對《小麥和小麥粉面筋含量》國家標準理解的探討

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，對國家標準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節(jié)的理解進行了探討，旨在促進檢測人員對標準的統(tǒng)一理解，使獲得的檢測數(shù)據(jù)更具科學性、準確性、可比性。
關鍵詞
　　濕面筋；稱樣量；計算方法；面團靜置；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。為了指導實驗室更好的進行小麥和小麥粉面筋含量測定，國家制訂頒布了GB/T5506-2008標準，標準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。在近紅外實際應用工作中，我們發(fā)現(xiàn)不同人員對標準理解存在一些問題，有的給檢測人員造成了誤解甚至認為標準錯誤，有的給檢測人員較大的發(fā)揮空間，導致執(zhí)行標準操作細節(jié)不一致，也給近紅外模型的傳遞帶來較大的影響。對標準的理解不一致，對不同實驗室間獲得數(shù)據(jù)的準確性和可比性也產(chǎn)生了一定的影響。本文旨在通過現(xiàn)有研究報道，對標準中的操作細節(jié)進行了探討，以加深檢測人員對標準的理解，供同行交流。
測定標準
　　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.》。通過標準備注(1)以及9.2、9.3、9.4、6條款可知面筋儀及離心機應滿足以下基本特征：1、結(jié)果應與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6000r/min，加速度2000g，并有孔徑為500um的篩盒。
　　標準對測定方法的描述性說明
　　標準在前言部分以及第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注，比如面團放置的時間、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標準第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行儲藏，發(fā)現(xiàn)隨著小麥籽粒后熟的進行，濕面筋含量有小幅升高；面筋指數(shù)明顯升高；面團的穩(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，由于其后熟期的關系，會導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，相關系數(shù)R2=0.9401。通常粗蛋白含量更容易準確測定，利用這種指標的高關聯(lián)性可以間接判定濕面筋測定的準確性，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》標準描述：全麥粉樣品制備的方法對面筋測定結(jié)果有影響，不同試驗磨所磨樣品的組分不同，在形成面團以及洗出面筋會產(chǎn)生差異，要得到比較好的結(jié)果，應使用同樣的制備方法，并在測試報告中報告樣品制備方法。粉碎時進樣應防止發(fā)熱和過載，zui后一批樣品入磨，應持續(xù)30至40秒，樣品量不能超過應粉樣品總量的1%。
　　稱樣量與計算
　　GB/T5506標準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[3]就對此提出了質(zhì)疑，認為這種規(guī)定會導致結(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%。文獻中的建議會有利于減少對標準理解的誤解，雖然現(xiàn)行標準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：國家標準手洗法結(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。
　　按照標準規(guī)定稱量待測樣品10g(換算成14%水分含量)，假設樣品的水分為X則m1=10*(100%-14%)/(100%-X)
　　則手洗法標準的計算公式可以推導為Gwet=m2*100%/[10*(100%-14%)/(100%-X)]= m2*(100%- X)/(100%-14%))*10%
　　國家標準儀器法結(jié)果計算公式為：Gwet= m1*10%，m1為濕面筋質(zhì)量
　　按照標準規(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)
　　則儀器法標準的計算公式可以推導為 Gwet=m2*(100%- X)/(100%-14%))*10%
　　該公式會等于手洗法標準的計算公式，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。
　　 面團制備和靜置
　　GB/T5506.1對面團制備的時間要求不超過3分鐘，而對面團靜置時間未做要求，容易造成標準理解的偏差。
多數(shù)手洗法研究表明，面團的靜置時間對濕面筋的測定有重要的影響。面團的靜置時間一般為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, 需相應延長面團靜置時間, 否則, 由于吸水不夠充分, 單獨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，認為面團靜置時間30分鐘較為理想。張英[7]通過10個樣品面團靜置0分鐘、20分鐘、30分鐘對比得出，面團靜置時間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，面團靜置時間應不低于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。儀器預設的時間為20秒，全麥粉合適的時間為35秒，檢測人員應根據(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)絡中應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]等認為溶脹作用促使面筋形成與酶促反應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。當溫度t=30℃時, 上述兩種影響適當平衡。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。當洗滌水的溫度為30℃時, 濕面筋的測定值為zui高。在zui適應30℃時，手洗法與機洗法結(jié)果相差zui小，當面筋zui容易形成時，各種外力的影響能得到降低。鄭少華[8]認為濕面筋的測定值隨著溫度的上升而增加，但當溫度大于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，但溫度控制在標準要求的20℃~25℃之間比較困難，有待于市場推出相關的測試輔助恒溫設備，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至稍感粘手為止。朱紅玉[4]認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, 直接用手擠壓排水，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準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節(jié)的理解，供同行交流，旨在促進檢測人員對標準的統(tǒng)一理解，使獲得的檢測數(shù)據(jù)更具科學性、準確性、可比性。