小麦和小麦粉中面筋含量（国家标准）检测方案(近红外光谱仪)

对《小麦和小麦粉面筋含量》国家标准理解的探讨 摘 要: 本文综述了国内对小麦和小麦粉面筋含量测定的研究，并通过现有研究报道，对国家标准GB/T5506.1-2008小麦和小麦粉面筋含量第1部分手洗法测定湿面筋和第2部分仪器法测定湿面筋中操作细节的理解进行了探讨，旨在促进检测人员对标准的统一理解，使获得的检测数据更具科学性、准确性、可比性。 关键词：湿面筋；称样量；计算方法；面团静置；洗涤温度；氯化钠浓度 面筋含量的不同，直接决定了小麦粉的使用意图。面筋含量的测定，对于判断小麦和小麦粉质量，指导企业生产具有重要的作用，是小麦和小麦粉重要的质量指标。为了指导实验室更好的进行小麦和小麦粉面筋含量测定，国家制订颁布了GB/T5506-2008标准，标准中面筋含量的测定分第1部分和第2部分。 第1部分：手洗法测定湿面筋；第2部分：仪器法测定湿面筋。在近红外实际应用工作中，我们发现不同人员对标准理解存在一些问题，有的给检测人员造成了误解甚至认为标准错误，有的给检测人员较大的发挥空间，导致执行标准操作细节不一致，也给近红外模型的传递带来较大的影响。对标准的理解不一致，对不同实验室间获得数据的准确性和可比性也产生了一定的影响。本文旨在通过现有研究报道，对标准中的操作细节进行了探讨，以加深检测人员对标准的理解，供同行交流。 1.测定标准 1.1手洗法 《GBT 5506.1-2008 小麦和小麦粉 面筋含量 第1部分：手洗法测定湿面筋.》。 1.2仪器法 《GBT 5506.2-2008 小麦和小麦粉 面筋含量 第2部分：仪器法测定湿面筋》。通过标准备注(1)以及9.2、9.3、9.4、6条款可知面筋仪及离心机应满足以下基本特征：1、结果应与Glutomatic或GBT 5506.1相同；2、需要配置88um的聚酯筛或80um的金属筛，840um的聚酰胺筛或孔径为800um的金属筛；3、氯化钠溶液流量、用量可调整，可调整混合时间；4、离心机6000r/min，加速度2000g，并有孔径为500um的筛盒。 1.3标准对测定方法的描述性说明 标准在前言部分以及第1部分的11条款和第二部分的12条款对造成结果不一致性可能的影响因素都给予了关注，比如面团放置的时间、手洗法还是仪器法、样品研磨的方法和面筋分离时使用的筛网等。 2.湿面筋特性及其对检测结果一致性的影响 2.1 定义 按照GB/T5506标准第1部分或第2部分规定测得，主要由小麦的两种蛋白(谷蛋白和醇溶蛋白)经水合而成的，未经脱水干燥的具有粘弹性的物质。 2.2 小麦后熟期 小麦籽粒的后熟期一般需要几个星期甚至2~3 个月才能完成。对新收获小麦籽粒进行储藏，发现随着小麦籽粒后熟的进行，湿面筋含量有小幅升高；面筋指数明显升高；面团的稳定时间明显增加，弱化度降低；麦谷蛋白有合成高峰，并伴随游离巯基，醇溶蛋白含量的减少[1]。对于新小麦，由于其后熟期的关系，会导致储存前后湿面筋测定结果的不一致。 2.3 湿面筋与粗蛋白的关联性 杨路加等[2]研究发现，小麦粗蛋白质含量和湿面筋含量高度相关，相关系数R2=0.9401。通常粗蛋白含量更容易准确测定，利用这种指标的高关联性可以间接判定湿面筋测定的准确性，尤其是湿面筋含量测定明显错误的值。 3.湿面筋测定的影响因素 3.1 样品制备 《GBT 5506.1-2008》标准描述：全麦粉样品制备的方法对面筋测定结果有影响，不同试验磨所磨样品的组分不同，在形成面团以及洗出面筋会产生差异，要得到比较好的结果，应使用同样的制备方法，并在测试报告中报告样品制备方法。粉碎时进样应防止发热和过载，最后一批样品入磨，应持续30至40秒，样品量不能超过应粉样品总量的1%。 3.2 称样量与计算 GB/T5506标准对于手洗法和仪器法的称样质量和计算公式规定不一致，容易让检测人员产生误解，有文献[3]就对此提出了质疑，认为这种规定会导致结果没有可比性，并建议仪器法样品质量改为换算成14%水分的质量，手洗法计算公式改为Gwet= m2*10%。文献中的建议会有利于减少对标准理解的误解，虽然现行标准手洗法和仪器法称样量和计算公式不一致，但是结果 是具有可比性的。推论如下： 国家标准手洗法结果计算公式为： Gwet= m2*100%/ m1，m2为湿面筋质量，m1样品质量。 按照标准规定称量待测样品10g(换算成14%水分含量)，假设样品的水分为X则 m1=10*(100%-14%)/(100%-X) 则手洗法标准的计算公式可以推导为 Gwet=m2*100%/[10*(100%-14%)/(100%-X)]= m2*(100%- X)/(100%-14%))*10% 国家标准仪器法结果计算公式为：Gwet= m1*10%，m1为湿面筋质量 按照标准规定称量待测样品10g，无需换算成14%水分含量。同一个样品湿面筋含量换算成14%水分含量时保持不变，即手洗法的湿面筋质量m2。假设样品的水分为X，虽然仪器法称样质量都为10g，但m1值会随着样品水分含量变化而变化。则 m1= m2*(100%-14%)/(100%-X) 则仪器法标准的计算公式可以推导为 Gwet=m2*(100%- X)/(100%-14%))*10% 该公式会等于手洗法标准的计算公式，也就是说仪器法和手洗法测定结果理论上是一致的，具有可比性。 3.3 面团制备和静置 GB/T5506.1对面团制备的时间要求不超过3分钟，而对面团静置时间未做要求，容易造成标准理解的偏差。 多数手洗法研究表明，面团的静置时间对湿面筋的测定有重要的影响。面团的静置时间一般为20 分钟, 然而对于生芽、冻伤、热伤的小麦磨成的面粉, 由于有一部分面筋蛋白质吸水膨胀速度较慢, 需相应延长面团静置时间, 否则, 由于吸水不够充分, 单独的面筋微粒彼此粘结得不牢, 易破碎散落, 面筋出率降低; 又如受某些储粮昆虫感染的小麦面筋, 则会因为其中存在强活性的蛋白质分解酶, 静止时间延长就会降低面筋出率, 因而要认真地区分对待[4,5]。周勋[6]通过实验对比不同面粉和静置时间，认为面团静置时间30分钟较为理想。张英[7]通过10个样品面团静置0分钟、20分钟、30分钟对比得出，面团静置时间20 min和30 min 对湿面筋含量差异性不显著，但与0分钟相比含量至少高0.8。综上所述，手洗法测定面筋时，面团静置时间应不低于20分钟。 仪器法研究表明，样品和面时间对测定有重要的影响。仪器预设的时间为20秒，全麦粉合适的时间为35秒，检测人员应根据仪器性能和样品类型选择合适的和面时间，和面时间不当容易造成测定失败[8,9]。 3.4 水质与水温 GB/T5506规定测定用水为蒸馏水、去离子水或同等纯度的水，温度应在20℃~25℃之间。同行研究也表明，温度和水质对测定结果有重要的影响。 朱红玉[4]认为面筋中的麦谷蛋白能溶解于弱酸，因此不能用含有较多二氧化碳的蒸馏水来洗制面筋; 高浓度盐具有夺取面筋网络中应保持的正常水份作用重金属盐能引起蛋白质不可逆凝结。李雪芬等[5]实验证明，在0 ℃水中根本洗不出面筋, 最佳洗涤用水温度为25～35 ℃, 水温超过40 ℃, 被检小麦粉面筋含量会降低。曹红艳[10]等认为溶胀作用促使面筋形成与酶促反应使面筋减少是同时存在的两个相反影响因素, 在温度较低(t<30℃)时, 前一影响较大, 面筋产出率随温度升高而增高。当温度不断上升(t>30℃)时, 后一影响成为主要矛盾, 面筋产出率随温度升高而下降。当温度t=30℃时, 上述两种影响适当平衡。 魏林[11]通过实验表明不同温度对面筋出率有显著影响。面筋出率在5℃ 、10℃ 和4 0℃ 时基本为最低水平; 15℃ 、20℃ 、25℃ 和35℃时基本为中等水平; 30℃时为最高水平。湿面筋出率最高与最低相差3%左右。李豫州等[12]实验表明, 在5-10℃ 、15-25℃、30℃ 和35-40℃的四个温度段之间, 呈现有显著的差异(P < 1% )。而各温度段内, 测定值无显著差异。当洗涤水的温度为30℃时, 湿面筋的测定值为最高。在最适应30℃时，手洗法与机洗法结果相差最小，当面筋最容易形成时，各种外力的影响能得到降低。郑少华[8]认为湿面筋的测定值随着温度的上升而增加，但当温度大于22℃时，测定值增加的幅度明显变小，同时有资料表明22℃左右是面筋粘结性、软硬变化的临界温度，过高或过低对于面筋指数及吸水量测定影响显著，所以将温度控制在22℃±2℃是较为合理的。 虽然温度对检测结果有重要的影响，但温度控制在标准要求的20℃~25℃之间比较困难，有待于市场推出相关的测试辅助恒温设备，或者有条件的实验室可以建立恒温实验室。 3.5 氯化钠浓度 GB/T5506规定氯化钠浓度为20g/L。郑少华[8]实验表明随着NaCl 浓度的增加，湿面筋的得率会增加，但当NaCl 浓度从2%增加到3%时，湿面筋测定值增加变缓。因此统一氯化钠的浓度有助于保证实验室间结果的可比性。 3.6 排水 GB/T5506规定，将面筋球先用手指挤压3次以除去大部分洗涤液，再用挤压板挤压约15次，或用加速度2000g离心，排水终点判断以手掌轻轻揉搓面团至稍感粘手为止。朱红玉[4]认为可用玻璃板挤压十多次,每压一次后取下面筋都必须擦干玻璃板, 不能图省事, 直接用手挤压排水，这样易产生测定误差。 4.小结 我们发现样品的制备、称样量、面团制备与静置、水质与水温、氯化钠浓度、排水、仪器法的和面时间等均对结果有重要的的影响，甚至可能造成测定失败。以上是个人结合同行研究对国家标准GB/T5506.1-2008小麦和小麦粉面筋含量第1部分手洗法测定湿面筋和第2部分仪器法测定湿面筋中操作细节的理解，供同行交流，旨在促进检测人员对标准的统一理解，使获得的检测数据更具科学性、准确性、可比性。 第4页 / 共4页