, stretching ratio. Wheat flour of the middle grinding intensity has a higher protein content, albumin, globulin, glutenin, falling number, peak viscosity. Wheat flour of the lower grinding intensity has a higher prolamin, gelatinization temperature, degree of softening. (3) With the

12、decrease of the particle size, the specific volume, high aspect ratio and whiteness increases firstly, and then reduce; the sensory evaluation reduces firstly, and then increases. The 11XX/13XX size steamed bread has highest sensory evaluation. With the decrease of the particle size, the hardness an

13、d chewiness reduce firstly, and then increase; the springiness and resilience increase firstly, and then reduce. The 11XX/13XX size steamed bread has lowest hardness and chewiness, at the same time, it has highest springiness and resilience. (4) Water absorption and damaged starch content, water abs

14、orption and protein, the tensile area and damaged starch content, extension degree and glutenin, the maximum tensile resistance and gluten index has a significant positive correlation; The specific volume of the m steamed bread and protein, sensory traits of the steamed bread and protein, hardness o

15、f the steamed bread and wet gluten, elasticity of the steamed bread and glutenin has a significant positive correlation; Hardness of the steamed bread and albumin, elasticity of the steamed bread and prolamin has a significant negative correlation. Key words: Particle size of wheat flour； Particle s

16、ize distribution； The intensity of grinding； The quality of wheat flour； The quality of steamed bread 第一章、绪论 . 1 1.1 研宄背景和意义 . 1 1.2 国内外研究现状 . 2 1.2.1 粒度的测定方法 . 2 1.2.2 不同粒度小麦粉组成成分的差异 . 2 1.2.3不同粒度小麦粉面制品品质的差异 . 3 1.2.4不同研磨强度下小麦粉组成成分的差异 . 4 1.2.5小麦粉中蛋白质对面制品品质的影响 . 4 1.3 主要研宄内容和创新点 . 5 1.3.1主要研究内容 . 5

17、 1.3.2 * . 5 第二章、小麦制粉后面粉的粒度分布及理化特性的研究 . 7 2.1 弓丨 W . 7 2.2 实验材料与设备 . 7 2.2.1实验材料 . 7 2.2.2实验试剂 . 7 2.2.3实验仪器和设备 . 8 2.3实验方法 . 8 2.3.1小麦粉的制备 . 8 2.3.2小麦制粉后面粉粒度分布的测定 . 9 2.3.3小麦制粉后面粉理化特性的测定 . 9 2.4 数据分析与处理 . 10 2.5 结果与分析 . 10 2.5.1小麦制粉后面粉的粒度分布状况 . 10 2.5.2小麦制粉后面粉的理化特性的差异 . 11 2.6 本章小结 . 12 第三章、粒度对小麦粉组

18、成和品质特性的影响研究 . 13 3.1 弓丨 W . 13 3.2 实验材料与设备 . 13 3.2.1实验材料 . 13 3.2.2实验试剂 . 13 3.2.3 实验仪器与设备 . 13 3.3 实验方法 . 14 3.3.1 小麦粉组分及常规品质的测定 . 14 3.3.2 清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白的测定方法 341 . 14 3.3.3 面团流变特性测定 . 15 3.4 数据分析与处理 . 15 3.5 结果与分析 . 15 3.5.1 不同粒度小麦粉组成和常规品质特性的变化 . 15 3.5.2 不同粒度小麦粉的淀粉糊化特性的变化 . 25 3.5.3 不同粒度小麦粉的

19、流变学特性的变化 . 27 3.6 不同粒度小麦粉的理化特性与流变学特性间的相关性分析 . 31 3.6.1 不同粒度小麦粉的理化特性与其粉质特性间的相关性分析 . 32 3.6.2 不同粒度小麦粉基本指标与其拉伸特性间的相关性分析 . 33 3.7 本章小结 . 35 第四章、小麦粉粒度对馒头制作品质的影响研究 . 37 4.1 弓丨 W . 37 4.2 实验材料与设备 . 37 4.2.1 实验材料 . 37 4.2.2 实验仪器与设备 . 37 4.3 $验施 . 37 4.3.1 馒头的制作方法 . 38 4.3.2 馒头比容测定方法 . 38 4.3.3 馒头高径比测定方法 . 3

20、8 4.3.4 馒头白度测定方法 . 38 4.3.5 馒头感官评价方法 . 38 4.3.6 馒头的质构分析方法 （ TPA法） . 39 4.4 数据分析与处理 . 40 4.5 结果与分析 . 40 4.5.1 三种研磨强度下小麦粉的优化 . 40 4.5.2 粒度对馒头制作品质的影响 . 41 4.6 不同粒度小麦粉的基本指标与馒头品质特性的相关性分析 . 48 4.7 本章小结 . 49 第五章、结论与展望 . 50 5.2 MM . 51 参考文献 . 52 第一章绪论 1.1 研究背景和意义 小麦在全世界是种植最普遍的粮食作物之一，其产量占世界总粮食产量的四分之一， 有将近 50

21、 个国家的人民以小麦为主要粮食作物。在我国北方，小麦在人们生活中的作 用更是无可替代的。 小麦粉粒度通常用来描述小麦粉粒度粗细的程度，能够体现出小麦粉的加工精度。 在小麦粉标准中，各种类型的面粉都有 “ 粗细度 ” 的指标，惯用 “ 全部通过某筛絹，留存 某筛绢不超过 x% 的筛号间距表达法 1。小麦粉的制取是利用小麦各组成部分的特性差 异，特别是皮层和胚乳的强度的差异，采用研磨、筛分的方法，将胚乳磨细并实现与皮 层的分离，当胚乳颗粒达到一定的粒度时才形成面粉。小麦粉粒度大小与小麦籽粒硬度、 润麦时间、入磨 水分、制粉工艺参数、研磨强度等条件有密切关系 2。 小麦籽粒各部位的成分分布是不均匀的

22、，因此经过研磨加工后形成的不同大小的胚 乳颗粒中各个组成成分的含量是不同的。伴随着小麦粉粒度的变化，小麦粉的灰分、白 度、蛋白含量、淀粉含量、破损淀粉、面筋含量、降落数值等理化指标，粉质和拉伸等 流变学特性以及淀粉的糊化特性都有一定的变化，从而影响到相应的面制品品质。因此， 不同粒度的小麦粉在面粉体系中对面制品的贡献也有一定的差异。 粒度分布一般是指某一粒径或某一粒径范围内的胚乳颗粒在整个小麦粉体系中占 多大的比例 3。通常用区间分布和累积分布两种方法来计量不同粒径胚乳颗粒占整个小 麦粉体系的比例。不同的小麦粉其粒度分布也有差别，由于每个粒度的小麦粉的理化指 标、粉质和拉伸流变学特性以及淀粉的

23、糊化特性都不相同，因此，不同的小麦粉会具有 不同品质特性，其制作出来的面制品也会有相应的品质。 小麦粉的粒度分布会随研磨条件的不同而产生差异，且不同研磨条件下相同粒度的 小麦粉组成成分也会有一定的差异，这些差异必将对小麦粉的品质产生影响，进而影响 其面制品的食用品质。本课题旨在通过对不同研磨条件下的不同粒度小麦粉的蛋白质 (包括清蛋 白、球蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白）、淀粉、破损淀粉、面筋含量等成分的 测定，来研宄不同粒度小麦粉的组成规律。并结合粉质、拉伸、糊化等特性来对不同粒 度下的小麦粉品质进行分析，从而得出不同粒度小麦粉品质的差异，最终通过面制品的 品质来进行验证。此研宄能为小麦加工过程中

24、不同粒度小麦粉的组合搭配和研磨条件的 选择提供参考，进而为小麦加工工艺的调整和改进提供一 定的基础。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 粒度的测定方法 目前，粒度的测定有很多种方法，随着科学技术的发展和进步，出现了很多比较精 密和智能化的测定方法，如激光粒度分析法、显微镜法、质谱法、沉降法、气力渗透法、 库尔特计数法、计算机图像分析法、电感应法和基于颗粒布朗运动的粒度测量方法 4。 实验室中常用的方法为筛分法和激光粒度分析法。 筛分法是最传统、最直接、以及实验中使用最频繁的一种粒度测定方法；其原理就 是通过筛孔的大小来对不同大小颗粒的小麦粉进行分离和称量，然后计算出各粒度的相 对含量。筛分法

25、不仅能够得到不同粒度的小麦粉，还可以据此来绘出不同小麦粉的粒度 分布曲线 5。此外，在实际的小麦加工中，还可以通过配置不同的筛号和使用不同的筛 理顺序来对在制品进行分离和组合。 激光粒度分析法具有测试速度快、重复性良好、操作简单等优点，能够较真实准确 地体现出小麦粉的粒度分布情况。此分析法的原理是根据衍射角和粒度成正比的原理， 可变量包括光的散射形式、颗粒外观和散射光的测量 6。 然而，筛分法和激光粒度分析法均有自己的缺点，而且两者的测定结果往往是不一 致的。传统的筛分法简单易行，但受小麦粉颗粒水分以及粒度等的影响，筛理过程中容 易产生面粉糊筛、筛枯或难以筛透的情况 ，筛分效果受颗粒形状的影响

26、较大。而且，一 些较小的小麦粉颗粒容易吸附到较大颗粒的表面上，导致对小麦粉粒度分布检测尤其是 在微观状态下的分布表达不准确。激光粒度分析法所测出的是颗粒的等效体直径，即是 与实际颗粒相同体积的球体直径，受颗粒形状的影响较大，测量结果也会有所偏小 m。因 此，由于测定原理上的不同，筛分法和激光粒度分析法的测定结果是不一致的。要想准 确地测定出小麦粉的粒度分布状况，往往需要筛分法和激光粒度分析法结合使用。 1.2.2 不同粒度小麦粉组成成分的差异 小麦籽粒各部位的成分分布是不均匀的，因此经 过研磨加工后形成的不同大小的胚 乳颗粒中各个组成成分的含量是不同的。关于不同粒度小麦粉组成成分的差异前人已经

27、 做了一定的研宄并得到一些结论。杨艳虹等研宄表明，小麦在相同的加工条件下，随着 其胚乳颗粒粒度的减小，其白度升高，破损淀粉含量显著升高，吸水率随之明显升高， 面团的流变学特性也会发生变化。吴学辉等研宄表明不同颗粒大小的小麦粉，其蛋白质 含量是不一样的。同时，伴随着胚乳颗粒的减小，其表面积变大，进而使得小麦粉的吸 附性、分散性和化学活性增强。 Sullivan 等人将 粒度较细的小麦粉重复研磨得到更细的 颗粒进行研宄发现，伴随着胚乳颗粒的减小，小麦粉的灰分和蛋白质含量均有明显的变 化 8。同时，实验表明颗粒大小小于 17pm 的小麦粉差不多都是较小的蛋白质小碎片和 淀粉小颗粒，蛋白质含量整体大于

28、平均值；颗粒大小在 17-40pm 之间的小麦粉是大淀粉 颗粒或者是蛋白质和淀粉的混合颗粒，蛋白质含量整体小于平均值；颗粒大小大于 41pm 的小麦粉主要是纯胚乳颗粒，蛋白质含量大致与平均值相等。刘强等人研宄了不 同系统粉不同粒度的胚乳颗粒的组成成分后，指出伴随着小麦粉粒度的减小，小麦粉的 色度值、湿面筋含量和干面筋含量、破损淀粉含量、蛋白质含量和沉降值呈现升高趋势； 而小麦粉灰分、色度 a 值和色度 b 值呈现降低趋势；还原糖含量呈现出先降低后升高的 趋势，降落数值呈现出于先升高后降低的趋势；而面筋指数和粗淀粉含量也呈现出逐渐 升高的趋势 9。 1.2.3不同粒度小麦粉面制品品质的差异 伴随

29、着小麦粉粒度的变化，不同粒度小麦粉的成分分布也存在差异，使得最终的面 制品的品质也产生相应的变化，前人对于不同粒度小麦粉面制品品质的差异也做了一定 的研宄。刘强、李佳佳等指出小麦粉的蛋白质含量与馒头的比容具有 显著的正相关性， 中间粒度的小麦粉的蛋白质含量相对较高，比较适合用来制作馒头 1(。苏东民等指出 面条专用小麦粉的粒度过粗，形成的面筋网络结构就会较差，制作出来的面条就容易断 裂而且面条将失去光泽。粒度过细，破损淀粉含量升高，制作出来的面条就容易发粘且 蒸煮损失较多 11。陈志成指出小麦粉颗粒的大小与馒头的弹性具有显著的正相关性，而 与馒头的外观形状具有显著的负相关性 12;黄恩棣等指出

30、当小麦粉中有 50%以上的胚 乳颗粒大于 88pm 时，其小麦粉制作出来的馒头品质较好，当小麦粉过细时，就会造成 馒头的内部发粘、体积较小以及总体评分较差 13。李方杰等指出颗粒较粗的小麦粉制得 的馒头成品较颗粒较细的呈现出更好的弹性和回复性，且高径比较大，颗粒较细的小麦 粉制得的馒头成品较颗粒粗的色泽白，内部结构也更加细密均匀 14。刘强等指出随着小 麦粉粒度的降低，馒头比容、硬度和色泽大体呈现逐渐增长的趋势，而馒头的弹性和回 复性呈现逐渐降低的趋势。 Miller 通过研宄指出在一定范围内小麦粉的粒度越细时蛋糕的质量越好 15。伴随着 小麦粉粒度的减小，小麦粉的表面积增加，面团的吸水率增大

31、，面团的粘弹性也增强。 然而如果小麦粉的粒度过小，其破损淀粉含量会急剧增加，蛋糕的质量也将会变差。 Donelson指出小麦粉粒度与蛋糕的体积有着显著相关性 16。 Yamazaki 指出在小麦粉加 工的过程中，降低小麦粉颗粒的大小会削弱饼干的延展性。这可能是因为其具有较高的 破损淀粉含量而造成的 17。 Pullkki 和 Wicher 分别指出通过分离得到的中等颗粒小麦粉 具有较好的烘焙特性 1819。 1.2.4不同研磨强度下小麦粉组成成分的差异 小麦粉的粒度分布会随研磨条件的不同而产生差异，且不同研磨条件下相同粒度的 小麦粉组成成分也会有一定的差异，这些差异必将对小麦粉的品质产生影响，

32、进而影响 其面制品的食用品质。研磨强度对小麦粉的加工精度有一定的影响，研磨强度越大，磨 辊对麸皮的剪切和摩擦作用力就越大，对麸皮的破坏率就会越高，筛理后混入面粉中的 麸皮就可能会越多，从而降低了小麦粉的加工精度；从工艺效果来看，每道系统还必须 达到一定的研磨强度，因为如果皮磨研磨过轻，将不能从麸皮上刮下来足够多的胚乳， 给心渣系统的物料量将不足，从而造成物料被筛枯，也 会降低小麦粉的加工精度。研磨 强度对小麦粉的破损淀粉含量也有一定的影响，研磨强度越大，小麦粉的破损淀粉含量 也会随之增加，其中心磨系统的破损淀粉含量增幅较大，而渣磨系统的破损淀粉含量增 幅较小。 1.2.5小麦粉中蛋白质对面制品

33、品质的影响 小麦蛋白质根据其在不同溶剂中的溶解度被分为四种：溶于蒸馏水的清蛋白，溶于 稀盐水球蛋白，溶于 75%酒精的麦醇溶蛋白，以及溶于稀酸和稀碱的麦谷蛋白 2 。清蛋 白和球蛋白是可溶性蛋白质且基本上都是生理活性蛋白质，在小麦的糊粉层和胚中具有 较高的含量，在胚乳中的含量较低；其 含有较全必需氨基酸，具有较好的营养平衡，对 小麦营养有很大的贡献。麦醇溶蛋白和麦谷蛋白是贮藏蛋白或面筋蛋白，必需氨基酸的 含量不足，对面筋的形成和小麦的加工品质有很重要的影响 21。 清蛋白和球蛋白分别占小麦蛋白质的 9%和 5%左右 22，通常情况下小分子量的清蛋 白和球蛋白是酶的抑制剂，而高分子量的清蛋白和球

34、蛋白是酶，如 P-淀粉酶 23。 Rodriguez 等指出小麦的可溶性蛋白质与面制品的品质以及面团的流变学特性具有显著 的相关性；此外，高度聚合的清蛋白与面制品的品质具有显著的负相关性，且可溶性蛋 白质对面包的体积也有很大的影响。其中清蛋白的含量与小麦粉的蛋白质含量有极显著 的正相关性 24。然而，由于科学技术的限制，关于可溶性蛋白对面制品品质的影响还有 侍后人进一 步的研究。 醇溶蛋白和麦谷蛋白分别占小麦蛋白质的 46%和 40%左右 25。麦醇溶蛋白大部分由 没有极性的氨基酸构成，因此具有较好的粘性和膨胀性，为面团的延展性做出了很大的 贡献；而麦谷蛋白是靠氨基酸的分子间和分子内二硫键连接

35、而成的，大部分由极性的氨 基酸构成，容易使其聚集在一起，为面团的弹性做出 了很大的贡献 26。在形成面团的过 程中，谷蛋白形成连续的网状蛋白质基质，醇溶蛋白作为填充剂，分布在蛋白质基质中， 麦谷蛋白和麦醇溶蛋白共同赋予了面团独一无二的粘弹性，使其面团能够用来制作发酵 面制品 27。 实际上，由于麦醇溶蛋白和麦谷蛋白共同形成面筋，且只有它们以一定的比例结合 时，才能赋予面团特有的性质 28。因此小麦粉中两种蛋白的比例与面团的品质有着紧密 的关系。王宪泽等研宄指出，麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的含量与馒头品质之间没有显著的 相关性 29。Fleurent 研宄指出，当麦醇溶蛋白与麦谷蛋 白具有恰当的比例时

36、，制作出的面 包的品质最佳 3 。 1.3 主要研究内容和创新点 1.3.1主要研究内容 (1) 小麦制粉后面粉的粒度分布及理化特性的研宄 采用三种研磨强度对小麦进行制粉，通过传统筛分法研宄其粒度分布状况；通过测 定小麦总粉的理化指标，大致了解小麦制粉后面粉理化特性的差异。 (2 )粒度对小麦粉组成和品质特性的影响研宄 通过测定小麦制粉后不同粒度小麦粉的理化特性、流变学特性和糊化特性，对比分 析粒度对小麦粉组成和品质特性的影响，并分析不同研磨强度条件下粒度对小麦粉组成 和品质特性影响的差异，从而更全面地研宄粒度对小麦粉组成和品质特性的影响。 (3)小麦粉粒度对馒头品质的影响研宄 通过向小麦粉中添加一定比例的不同粒度的小麦粉，并将其制作成馒头制品，对比 分析添加不同粒度小麦粉后馒头的品质，从而得出小麦粉粒度对馒头品质的影响。进而 为小麦加工过程中不同粒度小麦粉的组合搭配提供参考，为小麦加工工艺的调整和改进 提供一定的基础