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弱筋(低筋)小麦也需要好的蛋白质质量

 洋溢九洲 2023-05-21 发布于河南

各位专家老师,大家好!

我是国家粮食和物资储备局科学研究院的吴海彬,按照组长王世刚老师的安排,今天我代表第16组“依麦走天下”值日。组长王世刚老师,成员有田香伟老师、张存利老师、余从文老师、张宇庆老师、慕芳老师、单天雷老师、李浩老师、鲁茂龙老师、杜文军老师、施万喜老师、刘翔老师、陈永兴老师,张晓军老师、万洪深老师、刘保群老师、刘振宇老师、张琪琪和蒋一萍老师。非常感谢陈红敏老师为“一麦众承”的无私付出,同时感谢各位专家小麦育种经验和材料的分享!结合我从事小麦品质研究工作的一些总结向各位老师做个汇报,主要介绍弱筋(低筋)小麦在具备较高的蛋白质质量(以面筋指数指标表征)时才会具备较好的食品加工适用性,不妥之处请各位老师多指导。


小麦品质是一个相对的概念,是指小麦或其加工成的小麦粉对某种特定用途、产品的适合和满足程度的综合评价。小麦粉成分复杂,主要成分是蛋白质和淀粉,其中蛋白质的质量和含量是与小麦品质密切相关,尤其是储藏蛋白(面筋蛋白)的组成和结构是影响小麦粉面团黏弹性和制品品质的主要因素。不同类型的面食品对小麦粉的要求不同。根据小麦粉面筋质量和含量的不同,可以将小麦粉分为强筋小麦粉、中筋小麦粉和弱筋小麦粉。弱筋(低筋)小麦(国外称软麦,soft wheat)粉适合制作蛋糕、曲奇、点心等烘焙食品。

1.我国弱筋(低筋)小麦品种审定及其品质简介

20世纪80年代以前,我国小麦制粉研究主要关注加工精度和出粉率,以生产标准粉为主。随着社会经济水平的提高和食品工业的发展,我国开始引进国外先进制粉设备和工艺,开展了专用粉的生产和专用优质小麦品种选育工作,弱筋(低筋)小麦也成为优质专用小麦育种目标之一。品种审定中也规定了弱筋(低筋)小麦的理化指标参数(表一),为弱筋(低筋)小麦育种提供参考和指导,并选育出一批以扬麦15为代表的优质弱筋小麦品种。

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同时粮食部门也牵头制定了优质弱筋小麦国家标准(GB 17893-1999《优质小麦 弱筋小麦》 high quality wheat - weak gluten wheat),对弱筋小麦籽粒和小麦粉的理化指标参数进行了限定(表二)。除质量安全指标以外,规定弱筋小麦籽粒粗蛋白(干基)含量≤11.5%,弱筋小麦粉的湿面筋(14%水分基)≤22.0%,稳定时间≤2.5min。食品加工品质评价方面,除GB/T 17320-2013《小麦品种品质分类》要求判定为优质专用弱筋小麦的食品评分≥80分以外,其他未涉及到食品加工适用性的评价。也未涉及到表征蛋白质质量的主要指标面筋指数。

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综合以上来看,国内弱筋(低筋)小麦不同时期的品种审定标准和GB/T 17893-1999《优质小麦 弱筋小麦》均未对弱筋(低筋)小麦的适宜加工食品评价做要求,主要是规定了籽粒蛋白质、湿面筋含量和稳定时间三项理化指标,可一定程度上反映小麦蛋白质质量。

但是,弱筋(低筋)小麦实际应用中,国产弱筋(低筋)小麦同美国、澳大利亚等进口软麦品质相比差距较大,一是蛋白质含量或湿面筋含量这两个指标偏高,当然这同国内小麦种植管理过程中氮肥施用较高有关;二是蛋糕、饼干等食品烘焙品质存在差距。

实际品质检测中,面筋指数偏低的弱筋小麦表现出海绵蛋糕加工品质较差(图1a),表现为体积小,内部结构紧实,口感差。机洗面筋过程中面筋弹性低,表面粗糙,黏度大,不易结合成团,会堵塞漏网等现象(图1b)。面团操作时手感黏度大、极其黏手(图1c),容易附着在容器或操作器械上;这种类型的面团因蛋白质质量较差,无法为面团提供良好的支撑结构,黏结成块,透气性差,对发酵过程和成品成型及其不利,食品制作品质较差。再看蛋白质量好、面筋指数高的品种,以国内应用广泛的泛麦8号为例,泛麦8号面筋指数一般在98左右,很少低于95,偏南区域湿面筋含量较低(23左右或更低)时其海绵蛋糕品质也不错,食品制作时面团操作不粘手,不黏结成块,易操作成型,食品加工品质较好。

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         图1c 面筋指数偏低的弱筋小麦面团黏度极大


2. 国外软质小麦蛋白质质量好,面筋指数高

相比中国,美国、澳大利亚等国家对于小麦品种注册(register)时即对品种的食品加工用途进行严格评价,对于制作蛋糕、饼干的软质小麦在注册试验过程中进行相应的品质评价。如加拿大小麦品种在注册前要经过8次品质测试,包括磨粉品质、和面品质、烘焙品质,以及蛋白质含量、面筋强度、籽粒硬度和KVD(籽粒外观可区别性)等,保证了不同小麦品种的同一类别食品品质的一致性,确保收购时只要与标准样品对照进行感官检验即可完成粮食分类定等工作,即达到同类别品质品种内无需刻意进行配麦配粉的粮食也可达到该品质类别良好的食品加工品质性能。美国小麦品种注册时品质和籽粒外观性状要求同加拿大类似,但品质检测次数有所减少。

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以美国为例,美国软质小麦包括软白麦(soft white wheat)和软红冬麦(soft red winter wheat),籽粒蛋白质含量(12%湿基)在8.5%-10.5%之间(https://www./crop-quality/soft-white/),软质胚乳和较差的面筋(soft endosperm and weak gluten)。美国小麦协会发布的《2022年农作物质量报告》显示,软白麦和软红冬麦的籽粒蛋白较低,五年均值分别是10%和9.5%;表征蛋白质质量的面筋指数较高,蛋白质质量较好,五年均值分别是80和83;湿面筋含量低,五年均值分别是22.9%和21.2%。

同蛋白质质量较好的美硬红冬、美硬红春、法国小麦和加拿大西部硬红春麦1号的面筋仪指标相比,美软白麦和软红冬麦的面筋指数接近,蛋白质质量差距较小,但湿面筋含量差距较大(图1)。从这个结果来看,软麦是指相对于面包小麦的面筋质量有所下降,并非大幅度下降;但是面筋含量下降较多。美国密穗白麦的面筋指数38(2018-2022年5年均值),湿面筋含量15.5%,其主要用于同软白麦配粉之后用于蛋糕和糕点的制作,即密穗白麦因蛋白质质量较差单独制作食品时存在局限性。

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3.我国优质弱筋(低筋)小麦蛋白质质量不断提升

我单位2022年共扦取1377份小麦样品进行品质检测,包括403个品种(数据未公开)。符合GB/T 17320-2013《小麦品种品质分类》弱筋标准的小麦样品共有12个,其中7个样品来源于四川,3个来源于湖北,安徽和山东分别有1个样品,面筋指数平均值是92(远高于1377份样品面筋指数平均值的69),湿面筋含量是19.3%,具有比较好的蛋白质质量和低的湿面筋含量,蛋糕加工品质较高;这些样品同美软白麦和软红冬麦的面筋仪指标较为接近,这也反映出我国弱筋小麦育种科研水平不断提升。

这些研究结果也反映在新的优质小麦标准的制定之中,由我院牵头制修订的新国家标准GB/T 《优质小麦》(代替 GB/T 17892—1999《优质小麦 强筋小麦》,GB/T 17893—1999 《优质小麦 弱筋小麦》)的报批稿中,关于弱筋(低筋)小麦的指标结合了我国小麦育种和种植、管理的实际情况,同时更加接近国际软质小麦的定义(表四)。其中要求硬度指数不高于45,湿面筋含量一等≤22.0%、二等≤25.0%;食品(蛋糕)加工品质评分要求一等≥90、二等≥80,食品加工品质评分指标成为弱筋(低筋)小麦判定的指标之一,确保弱筋(低筋)小麦具有较好的蛋糕、饼干等食品加工品质。

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作者简介:吴海彬,男,农学博士,2012年毕业于中国农业大学农学院。2021年9月进入国家粮食和物资储备局科学研究院从事粮食品质与标准化、优质小麦种质资源创制研究与评价工作,协助团队开展粮食品质营养资源数据库建设、粮食品质营养机理及面制品加工研究等方面的工作。2012年7月至2021年9月在中国种子集团有限公司(先正达集团中国种子业务)从事小麦育种科研,以及研发前沿和品种跟踪评价、小麦联合体试验、科技项目和小麦生产形势考察等工作,参加“十三五”主要农作物(小麦)良种科技创新规划等。

在此一并对协助我院开展品质数据库研究扦样和检测的所有单位和育种家致以诚挚的感谢。



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