SDmatic 2 - 测量损伤淀粉原理
说到损伤淀粉,以下经验法则适用:既不能过多,也不能过少!损伤淀粉是由小麦品种和碾磨共同造成的。它会在很大程度上影响面团在加工过程中的表现(吸水率、稠度、醒发)以及成品的质量(体积、颜色、外观、保质期等)。
因此,必须对损伤淀粉进行测量。
最早的损伤淀粉测定技术使用碘溶液在显微镜下检测损伤淀粉。受损伤的淀粉吸收的碘较多,因此颜色较深。这些技术虽然具有创新性,但复杂、耗时,而且极其不准确。
接下来是极性测定法,该方法可以检测氯化钙溶液中损伤淀粉的含量。该方法基于α-淀粉酶(一种具有分解淀粉成葡萄糖链的酶)比原生淀粉颗粒更容易消化损伤淀粉的原理。然而,这种方法比较复杂,且准确性不高。
近红外光谱法也可用于测量损伤淀粉。这种方法的优点是速度快,但必须通过标准方法来校准。因此,当标准方法不能产生足够可重复和可再现的结果时,就会出现问题。水分或蛋白质具有特定的化学键,可在特定波长下检测,而损伤淀粉(从生化角度看)与原生淀粉则不同。
大多数情况下,大学、研究中心和机构使用酶法来鉴定损伤淀粉。这些方法通常包括五个阶段:
1/ 在面粉中加入酶(通常是α-淀粉酶)。必须遵守有关接触时间、温度、PH 值和酶活性的所有要求。
2/ 酶变性以停止反应。
3/ 通过过滤或离心将溶液还原为水溶液。
4/ 滴定法(使用已知浓度的试剂来测定溶液中未知化学品浓度的技术)或光谱分析法(通过化学元素与光或 X 射线等辐射作用后产生的光谱来确定化学元素的方法)用于测定滤液中还原糖的浓度。.
5/ 该浓度用于确定损伤淀粉的百分比。
酶法极其复杂,需要高素质的人员和大量的材料投资。它们不适合面粉厂的日常使用场景,尤其是那些没有大型检测实验室的面粉厂。
安培法是一种测量掺入面粉的悬浮液吸收碘的动力学的方法。该方法由 Medcalf 和 Gilles 于 1965 年引入,基于 Coton 在 1955 年的研究成果,使用安培计进行测量。
该方法利用安培计测量掺入面粉的悬浮液吸收碘的动力学,产生三碘离子(I3-)并让这些离子与面粉接触一段时间(通常为 3 分钟)。测试结束时测量电流(以 μA 为单位),电流大小与溶液中离子的浓度成正比。淀粉会吸附碘,如果淀粉受损,则会吸附更多的碘,因此电流越小,吸附的三碘离子(I3-)越多,损伤淀粉越多。
KPM-CHOPIN于 20 世纪 90 年代初开始推广这一概念,并命名为 SD4、Rapid F.T. 和 SDmatic。其工作原理如下:
- 技术人员配制的溶液中含有 120 毫升蒸馏水、3 克(+/- 0.5 克)碘化钾和 1.5 克(+/- 0.5 克)柠檬酸。
- 将溶液放入试剂杯中,然后将电极放入溶液中。
- 加热电阻将溶液加热到 35°C,整个过程实时控制温度。
- 将 1 克面粉(+/- 0.1 克)放入SDmatic 2 的震动组件中。
- 一旦溶液达到 35°C,电极就会在溶液中产生电流,在适合样品的时间内产生游离(未结合)碘(图 1)。
- 电极测量产生的确切电流:IM(碘的总产生量)。
- 面粉自动被震动进入溶液。
- 测试持续 180 秒,之后系统测量剩余的碘电流 IR。
- 最后,系统会测量碘的吸收水平:AI% = 1-(IR/IM),这与损伤淀粉的数量成正比。
SDmatic 2使用极为简便,可在 10 分钟内得出结果。结果可转换成 UCD(国际标准)、Farrand 或 AACC等标准单位或自定义单位。
损伤淀粉是小麦研磨过程中不可避免的正常副产品。从技术角度看,这是一个影响全球绝大多数烘焙产品的严重问题。
然而,淀粉的损伤并不总是得到应有的衡量。
谷物行业的实验室拥有检测蛋白质质量和数量所需的一切。尽管淀粉在所有使用或生产的面粉中占 80%,但损伤淀粉的测试重要性却并非如蛋白质一样重要。
在 21 世纪初,这种情况可以用缺乏快速简便的损伤淀粉测试技术来解释。
如果面粉厂使用凯氏定氮仪来测量面粉中的蛋白质含量是比较困难的,因为这种设备复杂,需要耗费人员更多精力才能操作。但是,现在有了近红外方法,所有实验室都能够快速测量蛋白质含量。
同样的现象现在也出现在损伤淀粉测试领域。新技术使所有谷物实验室都能测量这一重要参数,它同时影响面团的吸水率、可加工性(粘性等)、发酵和成品的特性(体积、颜色、保质期等)。