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关于酿酒小麦的流变学特性的研究

2020-02-05 305 上传者：管理员

摘要：评价小麦品质的重要指标之一就是小麦的流变学特性。本文采用Mixolab混合实验仪器分析酿酒专用小麦和制曲小麦进行流变学特性，分析结果显示两种小麦的流变学特性差异较大，具有一定的规律，结果稳定性、重复性都比较好。对于不同产地的小麦存在规律性、差异性的流变学特性。

关键词：
Mixolab混合实验仪
制曲小麦
流变学特性
酿酒专用小麦
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小麦作为白酒酿造和制曲的原料，其品质影响着白酒的质量和风味。小麦品质评价和检验主要以现行的国家和行业标准为依据，我国的小麦标准早在建国初期就已制定，主要包括物理特性指标（容重、千粒重、硬度以及不完善粒等）、化学特性指标（蛋白质、面筋、沉降值、酶活性等）和流变学特性指标（面团粉质、拉伸、稠度、吹泡特性和淀粉黏度曲线等）以及食用品质等[1]。独特的内在品质特性是某种小麦区别于其他小麦的基本特征。酒类企业的小麦标准中，多以感官为主、理化检测为辅，但原料小麦的内在品质无法凭感官鉴别。

小麦品质指标中的流变学特性是指谷物及其制品表现出的流体力学和粘弹性，是评定谷物品质的重要指标，已被广泛地应用到小麦及其制品质量评价中。除蛋白质的含量和质量外，小麦粉的淀粉特性，尤其是淀粉糊的峰值黏度对面制品品质有重要的影响和作用。法国肖邦技术公司（CHOPINTECHNOLOGY）开发的Mixolab谷物综合特性测定仪，将面团粉质特性与淀粉糊化特性的测定结合为一台仪器，使混合实验仪一次检测就可以同时测定面粉的蛋白特性和淀粉糊化特性，相当于揉混仪、粉质仪、黏度仪和糊化仪的“混合”，适合于谷物及其产品的品质分析，用于研究样品的蛋白质特性、淀粉特性、酶活性和添加剂特性及影响[2]。本研究旨在利用Mixolab混合实验仪研究酿酒专用小麦的有效淀粉、酶活、糊化效率等参数，探索酿酒小麦的理化检测方法。

1、材料与方法

1.1 材料、仪器

供试材料：某酒企提供的酿酒专用小麦和制曲小麦。

仪器设备：Mixolab混合实验仪器，法国肖邦公司；锤式旋风磨（FSJ-II型锤片式粮食粉碎机），广州航信科学仪器有限公司；101-1-BS电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂。

1.2 实验方法

水分含量按照GB5497—1985《粮食、油料检验水分测定法》中105℃恒重法测定。

混合实验仪测定小麦的流变学特性参照肖邦公司提供的方法。小麦样品粉碎后，利用Mixolab的Chopinwheat+协议分析样品。面粉加水混合形成面团后，面团在恒温、升温及降温过程中，搅拌刀片（转速为80r/min）受到的扭矩随时间的变化关系。在肖邦标准协议中，被测定面团重量为75g，面团的稠度以1.1N·m为标准，即面团的最大扭矩（峰值）达到1.1N·m（±0.07N·m）。其中，标准实验的温度控制分为以下3个过程：（1）恒温过程：30℃恒温8min；（2）升温过程：以4℃/min的速度升温到90℃，保持7min；（3）降温过程：以4℃/min的速度降温到50℃，保持5min，整个测定过程共45min。

实验结束即可获得Mixolab典型曲线图（如图1所示），各曲线段上的参数为：

C1：揉混面团时扭矩顶点值，用于确定吸水率；C2：蛋白质弱化；C3：淀粉老化特性；C4：淀粉热糊化热胶稳定性；C5：冷却阶段糊化淀粉的回生特性；α—30℃结束时与C2间的曲线斜率，显示热作用下蛋白网络的弱化速度；β—C2与C3间的曲线斜率，显示淀粉糊化速度；γ—C3与C4间的曲线斜率，显示酶解速度。前段即粉质曲线段（C1、C2）主要表达小麦粉中蛋白质组分的特性，反映了面团的形成时间、吸水率、稳定时间和C2值[3]；后段即黏度曲线段（C3、C4、C5）主要表示热处理下淀粉的性质[4]；整条曲线即表达小麦粉中蛋白质组分和淀粉组分的特性。

图1 Chopinwheat+实验协议的参数

2008年，法国肖邦公司在大量实验数据的基础上，采用科学的数理统计方法，建立了混合实验指数剖面图(Mixolabprofiler)，如图2所示。

图2 混合实验指数剖面图

对于某种特定用途的小麦，首先要建立其目标指数剖面图，图2的黑色区域就是小麦粉该目标指数区间。由于混合实验目标指数剖面图是针对不同用途小麦粉制定的，所以各种用途小麦粉目标指数剖面图目标剖面区间的形状也是不相同的[5]。

2、结果与分析

2.1 样品重复性分析

2.1.1 小麦样品流变学特性重复性分析

对酿酒专用小麦样品1号—5号依次做流变学特性的重复性分析，重复次数为3次，结果如表1。对制曲小麦1’号—5’号样品依次做流变学特性的重复性分析，重复次数为3次，结果如表2。

表1 酿酒专用小麦流变学参数平均值和标准偏差;表2 制曲小麦流变学参数平均值和标准偏差;

从表1和表2可以看出，利用Mixolab分析酿酒专用小麦样品和制曲小麦的流变学特性的结果重复性好，酿酒专用小麦的变异系数在0.33～6.14，制曲小麦的平均偏差在0.28～4.53。由此可知，Mixolab混合实验器在分析两种用途小麦的流变学特性上具有稳定性和可靠性。

2.1.2 小麦样品的流变学特性指数分析

利用chopinwheat+协议自带的流变学指数处理酿酒专用小麦样品和制曲小麦样品，各指标指数如表3。

表3 两种用途的小麦样品的剖面图指数表

从表3可以看出，酿酒专用小麦样品普遍呈现出吸水率较低，混合指数、面筋指数、黏度、淀粉酶和回生指数均较高；制曲小麦样品普遍呈现出吸水率高，混合指数和面筋指数较低。造成两种用途小麦的流变学特性在粉质曲线上的差异性主要原因是两种用途的小麦种类不同，一般说来，酿酒专用小麦多使用强筋小麦，制曲小麦则为弱筋小麦。根据肖邦技术公司提供，由大量数据说明的强筋小麦、弱筋小麦的流变学特性的差异报告中可以得知，强筋小麦普遍呈现弱化低、糊化黏度低，弱筋小麦呈现弱化高、糊化黏度高。在此研究中，粉质曲线阶段呈现出制曲专用低筋小麦的弱化高，但在黏度阶段低筋小麦的糊化黏度也低，与普遍认定的曲线体现出了差异性，初步断定，此次取样的制曲小麦的淀粉酶活性高，造成了淀粉的损失。除此之外还可看出，同种用途的样品之间差异小，该结果也印证了上述重现性的研究。

2.1.3 不同产地来源的酿酒专用小麦流变学特性分析

取产地A（样品名为A1—A5）和产地B（样品名为B1—B5）来源的酿酒专用小麦做流变学特性分析，分析结果如图3所示。

图3 不同产地来源的酿酒专用小麦流变学特性图

从图3可以看出，不同地域来源的酿酒专用小麦流变学特性具有明显的差异，来源地A的小麦的糊化峰值黏度、抗淀粉酶峰值黏度和回生黏度峰值都高于来源地B的小麦，因此可以断定A1—A5不管是在蛋白组织结构上的稳定性还是在淀粉的糊化能力上都明显优于B1—B5。但来源地B的小麦比来源地A的小麦稳定时间短。因为来源于不同的产地，因此可以初步断定样品的品种不同，结果所体现的差异可能是不同品种之间的差异造成的。

3、总结

本研究首次将小麦的流变学特性引入到酿酒行业中，针对白酒行业中两种不同用途的小麦和同种用途不同产地的小麦之间的流变学特性进行研究。结果显示，酿酒专用小麦（强筋小麦）和制曲小麦（弱筋小麦）在流变学特性上显示出明显的差异，酿酒专用小麦的蛋白弱化程度比制曲小麦的蛋白弱化程度小，符合普遍认定的特性差异，但由于其他因素（如淀粉酶活性等）的影响，酿酒专用小麦的糊化黏度也较高。对于不同来源的酿酒专用小麦，也显示出了差异性，初步认定这是品种之间的差异。如若能根据实际生产的需要，建立起各专用谷物的特定的目标指数剖面图，这样才能发挥该仪器和流变学特性这一指标在酿酒行业上的指导作用。

参考文献：

[1]孙辉,尹成华,赵仁勇,等.我国小麦品质评价与检验技术的发展现状[J].粮食与食品工业,2010,17(5)：14-18.

[2]唐晓锴,于卉.谷物品质分析专家[J].现代面粉工业,2012(5)：19-22.

[3]李丽,李秋枫.混合实验仪及其在面粉生产中的应用[J].现代面粉工业,2010(5)：35-37.

明哲,李杨华,宋廷富,等.酿酒小麦流变学特性的研究[J].酿酒科技,2019,(9):46-49.