安明哲,李楊華,宋廷富,劉 莉,羅 珠
(宜賓五糧液股份有限公司,四川宜賓 644000)
小麥作為白酒釀造和制曲的原料,其品質(zhì)影響著白酒的質(zhì)量和風(fēng)味。小麥品質(zhì)評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)主要以現(xiàn)行的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),我國的小麥標(biāo)準(zhǔn)早在建國初期就已制定,主要包括物理特性指標(biāo)(容重、千粒重、硬度以及不完善粒等)、化學(xué)特性指標(biāo)(蛋白質(zhì)、面筋、沉降值、酶活性等)和流變學(xué)特性指標(biāo)(面團(tuán)粉質(zhì)、拉伸、稠度、吹泡特性和淀粉黏度曲線等)以及食用品質(zhì)等[1]。獨(dú)特的內(nèi)在品質(zhì)特性是某種小麥區(qū)別于其他小麥的基本特征。酒類企業(yè)的小麥標(biāo)準(zhǔn)中,多以感官為主、理化檢測(cè)為輔,但原料小麥的內(nèi)在品質(zhì)無法憑感官鑒別。
小麥品質(zhì)指標(biāo)中的流變學(xué)特性是指谷物及其制品表現(xiàn)出的流體力學(xué)和粘彈性,是評(píng)定谷物品質(zhì)的重要指標(biāo),已被廣泛地應(yīng)用到小麥及其制品質(zhì)量評(píng)價(jià)中。除蛋白質(zhì)的含量和質(zhì)量外,小麥粉的淀粉特性,尤其是淀粉糊的峰值黏度對(duì)面制品品質(zhì)有重要的影響和作用。法國肖邦技術(shù)公司(CHOPINTECHNOLOGY)開發(fā)的Mixolab 谷物綜合特性測(cè)定儀,將面團(tuán)粉質(zhì)特性與淀粉糊化特性的測(cè)定結(jié)合為一臺(tái)儀器,使混合實(shí)驗(yàn)儀一次檢測(cè)就可以同時(shí)測(cè)定面粉的蛋白特性和淀粉糊化特性,相當(dāng)于揉混儀、粉質(zhì)儀、黏度儀和糊化儀的“混合”,適合于谷物及其產(chǎn)品的品質(zhì)分析,用于研究樣品的蛋白質(zhì)特性、淀粉特性、酶活性和添加劑特性及影響[2]。本研究旨在利用Mixolab 混合實(shí)驗(yàn)儀研究釀酒專用小麥的有效淀粉、酶活、糊化效率等參數(shù),探索釀酒小麥的理化檢測(cè)方法。
供試材料:某酒企提供的釀酒專用小麥和制曲小麥。
儀器設(shè)備:Mixolab 混合實(shí)驗(yàn)儀器,法國肖邦公司;錘式旋風(fēng)磨(FSJ-II 型錘片式糧食粉碎機(jī)),廣州航信科學(xué)儀器有限公司;101-1-BS 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠。
水分含量按照GB 5497—1985《糧食、油料檢驗(yàn)水分測(cè)定法》中105 ℃恒重法測(cè)定。
混合實(shí)驗(yàn)儀測(cè)定小麥的流變學(xué)特性參照肖邦公司提供的方法。小麥樣品粉碎后,利用Mixolab的Chopin wheat+協(xié)議分析樣品。面粉加水混合形成面團(tuán)后,面團(tuán)在恒溫、升溫及降溫過程中,攪拌刀片(轉(zhuǎn)速為80 r/min)受到的扭矩隨時(shí)間的變化關(guān)系。在肖邦標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中,被測(cè)定面團(tuán)重量為75 g,面團(tuán)的稠度以1.1 N·m 為標(biāo)準(zhǔn),即面團(tuán)的最大扭矩(峰值)達(dá)到1.1 N·m(±0.07 N·m)。其中,標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的溫度控制分為以下3 個(gè)過程:(1)恒溫過程:30 ℃恒溫8 min;(2)升溫過程:以4 ℃/min 的速度升溫到90 ℃,保持7 min;(3)降溫過程:以4 ℃/min的速度降溫到50 ℃,保持5 min,整個(gè)測(cè)定過程共45 min。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束即可獲得Mixolab 典型曲線圖(如圖1所示),各曲線段上的參數(shù)為:
C1:揉混面團(tuán)時(shí)扭矩頂點(diǎn)值,用于確定吸水率;C2:蛋白質(zhì)弱化;C3:淀粉老化特性;C4:淀粉熱糊化熱膠穩(wěn)定性;C5:冷卻階段糊化淀粉的回生特性;α—30 ℃結(jié)束時(shí)與C2 間的曲線斜率,顯示熱作用下蛋白網(wǎng)絡(luò)的弱化速度;β—C2 與C3 間的曲線斜率,顯示淀粉糊化速度;γ—C3 與C4 間的曲線斜率,顯示酶解速度。前段即粉質(zhì)曲線段(C1、C2)主要表達(dá)小麥粉中蛋白質(zhì)組分的特性,反映了面團(tuán)的形成時(shí)間、吸水率、穩(wěn)定時(shí)間和C2 值[3];后段即黏度曲線段(C3、C4、C5)主要表示熱處理下淀粉的性質(zhì)[4];整條曲線即表達(dá)小麥粉中蛋白質(zhì)組分和淀粉組分的特性。
圖1 Chopin wheat+實(shí)驗(yàn)協(xié)議的參數(shù)
2008 年,法國肖邦公司在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,采用科學(xué)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,建立了混合實(shí)驗(yàn)指數(shù)剖面圖(Mixolab profiler),如圖2所示。
圖2 混合實(shí)驗(yàn)指數(shù)剖面圖
對(duì)于某種特定用途的小麥,首先要建立其目標(biāo)指數(shù)剖面圖,圖2 的黑色區(qū)域就是小麥粉該目標(biāo)指數(shù)區(qū)間。由于混合實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)指數(shù)剖面圖是針對(duì)不同用途小麥粉制定的,所以各種用途小麥粉目標(biāo)指數(shù)剖面圖目標(biāo)剖面區(qū)間的形狀也是不相同的[5]。
2.1.1 小麥樣品流變學(xué)特性重復(fù)性分析
對(duì)釀酒專用小麥樣品1 號(hào)—5 號(hào)依次做流變學(xué)特性的重復(fù)性分析,重復(fù)次數(shù)為3次,結(jié)果如表1。對(duì)制曲小麥1’號(hào)—5’號(hào)樣品依次做流變學(xué)特性的重復(fù)性分析,重復(fù)次數(shù)為3次,結(jié)果如表2。
從表1和表2可以看出,利用Mixolab分析釀酒專用小麥樣品和制曲小麥的流變學(xué)特性的結(jié)果重復(fù)性好,釀酒專用小麥的變異系數(shù)在0.33~6.14,制曲小麥的平均偏差在0.28~4.53。由此可知,Mix-olab 混合實(shí)驗(yàn)器在分析兩種用途小麥的流變學(xué)特性上具有穩(wěn)定性和可靠性。
表1 釀酒專用小麥流變學(xué)參數(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差
表2 制曲小麥流變學(xué)參數(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差
2.1.2 小麥樣品的流變學(xué)特性指數(shù)分析
利用chopin wheat+協(xié)議自帶的流變學(xué)指數(shù)處理釀酒專用小麥樣品和制曲小麥樣品,各指標(biāo)指數(shù)如表3。
表3 兩種用途的小麥樣品的剖面圖指數(shù)表
從表3 可以看出,釀酒專用小麥樣品普遍呈現(xiàn)出吸水率較低,混合指數(shù)、面筋指數(shù)、黏度、淀粉酶和回生指數(shù)均較高;制曲小麥樣品普遍呈現(xiàn)出吸水率高,混合指數(shù)和面筋指數(shù)較低。造成兩種用途小麥的流變學(xué)特性在粉質(zhì)曲線上的差異性主要原因是兩種用途的小麥種類不同,一般說來,釀酒專用小麥多使用強(qiáng)筋小麥,制曲小麥則為弱筋小麥。根據(jù)肖邦技術(shù)公司提供,由大量數(shù)據(jù)說明的強(qiáng)筋小麥、弱筋小麥的流變學(xué)特性的差異報(bào)告中可以得知,強(qiáng)筋小麥普遍呈現(xiàn)弱化低、糊化黏度低,弱筋小麥呈現(xiàn)弱化高、糊化黏度高。在此研究中,粉質(zhì)曲線階段呈現(xiàn)出制曲專用低筋小麥的弱化高,但在黏度階段低筋小麥的糊化黏度也低,與普遍認(rèn)定的曲線體現(xiàn)出了差異性,初步斷定,此次取樣的制曲小麥的淀粉酶活性高,造成了淀粉的損失。除此之外還可看出,同種用途的樣品之間差異小,該結(jié)果也印證了上述重現(xiàn)性的研究。
2.1.3 不同產(chǎn)地來源的釀酒專用小麥流變學(xué)特性分析
取產(chǎn)地A(樣品名為A1—A5)和產(chǎn)地B(樣品名為B1—B5)來源的釀酒專用小麥做流變學(xué)特性分析,分析結(jié)果如圖3所示。
從圖3 可以看出,不同地域來源的釀酒專用小麥流變學(xué)特性具有明顯的差異,來源地A 的小麥的糊化峰值黏度、抗淀粉酶峰值黏度和回生黏度峰值都高于來源地B 的小麥,因此可以斷定A1—A5 不管是在蛋白組織結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性還是在淀粉的糊化能力上都明顯優(yōu)于B1—B5。但來源地B 的小麥比來源地A 的小麥穩(wěn)定時(shí)間短。因?yàn)閬碓从诓煌漠a(chǎn)地,因此可以初步斷定樣品的品種不同,結(jié)果所體現(xiàn)的差異可能是不同品種之間的差異造成的。
圖3 不同產(chǎn)地來源的釀酒專用小麥流變學(xué)特性圖
本研究首次將小麥的流變學(xué)特性引入到釀酒行業(yè)中,針對(duì)白酒行業(yè)中兩種不同用途的小麥和同種用途不同產(chǎn)地的小麥之間的流變學(xué)特性進(jìn)行研究。結(jié)果顯示,釀酒專用小麥(強(qiáng)筋小麥)和制曲小麥(弱筋小麥)在流變學(xué)特性上顯示出明顯的差異,釀酒專用小麥的蛋白弱化程度比制曲小麥的蛋白弱化程度小,符合普遍認(rèn)定的特性差異,但由于其他因素(如淀粉酶活性等)的影響,釀酒專用小麥的糊化黏度也較高。對(duì)于不同來源的釀酒專用小麥,也顯示出了差異性,初步認(rèn)定這是品種之間的差異。如若能根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要,建立起各專用谷物的特定的目標(biāo)指數(shù)剖面圖,這樣才能發(fā)揮該儀器和流變學(xué)特性這一指標(biāo)在釀酒行業(yè)上的指導(dǎo)作用。