湿热处理对发芽小麦品质及其淀粉组分的影响研究
作者单位：河南工业大学
学位级别：硕士
导师姓名：郑学玲;刘翀
授予年度：2017年
学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程]
摘 要：本文以郑麦366为原料,在研究不同发芽程度小麦籽粒及其面粉理化性质的基础上,设定不同条件(水分、温度、时间)分别对发芽小麦籽粒和发芽小麦粉进行湿热处理,分析两种不同方式湿热处理对发芽小麦粉的基本理化指标、降落数值、损伤淀粉含量、溶解度和膨润力、糊化特性、热力学特性、结构特性(颗粒表面形貌、结晶结构)等的影响,探讨湿热处理对发芽小麦品质的改善效果,并获得优化的湿热处理条件。随后,为了从分子水平探讨湿热处理改善发芽小麦品质的机理,以发芽小麦分离的淀粉为原料进行湿热处理,研究了湿热处理对发芽小麦淀粉组分理化、结构性质的影响。最后,将上述三种不同方式湿热处理获得的小麦粉或小麦淀粉回添至原麦粉,并评价其面条制作性能,探索湿热处理小麦粉和小麦淀粉应用于面制品的可行性。结果如下:郑麦366在发芽后,籽粒内部酶活性显著升高,导致大分子碳水化合物和蛋白质等储能物质被水解,损伤淀粉含量升高,蛋白质在发芽过程中水解,但粗蛋白含量基本不变,蛋白质量降低,导致芽麦粉筋力变差,形成时间和稳定时间降低。淀粉的水解导致面粉糊化特性变差,峰值粘度、峰谷粘度、糊化温度和峰值时间降低,且发芽时间越长越难以出现回升现象。对发芽小麦籽粒进行湿热处理,研究湿热处理对发芽小麦粉理化特性的影响,结果表明:相对于发芽小麦对照样品,合适的湿热处理条件可改善发芽小麦的品质,最佳处理参数为25%-100℃-60min。但个别参数如峰值粘度、糊化温度,降落数值等仍然低于原麦,而且湿热处理改善芽麦淀粉特性的同时不可避免地使部分蛋白质发生变性。湿热处理发芽小麦粉,研究湿热处理对发芽小麦粉理化特性的影响,结果表明:湿热处理能够有效钝化发芽小麦的α-淀粉酶,降低发芽小麦粉的损伤淀粉含量,显著改善发芽小麦粉的糊化特性,促使淀粉双螺旋结构解体重排导致结晶区增加,无定形区排列更有序,还会形成更多结晶结构,并使原来结晶结构趋于完美,最佳处理条件为25%-100℃-60min。但湿热处理也会导致小麦粉白度和色泽变差,蛋白质变性。为探究湿热处理改善发芽小麦品质的机理,以发芽小麦所分离的淀粉为对象,对其进行湿热处理,分析处理前后淀粉的损伤淀粉含量、溶解度和膨润力、糊化特性、结构特性(颗粒表面形态、结晶结构)、热力学特性、傅里叶红外光谱等指标的变化,结果表明:HMT对高损伤淀粉(高发芽程度小麦粉分离得到的淀粉)的结构有着显著的改性效果,有可能是HMT增加了淀粉分子的热运动,使得淀粉分子氢键的水合作用显著增强,湿热处理的改性作用大于热损伤的破坏作用而产生的。经过HMT后发芽小麦淀粉的溶解度和膨润力都呈现显著的增加,膨润力增加的原因可能是湿热处理钝化了α-淀粉酶活性,直链淀粉重新排列组合,直链淀粉与脂质作用能力降低,增加了直链淀粉和水的接触,水合作用和溶胀能力增强。湿热处理后的小麦淀粉糊化参数都有了一定的回升,HMT处理后糊黏度的增长主要是热对α-淀粉酶活性的钝化造成的,糊化温度明显提高,这是由于HMT过程中淀粉分子移动重排,结晶结构完善或新结晶结构形成造成的,在25%-100℃-60min的处理条件下各项参数回升最明显,处理效果最佳。HMT后小麦淀粉的结晶度都有不同程度改变,随着水分含量的增加、处理温度的升高和处理时间的延长,小麦淀粉的结晶度先增加后降低,并在25%-100℃-60min的处理条件下达到最大19.64%,在此条件下其衍射峰的强度也有显著增加。湿热处理过程中水和热的共同作用加快了淀粉链的移动,促进了直链-直链淀粉的相互作用,淀粉分子双螺旋结构解离后又发生重排,使得淀粉颗粒的微晶区更加牢固完善。HMT处理后的淀粉颗粒表面不再光滑,湿热处理过程中淀粉分子发生破裂,淀粉分子间又出现相互粘合。红外光谱分析表明,湿热处理促进了损伤淀粉颗粒中氢氧键的缔合作用,有可能导致新的结晶区的形成,进而使得其中游离的化学键相互结合。DSC结果表明HMT后淀粉的热力学特征参数有显著的提高,热力学特性和热稳定性有显著改观。为了研究湿热处理样品代替发芽小麦粉应用于面制品的可行性,采用不同湿热处理方式中改性较好的样品以不同比例添加到面粉的方式制作面条,并对面条品质进行分析。结果显示:以发芽小麦粉为原料制作的面片色泽最差,添加了湿热处理芽麦粉其色泽也较差,而添加了湿热处理发芽小麦淀粉的面条色泽最好,表明热处理过程中蛋白质会和多糖发生美拉德反应产生褐变。对面条质构参数分析可知,添加湿热处理小麦籽粒所得面粉制作的面条的品质不理想,而添加了湿热处理芽麦粉所制作的面条其食用品质较好,添加了湿热处理发芽小麦淀粉所制作的面条拉伸各项参数都是最佳,面条品质最好。不同处理方式制作成的实验组面条感官评价均高于对照的原麦组,添加了湿热处理发芽小麦淀粉的样品感官评价得分最高。由蒸煮损失率可知,HTM小麦籽粒HMT芽麦粉HMT芽麦淀粉,面条蒸煮损失
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