这些参数为何对意大利面至关重要
硬粒小麦粗粒粉是传统干意大利面的原料，蛋白质和面筋含量均高的粗粒粉被公认为其理想原料[1]。食品法典（Codex）关于硬粒小麦粗粒粉和硬粒小麦粉的标准对产品进行了定义，并规定水分最高为 14.5 % m/m，但将工艺质量因素——面筋、破损淀粉、粒度——留给制粉厂与意大利面生产商协商约定[2]。对于向意大利面厂供货的食品与饲料行业制粉厂而言，规格正是围绕这些因素制定的。
面筋数量与面筋强度
面筋形成蛋白质网络，使意大利面在挤压、干燥和蒸煮过程中保持完整。Cubadda 等以面筋质量优、劣两个品种为原料，在蛋白质含量相同的条件下重组粗粒粉，发现最佳蒸煮时间取决于面筋质量；提高面筋含量并采用高温干燥可改善弱筋系列的蒸煮品质，但对强筋系列无显著影响[3]。因此，数量和强度是两种不同的性质，二者都需要在规格中加以规定。
二者在同一程序中测定。ISO 21415-2 规定了用机械方法测定普通小麦粉和硬粒小麦粉湿面筋含量和面筋指数的方法，当粒度分布满足标准要求时也可用于粉碎的籽粒；该标准与 AACC 方法 38-12.02 相关联[4][5]。面团在仪器中洗涤以分离湿面筋，称重后再经筛网离心：湿面筋含量描述样品可得的面筋量，面筋指数则以留在筛网上的比例描述面筋的强度[4][5]。在冬性硬粒小麦中，Vida 等发现面筋指数受环境影响很小，主要由基因型决定，因此它主要是品种和小麦配麦的属性[6]。
破损淀粉：作用及测定方法
辊式制粉会机械性地损伤部分淀粉颗粒，而受损颗粒吸水更多。Dexter 等将加拿大硬粒小麦混合样磨制成三种破损淀粉水平，发现破损淀粉是影响粉质仪（Farinograph）吸水率、形成时间和稳定时间的主要因素[7]。在意大利面生产中，其影响体现在水合上：Bresciani 等将破损淀粉与蛋白质、灰分、纤维和粒度一并列为决定水合的粗粒粉性质，指出灰分和破损淀粉含量低的粗粒粉可得到琥珀黄色、褐斑较少且热损伤较轻的干制品，并描述了制粉者需要权衡的取舍——较粗的粗粒粉可降低破损淀粉，而意大利面生产商反映，粒径在 250 至 450 µm 之间时水合均匀，物料较粗时则会出现白点[1]。
参考方法分为两类。AACC 方法 76-31.01 是一种基于酶解破损淀粉的分光光度法[8]。电流法更为快速：AACC 方法 76-33.01 规定了使用 SDmatic 仪器的电流法测定[9]，ISO 17715 规定了适用于普通小麦（Triticum aestivum）面粉的电流法[10]。ISO 17715 的适用范围未提及硬粒小麦粗粒粉，因此对粗粒粉采用电流法的制粉厂，应以自己的产品记录其与酶法之间的相关性。各方法的报告单位不同，若未在相同样品上建立换算关系，结果不可互换。
NIR 能预测什么、不能预测什么
关于破损淀粉的近红外定标已有发表。Osborne 和 Douglas 在 148 个英国商品面粉样品上对 NIR 反射光谱进行定标，在 6–47 Farrand 单位的范围内得到相关系数 0.906、剩余标准差 3.5 Farrand 单位，在另外 68 个样品上则升至 4.2 Farrand 单位；所选波长对应于淀粉中游离及氢键缔合的 O–H 振动[11]。这是一个面包小麦粉的定标，其误差占范围的相当大比例，并不能证明其对硬粒小麦粗粒粉的准确度，因为后者较粗的粒度会改变漫反射。
就硬粒小麦本身而言，Sissons 等在育种项目中建立了 NIR 定标，并在大型独立样品集上进行了验证：蛋白质和水分的预测准确度高，容重、粗粒粉出率、粗粒粉色泽和硬度的预测具有实用价值，但面团特性无法由整粒光谱充分预测[12]。NIR 能很好测定的蛋白质并不等同于面筋强度，而后者在该研究中测定效果很差。ISO 12099 规定了任何此类定标应如何依据谷物及谷物碾磨制品的参考方法进行验证[13]。
近线测量的定位
- 将 NIR 用于成分测定。粗粒粉的水分和蛋白质是已发表 NIR 证据最充分的参数[12]；定标须按 ISO 12099 所述，针对每种产品以参考方法进行验证[13]。
- 用参考类方法测定破损淀粉。鉴于已发表的 NIR 准确度有限[11]，用于指导轧辊设定的破损淀粉应以酶法或电流法测定[8][9][10]，并在粗粒粉上记录二者之间的相关性。
- 面筋指标交给面筋检测。湿面筋和面筋指数依据 ISO 21415-2 或 AACC 38-12.02 测定[4][5]；由于面筋指数在很大程度上是品种属性[6]，它主要在小麦进厂和配麦环节加以控制。
USTECH 的做法
针对破损淀粉，USTECH 提供 StarchQC，这是一台台式电流法分析仪（并非 NIR 仪器），属于上述电流法所涵盖的类型[9][10]。针对水分和蛋白质，近线 NIR 分析仪 MasterLine17EC 用于谷物和碾磨制品，caliX 套件则提供 ISO 12099 所述的 PLS 定标与验证工具[13]。哪些参数能够达到粗粒粉规格所要求的准确度，需通过使用制粉厂自有样品和参考分析的可行性研究来确定，而不能根据已发表的数据推定。
参考文献
- [1] Bresciani, A., Pagani, M.A., Marti, A. (2022). Pasta-Making Process: A Narrative Review on the Relation between Process Variables and Pasta Quality. Foods, 11(3), 256. doi:10.3390/foods11030256
- [2] Codex Alimentarius Commission. CXS 178-1991 (rev. 1995). Standard for Durum Wheat Semolina and Durum Wheat Flour. FAO/WHO, Rome. fao.org/input/download/standards/60/CXS_178e.pdf
- [3] Cubadda, R.E., Carcea, M., Marconi, E., Trivisonno, M.C. (2007). Influence of Gluten Proteins and Drying Temperature on the Cooking Quality of Durum Wheat Pasta. Cereal Chemistry, 84(1), 48–55. doi:10.1094/CCHEM-84-1-0048
- [4] ISO 21415-2:2026. Wheat and wheat flour — Gluten content — Part 2: Determination of wet gluten and gluten index by mechanical means. ISO, Geneva. iso.org/standard/91312.html
- [5] AACC International (2009). Method 38-12.02: Wet Gluten, Dry Gluten, Water-Binding Capacity, and Gluten Index. AACC Approved Methods of Analysis, 11th Ed. AACC International, St. Paul, MN. doi:10.1094/AACCIntMethod-38-12.02
- [6] Vida, G., Szunics, L., Veisz, O., Bedő, Z., Láng, L., Árendás, T., Bónis, P., Rakszegi, M. (2014). Effect of genotypic, meteorological and agronomic factors on the gluten index of winter durum wheat. Euphytica, 197(1), 61–71. doi:10.1007/s10681-013-1052-6
- [7] Dexter, J.E., Preston, K.R., Martin, D.G., Gander, E.J. (1994). The Effects of Protein Content and Starch Damage on the Physical Dough Properties and Bread-making Quality of Canadian Durum Wheat. Journal of Cereal Science, 20(2), 139–151. doi:10.1006/jcrs.1994.1054
- [8] AACC International (2009). Method 76-31.01: Determination of Damaged Starch — Spectrophotometric Method. AACC Approved Methods of Analysis, 11th Ed. AACC International, St. Paul, MN. doi:10.1094/AACCIntMethod-76-31.01
- [9] Cereals & Grains Association (2024). Method 76-33.01: Damaged Starch — Amperometric Method by SDmatic. AACC International Methods. Cereals & Grains Association, St. Paul, MN. doi:10.1094/AACCIntMethod-76-33.01
- [10] ISO 17715:2025. Flour from wheat (Triticum aestivum L.) — Amperometric method for starch damage measurement. ISO, Geneva. iso.org/standard/76510.html
- [11] Osborne, B.G., Douglas, S. (1981). Measurement of the degree of starch damage in flour by near infrared reflectance analysis. Journal of the Science of Food and Agriculture, 32(4), 328–332. doi:10.1002/jsfa.2740320403
- [12] Sissons, M., Osborne, B., Sissons, S. (2006). Application of near Infrared Reflectance Spectroscopy to a Durum Wheat Breeding Programme. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 14(1), 17–25. doi:10.1255/jnirs.582
- [13] ISO 12099:2017. Animal feeding stuffs, cereals and milled cereal products — Guidelines for the application of near infrared spectrometry. ISO, Geneva. iso.org/standard/67352.html
