◎ 張曉慧,王培超,黃 飛,陳 芳,張曉雙
(中糧(鄭州)糧油工業(yè)有限公司,河南 鄭州 450016)
小麥粉的品質(zhì)除受原料品質(zhì)的影響外,還受制粉工藝的影響。制粉工藝俗稱粉路,是對小麥進(jìn)行過濾、風(fēng)選、色選、磁選、去石及打麥等處理工序后得到凈麥,凈麥經(jīng)過磨碎成為小麥粉的生產(chǎn)流程。具體過程是指對清理后的小麥進(jìn)行調(diào)質(zhì),調(diào)質(zhì)處理的小麥進(jìn)倉后,水分均勻地排列于麥粒內(nèi),獲得符合車間工藝要求的小麥,小麥經(jīng)潤麥工藝后,其中的游離水逐漸從表皮滲透到內(nèi)部,小麥的皮層由硬脆逐漸增加韌性,為后續(xù)的研磨工序做準(zhǔn)備。研磨是將經(jīng)清理、潤麥后的小麥的麩皮與胚乳分離,將胚乳通過碾磨、篩理、清粉等工藝流程,生產(chǎn)出一定粗細(xì)度的各種品質(zhì)需求的面粉[1]。不同工藝技術(shù)對制成品指標(biāo)及適用性影響較大,因此本文對制粉過程工藝技術(shù)及對面粉指標(biāo)的影響進(jìn)行分析,以指導(dǎo)制粉生產(chǎn)實(shí)踐,對提高工藝設(shè)計(jì)、提升產(chǎn)品品質(zhì)具有重要的實(shí)際意義。
小麥清理工藝是制粉過程中重要的工藝環(huán)節(jié),主要通過磁選、風(fēng)選等物理技術(shù)將小麥中的有機(jī)雜質(zhì)和無機(jī)雜質(zhì)等有效分離,降低面粉中的含砂量、灰分含量、麩星含量等,并改善小麥粉的色澤[2]。此外,通過清理還能去除部分有色雜質(zhì),如炭渣、霉變粒等,可使面粉灰分降低,有色微粒有效下降,尤其是對于面條專用粉、餃皮專用粉等,通過清理工藝,能有效緩解面片反色、霉變粒等引起的黑點(diǎn)問題,實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品品質(zhì)和穩(wěn)定性的作用[3-4]?,F(xiàn)階段,清理工藝能有效去除小麥中的異種糧、石子、草根等異物雜質(zhì),小麥經(jīng)過清理后塵芥雜質(zhì)不超過0.3%,其中砂石雜質(zhì)不超過0.02%。
小麥經(jīng)過潤麥調(diào)整水分的分布,能有效調(diào)節(jié)麩皮的韌性,降低小麥皮層與胚乳之間的結(jié)合力,降低胚乳的強(qiáng)度,使其在制粉過程中皮層容易剝離。小麥潤麥不僅能高效地剝刮皮層上的胚乳達(dá)到提高出粉率的目的,而且能使皮層在加工過程中盡量完整,提高粉的質(zhì)量。同時(shí),潤麥還能使同批次的小麥水分含量達(dá)到一致均勻,滿足水分質(zhì)量等要求。在實(shí)際生產(chǎn)中,小麥潤麥需考慮加水量、環(huán)境溫度、潤麥時(shí)間和潤麥方式等多種因素[5]。通過選擇合理的潤麥技術(shù)和關(guān)鍵影響因素控制可提升小麥粉品質(zhì)。
潤麥水分的高低會(huì)對小麥加工過程中的破損淀粉、蛋白質(zhì)量、面粉色澤、灰分含量和麩星面積等指標(biāo)產(chǎn)生影響。汪雅馨等[6]的研究表明,潤麥水分在15%~19%,隨著潤麥水分的升高,小麥粉中破損淀粉的含量降低,面筋指數(shù)和面粉白度得到了提升。說明隨著潤麥水分的升高,面粉的穩(wěn)定性、面筋強(qiáng)度有所增加;增加潤麥水分使面粉顆粒度變細(xì),增加了對光的反射強(qiáng)度,面粉白度提升。但是,潤麥過程中水分較高和在一定的溫度條件下,潤麥較長時(shí)間,易導(dǎo)致小麥中微生物快速繁殖。
不同硬度質(zhì)地的小麥對潤麥水分的需求也不同。硬質(zhì)小麥和軟質(zhì)小麥相比,由于組分和結(jié)構(gòu)的差異,硬質(zhì)小麥蛋白含量較高、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)結(jié)合更加緊密,所以硬質(zhì)小麥潤麥過程中水分需求更高、潤麥時(shí)間更長。部分制粉工廠針對硬質(zhì)小麥可能存在一次潤麥不透的問題,需進(jìn)行二次潤麥提升硬質(zhì)小麥的潤麥效果。冬季入磨麥水分控制在15.5%~16.0%,夏季入磨麥水分控制在16.0%~16.5%,硬質(zhì)小麥冬季潤麥時(shí)間需達(dá)到18 ~32 h,夏季潤麥時(shí)間適當(dāng)減少,潤麥時(shí)間控制在24 ~26 h。生產(chǎn)中可將硬質(zhì)小麥和軟質(zhì)小麥分開潤麥,達(dá)到兩種小麥的最佳潤麥狀態(tài),使入磨麥的含水量平衡、小麥籽粒結(jié)構(gòu)的軟硬統(tǒng)一。因此,適當(dāng)?shù)臐欫溗质潜匾?,?yīng)根據(jù)不同質(zhì)地小麥及終端對小麥粉的品質(zhì)需求控制入磨麥水分。
潤麥過程中環(huán)境溫度、潤麥水溫度和麥子溫度都會(huì)影響小麥中水分遷移速度,最終影響潤麥效果,升高潤麥水分溫度、利用熱蒸汽潤麥?zhǔn)巧a(chǎn)中通過提高潤麥用水的溫度改善潤麥的主要方式。不同潤麥溫度對小麥粉中不同組分的影響也不同。潤麥溫度的升高,有利于促進(jìn)水分的滲透和擴(kuò)散,從而減少潤麥時(shí)間,但潤麥溫度過高易造成蛋白變性[7]。王曉芳等[8]認(rèn)為在一定潤麥溫度下,可在小麥粉磨粉工藝過程中提升麩皮完整度、降低動(dòng)力損耗,整體縮短潤麥時(shí)間,降低灰分、微生物、蟲卵等指標(biāo)含量,提高小麥粉的應(yīng)用品質(zhì)。一般情況下,潤麥水溫在42 ~46 ℃,在寒冷季節(jié)或高寒地帶潤麥溫度在46 ~52 ℃。潤麥溫度不宜過高,否則會(huì)導(dǎo)致小麥中的蛋白質(zhì)和淀粉受損,小麥粉品質(zhì)下降。陳云霞等[9]認(rèn)為蒸汽潤麥可使小麥籽粒溫度明顯升高,隨著環(huán)境溫度的上升,分子運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),從而促進(jìn)小麥籽粒水分的內(nèi)移和外導(dǎo),水分遷移速率升高,在此過程中,酶的最適溫度是40 ~50 ℃,在到達(dá)該溫度之前,酶反應(yīng)速度隨溫度的升高而加快;當(dāng)溫度達(dá)到46 ℃時(shí),則可有效減少小麥的潤濕時(shí)間,提高面粉品質(zhì)[10]。
2.3.1 鹽水潤麥
鹽水潤麥?zhǔn)峭ㄟ^配制一定濃度的鹽水作為潤麥用水的一種潤麥方式。王大一等[11]認(rèn)為用鹽水潤麥可以增加小麥的整體出粉率,也可以影響面粉的品質(zhì)。隨著鹽水濃度的增大,細(xì)胞滲透壓增強(qiáng),導(dǎo)致微生物細(xì)胞脫水,從而抑制微生物快速生長繁殖,延長面粉的保質(zhì)期[12]。同時(shí),適量的鹽水能促進(jìn)面筋蛋白的形成,具有增加面粉筋力的作用,面粉濕面筋含量、面筋指數(shù)也有一定的升高。鹽水潤麥對小麥粉粒度分布有一定的影響,潤麥用水含鹽量在5%時(shí),皮磨粉粒度集中在孔徑為118 μm 的篩網(wǎng)上;潤麥用水含鹽量在5%和15%均能降低心磨粉孔徑為95 μm 篩網(wǎng)下的粒度含量[13]。工業(yè)上應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求選擇合適的鹽水濃度,過高的鹽水濃度不僅會(huì)增加單位生產(chǎn)成本,還會(huì)造成面粉的白度值下降、灰分增加等。
2.3.2 新型潤麥方式
近年來,對于潤麥方式的研究較多,新型潤麥方式有真空潤麥、蒸汽潤麥、微波潤麥、臭氧水潤麥、酶制劑潤麥等,還有多種潤麥方式組合式潤麥。真空潤麥可以加快水分進(jìn)入小麥的速度,且小麥粉中的蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和降落數(shù)值與真空度呈現(xiàn)一定的相關(guān)性[14]。蒸汽作為一種熱處理方式,可促進(jìn)水分遷移,縮短潤麥時(shí)間,同時(shí)還能殺滅部分微生物[10]。過熱蒸汽處理小麥能降低淀粉酶活,影響破損淀粉、面筋含量、糊化黏度等指標(biāo),導(dǎo)致面粉中的蛋白和淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使蛋白與蛋白之間、蛋白與淀粉之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。胡月明[15]的研究表明110 ~170 ℃過熱蒸汽處理小麥1 ~3 min,可降低面粉的破損淀粉含量、提高面粉黏度特性,增強(qiáng)面團(tuán)筋力,但蒸汽處理溫度過高會(huì)使面粉破損淀粉含量升高、糊化黏度降低、色澤不佳、蛋白受到損傷導(dǎo)致面筋結(jié)構(gòu)被破壞,進(jìn)而無法形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),降低面粉品質(zhì)。
臭氧水潤麥?zhǔn)抢貌煌瑵舛瘸粞醯臍⒕匦赃M(jìn)行潤麥,殺菌效果與臭氧水濃度有關(guān),使用濃度為5.5 mg·L-1的臭氧水潤麥能有效降低潤麥過程中的微生物數(shù)量。DUBOIS 等[16]研究證明臭氧水潤麥能有效殺滅小麥表面的細(xì)菌和霉菌。GAOU 等[17]通過小鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí)了臭氧水潤麥的安全性。臭氧潤麥利用臭氧分子的生物化學(xué)和氧化反應(yīng)殺滅細(xì)菌和芽孢等,具有安全、高效、無污染的特點(diǎn),具有一定的推廣前景。酶制劑潤麥?zhǔn)抢锰囟溉趸←滬熎て?,降低潤麥過程中水分遷移阻力,縮短潤麥時(shí)間,間接減少了潤麥過程中微生物的生長時(shí)間。添加0.15 g·kg-1纖維素酶可將潤麥時(shí)間縮短到5 h,出粉率可達(dá)76.6%[18]。酶制劑潤麥安全、操作便捷、發(fā)揮了酶制劑高效專一特點(diǎn),且對小麥粉品質(zhì)影響不大,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
小麥磨粉工藝主要包括小麥研磨、物料篩理、清粉提取以及一些輔助手段,根據(jù)出粉部位、質(zhì)量等級(jí)的不同需要分別進(jìn)行處理,形成了5 個(gè)不同的磨粉系統(tǒng),主要為皮磨系統(tǒng)(B)、渣磨系統(tǒng)(S)、心磨系統(tǒng)(M)、清粉系統(tǒng)(P)和尾磨系統(tǒng)(T)[19]。一般情況下,小麥在經(jīng)過多道研磨后其溫度會(huì)逐漸上升,受到擠壓、剪切作用蛋白質(zhì)、淀粉顆粒會(huì)有一定破損,有研究對比輥式磨粉機(jī)和撞擊式磨粉機(jī)對小麥粉淀粉損傷的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速分別為2 080 r·min-1和3 180 r·min-1,面粉提取率為50%情況下,撞擊式磨粉機(jī)只產(chǎn)生一定程度的淀粉損傷,淀粉損傷率約為20%,增加研磨道數(shù)不會(huì)顯著影響淀粉損傷程度;而輥式磨粉機(jī)在重壓或重復(fù)輥壓下具有較高的淀粉損傷度,在面粉提取率為50%、速差為1.25 時(shí),經(jīng)過兩道碾磨后小麥粉的淀粉損傷率由10%提高到30%[19]。另外,周文卓等[20]通過調(diào)節(jié)磨粉機(jī)磨輥軋距改變碾磨強(qiáng)度和分析物料特性,分析發(fā)現(xiàn)研磨強(qiáng)度對小麥粉品質(zhì)有一定程度的影響。隨著研磨強(qiáng)度的增強(qiáng),小麥粉的顆粒度降低,白度、破損淀粉含量顯著升高,灰分沒有顯著性差異。還有研究表明隨著研磨強(qiáng)度的增強(qiáng),小麥的剝刮、摩擦、擠壓等作用力增大,提高了皮層部分小麥粉的整體提取率,呈現(xiàn)出蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量增加的趨勢[21]。此外,小麥粉中非淀粉多糖類物質(zhì)戊聚糖等,隨著碾磨強(qiáng)度的增加,含量不斷增加[22];α-淀粉酶的數(shù)量也會(huì)逐漸增加,引起小麥粉中降落數(shù)值的變化[21]。
小麥制粉工藝會(huì)直接影響面粉產(chǎn)品的質(zhì)量,因此面粉企業(yè)應(yīng)重視制粉工藝的管理與控制,保持制粉工藝處于穩(wěn)定而有效的工作狀態(tài)。面粉是我國大宗消費(fèi)食品,隨著食品加工自動(dòng)化程度的提升,對于面粉加工特性與制粉工藝之間的研究也會(huì)逐步深入,這對實(shí)現(xiàn)面粉標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)具有深入而現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。