小麦面粉的功能和制造性能由a与b的比例控制淀粉粒和蛋白质。mdr是用于化学识别和形态描述这些粒子在两个品牌的小麦面粉。无谷蛋白粉也进行了分析比较。
小麦面粉预计将达到全球生产的4.11亿吨到2024年[1],翻译的价值2060亿美元,基于全球平均价格为0.5美元/公斤[2]。淀粉是小麦面粉的主要组件和具有多方面的作用,包括凝胶化,面团的肿胀和粘贴相关的比例和b型谷物[3]。每个谷物类型的构成不同,导致不同的消化率,因此不同血糖指数[4]。这些属性可以调节控制的相对比例,b型淀粉粒[5]。
在这项研究中,粉末和颗粒形态的构成的三个面粉产品特点是Morphologically-Directed拉曼光谱(mdr®)使用Morphologi®4-ID。使用这种技术,淀粉颗粒被他们的化学特性和随后分化的特点是粒子大小和形状。
三个面粉产品优质品牌和超市自有品牌小麦面粉,和无谷蛋白粉。19毫米3每个样本的自动分散使用集成的样品分散单元(信号分配装置)在其高能设置。每个样品测量使用50×2 z-stacks和放大锋利的边缘分割方法。对于每一个样本,2000个粒子与一个圆形等效直径(CE)低于20µm针对拉曼光谱采集时间的化学识别30秒激光功率100%。
光谱的参考图书馆创建六个离散组件包括淀粉,蛋白质,所合成,gamma-oryzanol,碳酸钙和硫酸钙(图1)。在分析过程中,每个粒子谱被关联到图书馆光谱相比,粒子分类是根据相关性得分。相关性得分从0到1,0表示没有相关性,因此样本粒子的不同化学参考,和1表示一个完美的相关性,因此粒子相同的化学作为参考。通常,一个阈值被设置在一个位置的用户有信心可以准确区分化学成分。
图1:拉曼光谱六面粉的组件库,而从样本粒子谱。粒子的图像也显示。相关表显示粒子谱的相关性分数,而六库光谱。
图2显示了两个标准小麦面粉的颗粒大小分布(高档品牌和超市自有品牌)和无谷蛋白面粉,随着粒子图像示例。较大的粒子分布出现更多的随体和不规则形状相比,粒子越小,出现更多的球。这是符合报告形状之间的差异和b型颗粒[5]。
无谷蛋白粉的粒度分布也出现monomodal,而小麦面粉和超市品牌的溢价已经更广泛的双峰分布,这是表明离散- b型淀粉颗粒的数量。- B型粒子大小,定义一个> 10µm和B <µm [3]。然而,小麦面粉中淀粉不是唯一的组件。面粉还含有蛋白质和其他跟踪组件。mdr用于化学识别粒子,利用拉曼光谱,紧随其后的是描述每个组件的大小和形状分布。
图2:循环当量直径颗粒大小分布的高档品牌(红色)和超市品牌(绿色)平原小麦面粉和无谷蛋白粉(蓝色)。粒子图像从第十(左边)和第90百分位数(右手边)的分布。
每个粒子的拉曼光谱分类是基于收购其光谱的光谱库提供了最佳的相关性(图3)。淀粉是最丰富的组件的所有三个样本,其次是所合成蛋白质。这是其次是微量添加剂,如gamma-oryzanol、碳酸钙和硫酸。
图3:总粒子数的比例为每一个组件被拉曼,以及粒子图像示例。高档品牌(红色)和超市品牌(绿色)平原小麦面粉和无谷蛋白粉(蓝色)。
在大多数情况下,蛋白质与淀粉形成复合粒子凝聚,这可能影响铣等生产过程的方法。无谷蛋白粉被证明含有蛋白质显著低于标准的小麦面粉,预计应该没有面筋蛋白质。无谷蛋白粉不应该缺乏蛋白质,因为这将影响面粉的结构功能,以及生产性能。
当考虑到淀粉组件(图4),粒度分布的双峰性的优质小麦面粉和超市品牌变得更加明显,和模式10µm分离,符合A和b型人群。这两个产品有类似的b型种群,所以应该有类似的功能性质。相反,无谷蛋白产品的粒度分布仍然monomodal但不对称,偏向于a类型粒子(> 10µm)。预计无谷蛋白粉会有更高的凝胶化温度和膨胀由于进水。
图4:循环当量直径淀粉组件的粒度分布的高档品牌(红色)和超市品牌(绿色)平原小麦面粉和无谷蛋白粉(蓝色)。粒子图像从第十(左边)和第90百分位(右手边)的分布。
再次,较大的颗粒出现更多的随体和不规则形状相比更多的球形小颗粒。这可以看到更清楚的比较圆,b型粒子的优质品牌和超市品牌小麦面粉(图5 )。蓝色和棕色筛下情节的b型粒子,并展示一种更高层次的循环比红色和绿色块a类型的粒子。
图5:高灵敏度(HS)循环分布(上)和筛下图表(底部)的高档品牌a类型(红色),b型(蓝色)颗粒,超市品牌a(蓝色)和b(布朗)颗粒。
当比较粒子之间延伸三个面粉产品,无谷蛋白粉的筛下图表显示,这些粒子特别是细长比的溢价和超市品牌小麦面粉的例子(图6)。图像也显示更多的球形颗粒的无谷蛋白粉相比两个小麦面粉。这可能与面粉的蛋白质含量有关,因此可能是一种迹象的结构和制造面粉的性能。
图6。伸长筛下图表粒子的高档品牌(红色)和超市品牌(绿色)平原小麦面粉和无谷蛋白粉(蓝色)。
小麦面粉的淀粉组件和超市品牌的溢价已经相当于双峰粒径分布,表现为人口和b型的粒子。无谷蛋白粉不仅包含更少的蛋白质,但仍然是一副monomodal粒度分布,这是偏向a类型的粒子。这两种粒子类型的相对比例和数量的蛋白质成分会影响面团的功能和营养特性制成面粉。因此,面团制成的无谷蛋白粉是不可能执行同样的小麦面粉,所以可能需要不同的准备或配方。
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