對《小麥和小麥粉面筋含量》國家標(biāo)準(zhǔn)理解的探討

摘要
　　本文綜述了國內(nèi)對小麥和小麥粉面筋含量測定的研究，并通過現(xiàn)有研究報道，對國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5506.1-2008小麥和小麥粉面筋含量第1部分手洗法測定濕面筋和第2部分儀器法測定濕面筋中操作細(xì)節(jié)的理解進(jìn)行了探討，旨在促進(jìn)檢測人員對標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一理解，使獲得的檢測數(shù)據(jù)更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性、可比性。
關(guān)鍵詞
　　濕面筋；稱樣量；計算方法；面團(tuán)靜置；洗滌溫度；氯化鈉濃度
　　面筋含量的不同，直接決定了小麥粉的使用意圖。面筋含量的測定，對于判斷小麥和小麥粉質(zhì)量，指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)具有重要的作用，是小麥和小麥粉重要的質(zhì)量指標(biāo)。為了指導(dǎo)實驗室更好的進(jìn)行小麥和小麥粉面筋含量測定，國家制訂頒布了GB/T5506-2008標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中面筋含量的測定分第1部分和第2部分。第1部分：手洗法測定濕面筋；第2部分：儀器法測定濕面筋。在近紅外實際應(yīng)用工作中，我們發(fā)現(xiàn)不同人員對標(biāo)準(zhǔn)理解存在一些問題，有的給檢測人員造成了誤解甚至認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)錯誤，有的給檢測人員較大的發(fā)揮空間，導(dǎo)致執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)操作細(xì)節(jié)不一致，也給近紅外模型的傳遞帶來較大的影響。對標(biāo)準(zhǔn)的理解不一致，對不同實驗室間獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性也產(chǎn)生了一定的影響。本文旨在通過現(xiàn)有研究報道，對標(biāo)準(zhǔn)中的操作細(xì)節(jié)進(jìn)行了探討，以加深檢測人員對標(biāo)準(zhǔn)的理解，供同行交流。
測定標(biāo)準(zhǔn)
　　手洗法
　　《GBT 5506.1-2008 小麥和小麥粉 面筋含量 第1部分：手洗法測定濕面筋.》。
　　儀器法
　　《GBT 5506.2-2008 小麥和小麥粉 面筋含量 第2部分：儀器法測定濕面筋.》。通過標(biāo)準(zhǔn)備注(1)以及9.2、9.3、9.4、6條款可知面筋儀及離心機(jī)應(yīng)滿足以下基本特征：1、結(jié)果應(yīng)與Glutomatic或GBT 5506.1相同；2、需要配置88um的聚酯篩或80um的金屬篩，840um的聚酰胺篩或孔徑為800um的金屬篩；3、氯化鈉溶液流量、用量可調(diào)整，可調(diào)整混合時間；4、離心機(jī)6000r/min，加速度2000g，并有孔徑為500um的篩盒。
　　標(biāo)準(zhǔn)對測定方法的描述性說明
　　標(biāo)準(zhǔn)在前言部分以及第1部分的11條款和第二部分的12條款對造成結(jié)果不一致性可能的影響因素都給予了關(guān)注，比如面團(tuán)放置的時間、手洗法還是儀器法、樣品研磨的方法和面筋分離時使用的篩網(wǎng)等。
 濕面筋特性及其對檢測結(jié)果一致性的影響
　　定義
　　按照GB/T5506標(biāo)準(zhǔn)第1部分或第2部分規(guī)定測得，主要由小麥的兩種蛋白(谷蛋白和醇溶蛋白)經(jīng)水合而成的，未經(jīng)脫水干燥的具有粘彈性的物質(zhì)。
　　小麥后熟期
　　小麥籽粒的后熟期一般需要幾個星期甚至2~3 個月才能完成。對新收獲小麥籽粒進(jìn)行儲藏，發(fā)現(xiàn)隨著小麥籽粒后熟的進(jìn)行，濕面筋含量有小幅升高；面筋指數(shù)明顯升高；面團(tuán)的穩(wěn)定時間明顯增加，弱化度降低；麥谷蛋白有合成高峰，并伴隨游離巰基，醇溶蛋白含量的減少[1]。對于新小麥，由于其后熟期的關(guān)系，會導(dǎo)致儲存前后濕面筋測定結(jié)果的不一致。
　　濕面筋與粗蛋白的關(guān)聯(lián)性
　　楊路加等[2]研究發(fā)現(xiàn)，小麥粗蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量高度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R2=0.9401。通常粗蛋白含量更容易準(zhǔn)確測定，利用這種指標(biāo)的高關(guān)聯(lián)性可以間接判定濕面筋測定的準(zhǔn)確性，尤其是濕面筋含量測定明顯錯誤的值。
濕面筋測定的影響因素
　　 樣品制備
　　《GBT 5506.1-2008》標(biāo)準(zhǔn)描述：全麥粉樣品制備的方法對面筋測定結(jié)果有影響，不同試驗?zāi)ニ悠返慕M分不同，在形成面團(tuán)以及洗出面筋會產(chǎn)生差異，要得到比較好的結(jié)果，應(yīng)使用同樣的制備方法，并在測試報告中報告樣品制備方法。粉碎時進(jìn)樣應(yīng)防止發(fā)熱和過載，zui后一批樣品入磨，應(yīng)持續(xù)30至40秒，樣品量不能超過應(yīng)粉樣品總量的1%。
　　稱樣量與計算
　　GB/T5506標(biāo)準(zhǔn)對于手洗法和儀器法的稱樣質(zhì)量和計算公式規(guī)定不一致，容易讓檢測人員產(chǎn)生誤解，有文獻(xiàn)[3]就對此提出了質(zhì)疑，認(rèn)為這種規(guī)定會導(dǎo)致結(jié)果沒有可比性，并建議儀器法樣品質(zhì)量改為換算成14%水分的質(zhì)量，手洗法計算公式改為Gwet= m2*10%。文獻(xiàn)中的建議會有利于減少對標(biāo)準(zhǔn)理解的誤解，雖然現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)手洗法和儀器法稱樣量和計算公式不一致，但是結(jié)果 是具有可比性的。推論如下：國家標(biāo)準(zhǔn)手洗法結(jié)果計算公式為：
　　Gwet= m2*100%/ m1，m2為濕面筋質(zhì)量，m1樣品質(zhì)量。
　　按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定稱量待測樣品10g(換算成14%水分含量)，假設(shè)樣品的水分為X則m1=10*(100%-14%)/(100%-X)
　　則手洗法標(biāo)準(zhǔn)的計算公式可以推導(dǎo)為Gwet=m2*100%/[10*(100%-14%)/(100%-X)]= m2*(100%- X)/(100%-14%))*10%
　　國家標(biāo)準(zhǔn)儀器法結(jié)果計算公式為：Gwet= m1*10%，m1為濕面筋質(zhì)量
　　按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定稱量待測樣品10g，無需換算成14%水分含量。同一個樣品濕面筋含量換算成14%水分含量時保持不變，即手洗法的濕面筋質(zhì)量m2。假設(shè)樣品的水分為X，雖然儀器法稱樣質(zhì)量都為10g，但m1值會隨著樣品水分含量變化而變化。則 m1= m2*(100%-14%)/(100%-X)
　　則儀器法標(biāo)準(zhǔn)的計算公式可以推導(dǎo)為 Gwet=m2*(100%- X)/(100%-14%))*10%
　　該公式會等于手洗法標(biāo)準(zhǔn)的計算公式，也就是說儀器法和手洗法測定結(jié)果理論上是一致的，具有可比性。
　　 面團(tuán)制備和靜置
　　GB/T5506.1對面團(tuán)制備的時間要求不超過3分鐘，而對面團(tuán)靜置時間未做要求，容易造成標(biāo)準(zhǔn)理解的偏差。
多數(shù)手洗法研究表明，面團(tuán)的靜置時間對濕面筋的測定有重要的影響。面團(tuán)的靜置時間一般為20 分鐘, 然而對于生芽、凍傷、熱傷的小麥磨成的面粉, 由于有一部分面筋蛋白質(zhì)吸水膨脹速度較慢, 需相應(yīng)延長面團(tuán)靜置時間, 否則, 由于吸水不夠充分, 單獨(dú)的面筋微粒彼此粘結(jié)得不牢, 易破碎散落, 面筋出率降低; 又如受某些儲糧昆蟲感染的小麥面筋, 則會因為其中存在強(qiáng)活性的蛋白質(zhì)分解酶, 靜止時間延長就會降低面筋出率, 因而要認(rèn)真地區(qū)分對待[4,5]。周勛[6]通過實驗對比不同面粉和靜置時間，認(rèn)為面團(tuán)靜置時間30分鐘較為理想。張英[7]通過10個樣品面團(tuán)靜置0分鐘、20分鐘、30分鐘對比得出，面團(tuán)靜置時間20 min和30 min 對濕面筋含量差異性不顯著，但與0分鐘相比含量至少高0.8。綜上所述，手洗法測定面筋時，面團(tuán)靜置時間應(yīng)不低于20分鐘。
　　儀器法研究表明，樣品和面時間對測定有重要的影響。儀器預(yù)設(shè)的時間為20秒，全麥粉合適的時間為35秒，檢測人員應(yīng)根據(jù)儀器性能和樣品類型選擇合適的和面時間，和面時間不當(dāng)容易造成測定失敗[8,9]。
　　水質(zhì)與水溫
　　GB/T5506規(guī)定測定用水為蒸餾水、去離子水或同等純度的水，溫度應(yīng)在20℃~25℃之間。同行研究也表明，溫度和水質(zhì)對測定結(jié)果有重要的影響。
　　朱紅玉[4]認(rèn)為面筋中的麥谷蛋白能溶解于弱酸，因此不能用含有較多二氧化碳的蒸餾水來洗制面筋; 高濃度鹽具有奪取面筋網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)保持的正常水份作用重金屬鹽能引起蛋白質(zhì)不可逆凝結(jié)。李雪芬等[5]實驗證明，在0 ℃水中根本洗不出面筋, *洗滌用水溫度為25～35 ℃, 水溫超過40 ℃, 被檢小麥粉面筋含量會降低。曹紅艷[10]等認(rèn)為溶脹作用促使面筋形成與酶促反應(yīng)使面筋減少是同時存在的兩個相反影響因素, 在溫度較低(t<30℃)時, 前一影響較大, 面筋產(chǎn)出率隨溫度升高而增高。當(dāng)溫度不斷上升(t>30℃)時, 后一影響成為主要矛盾, 面筋產(chǎn)出率隨溫度升高而下降。當(dāng)溫度t=30℃時, 上述兩種影響適當(dāng)平衡。魏林[11]通過實驗表明不同溫度對面筋出率有顯著影響。面筋出率在5℃ 、10℃ 和4 0℃ 時基本為zui低水平; 15℃ 、20℃ 、25℃ 和35℃時基本為中等水平; 30℃時為zui高水平。濕面筋出率zui高與zui低相差3%左右。李豫州等[12]實驗表明, 在5-10℃ 、15-25℃、30℃ 和35-40℃的四個溫度段之間, 呈現(xiàn)有顯著的差異(P < 1% )。而各溫度段內(nèi), 測定值無顯著差異。當(dāng)洗滌水的溫度為30℃時, 濕面筋的測定值為zui高。在zui適應(yīng)30℃時，手洗法與機(jī)洗法結(jié)果相差zui小，當(dāng)面筋zui容易形成時，各種外力的影響能得到降低。鄭少華[8]認(rèn)為濕面筋的測定值隨著溫度的上升而增加，但當(dāng)溫度大于22℃時，測定值增加的幅度明顯變小，同時有資料表明22℃左右是面筋粘結(jié)性、軟硬變化的臨界溫度，過高或過低對于面筋指數(shù)及吸水量測定影響顯著，所以將溫度控制在22℃±2℃是較為合理的。
　　雖然溫度對檢測結(jié)果有重要的影響，但溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的20℃~25℃之間比較困難，有待于市場推出相關(guān)的測試輔助恒溫設(shè)備，或者有條件的實驗室可以建立恒溫實驗室。
　　氯化鈉濃度
　　GB/T5506規(guī)定氯化鈉濃度為20g/L。鄭少華[8]實驗表明隨著NaCl 濃度的增加，濕面筋的得率會增加，但當(dāng)NaCl 濃度從2%增加到3%時，濕面筋測定值增加變緩。因此統(tǒng)一氯化鈉的濃度有助于保證實驗室間結(jié)果的可比性。
　　排水
　　GB/T5506規(guī)定，將面筋球先用手指擠壓3次以除去大部分洗滌液，再用擠壓板擠壓約15次，或用加速度2000g離心，排水終點判斷以手掌輕輕揉搓面團(tuán)至稍感粘手為止。朱紅玉[4]認(rèn)為可用玻璃板擠壓十多次,每壓一次后取下面筋都必須擦干玻璃板, 不能圖省事, 直接用手?jǐn)D壓排水，這樣易產(chǎn)生測定誤差。
小結(jié)
　　我們發(fā)現(xiàn)樣品的制備、稱樣量、面團(tuán)制備與靜置、水質(zhì)與水溫、氯化鈉濃度、排水、儀器法的和面時間等均對結(jié)果有重要的的影響，甚至可能造成測定失敗。以上是個人結(jié)合同行研究對國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5506.1-2008小麥和小麥粉面筋含量第1部分手洗法測定濕面筋和第2部分儀器法測定濕面筋中操作細(xì)節(jié)的理解，供同行交流，旨在促進(jìn)檢測人員對標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一理解，使獲得的檢測數(shù)據(jù)更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性、可比性。