不同儲(chǔ)藏條件對小麥流變學(xué)特性的影響

曹穎妮，趙光華，余大杰，裴金花，胡京枝，魏振亞，胡衛(wèi)國，張軍鋒，許 琦，黃繼勇，郝學(xué)飛,

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心/河南省糧食質(zhì)量安全與檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450002；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，河南鄭州 450002；3.河南省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心，河南鄭州 450002）

小麥?zhǔn)俏覈闹饕Z食作物，產(chǎn)量約占我國糧食總產(chǎn)量的22%左右。新收獲的小麥不能直接用于生產(chǎn)加工，需要經(jīng)過2～3個(gè)月的后熟時(shí)間，其品質(zhì)指標(biāo)才能趨于穩(wěn)定，但是還需要合理的儲(chǔ)藏條件，才能延緩小麥劣變、陳化的過程。小麥樣品送檢時(shí)環(huán)境溫度較高，室溫不利于儲(chǔ)藏，高溫雖然可以減少小麥的后熟時(shí)間，但是長期高溫也會(huì)加速小麥品質(zhì)劣變[1-3]。目前部分檢測中心接收品質(zhì)檢測的樣本量大且集中，單個(gè)樣品涉及項(xiàng)目6～12個(gè)，檢測過程復(fù)雜、繁瑣，致使部分樣品不能及時(shí)進(jìn)入檢測環(huán)節(jié)。因此，研究適合實(shí)驗(yàn)室少量樣品短期儲(chǔ)藏的方法，盡可能減少樣品品質(zhì)指標(biāo)的變化顯得尤為重要。

目前，大部分關(guān)于糧食儲(chǔ)藏的研究偏重于模擬糧庫實(shí)倉儲(chǔ)藏條件，充氮?dú)庹{(diào)和低溫是現(xiàn)階段公認(rèn)能有效減緩小麥質(zhì)變速度的儲(chǔ)藏方式，大多圍繞理化指標(biāo)進(jìn)行，如水分遷移、發(fā)芽率、脂肪酸、面筋吸水率等[4-7]。劉麗杰等[8]的研究結(jié)果表明0 ℃條件下真空處理的小麥儲(chǔ)藏品質(zhì)最佳，可以很好地抑制氧化分解作用，防止小麥儲(chǔ)藏過程中脂肪酸值、酸度的升高。另一小部分的研究主要針對儲(chǔ)藏條件對小麥加工品質(zhì)的影響，結(jié)論較為一致的是，新收獲小麥在常溫儲(chǔ)藏過程中，醇溶蛋白含量減少，谷蛋白含量增加，面粉的吸水量和面團(tuán)形成時(shí)間基本保持不變。隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，穩(wěn)定時(shí)間和拉伸阻力逐漸增加，延伸性減弱[9-12]。趙乃新等[13]將不同面筋強(qiáng)度小麥品種儲(chǔ)藏2個(gè)月和5個(gè)月后也發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)、濕面筋含量和吸水量變化較小，強(qiáng)筋類品種隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，面團(tuán)的拉伸阻力增大，延伸性縮短；然而，不同的是，中筋和弱筋類品種剛好與之相反。而王從磊等[14]的研究表明蛋白質(zhì)變化較小，濕面筋含量、形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間增大，吸水量減小。以往的研究多在室溫條件下進(jìn)行，而室溫是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程，干擾因素太多，結(jié)果不一致。因此，本實(shí)驗(yàn)選取強(qiáng)、中和弱筋三種類型的小麥，以品種審定較關(guān)注的與面筋質(zhì)量緊密相關(guān)的品質(zhì)指標(biāo)為主要研究對象，結(jié)合小麥?zhǔn)斋@后常規(guī)儲(chǔ)藏溫度和實(shí)驗(yàn)室易實(shí)現(xiàn)的儲(chǔ)藏溫度，研究儲(chǔ)藏期小麥的品質(zhì)隨時(shí)間延長可能造成的變化，探索實(shí)驗(yàn)室小量樣品的短期儲(chǔ)藏條件，為更加準(zhǔn)確地對小麥品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)奠定基礎(chǔ)，服務(wù)育種。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

強(qiáng)筋小麥西農(nóng)20 籽粒水分11.3 g/100 g，蛋白質(zhì)含量16.4 g/100 g，硬度指數(shù)67；中筋小麥周麥28籽粒水分11.3 g/100 g，蛋白質(zhì)含量14.9 g/100 g，硬度指數(shù)63；弱筋小麥揚(yáng)麥15 籽粒水分11.9 g/100 g，蛋白質(zhì)含量11.3 g/100 g，硬度指數(shù)44。

K1100F型全自動(dòng)凱氏定氮儀 山東海能科學(xué)儀器有限公司；JYDB 100×40小麥硬度指數(shù)儀 布勒糧食檢驗(yàn)儀器無錫有限公司。

1.2 樣品儲(chǔ)藏條件

小麥籽粒：不同類型（強(qiáng)筋、中筋和弱筋）小麥品種制粉。對照：室溫儲(chǔ)藏14 d后進(jìn)行面粉流變學(xué)特性測定（按照目前各檢測中心實(shí)際操作進(jìn)行）。處理：一部分小麥分別在-20、4、35 ℃恒溫儲(chǔ)藏20、40、60 d后制粉，面粉放置14 d后進(jìn)行面粉理化和流變學(xué)特性測定。

小麥面粉：小麥（強(qiáng)筋、中筋和弱筋）制粉后，面粉放置4 ℃儲(chǔ)藏，分別放置20、40、60 d后進(jìn)行面粉理化和流變學(xué)特性測定。

1.3 品質(zhì)檢測方法

文中檢測方法均按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：粗蛋白含量：GB/T 5511-2008；小麥硬度：GB/T 21304-2007；濕面筋含量(14%水分基)：GB/T 5506.2-2008；吸水量和流變學(xué)特性測定：粉質(zhì)儀法（GB/T 14614-2006）；流變學(xué)特性測定：拉伸儀法（GB/T 14615-2006）。不同處理的數(shù)據(jù)允許誤差范圍根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)判定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Microsoft excel 2013處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型小麥籽粒在不同儲(chǔ)藏條件下品質(zhì)指標(biāo)的變化

強(qiáng)筋小麥在不同儲(chǔ)藏時(shí)間和溫度下小麥品質(zhì)性狀變化，見表1。從表1可以看出，與對照相比，強(qiáng)筋小麥的吸水量、形成時(shí)間和拉伸面積三個(gè)品質(zhì)性狀出現(xiàn)了個(gè)別樣品超差現(xiàn)象，其中小麥籽粒儲(chǔ)藏在-20 ℃儲(chǔ)藏20 d時(shí)吸水量略微超差；隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，4和35 ℃貯藏60 d時(shí)形成時(shí)間均超差，粉質(zhì)圖譜出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象（圖1～圖2）；在35 ℃儲(chǔ)藏20 d時(shí)拉伸面積超差。還可以看出，儲(chǔ)藏時(shí)間和溫度對強(qiáng)筋小麥品質(zhì)的影響較小，但是需要盡量避免高溫和儲(chǔ)藏時(shí)間過長。因此，低溫和短期儲(chǔ)藏是實(shí)驗(yàn)室小量樣品儲(chǔ)藏的合理方式，可保證測定值的準(zhǔn)確性。

由表2可以看出，不同溫度和時(shí)間對中筋小麥的濕面筋含量、吸水量、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度和延伸度影響較小。除35 ℃儲(chǔ)藏60 d時(shí)濕面筋含量和吸水量處于臨界值外，其余均未超過標(biāo)準(zhǔn)要求的誤差值范圍，但是對拉伸各參數(shù)均有不同程度的影響。其中-20 ℃條件下，儲(chǔ)藏至20、40和60 d時(shí)，其拉伸面積、拉伸阻力和最大拉伸阻力均超差（圖3～圖4）；隨著溫度的升高（35 ℃）時(shí)間的延長（60 d），其濕面筋含量、吸水量、拉伸阻力和最大拉伸阻力均超差。因此，低溫和高溫均對中筋小麥的拉伸參數(shù)影響較大。

不同儲(chǔ)藏溫度和時(shí)間對弱筋小麥濕面筋含量、吸水量、形成時(shí)間、拉伸各參數(shù)的影響較?。ū?），除了吸水量有兩個(gè)超差外，其余均在標(biāo)準(zhǔn)要求的誤差值范圍內(nèi)。不同儲(chǔ)藏溫度和時(shí)間對穩(wěn)定時(shí)間和弱化度的影響較大，尤其是穩(wěn)定時(shí)間（圖5～圖6），相對相差最大值達(dá)到136.7%，嚴(yán)重超差；當(dāng)儲(chǔ)藏時(shí)間達(dá)到60 d時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間結(jié)果與對照結(jié)果不超差。對照其它弱筋小麥（未附圖）與揚(yáng)麥15粉質(zhì)圖譜發(fā)現(xiàn)，揚(yáng)麥15的粉質(zhì)圖譜具有其特殊性，具體表現(xiàn)在面團(tuán)稠度達(dá)到峰值后，一般的弱筋小麥面團(tuán)耐攪拌能力會(huì)迅速減弱，弱化度值在100 FU以上，甚至200 FU以上，而揚(yáng)麥15的弱化度較小，與強(qiáng)筋小麥的弱化度相近（表1），且小于中筋小麥（表2），表明揚(yáng)麥15的面筋強(qiáng)度較強(qiáng)，耐攪拌能力較強(qiáng)，與一般弱筋小麥不同。因此，粉質(zhì)儀讀數(shù)差別較大與其本身的特性有關(guān)。

表1 強(qiáng)筋小麥在不同儲(chǔ)藏條件下的品質(zhì)性狀Table 1 Quality parameters of strong-gluten wheat in different storage conditions

圖1 西農(nóng)20在室溫條件下儲(chǔ)藏的粉質(zhì)曲線圖譜Fig.1 Dough farinograph curve of Xi’nong 20 storage at room temperature

圖2 西農(nóng)20在35 ℃條件下儲(chǔ)藏60 d的粉質(zhì)曲線圖譜Fig.2 Dough farinograph curve of Xi’nong 20 storage at 35 ℃ for 60 days

2.2 4 ℃下不同類型小麥面粉在不同儲(chǔ)藏時(shí)間下品質(zhì)性狀變化

制粉完成后，面粉后熟14 d開始檢測，但是遇到樣品量大，不能及時(shí)進(jìn)入檢測環(huán)節(jié)的樣品，為了最大限度地保證后續(xù)樣品檢測結(jié)果準(zhǔn)確性，本研究結(jié)合小麥籽粒儲(chǔ)藏的初步結(jié)果和面粉儲(chǔ)藏的實(shí)施可行性，進(jìn)行了在4 ℃不同儲(chǔ)藏時(shí)間下面粉品質(zhì)性狀的測定（見表4）。從結(jié)果可以看出，與對照相比，在4 ℃條件下，各類型小麥除儲(chǔ)藏時(shí)間60 d時(shí)的吸水量超差外，其濕面筋含量、粉質(zhì)各參數(shù)均在標(biāo)準(zhǔn)要求的誤差值范圍內(nèi)；而不同的儲(chǔ)藏時(shí)間對各類型小麥拉伸各參數(shù)的影響不同，強(qiáng)筋小麥拉伸各參數(shù)均未超差；中筋小麥在儲(chǔ)藏60 d時(shí)的拉伸面積超差，其它均未超差；因此，強(qiáng)筋和中筋面粉在4 ℃儲(chǔ)藏是可行的。而弱筋小麥除了延伸性未超差外，拉伸面積、拉伸阻力和最大拉伸阻力均超差?？梢姡踅钚←溨品弁瓿珊髴?yīng)加快檢測，但是弱筋小麥一般不要求檢測拉伸參數(shù)，這個(gè)結(jié)果僅作為參考。

表2 中筋小麥籽粒在不同儲(chǔ)藏條件的品質(zhì)性狀Table 2 Quality parameters of middle-gluten wheat in different storage conditions

圖3 周麥28在室溫條件下儲(chǔ)藏的拉伸曲線圖譜Fig.3 Dough extensograph curve of Zhoumai 28 storage at room temperature

圖4 周麥28在-20 ℃條件下儲(chǔ)藏20 d的拉伸曲線圖譜Fig.4 Dough extensograph curve of Zhoumai28 storage at-20 ℃ for 20 days

表3 弱筋小麥籽粒在不同儲(chǔ)藏條件的品質(zhì)性狀Table 3 Quality parameters of weak-gluten wheat in different storage conditions

3 結(jié)論與討論

不同儲(chǔ)藏條件對不同類型小麥的濕面筋含量、吸水量和弱化度的影響較小，各參數(shù)測定值較穩(wěn)定，在標(biāo)準(zhǔn)要求允差值內(nèi)；但是對其它品質(zhì)參數(shù)的影響在強(qiáng)、中和弱筋小麥中表現(xiàn)不同?？赡苁且?yàn)槊娣墼趦?chǔ)藏階段發(fā)生的化學(xué)合成不影響濕面筋的總量[15-16]，而對溫度敏感的蛋白的變化會(huì)直接影響與其相關(guān)的品質(zhì)指標(biāo)測定，從而表現(xiàn)出不同程度的超差現(xiàn)象[3,17-18]?？傮w來說，以籽粒方式儲(chǔ)藏時(shí)，不同的儲(chǔ)藏條件對強(qiáng)筋小麥的影響較小，僅高溫（35 ℃）對強(qiáng)筋小麥的形成時(shí)間和拉伸面積有影響。因此，強(qiáng)筋小麥的儲(chǔ)藏應(yīng)避免高溫；不同的儲(chǔ)藏條件對中筋小麥的拉伸各參數(shù)影響較大[19]，尤其在-20和35 ℃時(shí)，除延伸性外，其它品質(zhì)指標(biāo)均有不同程度的超差，因此中筋小麥儲(chǔ)藏應(yīng)避免-20和35 ℃；與中筋不同，不同儲(chǔ)藏條件對弱筋小麥的拉伸各參數(shù)影響較小，對粉質(zhì)參數(shù)影響較大，尤其是穩(wěn)定時(shí)間。但是隨著面粉放置的時(shí)間越長，粉質(zhì)各參數(shù)測定值越接近對照，在允差范圍內(nèi)。

強(qiáng)筋小麥西農(nóng)20在儲(chǔ)藏20 d時(shí)，粉質(zhì)圖譜只有一個(gè)峰值（圖1），但是在儲(chǔ)藏40～60 d，粉質(zhì)圖譜出現(xiàn)了明顯的雙峰現(xiàn)象（圖2），導(dǎo)致形成時(shí)間增大，變化范圍是9.0～13.2 min。從圖2可以明顯看出，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，在面團(tuán)揉混2和12 min時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)較高的峰值。比較三種不同溫度的下40和60 d的粉質(zhì)圖譜發(fā)現(xiàn)，在高溫（35 ℃）條件下，雙峰現(xiàn)象更為明顯，可能是品種本身含有的某些蛋白亞基對高溫比較敏感，高溫誘導(dǎo)其高效表達(dá)[20]，也有可能與淀粉有關(guān)[1,21-22]，目前尚不清楚。

圖5 揚(yáng)麥15在室溫條件下儲(chǔ)藏的粉質(zhì)曲線圖譜Fig.5 Dough farinograph curve of Yangmai15 storage at room temperature

圖6 揚(yáng)麥15在-20 ℃儲(chǔ)藏20d的粉質(zhì)曲線圖譜Fig.6 Dough farinograph curve of Yangmai15 storage at-20 ℃ for 20 days

表4 4 ℃下不同類型小麥面粉在不同儲(chǔ)藏時(shí)間下品質(zhì)性狀Table 4 Quality parameters of different wheat flours in different storage conditions at 4 ℃

弱筋小麥揚(yáng)麥15為優(yōu)質(zhì)弱筋品種，審定時(shí)的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間僅1.1 min，但是在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，其籽粒-20 ℃儲(chǔ)藏至20～40 d時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間達(dá)到11.2～11.7 min（圖5、圖6），超過了國家標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)筋小麥的穩(wěn)定時(shí)間（8 min），隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長至60 d時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間降至1.7 min，究其原因，可能與其粉質(zhì)曲線圖譜較寬，達(dá)到高峰值后下降較小，弱化度較低，然后較長時(shí)間穩(wěn)定在這個(gè)范圍，因此粉質(zhì)儀讀數(shù)顯示穩(wěn)定時(shí)間較長有關(guān)；也與揚(yáng)麥15本身特質(zhì)有關(guān)，其面筋指數(shù)偏硬，能夠達(dá)到71%～93%，拉伸各參數(shù)均較大，最大拉伸阻力400 FU，超過了大多數(shù)中筋小麥的拉伸參數(shù)值[23]。西農(nóng)20和揚(yáng)麥15的研究結(jié)果均說明，針對這一類面筋較強(qiáng)的樣品，要適當(dāng)延長其后熟時(shí)間，保證小麥的品質(zhì)達(dá)到一個(gè)相對穩(wěn)定，又能真實(shí)體現(xiàn)其特性的狀態(tài)，在今后的檢測中需要特別重視。有關(guān)小麥在儲(chǔ)藏過程中溫度對某一類蛋白或淀粉的感應(yīng)機(jī)理，需要進(jìn)一步的深入研究。