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中国小麦品种淀粉品质现状分析

1 前言
淀粉是由D-葡萄糖以a-糖苷键连接的高分子物质，是绿色植物经光合作用合成、积累并贮藏的营养物质。淀粉作为小麦籽粒中最重要的成分，其含量约占58%~76%。大量研究表明，小麦淀粉特性面条、面包、馒头及其他面制品的加工品质和食用品质具有显著影响。小麦粉的食用品质除于蛋白质品质相关外，在很大程度上也取决于淀粉品质、淀粉含量及颗粒性状等。并且，小麦淀粉的品质对于淀粉深加工产品性能更有着直接的影响。
本篇文章将从小麦淀粉的颗粒特性、糊化特性、应用前景等几个方面来分析淀粉品质。通过对小麦淀粉品质的分析，将更有利于我们了解小麦淀粉的特性开发出更为优质的小麦食品。
2 小麦淀粉颗粒
2.1 颗粒大小
小麦淀粉以颗粒状态存于小麦胚乳中，颗粒的大小和形状对淀粉的理化性质和小麦制品的品质有着重要的影响。小麦淀粉可以分为大颗粒淀粉和小颗粒淀粉。大颗粒直径在25～35μm， 称为A 淀粉， 约占小麦淀粉干重的93．12 ％； 小颗粒直径仅有2～8μm， 称为B 淀粉， 约占小麦淀粉干重的6．8％。也有人将小麦淀粉颗粒按其直径大小分为3 个模型结构： A 型(10～40μm)、B 型(1～10μm)和C 型(＜ 1μm)，但通常将C 型归入B 型[2]。两者的理化性质之间存在着较大的差异。A 型淀粉在工业中的应用价值要远大于B 型淀粉。但是B 型淀粉在小麦成长过程中起到了一定的作用，而且质量几乎占整体的一半[2-3]。
2. 2 颗粒形状
完整的淀粉表面有一层蛋白质薄膜，呈透明状。形状有圆形、卵形和多角形。小麦淀粉颗粒形状一般为圆形或扁豆形。水稻淀粉颗粒形状主要呈多角形。
2. 3 其他性质
淀粉粒依其本身构造（如粒心的数目和环层的排列的不同） 又可分为单粒、复粒、半复粒三种。小麦淀粉颗粒为单粒结构，水稻淀粉颗粒一般为复粒结构。小麦淀粉颗粒的比表面积约为500m2/kg左右，其偏光类型是黑十字，十字交叉点接近淀粉颗粒中心。
3 不同品种小麦淀粉
3.1 普通小麦
3.1.1 直链淀粉
直链淀粉是由a-D-葡萄糖通过a-D-1,4糖苷键连接而成，占普通小麦淀粉总含量的22%~26%，主要位于小麦淀粉颗粒的内部。
一般来说直链淀粉对于小麦面制食品的影响是负面的。主要表现在两方面:第一，直链淀粉由于呈线形结构, 空间阻碍小, 容易在淀粉分子间形成氢键结合, 发生凝沉、回生。第二，直链淀粉和淀粉的溶胀力及溶胀体积、淀粉的糊化特性也有极大的负相关性, 直链淀粉含量增大会使淀粉的溶胀力减小, 糊化峰值降低, 溶胀体积减小, 从而间接影响到面制品的品质。
3.1.2 支链淀粉
支链淀粉占小麦淀粉总含量的74%~78%，支链淀粉的结构呈树状分枝，主链是葡萄糖通过a-1,4糖苷键连接而成，支链通过a-1,6糖苷键与主链相连接，主要位于小麦淀粉颗粒的外部。
支链淀粉与小麦淀粉品质呈现正相关的关系。支链淀粉含量较高的小麦淀粉，其淀粉品质较好，同时也表现出良好的加工性能。
支链淀粉具有抗老化特性、改善冻融稳定性、高膨胀性及吸水性，被广泛应用于食品加工、包装材料的制造、水溶性及生物可降解膜、医药和建筑工业等领域。
3.2 糯小麦
3.2.1 糯小麦淀粉特性
糯小麦是籽粒淀粉中不含直链淀粉或直链淀粉含量很低的小麦。自然界原来没有糯小麦，1995年,日本研究者Nakamura和Yamamori首次通过人工杂交的方式育成了糯小麦[ 2 ]。直链淀粉含量由颗粒结合淀粉合成酶（GBSS)控制, GBSS又称Waxy蛋白,Waxy蛋白的存在与否决定着非糯性或糯性。
由于糯小麦中直链淀粉含量的大幅度降低, 其膨胀特性发生了改变。糯小麦淀粉糊对热不稳定,且不易形成凝胶,老化速度慢;糊透明度不高,但冻融稳定性较好。
3.2.2 糯小麦的开发前景
糯小麦直链淀粉含量极低,可以用来修饰淀粉类食品,调整直链淀粉的含量,提高面食质量,改变居民的膳食结构和组成[ 12 ] 。由于糯小麦淀粉具有不易形成凝胶和老化速度慢等特点,将糯小麦淀粉适量添加到小麦粉中,可以增加面制食品的保鲜能力,适宜制作冷藏及速冻食品,也可以延长面包等烘烤食品的货架寿。
4 小麦淀粉品质对淀粉糊化影响

4.1 淀粉的糊化特性
淀粉不溶于冷水，但是经过加热，淀粉颗粒吸水膨胀，形成粘度很大的淀粉糊，糊化的淀粉不会再恢复天然淀粉的状态，这一现象称为淀粉的糊化。淀粉突然膨胀时的温度称为糊化温度, 各种淀粉的糊化温度不同, 小麦淀粉的糊化温度为65~ 67.5 。
4.2 颗粒大小与淀粉糊化性能的关系
研究表明： A 型淀粉颗粒直径越大，淀粉则越难糊化；B 型淀粉颗粒直径越大，淀粉则越易糊化；热力学参数顶点温度与热焓值间存在着显著的正相关性；淀粉结合蛋白的含量与B 型淀粉直径大小的呈显著的负相关性，而与A型淀粉直径大小呈相关系数较小的负相关。
4.3 淀粉中直支淀粉比例与淀粉糊化性能的关系

直、支链淀粉含量和比例不同，形成的淀粉粒的数量、大小和结构也会产生相应的变化，从而影响淀粉的理化特性，最终影响其加工品质。当支链淀粉含量较高，而直链淀粉的含量较低时，小麦淀粉则会呈现出良好的糊化性能。
5 中国小麦淀粉的应用
5.1 中国小麦加工现状
中国是世界上种植小麦面积最大的国家, 也是小麦产量最大的国家。小麦种植面积最高达到3000万公顷, 占世界小麦总种植面积的13.3%; 小麦产量达到1.1～ 1.2 亿吨, 占世界总产量的19%。
中国的小麦产量很高，但基本是将小麦粉作为主食食用，这就会造成产量与消费力的不协调。因而，对于小麦淀粉的深加工利用将会是日后小麦工业生产的发展方向。
5.2 小麦加工淀粉
5.2.1 小麦加工淀粉的优势
5.2.1.1市场前景广阔
按中国淀粉协会统计, 在2000 年, 中国年产淀粉568 万吨, (由于部分企业未统计在内, 实际产量要大20% 以上。其中玉米淀粉占508.9 万吨, 占88.8% , 马铃薯淀粉为12.6 万吨, 占2.15% , 木薯淀粉为43.6 万吨, 占7.44% , 小麦淀粉仅为2.96万吨, 仅占0.5%。因而，作为未被大规模开发的领域，小麦加工淀粉有着广泛的市场前景。
5.2.1.2 原料相对集中
中国的小麦生产主要集中在华北平原, 河南、山东、河北、安徽等相邻的四个省区,年产就达七千万吨, 占世界总产量的12% , 几乎与美国或印度的小麦产量相等。华北平原是中国最肥沃的土地之一, 大面积小麦单产可达到每公顷6 吨。
5.2.1.3 营养价值高
小麦中的蛋白质含量高达13% , 比玉米的9.5%、稻米的8.5% 高得多, 而且蛋白质质量好.与其他的淀粉相比，具有更高的营养价值。
5.2.2 影响小麦淀粉发展的因素
5.2.2.1 设备投资高
根据调查，国内大型的小麦淀粉生产线，设备大部分都是从国外引进，价格比较昂贵。一条年产15～ 18 万吨淀粉的生产线, 仅生产线主要设备进口价格就高达1 亿人民币。而同样规模的玉米生产线, 国内设备价格不超过3 千万元。投资过高, 影响折旧与回收, 当然也影响投资的积极性。
5.2.2.2 市场竞争激烈
长期以来，因为地域的限制，中国北方以玉米淀粉，南方以木薯淀粉、西部以马铃薯淀粉作为主要的食用淀粉。而小麦主产区在中国华北地区, 小麦淀粉的发展必然存在与以上各种淀粉的激烈竞争。
5.2.2.3 小麦淀粉生产技术要求高
由于小麦结构的特殊性, 小麦中蛋白质含量比较高, 其淀粉的分离, 比玉米和其他薯类困难，需要经过两次分离, 而且有约12% 的B淀粉。这部分淀粉, 含有大量的戊糖类杂质与结构性蛋白质, 很难分离与利用。
5.3 小麦B淀粉的应用
5.3.1 用作味精原料
使用聚戌糖酶或蛋白酶,将B淀粉的粘度降低, 解决了B淀粉制糖时过滤的技术难题。国内已经有的工厂将B淀粉用作味精发酵的底糖, 效果很好。
5.3.2 作为酒精原料
B淀粉含有部分蛋白, 正好作为酒精发酵的营养份, 将B2淀粉与其他糖质原料混合, 用于酒精发酵, 起到了一举两得的作用。
5.3.3 提取超细淀粉
B淀粉中的绝大部分淀粉,颗粒直径都小于12 微米, , 而且大部分范围都在2～ 8 微米内, 是一种极好的超细淀粉。超细淀粉在造纸、化妆品与精细化工中, 有特殊用途。目前，有许多科研单位和工厂正在研究从B2淀粉中提取超细淀粉的工艺。
参考文献
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