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测定五种酿酒用粮糊化特性的研究

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关键词:

摘要：

Mixolab混合试验仪是一台全自动、多功能、综合性的粉质分析仪，也是一台测定谷物粉团流变学和酶学特性的实验仪器[1]。该仪器功能全面，一次测定可得到同时反映谷物的蛋白粉质特性和淀粉黏度特性的相关曲线，相当于粉质仪与黏度仪的联合功能。如在搅拌力和温度作用下的蛋白质弱化特性，升温时的淀粉糊化特性，保温时的淀粉热糊化热胶稳定性以及冷却阶段糊化淀粉的回生特性[2-4]。

Mixolab 混合试验仪应用范围广泛，可用于软麦、硬麦、大麦、黑麦、稻米、玉米、藜麦等等[5]。用户可自定义实验协议，适合检测各种谷物，也可直接检测生产线取得的面团。采用Mixolab无疑更能准确检测出粉团产品的不足，从而弥补快速黏度仪检测粉团糊化特性的不足，进一步丰富粉团品质的检测方法。本实验以小麦、大米、糯米、玉米、高粱粉为原料，对Mixolab 测定这5 种酿酒原料糊化特性进行了初步探索。目前对酿酒原料用5 种粮食的性质研究集中在淀粉支链占比、膨胀率、冻融稳定性及糊化回生等方面，小麦、大米、糯米、玉米、高粱的收储验收更是以感官为主[6]。本研究在梳理优化现有5 种粮食加工指标的基础上，采用Mixolab混合试验仪针对高粱、大米、糯米、小麦、玉米样品的粉团流变学特性，建立稳定可靠的Mixolab 测定5 种酿酒用粮糊化特性的方法，为酿酒专用粮的性质选择提供一条参考方法。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

原料：小麦、大米、糯米、玉米、高粱，市售。

超纯水：济南来宝医疗器械有限公司实验室超纯水机。

仪器设备：Mixolab 混合试验仪，法国肖邦技术公司；101-1-BS 电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂；FA1104N 电子天平，上海精密科学仪器有限公司；Numigral-I 数粒仪，法国肖邦技术公司；FSJ-II 锤片式粮食试验粉碎机，广州航信科学仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 水分含量测定

5 种粮食的水分含量按照GB 5497—1985《粮食、油料检验水分测定法》中105 ℃恒重法测定。

1.2.2 Mixolab混合试验仪标准程序[7]

面粉加水混合形成面团后，面团在恒温、升温及降温过程中，揉面刀片（在恒定的转速下）受到的扭矩随时间的变化关系。在Chopin+标准协议中（见图1），揉面刀速度80 r/min，被测定的面团重量为75 g，面团的稠度以1.1 N·m 为标准，即面团的最大扭矩（峰值）达到1.1 N·m（ N·m），相当于布拉本德粉质仪500 BU。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8 min；（2）升温过程：以4 ℃/min 的速度升温到90 ℃，并保持7 min；（3）降温过程：以4 ℃/min 的速度降温到50 ℃，并保持5 min，整个测定过程共45 min。基于肖邦公司的数据模型，初始稠度最大值C1 用于测定吸水率，稠度最小值C2 表示在机械力和温度下蛋白质的弱化度，糊化峰值黏度C3 表示淀粉糊化特性，最低黏度C4 表示淀粉糊化胶的稳定性，C3—C4 为黏度崩解值，回生终点黏度C5表示冷却过程淀粉糊化胶的回生特性。

图1 Chopin wheat+实验协议的参数设定

1.2.3 针对5 种粮食不同特性的Mixolab 混合试验仪测定参数优化

基于肖邦公司设定的标准程序，在规定条件下，本实验以小麦、大米、糯米、玉米、高粱为实验原料，分别对5 种酿酒用粮的粉团质量、目标扭矩C1值、揉面刀速度等程序参数进行优化试验，寻找最适的单因素条件进行组合验证。从而得出能够表征5 种粮粉糊化过程中面筋弱化、淀粉糊化和淀粉回生的变化曲线。分别选取粉团质量75 g、80 g、85 g、90 g进行实验；选择50 r/min、60 r/min、70 r/min、80 r/min作为揉面刀的转速进行试验。

2 结果与分析

2.1 Mixolab 混合试验仪测定小麦的糊化特性方法

小麦子粒含蛋白质13%以上，高的接近20%，并富含淀粉、脂肪和氨基酸、面筋质等多种营养成分，是酿酒原料中必不可少的成分。在Mixolab 混合试验标准协议中，测定的小麦粉水分在7.5 %左右，设置吸水率为56%，选择面团重量为75 g，目标扭矩以1.1 N·m 为标准，揉混转速为80 r/min。小麦淀粉具有半结晶的颗粒结构，加水调浆加热到一定温度后，就会发生糊化。糊化是一个复杂的过程，通常伴随黏度、透明度变化以及再结晶等现象。小麦粉特有的面筋属性，具有很好的延展性和韧性，在升温糊化过程中，面团组织网状结构增大，在两个搅拌刀上均匀搅拌，不会出现断裂。在糊化的不同阶段，表现出不同的特性。已糊化的小麦淀粉随温度的上升，内部结构变化，颗粒内出现网状结构。达到糊化温度以后，出现线状结构，网状结构和线状结构是与淀粉结构中的支链淀粉密不可分的，说明小麦淀粉中存在部分分支结构。Mixolab混合试验仪全面、科学、直接地表征小麦粉质量。

文章来源：《玉米科学》网址: http://www.ymkxzz.cn/qikandaodu/2021/0622/1417.html