臭氧處理對(duì)新收獲小麥品質(zhì)的影響

黃雄偉，莊 坤，丁文平*

（武漢輕工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，武漢 430023）

新收獲小麥在儲(chǔ)藏初期呼吸強(qiáng)度高、耐儲(chǔ)藏性差，出粉率低，面筋強(qiáng)度小，加工成的食品品質(zhì)差[1]，這是由于未通過(guò)后熟作用。新收獲小麥后熟過(guò)程是貯藏物質(zhì)由量變到質(zhì)變的生理生化變化。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，逐步完成“后熟作用”，面筋物理性質(zhì)不斷變化，使小麥的蒸煮、烘焙、流變學(xué)特性、加工特性及食用品質(zhì)等逐漸得到改善并達(dá)到最佳[2]。但是小麥后熟期長(zhǎng)，一般在2個(gè)月左右[3]，所以縮短小麥的后熟期十分必要。小麥面筋中的蛋白質(zhì)主要以單體或通過(guò)二硫鍵形成的寡聚體、多聚體形式存在[4]，其作為面團(tuán)的重要組成部分，賦予面團(tuán)持水性、黏結(jié)性、黏彈性等流變學(xué)性質(zhì)，其含量組成和結(jié)構(gòu)是影響面團(tuán)加工特性和烘焙品質(zhì)的主要原因[5]。

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，氧化能力僅次于氟[6]。臭氧來(lái)源是氧氣且分解后生產(chǎn)氧氣，其具有氧化性強(qiáng)、半衰期短、無(wú)害、無(wú)污染的特點(diǎn)[7]，臭氧處理后的小麥磨粉的能耗相對(duì)沒(méi)處理前降低了10%～20%[8]。所以，一方面臭氧處理后小麥制粉能耗降低，另一方面可以用臭氧作為強(qiáng)氧化劑，來(lái)促進(jìn)新收獲小麥面筋蛋白中二硫鍵的形成，增加小麥粉的面筋品質(zhì)。本研究采用臭氧處理來(lái)加快新收獲小麥的后熟，改善新收獲小麥的品質(zhì)，分析探討了臭氧處理對(duì)新收獲小麥基本成分、濕面筋含量、面團(tuán)流變學(xué)特性的影響，為臭氧處理技術(shù)應(yīng)用于小麥加工提供參考，推動(dòng)臭氧加工技術(shù)在谷物食品加工中的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新收獲小麥鄭9023：河南黃國(guó)糧業(yè)股份有限公司；硫代硫酸鈉（分析純）、無(wú)水乙醇（分析純）、硫酸銅（分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；酒石酸鉀鈉（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、葡萄糖（分析純）、乙酸鉛（分析純）、硫酸鈉（分析純）、濃鹽酸（分析純）、硫酸鉀（分析純）、硼酸（分析純）、鎢酸鈉（分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GZX-9070MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠(chǎng)；BS224S型分析天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠(chǎng)；SK-CFG-1C臭氧發(fā)生器：濟(jì)南三康環(huán)?？萍加邢薰荆籒G型吹泡稠度儀：法國(guó)肖邦公司；Buhler磨粉機(jī)：瑞士布勒公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預(yù)處理

將收獲15d左右的冬小麥鄭9023在室溫條件下潤(rùn)麥20h，使小麥含水量達(dá)到15.5%（濕基）。將潤(rùn)好的小麥密封后放入4℃的冷凍柜中冷藏。

1.3.2 臭氧處理及制粉

采用連續(xù)式臭氧發(fā)生器處理，臭氧發(fā)生量為1g/h，質(zhì)量濃度為5mg/L，氣源流量為0.2m3/h，臭氧處理溫度控制在20～27℃，每次處理小麥量為600g。

將處理后的小麥放入密封袋，將密封袋敞開(kāi)10min左右，讓殘余的臭氧氣體消散后再將其封口。將臭氧處理后的小麥放于4℃冰箱保存24h后，用Buhler 磨粉機(jī)制粉。將制好的小麥粉精粉放入密封袋中，排凈空氣后，在室溫條件下存放一周左右，保存在4℃冰箱中備用。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定

粗淀粉測(cè)定：參考GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的測(cè)定》中酸水解法進(jìn)行測(cè)定。

粗蛋白測(cè)定：參考GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定。

小麥粉破損淀粉含量測(cè)定：按照GB/T 9826—2008《小麥粉破損淀粉測(cè)定法α-淀粉酶法》中方法測(cè)定。

小麥粉濕面筋含量測(cè)定：參考國(guó)標(biāo)GB/T 5506.1—2008《小麥和小麥粉面筋含量第1部分：手洗法測(cè)定濕面筋》中方法測(cè)定。

小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)定：參考國(guó)標(biāo)GB/T 14614.4—2005《小麥粉面團(tuán)流變特性測(cè)定吹泡儀法》中方法進(jìn)行。用標(biāo)準(zhǔn)濃度的稀鹽水溶液加入面粉進(jìn)行混合、揉混制備成面團(tuán)，然后將面團(tuán)擠出細(xì)縫，形成細(xì)薄的面片試樣，之后將面片吹成氣泡，氣泡中的壓力隨著時(shí)間的變化被記錄下來(lái)，直到氣泡破裂，得到吹泡壓力曲線(xiàn)。吹泡壓力曲線(xiàn)的形狀和面積隨面團(tuán)的流變特性而變化。曲線(xiàn)峰點(diǎn)的縱向高度和曲線(xiàn)的橫向總長(zhǎng)度以及曲線(xiàn)下面所包圍的面積是面團(tuán)吹泡膨脹過(guò)程中測(cè)得反映面團(tuán)的特性參數(shù)P、L、W及P/L值。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)樣品測(cè)定3 次，數(shù)據(jù)用（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）表示。數(shù)據(jù)處理用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧對(duì)小麥粉基本成分的影響

由表1可知，與未處理組相比，臭氧處理對(duì)新收獲小麥的粗蛋白含量影響不顯著（P＞0.05），這與SANDHU H P等[9]研究報(bào)道一致。與未處理組相比，臭氧處理能夠使新收獲小麥的粗淀粉含量顯著減?。≒＜0.05），且隨著臭氧處理時(shí)間的增加，粗淀粉含量也顯著減小（P＜0.05）。

淀粉的氧化反應(yīng)主要發(fā)生在葡萄糖的2，3，6 位C上及1，4 位的環(huán)間苷鍵上，氧化結(jié)果除苷鍵斷裂外，有限地引入醛基和羧基，使淀粉分子官能團(tuán)發(fā)生變化部分解聚[10]。在臭氧處理新收獲小麥的過(guò)程中，隨著處理時(shí)間的增加，小麥粉部分淀粉的1，4 位的環(huán)間苷鍵斷裂，葡萄糖1位C上形成羧基，2位C上羥基形成醛基，最終導(dǎo)致部分葡萄糖醛酸的形成[9]，小麥粉粗淀粉含量下降。粗淀粉含量的減小，會(huì)影響面制品的某些品質(zhì)，例如增加饅頭的體積，降低饅頭表皮白度。

表1 臭氧處理對(duì)小麥粉基本營(yíng)養(yǎng)成分的影響Table 1 Effect of ozone treatment on proximate composition of wheat flour

2.2 臭氧對(duì)小麥粉破損淀粉的影響

圖1 臭氧處理對(duì)小麥粉破損淀粉含量的影響Fig.1 Effect of ozone treatment on damaged starch contents of wheat flour

由圖1可知，當(dāng)臭氧處理時(shí)間≥1.0h時(shí)，與未處理組相比，臭氧處理能夠使新收小麥的破損淀粉含量顯著增加（P＜0.05）；隨著臭氧處理時(shí)間的增加，破損淀粉含量也顯著增加（P＜0.05）。

破損淀粉對(duì)面制品的影響，主要表現(xiàn)在兩方面：其一是使面團(tuán)吸水率增大，這一影響是巨大的；其二是使淀粉對(duì)淀粉酶的敏感性增加[11]。破損淀粉含量太高或太低的小麥粉均不會(huì)制作出優(yōu)質(zhì)的面制品，破損淀粉的少量增加，可以提高面團(tuán)的韌性、面粉的吸水率，但是過(guò)量的破損淀粉含量會(huì)減小饅頭與面包的體積，所以控制小麥粉的破損淀粉含量，對(duì)面制品的加工工業(yè)很有必要。

2.3 臭氧對(duì)小麥粉濕面筋的影響

由圖2可知，與未處理組相比，臭氧處理能夠使新收小麥的濕面筋含量顯著增加（P＜0.05）；隨著臭氧處理時(shí)間的增加，小麥粉濕面筋含量先增加后減小。

圖2 臭氧處理對(duì)小麥粉濕面筋含量的影響Fig.2 Effect of ozone treatment on wet gluten contents of wheat flour

新收獲小麥經(jīng)過(guò)適量臭氧處理后，不溶性蛋白與可溶性蛋白的比值有所增加，然而過(guò)量的臭氧處理反而會(huì)讓比值下降[12]。小麥粉中的蛋白質(zhì)，主要是由麥清蛋白、麥球蛋白、麥醇溶蛋白和麥谷蛋白4種組成[13]，其中麥醇溶蛋白和麥谷蛋白是構(gòu)成小麥面筋蛋白質(zhì)的主要成分[14]，且兩者均為水不溶性蛋白。所以，適當(dāng)?shù)某粞跆幚?，有助于小麥粉中麥醇溶蛋白和麥谷蛋白的形成，有利于增?qiáng)小麥粉的筋力。

2.4 臭氧對(duì)小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

臭氧處理對(duì)小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性的影響結(jié)果見(jiàn)表2。P值表示吹泡過(guò)程中所需最大壓力，與面泡內(nèi)最大壓力值成正比，代表面團(tuán)在吹泡過(guò)程中的最大抗膨脹變形力；L值是每條曲線(xiàn)破裂時(shí)的橫坐標(biāo)，所以其實(shí)際上是面團(tuán)延展性的一種表現(xiàn)，體現(xiàn)了面團(tuán)的延伸性和持氣能力；W值表示氣泡膨脹直到破裂所必須的能量；P/L值是一個(gè)無(wú)單位的值，通過(guò)用最大抗壓力除以破裂時(shí)的平均橫坐標(biāo)得到的比率，表示曲線(xiàn)的形狀，反映揉韌性和延展性的相互關(guān)系[15]。

表2 臭氧處理對(duì)小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性的影響Table 2 Effect of ozone treatment on rheological properties of dough

由表2可知，與未處理組相比，隨著臭氧處理時(shí)間的增加，P值、P/L值逐漸增大；當(dāng)時(shí)間≥1.0h時(shí)，與未處理組相比，P值、P/L有顯著差異（P＜0.05）；且隨著臭氧處理時(shí)間的增加，P值、P/L值也顯著增大（P＜0.05）。然而，與未處理組相比，隨著臭氧處理時(shí)間的增加，L值顯著下降（P＜0.05）。

隨著臭氧處理時(shí)間的增加，小麥粉的抗延伸阻力增加，而延展性減小，這與VIOLLEAU F等[12]的研究報(bào)道一致。

與未處理組相比，隨著臭氧處理時(shí)間的增加，W值先減小后增加，在時(shí)間為1.0h時(shí)取得最小值，且與未處理組相比有顯著差異（P＜0.05）。VIOLLEAU F等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在適量臭氧處理下，小麥粉其面團(tuán)能量（W）有所增加，這與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論基本一致。

P值、L值、P/L值及W值的變化，實(shí)質(zhì)上是小麥面團(tuán)柔韌性、延展性和小麥粉筋力的變化，臭氧對(duì)新收獲小麥粉面團(tuán)的上述吹泡特性的影響，直接會(huì)影響到小麥粉的烘培特性和蒸煮特性。

3 結(jié)論

在室溫、臭氧處理濃度為5mg/L、處理時(shí)間0.5～2.0h下分別處理新收獲小麥，結(jié)果表明：與未處理組相比，臭氧處理對(duì)新收獲小麥的粗蛋白含量無(wú)顯著影響（P＞0.05），而對(duì)粗淀粉含量、破損淀粉含量、小麥粉濕面筋含量、小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性的各項(xiàng)參數(shù)均有一定程度的影響（P＜0.05）。隨著臭氧處理時(shí)間的增加，小麥粉的粗淀粉含量逐漸減小，破損淀粉含量逐漸增加，而濕面筋含量先增加后減小；面團(tuán)P值、P/L值逐漸增大，L值逐漸下降，W值先減小后增加。臭氧處理對(duì)新收獲小麥品質(zhì)的這些改變，會(huì)直接或者間接影響到新收獲小麥粉的烘焙特性和蒸煮特性。

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