第1个回答 2011-01-07
小麦硬度及其重要意义
小麦籽粒质地的软、硬是评价小麦加工品质和食用品质的一项重要指标，并与小麦育种和贸易价格等密切相关。硬度是国内外小麦市场分类和定价的重要依据之一，也是各国的育种家重要的育种目标之一[1～3]。
小麦胚乳的质地(硬度)被定义为破碎籽粒时所受到的阻力，即破碎籽粒时所需要的力。硬度是由胚乳细胞中蛋白质基质和淀粉之间的结合强度决定的，这种结合强度受遗传控制。在硬麦中，细胞内含物之间结合紧密。软麦的淀粉粒表面粘附有较多的分子量为15K道尔顿的蛋白质，在物理上削弱了蛋白质与淀粉之间的结合强度，很容易破裂[3～6]。
小麦硬度与小麦加工工艺和最终产品品质密切相关，硬度是表征小麦研磨品质的主要指标，其变化可使小麦制粉流程中各系统在制品数量和质量、各设备工作效率、面粉出率和面粉质量、加工动力消耗等产生很大变化。小麦制粉流程和相应的设备技术参数，通常是根据待加工的原料小麦硬度范围确定的[7～9]。因此，预先测定原料小麦的硬度，对于及时调整制粉工艺流程和相应的技术参数，确定配麦方案、保持流程的物料平衡和生产稳定、提高生产效率和经济效益等，都具有重要的指导意义。
面粉加工企业经济效益的好坏，很大程度上取决于不同等级的面粉联产加工时高精度、低灰分(如灰分0.5%以下)面粉的出率。加工厂工艺设计和设备操作的指导思想就是为了制粉系统多制造麦渣和麦心，保证清粉机的来料饱满，而在同样的加工工艺和加工设备前提条件下，不同硬度的小麦在研磨和筛分后麦渣和麦心的数量差异悬殊，用硬麦获得的麦渣、麦心的数量显著高于软麦，特别是大粒度麦渣心的数量；虽然皮磨粉出率硬麦低于软麦，但总出粉率硬麦高于软麦[11]。即选择硬麦加工时，高精度、低灰分面粉的出率要高[10]。小麦硬度对高精度、低灰分面粉出率的重要影响已引起制粉业广泛的关注和高度重视。选择正确的方法评价小麦的硬度，成为促进小麦粉生产和利用的重要手段。
2.2.2 小麦硬度的测定方法
有关小麦硬度理论的研究持续了100多年，测定小麦硬度的方法也有100多种，括起来，主要有角质率法、压力法、研磨法、近红外法等[3,12～14]。
2.2.2.1 角质率法
角质率法又称玻璃质法、硬质率法，由于这类方法简便易行而首先被广泛采用，其指标迄今仍作为一些国家小麦分类的标准。在美国，角质粒率指标仅限于对硬红春麦和杜伦小麦，因为这两种小麦的角质率高，容易区分。
我国与国外相同，规定角质率70%以上的小麦为硬质麦，但对角质粒的定义与国外不同。国外标准中，定义角质含量100%的小麦籽粒为角质粒，我国定义角质部分占本籽粒截面50%以上的籽粒为角质粒。故我国标准中的硬质麦，只能保证角质含量在35%以上，数值偏低，不能较好地反映小麦的真实硬度。
长期以来，我国一直使用角质率的大小来反映小麦的硬度。小麦角质率的测定采用目测法，操作繁琐，在实际操作中不易准确判断，人为误差大，不能准确地反映小麦的硬度，无法满足小麦收购、贸易、加工的需要。2000年，郑州商品交易所为了减小角质率测定的误差，组织所属8个交割库的质检人员对8个不同小麦样品共同进行角质率的现场比对，测试结果差异悬殊，最大相差达22%。
2.2.2.2 压力法
利用压头或刀头压碎或切割方法来测定小麦硬度，如压裂籽粒法、切割法等。当前，这种方法使用不多。因为，小麦籽粒之间的硬度、粒度以及粒形差异较大，需要在大量的样品测定的基础上，统计分析才能得出正确的结果；而且单籽粒硬度不能真实反映小麦整体的研磨品质，制粉行业更关心散粒体的硬度(一批小麦在研磨或粉碎时表现出的综合特性)。这种方法的使用因结果的重复性低以及籽粒的变异性而受到限制。一定质量的小麦样品，放在装有金刚砂盘和钢丝筛网的实验室用大麦碾皮机中碾削一定的时间，碾削后穿过筛网的物料质量占试样质量的百分数称为抗碾指数（Pearling Resistance Index, 简称PRI），用以表征小麦硬度。硬麦比软麦耐碾削，抗碾指数越小，小麦硬度越大。碾皮法受小麦颗粒大小分布的影响，粒度小的籽粒被碾削的程度低，抗碾指数小。由于碾皮设备和筛网孔径、碾皮时间等方面的差异，碾皮法派生出很多方法。
2.2.2.5 近红外法[20,21]
近红外法（NIR）可以快速测定谷物的蛋白质、脂肪、水分含量等。其中1680nm、2230nm处的反射量NIR值与研磨时间法的GT值或研磨细度法的PSI值都有较好的相关性。用近红外反射仪测定小麦籽粒的硬度，国内外均有应用的报道。其优点是测定速度快，成本低、重现性好，样品间可比性强，用样量较小，还可同时测几个性状。NIR值越大，籽粒硬度越高。NIR法已列入美国谷物化学家协会标准方法（AACC 39-70A），有望批准列入国际谷物化学家协会标准方法（ICC方法）。AACC 39-70A方法首先要求采用美国标准化技术研究院提供的10种具有不同颗粒度指数（PSI）分布的小麦样品对仪器定标，得到定标方程以后，才能适合大批量小麦样品的测定。AACC 39-70A方法要求对样品进行粉碎，籽粒水分应控制在11%-13%之间。
在法国小麦质量年度报告中，采用近红外法来表征小麦的硬度。法国根据美国AACC 39-70A方法，将小麦用指数O～100分成不同的硬度等级（特软、软、中等偏软、中等偏硬、硬、特硬六个等级）。一般，软麦的平均硬度指数为25，硬麦的平均硬度指数为75。近红外反射法测定小麦硬度克服了角质率法存在的人为观察误差大、费时、费力、不易定量等不足，具有快速、简便、准确等优点，但仪器价格昂贵，难以推广普及。 小麦硬度测定的新方法——小麦抗粉碎指数法
河南工业大学（原郑州粮食学院）研究并建立了一种测定小麦硬度的新方法——抗粉碎指数法[24]，在此基础上，与无锡粮食机械厂合作，共同完成了国家“十五”科技攻关课题“小麦硬度测定方法的研究与设备开发”，于2003年7 月12日在北京顺利通过了由国家粮食局组织的专家验收和鉴定。该课题开发出具有我国自主知识产权、适合现场收购的JYDB100型小麦硬度测定仪，技术创新突出，总体技术水平属国内领先，硬度测定方法的研究处于世界同类先进水平。
用小麦硬度测定仪器粉碎硬度不同的小麦时，在一定的粉碎时间内，穿过筛网的粉粒质量不相同，用穿过筛网的粉粒质量占测试小麦样品质量的百分比值表征小麦的硬度，定义为“小麦抗粉碎指数（Pulverizing Resistance Index，简称PRI）”。PRI值越小，表明小麦硬度越大。
与现有各种小麦硬度测定方法相比，抗粉碎指数法具有测定准确、简便、快速、仪器价格低等优点，极具普及推广的价值，解决了目前国内外已有测定仪器和方法存在的测定程序繁琐、环境要求高或价格昂贵等问题，填补了国内空白。