堿液顯色鑒別小麥皮色的方法研究*

李志英 汪海峰 劉華鋒 李明革 覃新鋒 何麗蓉

(1 南寧港中儲(chǔ)糧倉(cāng)儲(chǔ)有限公司 530200)(2 南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省糧油品質(zhì)控制與深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 210046)(3 中央儲(chǔ)備糧南寧直屬庫(kù)有限公司 530000)(4 廣西中儲(chǔ)糧糧油質(zhì)監(jiān)中心 530000)

小麥籽粒分白小麥和紅小麥，所呈現(xiàn)的顏色是由內(nèi)層細(xì)胞所含色素的顏色決定。白皮小麥內(nèi)層細(xì)胞無(wú)色，紅皮小麥內(nèi)層細(xì)胞含有紅色或褐色物質(zhì)。小麥籽粒內(nèi)所含的色素主要有葉綠素、類胡蘿卜素、黃酮素和花青素[1]。而眾多色素中，對(duì)小麥籽粒色澤形成的最大影響因素為黃酮素和花青素含量。成熟的小麥籽粒，黃酮和花青素含量之和超過(guò)色素總量的79%，且不同顏色小麥籽粒種皮中，黃酮和花青素含量之和表現(xiàn)為紅皮小麥>白皮小麥[2]。在堿性介質(zhì)中，黃酮類化合物在氫氧化鈉溶液中能產(chǎn)生黃→橙色的呈色反應(yīng)，放置一段時(shí)間或加熱后，顏色加深為深紅→紫紅色[3]。

準(zhǔn)確鑒別小麥皮色的方法在生產(chǎn)和生活當(dāng)中具有重要意義。一是小麥皮色不同決定了小麥粉的粉色和麩星，即加工精度。準(zhǔn)確鑒別小麥皮色可指導(dǎo)小麥的加工工藝。二是鑒別小麥皮色是滿足市場(chǎng)的需求。由于傳統(tǒng)的飲食習(xí)慣和觀念，我國(guó)消費(fèi)者更傾向于選擇白度較高的小麥粉加工食品，則準(zhǔn)確鑒別小麥皮色可以使小麥粉加工企業(yè)生產(chǎn)出更適應(yīng)市場(chǎng)的產(chǎn)品。

當(dāng)前我國(guó)鑒別小麥皮色的檢驗(yàn)方法以GB/T 5493-2008《糧油檢驗(yàn) 類型及互混檢驗(yàn)》為主要依據(jù)，以目視感官鑒別小麥粒色。在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，因硬質(zhì)的紅、白小麥皮色區(qū)分不明顯，且易受光照等環(huán)境因素和實(shí)驗(yàn)人員色覺(jué)敏感度不同的影響，測(cè)定結(jié)果不能準(zhǔn)確量化。因此，研究小麥皮色鑒別方法，減少人為感官誤判，對(duì)提高小麥皮色類型檢測(cè)的準(zhǔn)確度具有很大的指導(dǎo)意義。

本文采用化學(xué)顯色方法對(duì)小麥處理后進(jìn)行色澤比較，可以有效地提高紅、白小麥的皮色差異，提高鑒別的準(zhǔn)確度。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

紅小麥、白小麥、NaOH溶液(分析純)、比色管、數(shù)顯恒溫水浴鍋。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確數(shù)取紅、白小麥各50粒放入比色管中，加入10 mL NaOH溶液，浸泡后用濾紙擦干，將小麥放在濾紙上觀察紅、白小麥皮色對(duì)比度。

1.2.1 單因素實(shí)驗(yàn) 用控制變量法確定實(shí)驗(yàn)溫度、NaOH溶液濃度和浸泡時(shí)間三個(gè)不同因素對(duì)小麥皮色鑒別的影響程度。

1.2.1.1 NaOH溶液濃度的確定 室溫下，取體積相同，濃度分別為0.1%(m/v)、0.2%(m/v)、1%(m/v)、2%(m/v)、5%(m/v)、8%(m/v)、10%(m/v)、15%(m/v)、20%(m/v)的NaOH溶液，浸泡相同數(shù)量的紅、白小麥，2 min后觀察小麥皮色的變化情況。

1.2.1.2 實(shí)驗(yàn)溫度的確定 比較10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃時(shí)NaOH溶液的浸泡對(duì)小麥皮色的影響。

1.2.1.3 浸泡時(shí)間的選擇 比較相同實(shí)驗(yàn)溫度、NaOH溶液濃度下，分別浸泡1 min、2 min、4 min、6 min、8 min、10 min，觀察不同浸泡時(shí)間對(duì)小麥皮色的影響。

1.2.2 正交實(shí)驗(yàn)條件參數(shù)的優(yōu)化 根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)原理，選用L16(45)正交表，以NaOH溶液溶度、實(shí)驗(yàn)溫度和浸泡時(shí)間為考察因素，小麥皮色對(duì)比得分為評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)三因素四水平的正交實(shí)驗(yàn)，確定最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件。

1.3 小麥皮色描述及量化

對(duì)不同因素水平變化后小麥的皮色對(duì)比進(jìn)行感官檢驗(yàn)。以小麥實(shí)驗(yàn)前顏色對(duì)比得分為標(biāo)準(zhǔn)值5分，對(duì)比反應(yīng)后顏色,較標(biāo)準(zhǔn)值強(qiáng)烈的加1～5分，較標(biāo)準(zhǔn)值弱化的減1～5分。

表1 小麥皮色對(duì)比感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)指標(biāo)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果以紅、白小麥皮色對(duì)比得分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件以對(duì)比感官得分的高低來(lái)確定。

1.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果取3次數(shù)據(jù)的平均值，用SPSS做數(shù)據(jù)分析，用EXCEL做圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果分析

2.1.1 NaOH溶液濃度的確定 從圖1可知，在0.1%～20%的濃度范圍內(nèi)，小麥皮色對(duì)比感官得分在NaOH溶液濃度為8%之前，呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，而在8%～20%的濃度范圍內(nèi)保持平穩(wěn)。其中，當(dāng)NaOH濃度為2%～8%時(shí)，上升相對(duì)較緩且有波動(dòng)趨勢(shì)，因此選擇3%、5%、7%和9%作為正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化時(shí)NaOH溶液濃度的四個(gè)水平。

2.1.2 浸泡時(shí)間的確定 從圖2可以看出，浸泡時(shí)間在1 min～4 min這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，小麥皮色對(duì)比感官得分呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，而在4 min～10 min 的浸泡時(shí)間范圍內(nèi)保持平穩(wěn)，所以在正交實(shí)驗(yàn)中選擇1 min、2 min、3 min、4 min為浸泡時(shí)間的四個(gè)水平。

圖2 浸泡時(shí)間對(duì)小麥皮色對(duì)比感官得分的影響

2.1.3 實(shí)驗(yàn)溫度的確定 從圖3可以看出，在10℃～40℃溫度區(qū)間內(nèi)，小麥皮色對(duì)比感官得分結(jié)果呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，且上升速率由快變慢再加快，在40℃～60℃溫度區(qū)間內(nèi)，小麥皮色對(duì)比感官得分保持平穩(wěn)，因此正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件中選定20℃、30℃、40℃、50℃四個(gè)水平。

圖3 實(shí)驗(yàn)溫度對(duì)小麥皮色對(duì)比感官得分的影響

2.2 正交實(shí)驗(yàn)的條件優(yōu)化研究

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定L16(45)的正交實(shí)驗(yàn)方案，研究NaOH溶液濃度、浸泡時(shí)間和實(shí)驗(yàn)溫度對(duì)小麥皮色變化的綜合影響，并以小麥皮色對(duì)比感官得分的分?jǐn)?shù)高低來(lái)確定最佳的實(shí)驗(yàn)方案。正交實(shí)驗(yàn)的因素水平見表2，正交實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

表3 正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果分析表

由表3可知，各因素對(duì)小麥皮色對(duì)比的影響程度由大到小依次為：實(shí)驗(yàn)溫度>NaOH濃度>浸泡時(shí)間，即實(shí)驗(yàn)溫度對(duì)小麥皮色變化的影響最大，NaOH濃度次之，最后是浸泡時(shí)間。同時(shí)可以確定用NaOH溶液鑒別小麥皮色的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件為：A4B2C2,即實(shí)驗(yàn)溫度50℃、NaOH溶液濃度5%、浸泡時(shí)間2 min。

2.3 最優(yōu)條件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

由于通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析所得的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件并未在正交實(shí)驗(yàn)方案中出現(xiàn)，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件A4B2C2進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

由表4可知，三次實(shí)驗(yàn)最終得分均為10分，高(平)于正交實(shí)驗(yàn)其它條件組合所得分。

表4 最優(yōu)條件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

2.4 不同實(shí)驗(yàn)方法結(jié)果對(duì)比分析

準(zhǔn)確數(shù)取紅、白小麥各50粒(其中實(shí)驗(yàn)號(hào)1～3為軟質(zhì)小麥，實(shí)驗(yàn)號(hào)4～6為硬質(zhì)小麥)，通過(guò)常規(guī)物理感官法對(duì)小麥皮色進(jìn)行鑒別并計(jì)算準(zhǔn)確率后，在2.3的實(shí)驗(yàn)條件下再次對(duì)小麥皮色進(jìn)行鑒別并計(jì)算準(zhǔn)確率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 常規(guī)物理感官鑒別法與堿液顯色鑒別法實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

通過(guò)表5可以看出，在小麥皮色鑒別檢驗(yàn)中，堿液顯色法的準(zhǔn)確率達(dá)100%，明顯高于常規(guī)物理鑒別法。

3 結(jié)論

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)、正交實(shí)驗(yàn)以及最優(yōu)條件驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，采用NaOH溶液浸泡法鑒別小麥皮色的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件為：浸泡溫度50℃、NaOH溶液濃度5%、浸泡時(shí)間2 min。

經(jīng)優(yōu)化的測(cè)定方法具有操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)方便、易于掌握等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于小麥皮色鑒別，尤其是在光線弱等實(shí)驗(yàn)條件較差的情況下具有實(shí)際意義。