小麦面粉加工过程中后熟阶段的物理化学特性变化：对面团性质及蒸面包品质的影响

《Food Hydrocolloids》：Physicochemical characteristics changes in post-ripening of wheat flour mill streams: Effects on dough properties and steamed bread quality

小麦磨粉流程（2M、2S、2B）后熟过程中蛋白质特性及面团/蒸面包品质的变化。2M流后熟稳定性最佳，2S、2B流谷蛋白含量显著增加，促进面团弹性与蒸面包结构优化，揭示了后熟对异质磨粉流程成分转化的调控作用。

　　

张梦丽|郭晓娜|孙晓红|朱克学

江南大学食品科学与资源国家重点实验室，中国江苏省无锡市蠡湖大道1800号，214122

摘要

本研究探讨了三种不同研磨流程（代表小麦籽粒的不同部分）以及混合研磨流程得到的面粉对面团特性和蒸面包品质在后期成熟过程中的影响。在整个后期成熟期间，来自小麦胚乳的研磨流程（2M）表现出更稳定的面团稳定时间，而富含麸皮的研磨流程（2S和2B）则呈现下降趋势。此外，当这些研磨流程经过20天的后期成熟处理后，面团的粘弹性和保气性得到提升，蒸面包的内部结构也得到了改善。研磨流程经过后期成熟处理后，麦谷蛋白大分子含量的增加促进了面团中致密且有弹性的面筋网络结构的形成。结果表明，后期成熟处理促进了小麦面粉研磨流程中蛋白质的聚集。其中，2M流程（第二次研磨）的蛋白质性质变化最小；2S流程（第二次筛分）和2B流程（第二次破碎）的自由巯基含量和麦谷蛋白含量显著下降，而麦谷蛋白含量则有所增加。2S和2B流程的糊化特性和过氧化物酶活性变化更为明显。主成分分析表明，研磨流程后期成熟处理所促进的面筋网络形成对改善蒸面包面团品质的贡献更为显著。这些结果证明了不同研磨流程在后期成熟处理过程中的差异，并为利用特定研磨流程改善蒸面包面团品质提供了宝贵的理论依据。

引言

小麦是全球种植面积最广的粮食作物之一，其籽粒加工成的面粉是制作各种食品（包括面包、面条和糕点）的基本原料（Atchison, Head, & Gates, 2010）。因此，小麦面粉的加工性能与最终产品的品质密切相关。新鲜研磨出的面粉性质不稳定，通常表现为面筋强度低、弹性差、粘度高。这类面粉还容易出现颜色深、质地粗糙等问题（Wang & Flores, 1999; Niu, Zhu, & Guo, 2025）。一般来说，新鲜研磨出的小麦面粉需要2-4周的静置时间（取决于面粉类型和环境条件），其加工性能和品质才会逐渐改善（Wan et al., 2024）。这一过程被称为小麦面粉的后期成熟处理。

在后期成熟过程中，面粉的物理和化学性质会发生变化。蛋白质中的巯基（-SH）逐渐氧化形成二硫键（-S-S-），从而形成更强的面筋蛋白质网络结构，显著增强了面团的强度和弹性（Yu et al., 2024）。此外，小麦面粉的糊化特性和酶活性也会发生复杂的变化（Fierens et al., 2015）。后期成熟处理对小麦面粉品质的改善显著影响了最终产品的品质，尤其是在发酵食品中。后期成熟处理是连接小麦研磨和食品加工的关键环节，可以提升加工性能并稳定产品质量。

基于小麦籽粒的特殊结构，小麦面粉通常是通过混合多种研磨流程来生产的。小麦面粉的研磨过程主要集中在高效分离胚乳和麸皮以及胚芽上，目的是将分离出的胚乳研磨成面粉（Campbell, 2007）。小麦籽粒的结构和组成直接影响其研磨特性和面粉品质。根据小麦籽粒的结构特点，工业研磨过程通常包括一系列滚筒，并在四个不同阶段进行筛分：破碎系统（将胚乳从麸皮中分离出来）、筛分系统（将麸皮从胚乳中分离出来）、研磨系统（将纯胚乳研磨成面粉）和尾矿系统（Doblado-Maldonado et al., 2012; Cappelli, Oliva, & Cini, 2020）。从每个滚筒收集到的研磨流程混合后得到混合面粉（Prabhasankar, Sudha, & Rao, 2000）。

由于破碎系统和研磨系统的不同，生产出的面粉具有不同的粒度和成分特性。来自靠近麸皮和糊粉层区域的面粉含有较高的酶、灰分和非淀粉多糖（NSPs）含量，而来自纯胚乳的研磨流程则不然（Lewko, Wójtowicz, & Gancarz, 2023; Ramseyer, Bettge, & Morris, 2011）。蛋白质含量也存在明显差异，外层含量最高，向内层胚乳逐渐减少（Hermans et al., 2023）。胚乳主要含有淀粉颗粒，这些颗粒嵌入由麦谷蛋白组成的蛋白质基质中（Sakhare et al., 2013）。来自籽粒不同部分的研磨流程成分分布不均。已有研究表明，这些流程在面粉颜色（Prabhasankar et al., 2000）、蛋白质（Wang et al., 2007）、酶活性（Rani et al., 2001）和脂质（Rao, 1999）等方面存在差异。然而，关于不同成分研磨流程在后期成熟过程中的变化的研究相对较少，而且研磨流程质量变化对面团流变特性和蒸面包品质的影响也尚不清楚。了解这些特性有助于尽快获得适合制作各种产品的面粉。

小麦面粉研磨流程的分析是面粉加工行业中的常规操作，通过优化研磨过程和控制面粉品质来提高经济效益。但目前的研究主要集中在小麦面粉研磨流程中各种成分的分布上。不同研磨流程在后期成熟过程中的成分变化及其对面团特性和蒸面包品质的影响仍不清楚。本文基于成分多样性，选取了来自小麦籽粒不同部分的主要研磨流程（研磨面粉、筛分面粉和破碎面粉），研究后期成熟过程中麦谷蛋白、碳水化合物和酶活性的差异变化如何影响蒸面包面团的品质特性，从而深入理解了不同面粉流的多样化利用，并为改善小麦面粉的加工特性提供了理论支持。

材料

2024年收获的江苏红硬小麦作为单一小麦品种，经过COFCO面粉工业有限公司（海宁）的工业研磨系统进行多次混合研磨（2-3次），包括破碎系统、筛分系统、研磨系统和尾矿系统。每个系统得到的最终面粉混合后得到混合面粉（SRF），其他收集的组分包括第二次研磨流程（2M流程）、第二次筛分流程（2S流程）和第二次破碎流程（2B流程）。

小麦面粉研磨流程的理化性质

不同研磨流程的水分含量、灰分含量和蛋白质含量的变化见表S1。在后期成熟过程中，所有研磨流程的水分含量均显著下降（p < 0.05），这可能与样品的储存环境有关。与SRF（0.34%）和2M（0.30%）相比，2S（0.47%）和2B（0.52%）的灰分含量较高。这是因为破碎系统和筛分系统需要分离出相对纯净的胚乳，导致2S和2B流程的灰分含量较高。

结论

后期成熟处理改善了研磨流程的理化性质、面团特性和蒸面包品质。主要表现为湿面筋、GMP、SS和麦谷蛋白含量的增加，以及-SH、SDS-EP和还原糖含量的降低。研磨流程后期成熟处理后形成的增强面筋网络结构使得面团具有更好的弹性和保气性，有利于提高蒸面包的品质。

作者贡献声明

郭晓娜：验证、监督。张梦丽：撰写——初稿、软件应用、方法论设计、实验研究、数据分析。朱克学：撰写——审稿与编辑、监督、资金获取、概念构思。孙晓红：撰写——审稿与编辑、数据可视化、监督

未引用参考文献

Evers and Redman, 1973; van der Maarel et al., 2002; Wang et al., 2020; Weegels et al., 1997.

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

利益冲突声明

我们确认本出版物不存在已知的利益冲突，也没有任何重要的财务支持可能影响其结果。

我们确认已充分考虑了与本工作相关的知识产权保护问题，确保出版过程中不存在任何障碍，包括出版时机方面的问题。

致谢

我们感谢COFCO粮食控股有限公司（北京）提供的财务支持。本工作还得到了青兰项目、江苏省食品安全与质量控制协同创新中心和江南大学的支持。