不同制粉方式小麦胚乳颗粒粉破碎情况及消化性研究

来源 :河南工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fragile2001000
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小麦制粉是利用机械力作用将小麦胚乳与皮层、胚逐步分离后,再将其胚乳研磨成粉的过程。在制粉过程中因所受机械力作用的不同,导致小麦胚乳颗粒呈现不同的破碎状态,进而影响小麦粉的加工和营养品质。然而,目前关于制粉过程中机械力作用对胚乳的破碎情况,特别是所制得小麦粉的营养物质消化性变化的基础研究相对较少。基于此,本论文探究了实验室制粉和工厂制粉条件下小麦胚乳颗粒的破碎情况,通过体外消化模拟实验研究了不同制粉方式对小麦胚乳颗粒粉中淀粉和蛋白质体外消化性的影响,旨在为生产不同营养需求的小麦粉提供科学指导和理论依据。采用辊式磨、撞击磨、粉碎机三种制粉设备对小麦胚乳颗粒进行不同程度的研磨破碎,研究其粒度及粒度分布规律,结果表明:撞击磨样品(ZM)粒度最大,D50为84.90μm-221μm,粒度分布呈三峰形态;辊式磨样品(GM)破碎过程中粒度分布由多峰变为宽分布单一峰;粉碎机样品(FS)的粒度最低,D50为22.80μm-36.73μm,粒度分布为单峰均匀分布。随着制粉次数的增加,样品损伤淀粉和游离淀粉含量逐渐升高;粉碎机样品的损伤淀粉和游离淀粉含量显著(P<0.05)高于另外两种制粉方式。扫描电镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)的结果显示:撞击制粉过程主要为较大的胚乳团块结构降解,胚乳团块周围细胞的细胞壁优先发生破裂,破碎行为遵循表面粉碎模型;辊式磨制粉过程中胚乳颗粒是逐步从大颗粒破碎为中颗粒进而变为小颗粒的过程,细胞壁多呈现撕裂状的无规则片状结构,破碎过程遵循体积粉碎模型;粉碎机制粉过程对小麦粉以及淀粉的破碎程度较高,破碎后的细胞壁与淀粉和蛋白基质仍保持紧密相连的状态,破碎方式也符合体积粉碎模型。采用体外模拟消化对小麦胚乳颗粒粉进行了关键组分蛋白质和淀粉的消化性研究,结果表明:随着破碎程度的增加,淀粉水解率逐渐增大;FS的水解速率、淀粉水解指数显著(P<0.05)高于其他两种方式;ZM的快消化淀粉(RDS)含量最低(18.49%-20.86%),慢消化淀粉(SDS)含量最高(37.63%-41.54%),GM的抗消化淀粉(RS)含量最高(49.01%-56.06%)。样品的体外估计血糖指数(EGI)均高于70,其中FS样品EGI值最高,均大于85;粒度和损伤淀粉含量均与EGI呈极显著相关(P<0.01),说明胚乳破碎程度显著影响淀粉的体外估计血糖指数。随着制粉次数的增加,样品蛋白质消化率逐渐升高;不同制粉方式下,ZM的蛋白消化率最低(83.52%-84.69%),GM与FS样品的蛋白质消化率之间无显著性差异;相关性分析显示,蛋白质的消化性主要受到淀粉消化过程的影响。以在线粉路中所取系统粉为原料,解析工厂制粉过程中小麦胚乳结构和消化性的动态变化。结果显示,随着粉路后移,各系统粉的整体粒度逐渐降低,心磨(M)粉的粒度均一性较低,D50和D90普遍大于皮磨(B)、渣磨(S)和尾磨(T)粉;心磨系统随着出粉点后移,胚乳团块逐渐呈现受挤压所形成的片状结构,皮磨粉中可以观察到因剪切作用产生的断面整齐的块状胚乳。整体来看,RDS含量呈现T、M>S>B的趋势,B、S、T系统粉的SDS含量均高于40%,RS含量则显示为B、T>M;所有系统粉的蛋白消化率在84.86%-89.68%范围内,不同系统的蛋白质消化率的情况为B、S>M、T。总的来说,皮磨粉的淀粉消化速率及消化率较低,而蛋白质消化率较高,且皮磨粉蛋白质含量相对较高,因此,相较于其他系统粉,皮磨粉具有相对较高的控糖能力和较高的蛋白质营养价值。综上所述,制粉过程中,不同的制粉方式会显著影响胚乳的破碎情况,进而影响淀粉和蛋白质的体外消化性,因此,选择合适的制粉设备,控制适当的加工精度,能够改变淀粉和蛋白的消化性。通过实验室制粉和工厂制粉的对比分析提出:缩短粉路以及在制粉过程中使用撞击磨粉机/松粉机替代部分辊式磨,可以有效控制对胚乳的破碎,改变小麦粉中营养物质的消化性,从而达到调控小麦粉的营养品质的目的。
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