农业科学 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ 一２０１ ０ ＮＯ．０９匪圆 浅谈小麦的深加工① 李金荣 （农业工程职业技术学院生物工程系 吉林四平 １ ３６０００） 摘要：小麦是人类生活中重要的粮食作物，地球上大约有一半的人食用小麦，我国年产小麦１．１亿吨左右，为全世界第一，在我国相当数 量的小麦都被加工成食品工业原料，半成品和成品，其生产过程中的副产品得不到有效利用。本文介绍了以小麦为原料提取小麦淀粉和 谷朊粉的技术方法与设备、以及以小麦淀粉为原料生产小麦变性淀粉及其衍生物的方法和谷朊粉的改性产品的生产方法。 关键词：小麦 深加工 中图分类号：Ｓ５１ ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７２－－３ ７９１（２０１ｏ）ｏ３（ｃ）～０１ ３７－－０２ １小麦籽粒结构与化学组成 小麦籽粒由麦皮、胚芽、胚乳等部分组 成。其中胚乳约占籽实莺的８２．５％，胚芽约 占２．７％，珠心层和糊粉层约占９．３％，上皮层 约占４．１％，交叉层和种皮约占１．４％。 小麦胚乳含淀粉８２％；胚芽含脂肪ｌ２％、 蛋白质２５％。小麦全粒粗蛋白含量为ｌ１％～ ｌ６％，在谷物类中仅次于大麦，但必需氨基 酸含量低，特别是赖氯酸、含硫氯基酸和色 氨酸；小麦的粗纤维含量较低，约为３％；矿 物质和微量元素含量较高，小麦灰分约２％。 小麦淀粉具有糊化温度低、糊化后黏 度的热稳定性较好、凝胶体强度高等特点， 被广泛应用于食品、轻工、制药、造纸等行 业。小麦淀粉还可进一步转化为高附加值 产品，如变性淀粉、糖浆或作为发酵原料生 产味精、柠檬酸等。 拉西奥法采用高速离心机分离浆料， 将面粉和水按大约２：１的比例调制成 工作效率高、用水量少、产品得率高、质量 面团，水温控制在２０℃～２５℃，可适当加些 好，适合大型企业生产。 食盐（约０．５％），起到增强筋力的作用。和好 ２．３旋流法 的面团要静置ｌ５ｍｉＩ－１～２５ｒａｉｎ，使蛋白质充 ２．３．１和而 分水合形成面筋。这种方法由于面团体积 水和面以（０．６～０．７）：ｌ的比例，经连续 较大，不易将面筋洗透，影响淀粉与面筋的 式和面机拌和成均匀的面糊，水温４０℃左 分离，影响产品纯度和出品率。 右。面粉熟化约２０分钟后加入２倍面粉数量 ２．１．２面筋洗涤 的水搅拌均匀，使而筋呈凝乳状悬浮于淀 常用的面筋洗涤机，是靠两根并列的 粉乳中。 反Ｉ 异速旋转的 螺旋形排列安装有搅拌 ２．３．２面筋的分离与淀粉精制 叶片的轴，使面团受到揉搓和挤压，完成面 分离系统由九级旋流器组成。第２级为 筋的洗涤。洗涤出的淀粉悬浮液从槽体』： 分级旋流器，面浆先采人第２级。水溶物和 部溢流排出，含有固形物大约ｌ０％。面筋从 面筋等轻质从溢流口溢出，重质的淀粉由 底部的出料口排出。 底流排出。 ２．１．３分离麸质 第２级底流淀粉依次进入第３至９级进 ２．１．１和面 ２小麦淀粉与谷朊粉的提取方法 谷朊粉（又称为面筋粉或小麦活性蛋 白），是从小麦面粉巾洗出的面筋，经过干 燥、粉碎后的粉状物，其中主要成分为谷蛋 白和胶蛋白，含量在７５％以上。脂肪含量为 １．０％～１．２５％，蛋白质为高分子亲水化合 物，当水分子与蛋白质的亲水基团相作用 时就形成水化物一湿面筋。水化作用由表及 里逐步进行，具有很强的吸水性和持水性， 复水后具有很强的黏弹延伸性、薄膜成型 性、热凝固性、吸脂乳化性、同时面筋粉又 麦淀粉产品。 具有较高的营养价值，因而得到广泛应用。 马丁法生产规模小，条件差，用水量 大，产品出率低且品质稳定性差。但其工艺 可以用作面粉改良剂、乳化剂、发泡剂，在 肉制品、特种水产饲料和宠物饲料行业中 设备简单，投资少，适合乡镇作坊。 可以用作粘结剂，还可以提取多种氦基酸 ２．２拉西奥法 面粉和水以５：６～５：１０的比例混合，经 等。 所得淀粉浆用振动筛分离出面筋碎 行洗涤，在第７级洗涤后引出底流，加清水 片，这些面筋碎片同面团洗涤机的湿面筋 经两道离心筛洗净并除去麸皮纤维。筛下 起干燥成谷朊粉。用离心筛分离纤维与 的淀粉乳再经过第８、９级两级旋流器洗涤， 淀粉，一般采用二级或三级离心筛串联工 由８级底流获得１ ７～２０。的Ａ级淀粉乳，进一 艺。 步脱水、干燥后成为品质优良的Ａ级淀粉 ２．１．４精制 产品。 将筛分后的淀粉乳送入沉淀池自然沉 ２．３．３面筋提纯 淀，其上清液中包括叮溶性蛋白质、细纤维 第２级旋流器的溢流送人第ｌ级旋流 等杂质，抽吸去上清液，获得浓稠淀粉浆。 器，从第ｌ级底流回收部分淀粉。第ｌ级溢 加清水反复沉淀几次，获得精制淀粉乳。此 流为面筋、小粒度淀粉、细麸、戊聚糖及可 法效率低，质量差，可用碟片离心机替代此 溶性物质，它们经过两道筛孔为３５０“ｍ～ 操作。精制后的淀粉浆经脱水干燥获得小 ５Ｏ０ ｕ ｍ的曲筛筛理后，筛上物为面筋，送 一小麦淀粉，是小麦面粉经过分离、提 纯、千燥后的粉状物，其中蛋白质含量在０． ４％以下。小麦淀粉分成Ａ级淀粉和Ｂ级淀 粉，Ａ级淀粉是大颗粒淀粉，通常指精制淀 粉；Ｂ级淀粉是小颗粒淀粉，它往往与细小 的蛋白质混黏在一起，比较难以分离。 以小麦为原料湿法生产小麦淀粉、谷 朊粉的方法有马丁（Ｍａｒｔｉｎ）法、拉西奥法、 旋流法（ＫＳＨ法）、高压分离法（ＨＤ法）等多 种。现就几种简要工艺简述如下。 ２．１马丁法 马丁法是一种传统加工方法，其主要 工艺包括：和面、面筋洗涤、面筋干燥、淀粉 精制和淀粉脱水干燥等工序。 针磨打碎成无面筋凝块的均匀悬浮液。悬 浮液在倾析离心机中分离成面粉和面筋两 部分。 淀粉经曲筛分离出细纤维，再经两道 人干燥机干燥成面筋粉。 两道曲筛的筛下料浆合并，再经２级串 联的锥形离心筛分离出麸皮纤维，所得筛 下物再经２级倾析式离心机浓缩至含水为 ４５％～５０％的膏状物。前道分离出来的是稍 差的Ａ级淀粉，后道分离出来的是Ｂ级淀 粉。 旋流法结构紧凑、操作简单方便，谷朊 粉的蛋白质含量可达７５％～８０％，灰分、脂 肪等含量均明显低于马丁法。面筋粉得率 高，产品质量、总收率与拉西奥法相当。 离心机洗涤，获得高质量的Ａ级淀粉。 面筋在熟化罐内聚集成絮状团块，然 后加过程水用针磨破碎成小团块，避免面 筋包裹淀粉。用１＃筛子筛出活性面筋，进 步脱水干燥成谷朊粉。ｌ＃筛下物用倾析 离心机回收残留的Ａ级淀粉，溢流用２＃筛 子进一步回收面筋。２＃筛下物经碟片式离 心机沉降出Ｂ级淀粉，溢流所得清液一半用 作过程水，另一半蒸发浓缩成千物质为４０％ 的料浆，再和细纤维混合干燥成饲料产品。 一３小麦淀粉变性淀粉衍生物与谷朊粉改 性产品 由于小麦淀粉的某些品质指标任实际 应用时，很难得到非常理想的效果，为改善 小麦淀粉的性能、扩大其应用范围，利用物 理、化学或发酵处理，在淀粉分子上引入新 的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒 （下转１ ３９页） ①作者简介：李金荣（１９６９一）黑龙江宝清县人，毕业＝Ｆ黑龙江八一农垦大学农学系，现在吉林农业工程职业技术学院任教，副教授，从 事生物工程研究。 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ １ ３７ 农业科学 响，按照线性特性处理。但是这样会带来一 精度、高分辨率和高采样率的优点。 定的非线性的原理误差。 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ 值，然后又逐渐降低。通过一段时间的实验 观察，发现这种变化趋势具有规律性和普 遍性。 ３植物叶片厚度测量仪的软件设计 ２植物叶片厚度测量仪的硬件设计 实现测量过程控制的电路单元主要由 传感器测量部分、信号转换部分、微处理器 芯片控制、存储和显示部分组成，原理框图 如图１所示。以ＡＴ８９ Ｃ５５单片机 为控制核 心，实现传感器对叶片厚度位移量的采集 并转变成微弱的交流信号，该信号经转换 电路后由Ａ／Ｄ采集，再送入单片机进行处 理，由液晶屏显示，同时存储在存储器中， 完成整个测量过程。 本课题选用集成芯片ＡＤ５９８实现对位 移传感器测得的微弱信号进行处理与转 换，该信号调理电路具有零位调整、增益选 择的功能，与传统的电路相比，具有电路简 单、体积小的优点。根据传感器量程和仪器 分辨率要求，选用ＡＤ公司生产的ＡＤ５７４转 换器。ＡＤ５７４是一个完整的１２位逐次逼近 型且带三态缓冲器的Ａ／Ｄ转换器，保证了 仪器的转换精度，具有低噪声、低功耗、高 为方便数据分析与处理，需及时将测 量数据上传至上位机，测量及数据传输的 程序采用ｃ语言编写，并在ＫＥＩＬ开发环境 下进行仿真［５］。整个程序主要分为以下几 个部分。 （１）Ａ／Ｄ数据的采集和运算。 （２）温湿度的采集和运算。 （３）数据的存储和读取。 （４）时钟模块的处理。 （５）系统的显示功能。 程序采用模块化设计，既简化了程序， 又增强了程序可读性，程序流程图如图２Ｎ ７ ５结语 （１）研制了以差动电感式位移传感器为 核心的植物叶片厚度测量仪，具有良好的 线性度，测量精度高，抗干扰能力强。 （２）设计了基于单片集成电路技术的差 动电感式传感器的转换电路，该技术解决 了其他同类转换电路尺寸、体积及功耗问 题。 （３）应用所研制的仪器进行了实验，结 果表明完全满足设计要求，可以进一步应 用到植物信息检测、数字农业、新型节水灌 溉系统中。 ４测量实验 参考文献 ２６５ ２５５ 采用该仪器对辣椒叶片进行连续监测 …马晓河，方松海．中国的水资源状况与 ２４ＩＪ，时的测量曲线如图３Ｎ示，由图中曲线 农业生产【Ｊ】．中国农村经济，２００６（１０）： ４～１ １． 可以看出在一天当中，叶片的厚度的变化 趋势是在上午逐渐升高，到中午达到最大 ［２】张瑞美，彭世彰，等．作物水分亏缺诊断 研究进展［Ｊ］．干旱地区农业研究，２００６， ２４（３）：２０５～２１０． ［３］强锡富．传感器【Ｍ】．北京：机械工业出 版社，２００２． 暑 ２４５ ： 二 二 ２３５ ［４】李朝青．单片机原理与接口技术［Ｍ】．北 京：北京航空航天大学出版社，２００３． ［５】徐爱均，彭秀华．Ｋｅｉｌ Ｃｘ５１ Ｖ７．０单片 机高级语言编程与 Ｖｉｓｉｏｎ２应用实践 【Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００５． 卜 ０ Ｉ ０ ０ ● ０ …０ 一 ｌ Ｈ ｌ 二 …ｉ ； 时间 图３ 植物叶片厚度变化实验曲线 （上接１ ３７页） 发酵产品主要品种有：酒精、味精、乳 性质，使其更适合～ 定应用的要求。这种经 酸、柠檬酸、山梨酸、各种氨基酸等。发酵产 一。研究［Ｊ］．西部粮油科技，２００３（１）：３７～ ４０． 过二次加工，改变性质的淀粉称为变性淀 粉。变性的目的；一是为了适应各种工业应 用的要求。二是为了开辟淀粉的新用途，扩 大应用范围。目前食品用小麦变性淀粉的 主要品种有预糊化淀粉、酯化淀粉、交联淀 粉以及复合变性淀粉产品。在每种变性淀 粉生产中，根据采用的试剂种类不同，以及 取代和交联度的不同，又分为很多品种。所 以在实际生产中，根据市场的需求，改变和 控制配方以及变性条件和参数，对于小麦 变性淀粉的生产是非常重要的。 小麦淀粉还可作为很好的淀粉糖的生 产原料。小麦淀粉经酶法、酸法可加工成淀 粉糖，也是小麦淀粉深加工的主要产品之 淀粉糖主要品种有液体葡萄糖、结晶葡 萄糖、麦芽糖浆、麦芽糊精、果葡糖浆等。淀 粉糖广泛应用于糖果、糕点、饮料、冷饮、焙 烤、罐头、果酱、果冻、乳制品等各种食品 中，也可以作为医药、化工、发酵、食品添加 剂等行业的重要原料，还可以应用于精细 化工以及精密机械制造等行业。 小麦淀粉可经微生物发酵加工各种发 酵制品，这也是小麦深加工的主要产品之 一品广泛应用于糕点、饮料、焙烤、罐头、果 酱、果冻、乳制品等各种食品中，也可以作 为医药、化工、食品添加剂等行业的重要原 料。 谷朊粉作为小麦淀粉生产的副产品， 在食品及非食品（工业）领域的应用正逐步 受到人们的青睐，但由于谷朊粉功能特性 的某些局限性，尤其是其溶解能力和乳化 能力较差，不能满足食品及工业方面的要 求，极大地了谷朊粉的应用。可利用微 波处理、湿热处理、酸脱酰胺、右旋糖苷反 ［２］常寨成．张文儒．袁建斌．小麦深加工及 综合利用【Ｊ】．粮油加工，２００８，４． ［３】李利民．孙志．小麦深加工及综合利用 【Ｊ】．农产品加工（学刊），２００９，３． ［４］李利民．郑学玲．孙志．小麦深加工及综 合利用技术［Ｊ】．现代面粉工业，２００９，２． ［５］石彦忠．张浩东．淀粉制品工艺学［Ｍ］． 吉林科学技术出版社，２００８（２）． ［６］李书国．小麦胚芽保健食品的研制与开 发［Ｊ］．粮食与油脂，２００２（７）． 。【７］李书国．董振军．李雪梅，等．面粉加工 副产物综合加工技术的研究［期刊论文］ 应、木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶控制水解及 转谷氦酰胺酶催化交联等技术提高谷朊粉 【Ｄ】．粮食科技与经济． 乳化性。可通过微波处理、湿热处理以及酶 法提高谷朊粉的溶解性，以拓宽谷朊粉在 食品和化妆品、洗发品等方面的应用范围。 小麦综合利用的前景十分广阔，小麦 通过精深加工可提高小麦的综合利用率， 延长小麦加工链条，增加小麦产品的应用 范围，提高小麦产品的附加值。 参考文献 ［１］赵秋红．莫重文．小麦谷朊与淀粉制取 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
