一、小麦分类与品质
小麦的分类栽培小麦种群主要是两大类,一是普通小麦,为六倍体,染色体条数42条,在生产上占绝大多数;二是四倍体小麦,又称杜伦小麦、硬粒小麦,是在进化过程中的比较原始的种,现在较少。
1、小麦的分类方法
按播种季节划分春小麦和冬小麦。长城以北地区,冬季严寒,小麦不能越冬,在春季播种,当年秋天收获,称春小麦。长城以南,小麦秋季播种,越冬后,春季返青,夏季收获,称冬小麦。我国以种植冬小麦为主。春小麦籽粒两端尖,腹沟深,皮层较厚,出粉率较低。
按皮色划分白皮小麦和红皮小麦。白皮小麦籽粒呈黄白色或浅黄色,皮薄,胚乳含量多,出粉率较高;红皮小麦籽粒呈深红色或红褐色,皮层较厚,胚乳含量少,出粉率较低。我国群众习惯上偏爱白皮小麦,白皮小麦的市场价格也高于红皮小麦。
按胚乳质地划分硬质小麦和软质小麦。胚乳质地紧密,呈半透明状的称为角质,凡角质部分占截面积一半以上的籽粒,称角质粒,含角质粒70%以上的小麦,称硬质小麦。胚乳横断面呈白色粉状,不透明的称为粉质粒,含粉质粒70%以上的小麦,称软质小麦。一般而言,硬质小麦中蛋白质含量和湿面筋含量均高于粉质小麦。
2、小麦结构
小麦籽粒结构与品质优劣有很大关系。皮层约占小麦籽粒的14.5-18.5%。皮层由7部分组成,由外向里依次为表皮、外果皮、内果皮、管状细胞、种皮、珠心层和糊粉层。
表皮是皮层的最外一层,略呈透明状,外果皮颜色较黄,内果皮在籽粒未成熟时呈青色,成熟后无色。种皮是由透明层和色素层组成,小麦籽粒的皮色主要是由色素层的色素决定的。珠心层呈透明状,与种皮结合紧密,不易分开,透水性差,影响水分向胚乳渗透。外面的6层含有较多的不易被人体消化吸收的纤维素,磨粉时成为麸皮,可用作饲料和高纤维食品的原料。皮层的最里层、胚乳的表层是糊粉层。它是由一层糊粉细胞组成的,个别地方有两个细胞重叠,细胞较大略呈方形、壁厚,细胞内充满了脂肪滴和蛋白质,还可以看到细胞核。糊粉层以内都是大型的薄壁细胞,内部充满淀粉粒。糊粉层占整个皮层重量的40--50%,含有丰富的B族维生素、矿物质、蛋白质及蛋白酶,粗纤维少,几乎不含面筋蛋白质。
糊粉层是小麦籽粒中营养价值最高的部分,在磨制低等级面粉时,应尽可能将其磨入面粉中,在保证面粉质量的前提下提高出粉率和面粉的营养价值;但因糊粉层中含有纤维素、戊聚糖及灰分,在磨制高精度面粉时应随麸皮全部除去。
皮层各营养成分占整个籽粒营养成分的百分比如下:VB1的33%,VB2的42%,VB6的73%,烟酸的86%,泛酸的50%,蛋白质的19%。
小麦按颜色主要有白麦和红麦两种。白麦因其颜色浅、皮薄,磨制的面粉色白,出粉率较同等红麦高。同时各类小麦皮层的薄厚不同,皮层的薄厚对出粉率的高低也有很大影响,薄皮麦加工时皮层松软,胚乳占整粒麦的百分数大,皮层和胚乳的粘结稍松,出粉率高,厚麦则反之。
胚(胚芽)位于麦粒背部的下端,内侧紧贴胚乳,外侧被皮层包裹,约占麦粒总重的1.4--3.9%。胚是小麦开始发芽的部位,也是小麦中营养价值最高的部分,其中蛋白质含量25—35%,脂肪6—11%,灰分4%以上,还含有少量的可溶性糖、多种酶和维生素。如果将其磨人面粉中可以增加面粉的营养成分,但脂肪极易变质,会增加面粉的酸度,加快面粉变质,不利于面粉的长期贮存。
胚呈黄色,并且含有较多的灰分和纤维素,它的存在会影响面粉的粉色,在磨制高等级面粉时,不宜将胚磨人面粉中。但良好和完整的胚有利于加工中的水分调解,胚是水分向胚乳渗透的主要通道。胚可以作为人类的营养食物,它占整个籽粒营养成分的百分比为:VB1的66%,VB2的26%,VB6的21%,泛酸的7%,烟酸的2%,蛋白质的8%。
小麦胚乳胚乳占麦粒的绝大部分,约占籽粒的78--83%。
小麦籽粒不同部位的胚乳细胞大小、形状和化学成分均不同。在麦粒的横截面上有三种胚乳细胞,最外面的一排是外围胚乳细胞,与糊粉层连接;在外围胚乳细胞的里面是长棱拄形细胞,垂直于籽粒表面,主要位于籽粒的背部;在籽粒两颊中间部分的是中央胚乳细胞,较大,呈多角形。
胚乳中最主要成分是面筋蛋白质和淀粉。胚乳细胞的淀粉粒之间充塞有蛋白质体,蛋白质体主要是由面筋蛋白组成,外围胚乳细胞中的蛋白质比其它不符胚乳细胞的蛋白质多。
根据胚乳中蛋白质含量的差异以及结构紧密程度的不同,可分为角质胚乳、半角质胚乳和粉质胚乳,角质程度是区分硬质麦和软质麦的依据。硬质麦蛋白质含量高,胚乳呈透明状,结构紧密;软质麦蛋白质含量低,质软,白色不透明,结构不致密。
胚乳部分占整个籽粒的营养成分百分比:蛋白质的70--75%,泛酸的43%,VB2的32%,烟酸的12%,VB6的6%,VB1的3%。可见,胚乳部分的营养价值较低,特别是B族维生素含量少。
3、硬质小麦与软质小麦相比,具有较好的加工工艺性能,主要体现在:
在制粉过程中,可获得大量的麦渣和麦心,适宜制取优质面粉;磨制的面粉呈沙粒状,形状规则,大部分是完整的胚乳细胞,流动性好,筛理效率高;胚乳与皮层结合疏松,比较容易从麸皮上刮净胚乳,在其他条件相同的情况下,出粉率较高;制成的面粉,蛋白质含量高,面筋质好,适宜于制作面包、馒头、饺子等食品;由于胚乳的硬度较大,制粉时动力消耗较大;硬质小麦的胚乳呈乳黄色,其他条件相同的情况下,面粉色泽较次。软质小麦的工艺品质与硬质小麦相反,其制品适于制作饼干、糕点等食品。
4、小麦的结构力学性质
粉碎小麦及胚乳所需要的压力比剪切力要大的多;小麦皮层的抗破坏力要比胚乳大好几倍,所以研磨中将胚乳逐步磨成细粉,而麸皮保持完整,有利于提高面粉质量,降低能耗;
在一定水分范围内,胚乳和整粒小麦都是水分越高,抗破坏力越差;皮层的抗破坏力则随水分的增加而加强。所以适宜入磨水分是保证面粉质量和节省动力的关键,小麦入磨水分一般为14--15%。硬质小麦的抗破坏力比软质小麦大,加工硬质小麦的动力消耗比加工软质小麦大,应加强对胚乳的研磨;承受挤压时,脂肪含量高的胚只被压成片状,而不会断裂破碎,薄片与淀粉粘附在一起,不易筛理。
5、化学成分
小麦和面粉中的化学成分不仅具有营养价值,对粮油食品加工工艺也有很大影响。主要化学成分是淀粉、蛋白质、水分、脂肪,还含有少量的矿物质(灰分)、维生素和其它成分。
蛋白质小麦籽粒中蛋白质的含量和品质不仅决定小麦的营养价值,而且小麦蛋白质还是构成面筋的主要成分,因此它与面粉的工艺性能有着极为密切的联系。
麦粒各部位蛋白质分布不均,胚和糊粉层含量最高;在胚乳中,越接近种皮的部位,蛋白质含量越高。面粉中的蛋白质根据溶解性质不同可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。醇溶蛋白和麦谷蛋白可以与水结合,形成面筋,称为面筋蛋白。醇溶蛋白影响面筋的延伸性,麦谷蛋白影响面筋的弹性。
碳水化合物碳水化合物是小麦和面粉中含量最高的化学成分,越占粒种的70%。主要包括淀粉、糊精、纤维素以及各种游离糖和聚戊糖。在制粉过程中,纤维素和聚戊糖大部分被除去,纯面粉的碳水化合物主要是淀粉、糊精和少量糖,约占面粉重的75%。
淀粉小麦籽粒中的淀粉以淀粉粒的形式存在于胚乳细胞中。小麦淀粉中,直链淀粉约占1/4,支链淀粉约占3/4。在制粉过程中会使小部分淀粉粒受到机械损伤,硬麦比软麦的损伤要大一些。破碎淀粉粒吸水力较高,可以使面团发软,淀粉酶的活性也会增强。一般要控制破碎淀粉粒的量。最佳淀粉损伤程度应在4.5-8%范围内,具体依蛋白质含量而定。在面团中,淀粉充塞于面筋网络结构中。淀粉的糊化粘度以及特性对面粉中加工有一定影响。
纤维素纤维素和半纤维素是麦粒细胞壁的主要成分。
麦粒纤维素主要集中在麦皮里。纤维素和半纤维素对人体无直接营养价值,但有利于胃肠蠕动,有利于对其他营养物质的消化吸收小麦磨粉中的出粉率愈高,纤维素含量愈多,纤维素含量是面粉精度指标。胚乳中含有2.4%水溶性戊聚糖和少量非水溶性戊聚糖。麦粒中约含6%以上戊聚糖。戊聚糖在影响面团性方面因为有主要作用。
游离糖麦粒中约有1.5%的还原糖,最高达4%以上,在面生产中可作用为酵母的碳源,是面包色、香、味的基本物质。
脂质麦粒中脂肪含量很低,但亚油酸比例很高。麦胚中油分含量很高,其次是糊粉层,麸皮含油5.4%,胚乳中仅为1.5%。小麦胚乳中含有较多的不饱和脂肪酸,易氧化酸败,影响面粉质量,因此制粉时应尽量除去胚芽和麸皮。面粉贮藏过程中,甘油酯在裂脂酶、脂肪酶作用下水解形成脂肪酸。因此,面粉质量标准中规定面粉的脂肪酸值(湿基)不得超过80,以鉴别面粉的新鲜程度。
矿物质麦粒中含有多种矿质元素,常以无机盐形式存在。
小麦和面粉中的矿物质是用灰分来测定的。皮层和胚部的灰分含量远高于胚乳。灰分含量较高的面粉,说明其中混入了一些糊粉层和皮层部分,面粉精度越低,反之则说明面粉精度越高。我国国家标准把灰分作为检验小麦粉精度的一个重要指标。
维生素小麦和面粉中的维生素主要是B族维生素和维生素E,维生素A的含量很少,几乎不含维生素C和D。维生素主要集中在糊粉层和胚芽部分。出粉率高、精度低的面粉维生素含量高于出粉率低、精度高的面粉。低等粉、麸皮和胚芽的维生素含量最高。维生素E大量存在于小麦胚芽中,因此麦胚是提取维生素E极为宝贵的资源。
酶小麦和面粉中含有众多的酶:淀粉酶、蛋白酶、脂酶、脂肪氧化酶、植酸酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化氢酶等。
6、小麦品质
小麦品质是一个综合概念。根据不同目的,小麦品质具有不同的含义。育种者认为品质是小麦产量、抗病性及对肥力反应程度等的表现;面粉加工者把小麦的磨粉能力、病虫害程度和杂质含量等视为品质;面包生产者则要求小麦面粉具有适合面包加工、满足面包生产需要的性能。
小麦品质是小麦品种对某种特定最终用途的适合性和满足程度。评价小麦品质应结合最终加工产品的要求,因为不同食品要求其优质的内容并不相同。可将小麦品质性状分为籽粒品质性状、营养品质性状、磨粉品质性状、食品品质性状和蛋白质品质性状五类。
a小麦籽粒品质性状籽粒品质是与小麦颗粒性状有关的一些指标的反映。由大量籽粒形成的粮堆有其群体性状,这些性状影响着小麦在储运和加工中的表现,常常将水分,杂质率等商品粮品质性状也划归于这一类。
籽粒形状与大小小麦籽粒形状有长圆形、卵圆形、椭圆形和圆形等,横截面近似心脏形。研究表明,籽粒越接近圆形,磨粉越容易,副产品越少,出粉率越高,但在一定程度上这种籽粒往往具有籽粒较小及其他不利性状。腹沟深的小麦籽粒皮层比较大,而且容易沾染灰尘和泥沙,加工中很难清除,会降低出粉率和面粉质量,因此以近圆形且腹沟浅的籽粒品质为优。
籽粒的大小以长、宽、厚或用筛孔规格来表示。在其他条件相同的情况下,颗粒大的籽粒比表面积小,麸皮含量少,所以颗粒大的小麦出粉率高。籽粒的大小和粒重是紧密相关的,粒重是产量的重要构成因素之一。从磨粉工业的观点看,籽粒较大的重要性是由于种皮百分率较低,种皮百分率高低与出粉率有关。
籽粒的整齐度籽粒整齐度是指籽粒形状和大小的均匀一致性,可用一定大小筛孔的分级筛来鉴定。籽粒整齐的品种,在除杂及磨粉时比较容易操作,否则,加工前需要分级,造成能耗多,浪费时间。而且籽粒较小的部分其面粉产量也较低。
籽粒饱满度籽粒饱满度是衡量小麦形状的重要指标。一般用目测法将成熟干燥种子分为五级,饱满的籽粒中胚乳所占的比例大,出粉率高。不充实(不饱满)和不成熟的小麦都属于劣质麦,胚乳比例小,不仅出粉率低,而且表皮皱褶,腹沟也较深,清理时附着在表皮上的杂质不易除去。劣质麦的结构组织脆弱,清理时容易产生碎麦,吸收水分也不均匀,影响研磨。因此,原粮中劣质麦较多,出粉率和面粉质量均较低。用籽粒饱满度好的小麦磨粉出粉率高。
水分小麦水分是指麦粒中含水量占整个籽粒的比例,其标准测定方法是电烘箱干燥法。水分测定是小麦中一切化学成分测定的基础,小麦水分测定也是小麦制粉中润水工序的依据。另外,水分也是粮食储藏中要监控的一个关键指标。显然高水分粮食由于有较强的呼吸作用等生理活动,极不耐受储存。因之,小麦储存时水分含量应控制在安全水分以下。
杂质和不完善籽粒杂质是小麦中的非小麦成分,如砂石、土块、草籽、异种粮粒等。不完善籽粒是有缺陷但尚有食用价值的小麦籽粒,如破损粒、未熟粒、虫蚀粒、发芽粒等。样品中的杂质含量和不完善籽粒综合反映了小麦在收获储存过程中的品质状况,这两者的比例越大,则品质越差。
千粒重千粒重指粒风干种子的绝对质量。千粒重的大小反映了籽粒的大小和质地、饱满程度等。小麦的千粒重也影响其加工表现。千粒重适中的小麦其籽粒均匀程度好,在加工中出粉率较高。秕瘦籽粒的千粒重低,出粉率低;千粒重过高的籽粒会因为籽粒的整齐程度下降,在加工中并不能显示出其优越性。
容重小麦容重是1升小麦的绝对质量。容重是小麦收购、贮运、加工和贸易中分级的主要依据,也是鉴定磨粉品质的一个综合指标。容重高低与籽粒大小关系不大,但受籽粒间空隙大小、籽粒形状、饱满程度、整齐度以及水分、杂质、腹沟深浅等的影响较大,容重高的小麦品种,胚乳组织较致密,籽粒较饱满。
容重与出粉率和面粉灰分含量直接相关,在一定范围内,随容重增加,小麦出粉率提高,面粉灰分含量降低,因此面粉加工厂愿意采用容重高的小麦为原料。等外级小麦容重对出粉率的影响明显较等内级小麦大,随容重的减小出粉率急剧下降。
籽粒硬度籽粒硬度是指压碎小麦所用的力,是对小麦籽粒软硬程度的评价。籽粒硬度与胚乳质地密切相关,主要是由籽粒中淀粉和蛋白质间的粘连以及淀粉颗粒之间蛋白质基质的连续性造成的。根据籽粒硬度可将小麦分为硬质小麦和软质小麦,我国的硬质小麦和软质小麦基本各占一半。一般硬质小麦的蛋白质含量和质量较高,研磨时胚乳易与麸皮分离,出粉率较高,灰分含量较低,较适合制作面包等食品。软质小麦则适合制作糕点和饼干等食品。
角质率育种工作者常用角质率来判断小麦籽粒硬度。正常收获、干燥的小麦籽粒硬度与角质率间一般存在着显著的正相关关系。但角质率与多数品质性状无直接关系。
角质率易受环境条件的影响,干旱条件能提高角质率,降雨则不利于它的形成。降雨量影响角质率与容重、与千粒重之间相关性的显著程度。美国、加拿大、日本等国家把角质率含量在70%以上的小麦定为硬质小麦。我国现行小麦国家标准中也规定角质率含量在70%以上的小麦为硬质小麦。
种子发芽试验小麦在收获成熟后有一个生理后熟期,在这个时期不能发芽,工艺品质和食用品质差。在收获后两个月左右可以完成生理后熟,如继续贮存,则其工艺品质仍有所提高,一般小麦贮存两年后食用品质下降。工艺品质和食用品质好的小麦一般都具有较好的发芽力。另外,因收获期遇雨等原因导致的发芽籽粒丧失了发芽能力,故在试验中不能再次萌发,而这一部分籽粒生产的面粉在食品制作中发粘、发酸食用品质极差。
小麦种皮颜色用肉眼观察小麦种皮颜色,将其分为红皮籽粒和白皮籽粒。红皮籽粒占90%以上的小麦称为红皮小麦,白皮籽粒占90%以上的小麦称为白皮小麦,二者均达不到90%的称为混合小麦。
小麦的籽粒性状还包括小麦的长、宽、厚以及腹沟性状等。
b小麦营养品质
小麦蛋白质含量是衡量小麦营养品质的重要指标。蛋白质中含有氨基酸20余种,其中8种必需氨基酸是苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸和蛋氨酸。赖氨酸是我国人民最缺乏的氨基酸,因此蛋白质含量和赖氨酸含量就构成了小麦营养品质的指标体系。
c小麦磨粉品质性状
小麦磨粉品质性状是小麦在磨粉过程中表现来的性状,通常用出粉率、灰分含量、动力消耗和面粉白度等指标衡量。优良的磨粉品质要求小麦出粉率高、易研磨、易筛理、耗能少、面粉色泽好、灰分含量低。小麦的容重、籽粒硬度、角质率、灰分等指标均与磨粉品质有关。另外,籽粒状况对磨粉品质也有较大影响,皱缩的籽粒会降低出粉率,影响面粉灰分含量等磨粉品质特性。
出粉率出粉率是指一定量小麦经过制粉后,面粉重量的百分率,是衡量小麦磨粉品质的重要指标。出粉率是小麦的一个综合性状,小麦的遗传基因、环境条件、水肥措施和降雨等,都影响小麦的出粉率。
灰分灰分是衡量小麦面粉加工精度的重要品质指标。灰分存在于小麦籽粒的种皮、糊粉层、胚和胚乳的各个部分,总的分布规律是由籽粒外侧向内侧逐渐减少,即种皮和糊粉层中灰分多于胚乳,胚乳外侧多于内部。磨粉中要减少种皮,糊粉层和胚进入面粉中,所以灰分含量越高,面粉加工精度越差。面粉灰分除小麦自身的内源性灰分之外,还有从外界混入的杂质带来的灰分(外源性灰分)。要减少外源性灰分,就应该加强小麦的清理,使进入碾磨工序的杂质降至最低限度,对于内源性灰分,可以通过粉流的合理调配,使其分布于不同质量的面粉当中。
白度白度是指小麦制粉后面粉的色泽。白度与小麦品种(红、白、软、硬)、面粉粗细度、含水量有关。
动力消耗小麦经碾磨、筛理后得到面粉和麸皮的过程中伴随着动力消耗。出于经济的角度考虑,动耗低的小麦其经济价值较高。小麦的硬度和动力消耗有一定的关系,磨粉工业需要的优质小麦原粮应该是出粉率高,灰分低,白度好,动力消耗少,尤以出粉率最受重视。
d小麦蛋白质品质性状
小麦的蛋白质含量、质量对其食用品质和加工品质有重要影响,通常以湿面筋含量、蛋白质组分和沉淀值等指标来描述小麦蛋白质品质。
蛋白质含量小麦蛋白质含量受生态环境影响从北向南有下降趋势
湿面筋含量面粉加水和成面团,置于水中揉洗去掉面团中的淀粉,麸皮和水溶性物质,最后剩下不溶于水的具延伸性和弹性的物质称为面筋。小麦面粉之所以能加工成种类繁多的食品,就在于它具有面筋。
当面粉加水和成面团时,醇溶蛋白和谷蛋白互相按一定规律结合,形成一种结实并具有弹性的象海绵一样的网络结构,这就是面筋的骨架。其他成分,如脂肪、糖类、淀粉和水都包藏在面筋骨架的网络之中,使面筋具有膨胀性、延伸性和弹性,从而可以制成面包、馒头、面条等各种面制食品。
醇溶蛋白和谷蛋白含量不仅决定了面筋数量多少,而且二者比例与面筋品质也有很大关系。只有这两种蛋白质共同存在,并以一定比例结合时,才共同赋予小麦面筋所有的性质。
小麦蛋白质组成成分
小麦中的蛋白质是一类物质,不同的蛋白质分子,由于其肽链长短和空间结构不同,其营养价值、溶解度、加工性质有较大差异。根据蛋白质在不同溶液中的溶解度不同进行分类的方法。
A.清蛋白:属于简单蛋白质。分子量较小,能溶于水及中性盐溶液中,清蛋白对小麦有重要的生物学价值和工艺价值,它与烘烤品质有关,且必需氨基酸含量高,所以在分析小麦的蛋白质品质时常常要分析其清蛋白含量。
B.球蛋白:属于简单蛋白。其分子量大于清蛋白,不容于水,溶于中性稀盐溶液,。
C.醇溶蛋白(麦胶蛋白):分子量小,溶于70%乙醇溶液,多由非极性氨基酸组成,故富于粘性、延伸性和膨胀性,它是面筋的主要成分。
D.谷蛋白(麦谷蛋白):不溶于水,溶于稀酸或稀碱溶液,。它决定面筋的弹性,在面粉面筋的数量多少和质量好坏与面包烘烤品质有关。
醇溶蛋白有较好的延伸而不断裂的能力,故通常认为它为面筋和面团提供了延展性能,这种性质在中国面条食品中的表现较为突出。谷蛋白分子量万-1亿,分子是一个复杂的三维网络结构。谷蛋白有较强的抵抗外力变形的能力,这种能力赋予面筋和面团的弹性。谷蛋白的加工性能好,如在发酵面制品(如面包、馒头)中有较好的保持气体的能力,在面条中提供咀嚼性等。另外,谷蛋白中赖氨酸含量高于醇溶蛋白。醇溶蛋白和谷蛋白是构成面筋的主要成分。二者的比例影响了面团的延伸性和弹性之比,进而影响到食用品质和商品外观。通常认为醇溶蛋白/谷蛋白为1:1时较好。不同小麦品种之间各蛋白质组分的比例有差异,从而导致了加工品质的差别。
沉淀值SedimentationValue
原理是面粉中面筋组分在弱酸性溶液中水合膨胀后影响悬浮面粉溶液中下沉的速度和体积。较高的面筋含量和较好的面筋质量都会导致较慢地沉淀和较高的沉淀物体积。
将规定细度的一定量面粉倒入ml具塞量筒中,加入一定容量由稀乳酸和异丙醇配制的专门试剂,按规定程序振荡使其充分混匀。在标准的静止时间后准时记录其沉降物体积,以毫升表示。沉淀值是反映烘烤品质的一个重要指标,与其他品质形状如籽粒蛋白质含量、面筋含量和面包体积等密切相关。一般其值越大,小麦面粉品质越好。
沉降值不仅与蛋白质含量有关,而且与蛋白质质量有关。许多研究表明,蛋白质含量与子粒产量呈负相关,而沉降值与子粒产量不一定相关。因此,在育种中以沉淀值为选择指标,可以缓解产量与质量的矛盾,取得产量与蛋白质含量双向协调的改良效果。
伯尔辛克值(Pelshenke)
伯尔辛克实验方法能反映烘烤品质的生化变化。代表面团强度的稳定性,与面包体积显著相关。其原理是面团随着发酵产生CO2,面团体积增大,比重降低而升至水面,面团继续发酵到一定时间时就会破裂。表明面筋对发酵时产生气体压力的抵抗程度,也反映面粉强度,强度大,对气体抗性强,维持时间长。反之,易被气体冲破,维持时间短。将加有酵母的全麦粉(4g)面团放入玻璃杯中,保持水温30℃,随着发酵产生CO2,比重降低而升至水面,继续发酵,直到破裂,下面一半沉入水底,从放入面团到面团破裂下面一半沉入水底的持续时间即为伯尔辛克值(P),以分钟(min)为单位。
品质不同的小麦品种伯尔辛克值变化范围在20-min之间。伯尔辛克值与小麦蛋白质含量的比值的百分数,称为面筋品质指数。
面团流变学特性面团流变学特性是面团的物理性能表现,与食品加工过程中的滚揉、发酵以及机械加工直接相关,能够很好的预测面粉的烘烤品质。测定面团流变学特性,可以评价面筋品质和面包等食品制作品质。常用粉质仪(Farinograph)、拉伸仪(Extensograph)、揉和仪(Mixograph)、吹泡示功仪(Alveograph)和粘度仪(Viscograph)等来测定面团的流变学特性。
粉质参数粉质仪是记录面粉加水形成面团,形成面筋,直到面团在机械力搅拌下崩溃的过程,反映面团(面筋)的工艺特性。我国小麦面粉延展性较强,弹性很差。面团在长时间放置后,弹性增强,延展性减小。对我国小麦粉,在加工时延长放置时间,有利于增加弹性,改善加工品质。粉质仪可以测定面粉吸水率、面团形成时间、面团稳定时间弱化度和评价值等参数。
粉质仪的评判指标:小麦质量(评价值)吸水率揉混性形成时间稳定时间弱化度
FARINOGRAM粉质参数分析
吸水率(waterabsorption)吸水率是指将面粉揉制成±20BU软硬的面团所需加水量占14%湿基小麦面粉的比例,用%表示。这些水一部分吸附在淀粉和蛋白质颗粒(或蛋白质分子)表面,一部分处于自由状态。面粉的吸水量大小与其品质状态关系密切,因为面团塑性、粘性及弹性主要决定于覆盖在蛋白质网络结构和淀粉颗粒表面的自由水和结合水的量。吸水率是反映面粉蛋白质和损伤淀粉含量的重要参数。吸水率高的面粉不仅品质较好,而且以相同量的面粉其制品产出率也高。
面团形成时间(Doughdevelopmenttime)面团形成时间是从开始加水直到面团达到和保持最大粘稠度所需的时间。读数准确至0.5min。双实验差值不超过均值的25%。面团形成时间与面筋的质和量关系极为密切。面筋含量高且质量好的小麦面粉,形成时间长,反之则短。
面团稳定时间(stability)稳定时间是粉质图谱首次穿过BU标线起到图谱再次穿过BU标线为止的时间,用min表示。读数准确至0.5min,双实验差值不超过平均值的25%。
稳定时间反映面团的耐揉性,稳定时间越长,面团韧性越好,面筋强度越大,面团烘烤品质越好。实践证实,稳定时间越长,面筋强度越大,面团处理性能越好,面团发酵过程中具有很好的持气性,制作的面包体积越大。但稳定时间过长,会因面筋筋力过强,导致面团弹性及韧性过强,发酵膨胀困难,面包体积小,甚至面包表面开裂。相反,面粉的稳定时间太短,面筋筋力过弱,持气性差,面包会塌陷、变形。稳定时间太长的面粉不适合制作糕点、饼干等食品,太短不适合加工优质面包。
弱化度(degreeofsoftening)粉质参数达到最大稠度后衰变至12min,曲线的下降程度,FU。读数准确至5FU,双实验差值不超过平均值的20%。软化度表明面团在搅拌过程中的破坏速率,也就是对机械搅拌的承受能力,也代表面筋的强度。指标数值越大,面筋越弱,面团越易流变,不易加工,烘烤品质越差。
评价值(valorimetervalue)评价值是指从曲线最高点开始下降算起12min后的评价记分,评价仪是粉质仪上特制的一种尺子,刻度为0-。评价值是对粉质仪面团形成时间、稳定时间和软化度的综合评价。
评价值能用于两种或两种以上小麦的搭配制粉研究和专用面粉生产,迅速确定不同品质小麦的搭配比例。评价值是综合表示面粉特性的代表性数值。
粉质图是评价面粉质量的重要依据,稳定时间为最主要的指标。弱力粉面团形成时间和稳定时间短,弱化度大;中强力粉面团形成和稳定时间较长,弱化度较小;强力粉面团形成时间和稳定时间长,弱化度小;特强力粉稳定时间达20min以上。
面团断裂时间(timetobreakdown)从开始搅拌到最大稠度下降30FU时所用的时间(AACCmethod)。公差指数(toleranceindex)从曲线最大稠度上边缘到5min后曲线上边缘的差值。
拉伸仪
拉伸仪记录了面团在拉伸直至拉断过程中所表现的性能,进一步地反映不同面粉的用途。
测量面团粘弹性,评价小麦品质及食品添加剂对面粉品质的影响。
通过不同醒发时间拉伸曲线所表示的面团拉伸性能,可指导面包生产,选定合适的醒发时间。
面粉的拉伸性能ExtensibilityResistancetoextension食品添加剂的效果AscorbicacidEnzymesEmulsifiers
拉伸仪按面团被拉长时所产生的抗力变化自动绘出拉伸图用以进行品质鉴定。拉伸参数是对面团弹性和延伸性的评价。一般拉伸长度、拉伸能量和拉伸阻力越大,则面粉筋力越强。拉伸参数还与面粉的损伤淀粉含量有关,高损伤淀粉含量,会减小拉伸长度,增加拉伸阻力和拉伸能量(王名伟,)。
拉伸长度拉伸长度是指面团从开始拉伸直到断裂时曲线的水平总长度,以cm表示。有关研究证实,拉伸长度与小麦蛋白质含量和面粉的谷蛋白含量呈正相关,与清蛋白呈显著负相关。拉伸阻力与小麦蛋白质中的谷蛋白含量呈正相关。
拉伸阻力拉伸阻力是指面团拉伸至固定距离50mm时曲线所达到的最高BU值。
能量(曲线面积)指曲线与底线所围成的面积,用cm2表示,用求积仪测得。它表示面团筋力或小麦面粉搭配的数据,该值低于50cm2时,表示面粉烘烤品质很差。能量越大,表示面粉筋力越强,面粉烘烤品质越好。
拉伸比值拉伸阻力与拉伸长度之比,实际上,反映面粉特性的主要指标是能量和比值。能量越大,面团强度越大。拉伸图可反映麦谷蛋白赋予面团的强度和拉伸阻力,以及麦胶蛋白提供的易流动性和拉伸所需要的粘合力。
吹泡示功仪alveograph
吹泡示功仪原理与拉伸仪相似。测定面片变形时抵抗空气压力的强度。先将面团做成一定厚度的面片,固定在具有中心圆孔的圆盘上,将压片吹成气泡,直到破裂,由仪器自动将气泡内压力变化过程绘成吹泡示功图。
面团张力(P):指示功图纵向最大高度,表示吹泡示功仪达最大压力(Maxiumoverpressure)时面团抵抗力,以mm为单位。面筋弹性大,韧性强,则P值高。
面团延伸性(L):指示功图横向长度,以mm为单位。面团延伸性强,则L值大。
面团比功(W):指单位重量的面团变成厚度最小的薄膜所耗费工的数值,一般为曲线面积(S)×6.54,W值高,则面粉筋力强。
P/L值表示面筋韧性与延伸性的平衡性。P/L值大者为韧性面团,适中者为平衡性面团,小者为延伸性面团。
e小麦的淀粉品质性状
小麦淀粉在面包制作中有不可缺少的作用。用其它凝胶代替蛋白质同样能够制成体积大、结构好的面包,而其他的淀粉则很难替代小麦淀粉。
(a)小麦淀粉特征
小麦淀粉粒呈圆形或椭圆形,少数为无规则形状。小麦淀粉呈双峰的颗粒尺寸分布小麦淀粉的直链淀粉含量在26%左右,略低于玉米淀粉。一般硬质小麦的淀粉为硬质,而软质小麦的淀粉为软质。一般完整淀粉粒的吸水率为44%。
(b)小麦淀粉与胚乳质地的关系角质胚乳细胞中大粒淀粉很多,大粒淀粉的中间充塞着蛋白质。粉质胚乳细胞中,大粒淀粉之间充满了小粒淀粉和蛋白质的胶合物。小麦硬度与蛋白质和淀粉结合的紧密程度及蛋白质对大粒淀粉的充满程度有直接关系,蛋白质含量少时胚乳结构疏松,而小粒淀粉过多会导致淀粉与蛋白质的结合面减少,使小麦硬度降低,这是粉质胚乳通常为软麦的原因。
a-淀粉酶活性小麦淀粉酶主要是aa-淀粉酶和β-淀粉酶。小麦粉中β-淀粉酶含量充足,热稳定性差,而a淀粉酶含量虽少,热稳定性较强。由于β-淀粉酶的热稳定性比a-淀粉酶差,它只能在发酵阶段起作用,而a-淀粉酶在面包入炉烘烤后,仍在继续进行水解作用。在常温下,完整淀粉很少受到淀粉酶的作用,而损伤淀粉极容易被a-淀粉酶水解。损伤淀粉和a-淀粉酶活性的联合影响造成了面团流散度的变化,对面包芯、组织结构、表皮色泽具有重要的影响。
面团发酵产生二氧化碳气体的能力,决定于淀粉酶降解淀粉形成的和面粉中原有的糖分数量。α-淀粉酶主要把小麦淀粉中占25%左右的直链淀粉分解为糊精;β-淀粉酶将支链淀粉降解为麦芽糖和糊精,也能作用于直链淀粉使之降解为麦芽糖。随后麦芽糖酶将麦芽糖进一步分解为单糖。如果面粉中α-淀粉酶活性不足,淀粉糊化不够,糖分少,面团发酵能力差,烤出的面包体积小,形状不正,质地干硬。如淀粉糊化过大,过量的淀粉被糊化,降低了淀粉的胶体性质,使其难以承受气体膨胀的压力,小气泡破裂成大气泡,烤出的面包体积小,质地不均,而且发粘。
降落数值(Fallingnumber)是反映a-淀粉酶活性强弱的指标,能够正确反映小麦的发芽程度和面包的烘烤品质特性。a-淀粉酶活性与面包质量有直接关系,面粉具有适当的a-淀粉酶活性能增大面包体积,改善面包芯结构。
降落值仪测定一定细度麦粉的稀悬浮液在热水器中快速糊化后,因α-淀粉酶作用而使淀粉糊液化的程度。以粘度计搅拌棒在被液化的热面粉糊中下降一定距离所经历的时间(s)。
AMYLOGRAPH糊化仪
提供以下测试指标;糊化特性最大糊化值糊化温度酶活性(sprouting)
高糊化度=低酶活性低糊化度=高酶活性面粉的处理(例如:需要添加麦芽)
研究表明,糊化仪指标对面粉的烘烤品质特性有很大影响。最大粘度值大于AU,表明面粉的淀粉酶活性较弱;在–AU之间,表示淀粉酶活性较强,可作为面包粉及其他烘烤食品用粉;低于AU,则表明淀粉酶活性太强。面包烘烤品质还与淀粉的糊化温度、淀粉颗粒大小、形状、组成有关。
破损淀粉破损淀粉是指小麦在制粉时,由于机械的碾压作用,少量的淀粉外层细胞膜被损伤,造成淀粉粒的损伤。硬麦比软麦、春麦比冬麦磨制的面粉其破损淀粉含量高。
破损淀粉在酸或酶的作用下分解成为糊精、麦芽糖和葡萄糖,这对发酵、烘焙期间的吸水量有着重要的影响作用,破损淀粉的吸水率可达到%,是完整淀粉粒的5倍。更重要的是破损淀粉能够提供酵母赖以生长的糖分,这对于面包制作是非常有利的。破损淀粉过多将使得组成面包气室壁的成分中糊化淀粉含量增加、持气能力减小,导制面包体积的减少。最佳的破损淀粉程度应在4.5%-8%的范围内。过多破损淀粉导致面条容易糊汤,面条的结构、弹性和光滑度也要受到影响,因此对于面条粉应尽量避免淀粉的损伤。
小麦淀粉的膨胀特性
淀粉膨胀特性反映了淀粉成糊过程中吸水溶胀特性及淀粉与水之间相互作用的大小。
膨胀势(SwellingPower,SP)或膨胀能力(SwellingCapacity,SC)是指淀粉乳样品在一定温度水浴中加热30min,离心,膨胀淀粉下沉,倾出上清液,将沉淀的颗粒称重,淀粉膨胀后沉淀颗粒的重量与原来干淀粉重量比。
膨胀体积(SwellingVolume,SV)是用凝胶的体积除以淀粉干重。
小麦淀粉与面条品质的关系
淀粉与面条口感有很大关系,淀粉可以影响到面条的柔软度和光滑度。淀粉糊化达到峰值时温度较低的面粉以及达到峰值后在95℃保温期间粘度下降较多的面粉,制做的面条柔软性和口感较好。由直链淀粉含量及其糊化特性与面条口感的相关性的回归方程可知,淀粉中直链淀粉越少、达到峰值粘度的温度越低、热糊粘度稳定性越差,面条口感越好。
小麦品种淀粉品质性状与面条品质间的关系
不同小麦品种具有不同的α-淀粉酶活性,降落数值对小麦面粉的糊化粘度特性有很大的影响。面条蒸煮吸水率与直链淀粉含量、直/支链淀粉比例有关,面粉膨胀体积对面条感官评价的韧性、粘性和光滑性有较大影响。小麦面粉粘度特性指标峰值粘度、起始恒温糊化阻力及破损值对面条的适口性、粘性、总评分及面条韧性有很大影响。面粉膨胀体积、峰值粘度、起始恒温糊化阻力及破损值是预测面条品质的重要指标。
小麦淀粉对面包品质的影响
淀粉糊化多使面包发粘,体积小,易老化。糊化少不能使淀粉形成连续相参与面包气室壁中去。小麦淀粉特性优于其他谷物的淀粉,这是小麦淀粉在面包中不可替代的原因。
食品加工品质小麦通过蒸煮、挤压、烘烤、油炸等多种加工手段,生产出花色繁多的面制食品。不同面制食品对小麦的要求是不同的。食用品质是对小麦和面粉最终用途的综合反映。
面包烘烤品质面包体积(Loafvolume)实验室常以g面粉烘烤的面包体积为标准,单位为cm3/g。具有良好品质的小麦面粉所烘烤的面包,不仅其内部质地均匀,也有较大的体积。我国小麦品种的面包体积为.3-.5cm3。
比容(Specificvolume)比容是面包体积与重量之比,是评价面包烘烤品质的重要指标之一。面包体积越大,比容也越大。我国小麦品种的比容为2.9-5.1。
面包评分(Loafscore)面包评分由面包体积、皮色、孔隙度、弹性、口感等项指标决定的。
小麦现行国家标准(GB-8)为了适应国家标准,内贸部制订了一系列行业标准,包括面包、面条、方便面、饼干、蛋糕等食品的专用粉标准。
小麦的物理性质
小麦的散落性小麦自然下落至平面时,有向四面流散并形成圆锥体的性质称为散落性。小麦的散落性随小麦的表面结构、粒形、水分和含杂情况而变化.
小麦的自动分级性小麦在运动时会产生自动分级现象,使粮堆中较重的、小的和圆的粮粒沉到下面,而轻的、大的、不实粒浮在上面,使筛理时小粒易于接触筛面。在麦仓中,会造成质量不均,影响正常生产。
二、小麦制粉
制粉是小麦加工最复杂也是最重要的阶段。制粉的目的是将清理和水分调节后的小麦通过机械作用的方法加工成适合不同需求的小麦粉,同时分离出副产品。
根据小麦的籽粒结构,制粉过程的关键是如何将胚乳与麸皮、麦胚尽可能完全地分离。小麦制粉一般都需要通过清理和制粉两大流程。将各种清理设备(如初清、毛麦清理、润麦、净麦等)合理地组合在一起,构成清理流程,称为麦路。清理后的小麦通过研磨、筛理、清粉、打麸等工序,形成制粉工艺的全过程,称为粉路。
(一)小麦清理及清理设备
小麦清理的目的,就是利用各种清理设备来清理原料小麦中所含杂质,并对麦粒表面进行清理,使之达到入磨净麦的要求。
小麦中杂质的分类
按化学成分分为:无机杂质和有机杂质。无机杂质指混入小麦中的泥土、沙石、金属物等;有机杂质指混杂在小麦中的颖壳、野生植物种子、异种粮粒及无食用价值病变粮粒等。
按物理性状分为:大杂、并肩杂、小杂或分为重杂和轻杂。大杂质一般指留存在直径5.0mm筛孔以上的杂质;并肩杂指通过直径5.0mm筛孔、留存在直径2.0mm筛孔以上的杂质;小杂质为通过直径2.0mm筛孔的筛下物。
按密度不同分为重杂质和轻杂质。重杂质的密度大于粮粒
杂质对制粉工艺的影响降低面粉品质和出粉率。损坏机械设备,影响安全生产。影响环境卫生。影响工艺效果。
小麦含杂的允许标准
我国在小麦质量标准中规定:商品小麦含杂总量小于1%,其中矿物质在0.5%,不完善粒6%以下,这就是毛麦的质量标准。
在制粉中,对未清理的小麦称为毛麦,经过清理的小麦称为净麦,净麦含杂标准为尘芥杂质不超过0.03%,其中砂石不超过0.02%,粮谷杂质不超过0.5%。
小麦清理的一般原理和方法
筛选法将被清理的物料放在一张有一定形状的和大小筛孔的筛面上进行筛理,清除粒度大于小麦的大中型杂质,以及粒度小于小麦的小型杂质。常用的筛选设备有振动筛、平面回转筛、初清筛等。
风选法根据小麦和杂质在气流中悬浮速度的不同进行分选、一般用于清除轻型杂质。常用的风选设备有垂直风道和吸风分离器等。
比重法根据小麦和杂质比重的不同进行分选。清除同小麦粒度相似但比重不同的石子和泥块等无机杂质。干法比重分选常用的设备有比重去石机、重力分级机等,湿法比重分选常用的设备有去石洗麦机等。
磁选法根据小麦和杂质磁性不同进分选,清除磁性金属物。磁选法常用的设备有永磁滚筒、磁钢、永磁箱等。
精选法利用小麦和杂质颗粒形状的不同将其分离。常用的设备有滚筒精选机、碟片精选机、碟片滚筒精选机等。
撞击法利用小麦与杂质强度的差别,采用对物料有打击作用的机械,将强度低的杂质打碎,从而把这此杂质分离出来。常用的设备有打麦机、撞击机、刷麦机等。
光电分析法根据小麦和杂质颜色的不同进行分离。如色选机。
小麦清理流程
小麦的清理流程是将各清理工序组合起来,按照净麦的质量要求,对小麦进行连续处理的生产工艺过程。
小麦清理过程可分为四个阶段,即初清、毛麦处理、水分调节、净麦处理。
初清是小麦进入面粉厂到毛麦仓之间的清理,主要目的清理特大杂质和轻杂,减少环境的污染。毛麦清理是由毛麦仓到水分调节之间的清理,主要目的是清除大、中、小、轻杂,提高小麦的质量。水分调节的主要目的是调节小麦的含水量,以适应生产工艺。净麦处理是由润麦仓到入磨之间的清理,主要目的对小麦作进一步的清理,确保入磨质量,提高产品纯度。
制定小麦清理流程的依据
入磨净麦质量标准;原粮小麦的质量清理流程的设计,要考虑到小麦含杂质的多少,硬麦与软麦的比例和水分高低等因素,宜采用较完善的清理设备和水分调节设备;工厂规模和制粉种类一般情况下,工厂规模大,生产的面粉精度要求高,其清理流程相对要完善些。小型加工厂生产的面粉精度要求较低,同时受到投资条件和厂房空间的限制,清理流程相对简单,可选用结构紧凑、具有多种功能且工艺效果较好的组合清理设备,以保证基本的清理工序和必要的清理道数。
制定小麦清理流程的要求
各道工序齐全,清理设备数量适宜,工艺顺序合理。本着先易后难,先无机后有机的原则安排工艺顺序。对危害大、含量多的杂质,如沙石、荞籽、赤霉病麦粒等要特别加强清理。流程应有一定的灵活性,以适应原料含杂的变化。应有完善的水分调节设施,保证入磨小麦的水分达到工艺要求。应有完善的小麦搭配加工设施,使入磨净麦品质指标基本达到成品面粉的质量要求。尽量采用系列化、标准化、通用化的先进清理设备。本着保证环境卫生,提高除杂效率的原则,合理设计通风除尘网络。
清理流程举例毛麦→下麦井→初清筛→垂直吸风道→永磁滚筒→自动秤→立筒库→毛麦仓→配麦器→自动秤→振动筛→比重去石机→碟片滚筒精选机→螺旋精选机→磁钢→打麦机→平转筛→强力着水机→润麦仓→磁钢→打麦机→平转筛→永磁滚筒→喷雾着水机→净麦仓→净麦秤→B1磨
(二)小麦搭配和水分调节
将多种不同类型的小麦按一定比例混合加工的方法称为小麦搭配。
小麦搭配的目的
合理利用原料,保证产品质量,将不同类型、不同等级的小麦混合加工,使其性能优势互补,生产出合格产品,充分利用原料资源。使入磨小麦加工性能一致,保证生产过程的相对稳定。保证产品质量的前提下,尽量降低原料及生产成本。保证产品质量的长期稳定。专用面粉尤其要保证质量的稳定。
小麦搭配的要求
按生产面粉的质量要求,选购相应品质的小麦。具备足够的仓容,分类存放购入小麦。分类保管可按品种和产地分堆;按水分分堆,分13%以下、13-14%和14%以上三种;按硬度和软麦分堆;按皮色分堆,分红麦和白麦;含杂分类;品质分类;个别含有毒物质,如麦角病粒、赤霉病粒、毒麦等也应单独堆放。对购入小麦进行相应的品质检验,数据备案。
搭配时首选考虑的是面粉色泽和面筋质,其次是灰分、水分、含杂质等其它项目。搭配时各批小麦水分差值不宜超过1.5%搭配后的小麦赤霉病粒不得超过4%(净麦)。工艺流程中设置有相应的搭配设施。
搭配方案的制订
由供应部门、检验部门和生产车间根据生产面粉等级标准,和本厂的原料情况,按搭配的原则和要求,制订方案,计算搭配比例。按搭配方案组织试磨,检验面粉的质量指标。如有偏高偏低的情况,可适当调整搭配比例。正确选择混合方式和投料比例,视制粉厂条件不同而选定混合方式。一般厂可采取下麦坑混合,即按比例下麦。这种方法简单,主要缺点搭配不均匀,同时下料时要控制好手推车的速度和数量。有立筒库的厂采取各种小麦分开进仓,在立筒库出口的皮带输送机上进行搭配,比例容易控制。
小麦水分调节的原理
小麦的吸水性能小麦各组成部分的结构和化学成分不同,其吸水性能也不同。胚和皮层纤维含量高,结构疏松,吸水速度快且水分含量高;胚乳主要由蛋白质和淀粉粒组成,结构紧密,吸水量小,吸水速度较慢。水热传导作用小麦是一种毛细管的多孔体,在毛细管多孔体中水分总是由高水分部位向低水分部位移动。在热的作用下,水分转移速度明显加快。小麦组织结构的变化皮层首先吸水膨胀,然后糊粉层和胚乳相继吸水膨胀。由于吸水的先后、吸水量和膨胀系数的不同,三者之间会产生微量位移,使三者之间的结合力削弱,胚乳和皮层易于分离。胚乳中蛋白质和淀粉的吸水能力和吸水速度不同,膨胀程度不同,引起蛋白质和淀粉颗粒之间产生位移,胚乳结构变得疏松,便于粉碎。
小麦水分调节的作用
水分调节是小麦入磨制粉前的重要准备工作,即对小麦进行着水和润麦处理,使小麦的水分重新调整,改善其加工性能,以便获得更好的工艺效果。而且以生产的经济效益来评价,水分调节是既不能缺少,又不能由前面的任何工序所代替的环节。
小麦加水后发生如下理化变化皮层韧性增强,抗机械破坏能力增强。胚乳强度降低,利于降低动能消耗,提高面粉的细度。麸皮与胚乳易于分离。入磨小麦水分适合制粉要求。
影响小麦水分调节的因素
加水量影响加水量的因素主要包括原粮水分和类型、小麦粉的水分要求、加工过程中的水分损失以及小麦粉的加工精度要求。
润麦时间润麦时间主要决定于水分渗入麦粒的速度,原粮水分高,加水量少,润麦时间短。水分的迁移方式和速度与小麦经受的清理过程有关,水分渗透的主要路线是表皮→内果皮→管状细胞层→种皮→珠心层→糊粉层→胚乳
麦粒温度水分在麦粒中的渗透速度与温度高低有关。不同温度的水,对不同品种、不同质地的小麦,渗透速度不同。一般来讲,小麦水分高于17%时,温度不应超过46℃;水分在17%以下时,小麦温度不应超过54℃。
空气介质即车间温度和湿度对水分调节有一定影响,因为小麦与空气介质不断进行水分交换
最佳入磨水分有两个含义:一是麦堆内部各粒小麦水分分布均匀;二是水分在麦粒各部分中有一定的分配比例,皮层水分>胚乳水分>原料小麦水分,一般希望皮层和胚乳水分之比为1.5-2.0:1。硬麦最佳入磨水分15.5-17.5%,软麦最佳入磨水分14.0-15.0%。
润麦时间由于麦籽大小和含玻璃质的多少不同,水分渗透速度也不同,大粒麦和硬麦水分渗透速度慢,小粒麦和软麦水分渗透快。对吸水速度快的,润麦时间应短;对吸水速度慢的则润麦时间应稍长。润麦时间一般为18-24h。加工软麦或夏季气温较高,润麦时间可较短16-24h。加工硬麦或冬季气温较低则需较长时间24-30h。加工水分含量较高的小麦,可采用干湿小麦搭配着水润麦,润麦时间可长一些。
(三)制粉工艺及其设备
制粉工艺流程是将净麦中的胚乳磨成面粉的生产过程,同时提出副产品。
制粉流程的任务是,破碎麦粒,刮尽麸皮的胚乳,分出混在面粉中的细小麸皮,将胚乳研磨到一定的粗细度,并按不同的质量标准,混合搭配成一种或几种等级的面粉。
工艺流程
目前的制粉工艺流程,总体是在制品分级,经过多道研磨,前后各道所得的面粉混合打包。根据制粉过程各种在制品分类,现代的制粉工艺流程一般都有皮磨(B)、心磨(M)、渣磨(S)和清粉(P)和尾磨系统(T)。各系统都是由几道研磨和筛理设备组成。
小麦经研磨成不同质量的不同大小的颗粒,这类研磨物料统称为再制品,利用大小不同的筛孔,通过筛理,可将在制品分为麸片、麦渣、粗麦心、细麦心和粗粉。
工艺流程中各系统的作用
皮磨系统第一道皮磨的任务是将整粒小麦剥开,破碎成麸片、麦渣、麦心和一定数量的面粉。此混合物经筛理,将面粉筛出,并将不同质量和大小的颗粒分离开来,分别送往有关系统再处理。以后各道皮磨专门加工前一道皮磨平筛送来的大小麸片,从麸片上刮下胚乳,并磨成细粉,直至把麸片刮净。
心磨系统心磨系统的任务是将粗细麦心磨细成粉,通过筛理,提出面粉,并将其余部分分级后,送往有关系统加工。由于心磨系统的来料,大部分是不连麸皮的胚乳细粒,灰分低,质量好,故前路心磨在于大量出粉,后路心磨在于刮净细麸。
渣磨系统专门处理麦渣。用轻研的方法,将麦皮从胚乳颗粒上剥离,通过筛理筛出少量面粉,将麦皮和胚乳分别送往不同系统处理。渣磨系统的来料,是前路皮磨筛出的第二层筛上物,粒度比麸片小,比麦心大,麸片上带有较厚的胚乳,又称大粗粒,中粗粒,在生产优质粉时,大、中粗粒是提取麦心的原料。我国的制粉流程中,渣磨的主要任务是研磨粉。
尾磨系统位于心磨系统的中后段,专门处理含有麸屑质量较次的麦心,从中提出面粉
制粉设备
制粉设备可分为研磨、筛理设备、成品处理及辅助四大类。
研磨设备
研磨设备即磨粉机,磨粉机有液压磨粉机、气压磨粉机、手动磨粉机。
根据磨辊的长度可分为大型、中型和小型磨粉机。液压自动磨粉机的磨辊呈倾斜排列,主要工作部件是一对以不同速度作相对旋转的圆柱磨辊,物料通过两辊之间而被研磨。
磨辊的技术特性制粉厂使用的磨辊,有光辊和齿辊两种类型。
光磨辊表面是经磨光而成,齿辊表面是先经磨光后再经拉丝加工而成。磨辊表面之所以需要磨齿,是因为光辊与物料的接触面大,而齿辊与物料接触面在于齿顶,面积小,应力集中,在磨辊经向工作压力相同的情况下,齿辊比光辊能够取得更好的静压破碎效果。
齿辊具有下列优点:①省动力;②研磨效果强烈;③磨出物料疏松;④粒度差别明显;⑤研磨过程中物料温升低;⑥水分蒸发少,它为提高制粉工业的经济效益,起了巨大的作用。
齿辊的技术特性是指磨辊表面的齿数,磨齿的角度,磨齿的斜度和两根磨辊磨齿的排列等特性。磨辊表面的技术特性则应根据原料品质、成品质量、粉路长短和各道流量大小及出粉要求来加以选择。
研磨工作原理分析
小麦胚乳具有一定的机械强度,胚乳和麦皮之间有一定的结合力。小麦只有在磨粉机磨辊间的研磨区内通过受研磨作用,此作用力达到并超过小麦的机械强度时,小麦就会经弹性变形,塑性变形阶段,产生最后的破碎——即籽粒破裂,也可以说研磨过程就是将超过麦粒强度的力作用于麦粒本身,使其结构受到破坏的过程。小麦的机械强度就是麦粒抵抗各种外力本能的总称,是由小麦内部物质分子间的内聚力产生的。
制粉过程既是剥开麦粒,又是刮净麦皮和将胚乳磨碎成粉,麦粒各部分的机械强度不同,胚乳的抗压强度低,易于破碎,胚的抗压强度虽低,但由于脂肪含量较高,在研磨压力的作用下极易压扁,麦皮含粗纤维较多,其抗压强度较高,在受研磨压力时,不易粉碎和断裂,为保证面粉质量,严格控制麦皮被粉粹后掺入面粉,在制面粉过程经一次研磨不能达到上述要求,要采用多道的研磨,每道研磨的强度必须约束在麦皮不被粉碎成为面粉微粒大小物的限度之内。所以面粉厂把粉路分成不同的系统分别研磨
筛理设备
在研磨过程中,利用各种设备将物料按颗粒大小分级的工序称为筛理。它的任务将研磨后物料筛出面粉,进行分级,并分别送往不同的机器处理,以提高制粉设备的工作效率。
筛理流程物料在平筛的多层筛面上流动的路线,称作筛路。各道平筛采用什么样的筛路,须根据筛理物料的性质、数量、分级的多少、分级的先后顺序以及平筛类型等因素来确定。筛路组合的原则:①按照粗路设计中面粉的种类,在制品的种类安排筛分的级数;②根据各种物料的性质和数量比例安排筛理长度。防止产生物料少筛路长,筛理“过枯”,或物料多,筛路短而又筛不透的现象;③根据筛理工作的难易,在筛路中要安排先筛容积太,易筛理的物料,④在流量大,筛出物含量高时,可以采用双进口,降低流层厚度,提高筛理效果。
前路皮磨的筛路特点:①筛路应能将前路的磨下物至少分成麸片、渣、麦心和面粉四种物料,面粉根据质量分成两种;②先提出容重小、粒度大的麸片和粗粒,降低粉路流层厚度;③前路皮磨筛路中,各种筛面的长度安排如下:粗筛即提出粗麸皮的筛面,分级筛——提出大粗粒的筛面,粉筛——筛理面粉的筛面。筛上物为麦心,
心磨的筛路特点:①筛面的80%以上是粉筛,分级筛仅用20%,一般不用粗筛,后路心磨全用粉筛;②由于物料细,含粉多,一定要有足够的筛理长度来筛理面粉,一般为9米以上;③物料中没有粗麸片,可采用先筛粉后分级的筛理,效果较好,先筛出面粉,以降低分级筛理的流层,也提高了分级筛的效率;④采用双进口,降低流层厚度,提高效率。
筛布
筛布是磨制物分类和筛理面粉的主要部件。一般可分为金属丝布和丝质筛绢两类。
刷麸机
刷麸机是一个立式的圆筒里装着快速旋转的刷帚,物料进入圆筒里面后,就受到离心力的作用,使物料甩向筛面,受到刷帚多次刷理,使粘附在麸皮上的胚乳得以刷下,连同细刷屑一起穿过筛孔,成为刷出物,粗麸片则从筒底部送出。刷麸机可以把麸皮上粘附的粉粒分离下来,起着磨粉机和平筛不能完成的独特作用,因此往往把刷麸机用在处理末道皮磨及尾磨平筛筛出的麸皮,以进一步降低麸皮含粉。
辅助设备
辅助设备分为两类,一类是在工艺流程中与其它设备同时使用的,一类是不与工艺流程同时工作的设备。编入工艺流程之中并与制粉流程同时工作的辅助设备,有称重机械、打包机、缝口机;不编入流程的有磨辊拉丝机。
制粉的研磨效果评定
研磨效果是指各道磨粉的工作效率。
一般表现为剥刮率和取粉率的高低。如果各道负荷不均,流量比例失调,将影响剥刮率和取粉率。
剥刮率
各道皮磨系统研磨后的物料穿过粗筛的数量占本道入磨物的百分比称为剥刮率。
取粉率的计算:各道研磨系统后的粉料中,穿过粉筛的数量占本道流量的百分比。
平筛筛理效率筛理效率的高低是通过筛净率或未筛净率来鉴定的。
筛净率:实际筛出物数量占应筛出物数量的百分比。
未筛净率:应筛出没有筛出的物料数量与筛出的物料数量之比。