韓文燕，王鳳成,2*，魏 雪，王曉玲

1.河南工業(yè)大學 糧油食品學院，河南 鄭州 450001 2.國家糧食加工裝備工程技術研究中心，河南 開封 475200 3.惠民縣宇東面粉有限公司，山東 濱州 251700

小麥在生長、收獲、運輸、存儲的過程中，可能會遭受自然災害、病蟲害感染，導致其中存在不完善?；蚧烊腚s質等，影響小麥的清潔、安全性。小麥的不完善粒包括蟲蝕、病斑、生芽、生霉、破損等，這些不完善粒的胚或胚乳受到損傷但仍具有使用價值[1],而不完善粒與飽滿籽粒之間的容重差異則是實現小麥分級的重要條件[2]。隋春暖[3]的研究表明不完善粒的組織結構疏松，胚乳含量低，會導致面粉灰分高。梅清等[4]的研究表明相同品種小麥的容重、千粒重也是影響其加工品質的重要指標。田偉[5]的研究表明霉變、蟲蝕小麥加工后不僅影響面粉色澤與品質，還可能含有對人體有害的有毒物質如嘔吐毒素等。湯安學等[6-7]的研究表明蟲蝕、破損等也會對小麥內部的淀粉造成損傷。

周家貴[8]的研究表明對小麥進行分級加工可以提高其利用率。溫紀平等[9]的研究也表明采用分級工藝能夠有效分選出優(yōu)質小麥，顯著提升小麥與面粉的質量。王鳳成等[10-11]的研究表明比重分級不僅能夠有效去除原糧中的雜質，還能對其進行分級。李毅念等[12]的研究表明比重分選能夠有效分選不同容重的物料。盧大新[13]的研究表明萌動小麥能夠通過比重分選機進行有效的內部品質的分級。重力分級去石機及其改型的比重分級機是目前面粉廠常用的分級設備，王宏等[14]的研究表明，比重分級機在分選不完善粒的應用中顯示出較好的效果。目前大多數面粉廠并未將小麥分級設備更好地融入小麥清理加工工藝中，為了保證面粉品質，通常分選出的輕質小麥比例較高，這使得分選出的輕質小麥中可能含有大量的飽滿籽粒，造成部分小麥的損失。作者以普通中強筋小麥為原料，設計了3道小麥分級新工藝，在保障經濟效益的同時，有效分選出小麥中的不完善粒，降低飽滿籽粒的損失，保障小麥的安全性，并研究每道分級的小麥籽粒的理化指標、小麥粉的理化指標、糊化特性、粉質特性和拉伸特性，分析分級工藝對小麥及小麥粉品質的影響，對改善小麥與小麥粉品質具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

中強筋小麥：山東惠民宇東面粉集團有限公司。

硫代硫酸鈉、硼酸：天津市凱通化學試劑有限公司；碘化鉀：上海振欣試劑廠；氯化鈉：北京化工廠。

1.2 儀器與設備

61-71容重器：上海東方衡器廠；Infraneo Junior 近紅外分析儀、101FAR-1電熱鼓風干燥箱：上海樹立儀器儀表有限公司；JYDB小麥硬度指數測定儀：無錫錫糧機械制造有限公司；KSW-5-12A馬弗爐：天津市中環(huán)實驗電爐有限公司；MLU-202實驗磨：瑞士布勒公司；SDmatic破損淀粉儀：法國肖邦公司；面筋儀：瑞典Perten儀器公司；MICGIA色差計：日本佐竹公司；FA2004電子分析天平：上海上平儀器有限公司；電子粉質儀、電子拉伸儀：德國布拉本德公司；RVA-TecMaster快速黏度測試儀：波通澳大利亞有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 小麥分級工藝

由圖1可知，小麥分級主要有3道分級階段。第1道分級，初清后小麥在重力分級去石機中進行，該機器有重質口、輕質口兩個物料出口和一個去石口，該階段重質小麥占比70%，進入后續(xù)清理流程，輕質小麥占比30%進入第2道分級階段。第2道分級階段也在重力分級去石機中進行，同樣有重質、輕質兩個物料口和一個去石口，該階段重質小麥占比75%與第1道分級重質小麥匯集進入其他清理步驟，輕質小麥占比25%則進入第3道分級階段。第3道分級階段在比重分級機中進行，有3個物料出口，分別為重質小麥占比30%、混合小麥占比40%、輕質小麥占比30%，其中混合小麥將在該階段循環(huán)分選。

1.3.2 小麥籽粒特性測定

容重測定參照GB/T 5498—2013；千粒重測定參照GB/T 5519—2018；不完善粒測定參照GB/T 5494—2019；硬度測定參照GB/T 21304—2007；嘔吐毒素測定采用膠體金免疫層析法；水分測定參照GB 5009.3—2016；灰分測定參照GB 5009.4—2016。

1.3.3 制粉

制粉采用布勒實驗磨粉機，潤麥水分為15%。

1.3.4 小麥粉品質特性測定

白度測定參照GB/T 27628—2011；濕面筋、面筋指數測定參照GB/T 5506.2—2008；降落數值測定參照GB/T 10361—2008；破損淀粉測定參照GB/T 31577—2015。

1.3.5 小麥粉糊化特性粉質特性、拉伸特性測定

糊化特性測定參照GB/T 24853—2010；粉質特性測定參照GB/T 14614—2019；拉伸特性測定參照GB/T 14615—2019。

1.4 數據處理

利用Excel、SPSS 20.0進行數據分析和圖表制作，采用單因素方差分析顯著性。

2 結果與分析

2.1 分級工藝對小麥籽?；纠砘笜说挠绊?/h3>

由表1可知，每道分級階段重質口小麥的容重、千粒重都顯著高于輕質口小麥，而不完善粒含量、嘔吐毒素含量、灰分含量則均顯著低于輕質口。

表1 分級工藝對小麥籽?；纠砘笜说挠绊?/p>

原料小麥經過第1道分級后，重質1小麥的容重、千粒重都顯著提高，不完善粒含量降低到0.60%，嘔吐毒素含量降低到163.50 μg/kg，相較于原料小麥品質顯著提高，小麥中的不完善粒和嘔吐毒素聚集于輕質1小麥中，不完善粒含量達到了5.69%。不完善粒含量會影響小麥的容重，不完善粒含量高時小麥的容重就低[15]。該小麥樣品中不完善粒多為蟲蝕、病斑粒，這些籽粒內部結構遭到破壞，組織疏松，導致籽粒質量降低，從而造成容重、千粒重的顯著降低，同時胚乳部分的損失使小麥中的含粉量少，輕質小麥的灰分含量增大，出粉率有所降低。

輕質1小麥經二道分級后，獲得的重質2小麥的容重、千粒重顯著高于輕質2小麥，不完善粒含量、灰分含量則顯著低于輕質2。輕質2中不完善粒含量12.98%，顯著高于輕質1小麥，經過該分級階段，進一步分選出了品質較優(yōu)的小麥。二道分級階段重質2小麥的容重、硬度指數、灰分含量都與一道分級重質1小麥沒有顯著性差異，但相對于重質1小麥不完善粒含量、嘔吐毒素含量顯著增加，出粉率有所降低，這是由于該分級階段的來料小麥為經第1道分級分選出的輕質1小麥，其不完善粒含量為5.69%，約是原料小麥不完善粒含量的2倍，影響了小麥的分選效果。第2道分級效果較第1道分級稍差。李毅念等[16]的研究結果也顯示，當小麥中不完善粒占比越小時，分選效果越好。

輕質2小麥進入第3道分級，該階段小麥品質變化顯著，重質3、混合3、輕質3出口小麥的容重、千粒重、出粉率都依次顯著降低，輕質3小麥的出粉率降低到61.98%，而不完善粒含量與灰分含量則依次顯著增高。大量不完善粒集中在該階段的輕質3中，使輕質3不完善粒含量達到29.73%。重質3小麥相對重質1、重質2小麥容重、千粒重顯著降低，而不完善粒含量則顯著升高。試驗結果表明，每道分級階段的重質小麥與輕質小麥籽粒的理化品質具有顯著性差異，各分級階段分選出的輕質小麥出粉率低，而灰分含量高，尤其是第3道分級的輕質小麥，出粉率顯著降低，灰分含量顯著增高。但各出口小麥的硬度指數差異并不顯著。

2.2 分級工藝對小麥粉基本理化品質的影響

小麥分級前后小麥粉的理化指標結果如表2所示。

表2 分級前后小麥粉的理化指標

一道分級后兩出口小麥粉的濕面筋含量沒有顯著差異，但重質1小麥粉面筋指數顯著高于輕質1。常共宇等[17-19]研究不同不完善粒的存在對面粉品質的影響表明，萌動、蟲蝕、病斑傷及胚乳時，小麥中的蛋白質結構遭到破壞，使面筋質量變差。這也是不完善粒含量多的輕質1小麥粉面筋指數顯著降低的原因。重質1小麥粉的降落數值為461 s，不僅顯著高于輕質1小麥粉，相較于原料小麥粉也有提高。降落數值是間接反映α-淀粉酶活性的重要指標，不完善粒含量多的小麥降落數值低，反映其不完善粒中的α-淀粉酶活性高。不完善粒對面粉品質影響的相關研究也表明不完善粒的存在對于面粉中α-淀粉酶活性的影響與本文呈相似的結果[20-21]。輕質1小麥的破損淀粉含量顯著低于重質1，蟲蝕、破損等對小麥籽粒內部的淀粉造成損傷，但由于不完善粒中胚乳占整個小麥籽粒的比例減少，麥皮對胚乳淀粉起到了部分保護作用，淀粉顆粒與磨輥表面接觸會相對較少，從而導致不完善粒含量高的小麥中破損淀粉含量反而降低了。

二道分級后，重質2小麥粉灰分含量顯著低于輕質2小麥粉，面筋指數、破損淀粉含量顯著高于輕質小麥，降落數值與濕面筋含量則沒有顯著性差異。重質2小麥粉各項理化指標與重質1沒有顯著性差異。三道分級后，各出口小麥粉的灰分含量、破損淀粉含量存在顯著性差異，重質3、混合3、輕質3的小麥粉灰分含量依次升高，降落數值、破損淀粉含量依次降低，但降落數值的降低趨勢并不顯著。

2.3 分級工藝對小麥粉糊化特性的影響

分級前后小麥粉糊化特性指標如表3所示。

表3 分級前后小麥粉糊化特性指標

由表3可知，一道分級后，重質1小麥粉峰值黏度、最低黏度、最終黏度都顯著高于原料小麥粉和輕質1小麥粉，衰減值低于原料小麥粉和輕質1小麥粉。峰值黏度、最低黏度、最終黏度、衰減值、峰值時間都會受到淀粉含量的影響，同時淀粉-蛋白質的相互作用也是重要影響因素[22]。蟲蝕、赤霉病粒內部淀粉結構遭到破壞，會降低面粉的糊化黏度、峰值時間。但試驗結果顯示不同出口小麥粉的糊化溫度并沒有顯著性差異。二道分級后，重質2小麥粉的峰值黏度、最低黏度、峰值時間顯著高于輕質2小麥粉，但相較于重質1的小麥粉沒有顯著性差異，而輕質2小麥粉的最低黏度、峰值時間相較于輕質1小麥粉又進一步降低。衰減值則呈現與其相反的結果，重質2小麥粉的衰減值顯著低于輕質2。三道分級后，重質3小麥粉的最低黏度、最終黏度相較于重質1與重質2小麥粉顯著降低，而峰值黏度與峰值時間雖稍低于重質1與重質2小麥粉，但差異并不顯著。輕質3中不完善粒含量的顯著提高，蟲蝕粒的大量增加，造成其淀粉結構被破壞的現象愈發(fā)嚴重，使其黏度顯著減小。衰減值是反映熱糊穩(wěn)定性的重要指標，在每道分級階段，輕質小麥粉的衰減值都顯著高于重質小麥粉，表明輕質小麥粉的熱糊穩(wěn)定性差，而重質1、重質2、重質3小麥粉的衰減值依次增加，其熱糊穩(wěn)定性也依次變差。

小麥粉的糊化特性主要受淀粉的含量、種類和顆粒大小的影響[23-24]。試驗中所用小麥為同一品種，進行不同階段的分級后，不同出口小麥的糊化特性存在顯著差異，這種差異主要是由小麥中的不完善粒造成的，這些損傷會導致淀粉結構與組成的變化，影響小麥粉的糊化特性。

2.4 分級工藝對小麥粉粉質特性的影響

由表4可知，原料小麥經一道分級后，重質1小麥粉的吸水率、穩(wěn)定時間和粉質質量指數都高于原料小麥粉與輕質1小麥粉，弱化度顯著低于輕質1小麥粉。試驗結果顯示通過第1道分級，分離出不完善粒與不飽滿粒到輕質口，已經顯著提高了重質1小麥粉的粉質質量。二道分級后，重質2小麥粉吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間與粉質質量指數都顯著高于輕質2小麥粉，弱化度顯著低于輕質2小麥粉，但與一道分級重質1小麥粉沒有顯著性差異。二道分級通過對一道輕質小麥的分選，進一步分選出品質較好的小麥。第3道分級分選出的重質3小麥粉的吸水率、穩(wěn)定時間及粉質質量指數均顯著低于重質1和重質2，但仍顯著高于同階段的混合3與輕質3小麥粉。

表4 分級后小麥粉粉質特性指標

粉質特性是衡量面團耐揉性與內在品質的主要指標。破損淀粉值越低，則面團吸水率越低，面粉筋力越強，面團穩(wěn)定時間越長[25]，弱化度越高，面筋越弱，這些指標能綜合反映面粉的粉質質量[26]。結果顯示每道分級階段的重質小麥粉的粉質質量都顯著優(yōu)于輕質小麥粉，面團筋力更好。

2.5 分級工藝對小麥粉拉伸特性的影響

分級前后小麥粉拉伸特性指標(135 min)如表5所示。原料小麥經一道分級后，分選出的重質1小麥粉面團的拉伸阻力、拉伸能量與拉伸比例都顯著高于輕質1，通過小麥分級顯著提高了面團強度和筋力，使面團具有更好的抗拉強度。經第2道分級分選出的重質2小麥粉拉伸阻力、拉伸能量、拉伸比例與重質1小麥粉沒有顯著性差異，表明兩種面團的質量較為接近，但顯著高于輕質2。經第3道分級后，按重質3、混合3、輕質3的次序，面團的拉伸阻力、拉伸能量、拉伸比例均依次減小。

表5 分級后小麥粉拉伸特性指標(135 min)

面團的拉伸特性中，拉伸阻力主要反映面團的強度、筋力以及持氣性，而延伸度則反映了面團的延展性和可塑性，拉伸比例反映了面團的抗拉強度。面團的各項拉伸指標主要受小麥粉中蛋白質的影響，輕質口中的小麥，籽粒內部結構遭到破壞，蛋白質的結構與組成發(fā)生變化，蟲蝕、病斑、生霉等破壞了小麥內部的蛋白質組成，導致面團的拉伸特性發(fā)生改變。

3 結論

原料小麥經過第1道分級顯著降低了小麥中的不完善粒含量與嘔吐毒素含量，顯著提高了小麥的容重與千粒重，提高了小麥粉的品質。第1道分級與第2道分級重質小麥粉的各項理化指標、糊化特性、粉質特性、拉伸特性(除最大拉伸比例和延伸度外)差異不顯著，這2個出口小麥可以合并為重質小麥進行后續(xù)處理。第3道分級階段重質小麥雖然不完善粒含量高于一道與二道分級階段的重質小麥，且糊化特性、粉質質量、拉伸特性較差，但其不完善粒含量(3.02%)、容重(772 g/L)仍符合國家標準中二等小麥的標準，但其中癟麥含量較多，需要與重質小麥分開處理，提高利用率。小麥分級工藝三道分級階段都能夠顯著地分選出優(yōu)質小麥，但隨著分級階段的進行，進入每道分級設備的小麥中不完善粒含量的增大，使分選出的小麥品質逐漸變差，有待優(yōu)化不完善粒含量高的小麥分級工藝。