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IF=9.8!法国国家农业食品与环境研究院:小麦粉次要成分在预测吸水率中的作用

  • 2026-10-31 15:56:53
IF=9.8!法国国家农业食品与环境研究院:小麦粉次要成分在预测吸水率中的作用

图文来源:作者团队

小麦粉次要成分在预测吸水率中的作用

法国国家农业食品与环境研究院:Laura Rezette(第一作者) Luc Saulnier(通讯作者)等在《Food Chemistry》期刊(IF:9.8)上发表了题为“The role of wheat flour minor components in predicting water absorption”的论文。

01
研究概述

小麦粉吸水率是优化面包制作工艺的关键参数。该研究通过分析150个法国种植小麦的28项组分与工艺特性,探究了小麦粉吸水率的影响因素。研究采用多元线性回归方法预测吸水率,并通过贝叶斯信息准则、方差膨胀因子的连续检验和变量总数最小化,筛选出最优模型。

该研究确定,以蛋白质含量、可溶性淀粉、破损淀粉以及水提取阿拉伯木聚糖的比黏度为变量的模型,在所有可能模型中实现了变量数量与预测性能之间的最佳平衡。研究提出了新的标准:可溶性淀粉含量为1.11–6.21g/100 g面粉,水提取阿拉伯木聚糖含量为0.26–0.86g/100g面粉。结果表明,与破损淀粉相比,水提取阿拉伯木聚糖含量对吸水率的预测潜力显著更高。

02
研究背景

水分在面粉各组分中的分布状态十分关键,原因在于其会影响面筋网络的形成,而面筋网络是决定面团各项特性的核心因素。即便面粉水分含量出现小幅波动,也会显著改变面团性能,这也体现出和面环节精准把控加水量的重要意义。吸水率是评价小麦粉品质的核心指标,行业内通常采用粉质仪或同类设备开展测定,以此使面团达到工艺所需的最佳和面稠度。

已有研究表明,小麦粉吸水率的波动范围为53.9%~65.5%,蛋白质与破损淀粉均会对吸水率产生显著作用。吸水率与蛋白质含量、破损淀粉含量呈正相关,上述两项指标累计可解释吸水率90%的数值变异。诸多研究均指出,破损淀粉对吸水率的影响程度更高,该结论也得到了多位学者的佐证。蛋白质含量与破损淀粉含量之间存在显著相关性。但也有学者认为,蛋白质含量对吸水率仅存在微弱影响。现有相关研究大多仅测定面粉总蛋白含量,并未对构成面筋网络的醇溶蛋白与谷蛋白进行区分。醇溶蛋白和谷蛋白具备不同理化特性,二者对面筋网络的作用效果也存在差异,进而有可能改变小麦粉的吸水率。

近期研究进一步证实,面粉中其他组分也会影响吸水率,其中水提取阿拉伯木聚糖可提升面粉吸水率。目前已普遍认可阿拉伯木聚糖在面包加工过程中的重要作用。尽管已有大量研究分析了阿拉伯木聚糖对吸水率及面包加工品质的综合影响,但小麦粉中阿拉伯木聚糖含量的自然波动会对吸水率产生何种具体作用,目前尚不明确。现阶段多数相关研究会向面粉中人工添加高浓度阿拉伯木聚糖,或是在加工过程中添加木聚糖酶对其进行改性处理。由于相较于面粉主要组分,阿拉伯木聚糖的天然占比仅为1.3%~2.7%,因此在不进行人工干预的前提下,探究其天然状态下对吸水率的影响存在较大难度。

除阿拉伯木聚糖外,脂质作为面粉中的另一类微量组分,含量约为2%~2.5%,同样会对面包加工过程产生影响。脂质可与醇溶蛋白等蛋白质发生相互作用,还可作用于面筋网络并改变分子间二硫键结构;同时,脂质能够与淀粉结合,和直链淀粉形成复合物。脂质可通过与蛋白质、淀粉的相互作用,间接影响小麦粉的吸水率。

相关研究假设:虽然蛋白质和淀粉是决定面粉吸水率的主要物质,但面粉中的微量组分也能够在很大程度上解释吸水率的自然波动规律。该研究旨在优化吸水率预测模型,明确面粉各组分对应的功能,重点分析微量组分含量的自然波动对吸水率的影响,为面包加工工艺的调控提供理论依据。为此,该研究选取150份2020年及2021年收获的小麦样品,除测定样品的蛋白质含量、破损淀粉含量及常规工艺指标外,还系统分析了脂质、阿拉伯木聚糖等微量组分含量与蛋白质的详细组成。研究结合多元线性回归分析与基于贝叶斯信息准则的变量筛选方法,筛选出对吸水率具有显著影响的特征变量。该研究成果也可为行业提供参考,验证通过检测脂质与阿拉伯木聚糖指标来调控小麦粉品质的可行性。

03
研究结论

该研究选用150份小麦样品,样品在组分构成与加工特性上差异显著,可用于构建多种吸水率预测模型。最终筛选得到的最优模型,以蛋白质含量、可溶性淀粉、破损淀粉、水提取阿拉伯木聚糖比黏度为变量,在变量数量与预测性能之间达到最佳平衡。该结果证明,仅依靠面粉组分指标,即可实现吸水率的精准预测,无需额外引入加工特性指标。该研究同时证实,阿拉伯木聚糖等微量组分对小麦粉吸水率具有显著影响,其中发挥主要作用的是水提取组分。样品数据表明,基因型与生长环境均会改变水提取阿拉伯木聚糖的分子尺寸,进而影响吸水率。可溶性淀粉被证实可作为评价破损淀粉的新型指标,在吸水率预测中具备应用潜力,能够与传统破损淀粉检测指标形成互补。后续研究将进一步探究阿拉伯木聚糖等微量组分的自然波动,对面包加工过程中小麦粉面团流变学特性的影响,深入解析这类微量组分的作用机理。

04
图文赏析

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141232

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翻译:刘琦琦

编辑:科研小助

审核:杨静

专家指导:张康逸

供稿团队:小麦绿色精深加工与功能性食品创制创新团队

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