適度剝皮對小麥粉儲藏穩(wěn)定性的影響

熊菲洋，鄭倩娜，王崢，張國權(quán)西北農(nóng)林科技大學(xué)，食品科學(xué)與工程學(xué)院（楊凌）（楊凌 700）

小麥籽粒包括胚乳、胚及皮層三個部分[1]，其中皮層由外果皮、中間層和糊粉層組成[2]，分別占籽粒的3.5%~4.3%，3.2%~3.8%和6.4%~8.5%[3]，糊粉層中含有豐富的活性物質(zhì)，如可溶性膳食纖維、B族維生素以及酚類化合物等[4]。然而，傳統(tǒng)制粉工藝會造成營養(yǎng)素流失，制得的精制面粉營養(yǎng)不夠全面，不符合現(xiàn)代社會人們對均衡膳食的追求，而全麥粉是由整粒小麥制成的小麥全粉，包含小麥全部的營養(yǎng)物質(zhì)，可為人體提供所需能量和保健成分。但也因為含有胚芽和皮層，全麥粉存在口感差[5]、儲藏穩(wěn)定性差[6]、衛(wèi)生安全差等問題。脂質(zhì)酸敗是影響全麥粉儲藏穩(wěn)定性的主要因素[7]。

為改善精制面粉和全麥粉的不足，有研究者提出了剝皮制粉，即剝?nèi)バ←溩蚜５牟糠制雍笤龠M(jìn)行粉碎。目前，大多研究聚焦于剝皮對小麥粉安全品質(zhì)及其制品品質(zhì)的影響，針對剝皮小麥粉活性物質(zhì)含量及其儲藏穩(wěn)定性的研究還較少。研究以兩種硬質(zhì)小麥為原料，比較不同剝皮率下小麥粉活性成分的差異，探究適當(dāng)?shù)膭兤け壤?。再通過分析剝皮小麥粉在儲藏過程中其脂肪酸值、過氧化值、丙二醛含量以及脂肪酸組成變化，探究剝皮率對小麥粉儲藏穩(wěn)定性的影響。以期制備營養(yǎng)接近全麥粉又耐儲藏的小麥粉，為改善小麥粉營養(yǎng)品質(zhì)及全麥粉的儲藏提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西農(nóng)20（硬度指數(shù)68.92%）和西農(nóng)985（硬度指數(shù)64.45%），西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供；氫氧化鈉、氫氧化鉀、十二水合磷酸氫二鈉、二水合磷酸二氫鈉、硫酸亞鐵、硫氰酸銨，廣東光華科技股份有限公司；無水乙醇、戊二醛石油醚、甲醇、異丙醇、酚酞、氯化鋇、氯仿、三氯乙酸，成都市科隆化學(xué)品有限公司；硫酸、硫代巴比妥酸，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備

RCMTK-小麥脫皮清理機(jī)（河南榮成機(jī)械工程有限公司）；3100型試驗粉碎機(jī)（瑞典Perten公司）；N6000紫外可見分光光度計（上海優(yōu)科儀器儀表有限公司）；HH-4型恒溫振蕩水浴鍋（上海力辰邦西一科技有限公司）；TD5M-WS型離心機(jī)（上海盧湘儀器公司）；TP-214型電子天平（美國丹佛儀器公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 剝皮小麥粉制備

小麥籽粒過篩除雜后，進(jìn)行調(diào)質(zhì)：第一次調(diào)質(zhì)水分至13%，脫皮前5 min進(jìn)行第二次調(diào)質(zhì)，加水量為5%。根據(jù)小麥不同結(jié)構(gòu)層占全籽粒的比例以及預(yù)試驗結(jié)果確定剝皮比例（0，3%，6%和9%）。通過剝皮時間控制剝皮率，將調(diào)質(zhì)后的小麥籽粒置于剝皮機(jī)中進(jìn)行0~3次的剝皮處理，每次時長為60 s，而后進(jìn)行粉碎處理，過篩，得到的剝皮小麥粉用自封袋密封于4 ℃保存?zhèn)溆?。按照式?）計算小麥的剝皮率。

式中：m1為剝皮前籽粒的質(zhì)量，g；m2為剝皮后籽粒的質(zhì)量，g。

1.3.2 小麥粉活性成分的測定

烷基間苯二酚含量測定參照LS/T 3244—2015《全麥粉》[8]；γ-氨基丁酸含量測定參照趙大偉等[9]的方法；總酚含量和總黃酮含量參照石琴琴[10]的方法；總抗氧化性測定根據(jù)總抗氧化能力（T-AOC）試劑盒測定方法。

1.3.3 儲藏穩(wěn)定性指標(biāo)測定

脂肪酸值參照GB/T 15684—2015《谷物碾磨制品 脂肪酸值的測定》[11]的方法測定，結(jié)果以消耗的NaOH的質(zhì)量計；丙二醛含量參照GB 5009.181—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中丙二醛的測定》[12]的分光光度方法測定；過氧化值參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》[13]測定。

1.3.4 酶活性測定

1) 脂肪酶活性測定參照GB/T 5523—2008《糧油檢驗 糧食、油料的脂肪酶活動度的測定》[14]。

2) 脂肪氧化酶活性參照王涵斌等[15]的紫外分光光度計法，稍作改良后進(jìn)行測定。

3) 過氧化物酶活性參照J(rèn)iang等[16]的方法，作適當(dāng)改良后進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

所有數(shù)據(jù)均為至少兩次平行試驗測定結(jié)果的平均值。利用Minitab18軟件鄧肯氏多重比較進(jìn)行差異顯著性分析，采用Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 剝皮率對小麥粉活性成分的影響

烷基間苯二酚（Alkylresorcinols，ARs）是一類特殊的酚類類脂，具有抗氧化作用[17]、抑菌性[18]、抑制腫瘤[19]等多種生理功能。ARs主要分布于小麥麩皮中，胚乳和胚芽中幾乎不存在，常作為判斷全麥粉的指標(biāo)[20]。γ-氨基丁酸（GABA）是一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有穩(wěn)定血壓、改善腦機(jī)能、防治癲癇等多種生理作用[21]。從表1可看出：隨著剝皮率的增大，西農(nóng)20小麥粉中ARs含量顯著降低（P＜0.05），但3%剝皮率的小麥粉ARs含量接近于全麥粉；西農(nóng)985小麥粉的ARs含量有下降趨勢，但差異不顯著；剝皮小麥粉中GABA含量先上升后下降，并在剝皮率3%時達(dá)到最大。

表1 剝皮小麥粉的活性物質(zhì)含量

有研究表明，總抗氧化能力與總酚含量密切相關(guān)[22]；大部分的黃酮類化合物具有較強(qiáng)的抗氧化性[23]。由表1可知，隨著剝皮率的增大，兩種小麥粉的總酚含量和總抗氧化性逐漸下降。西農(nóng)985小麥粉中總黃酮含量逐漸減小，而西農(nóng)20小麥粉中總黃酮含量先上升后下降，當(dāng)剝皮率為3%時含量最高。這是因為剝皮處理后，部分皮層被去除，糊粉層被破壞，導(dǎo)致小麥粉的抗氧化物質(zhì)減少，抗氧化能力降低。

2.2 剝皮率對小麥粉酶活性的影響

盡管小麥中脂肪酶（LA）的含量并不高，但它作為第一個參與脂肪分解代謝反應(yīng)的酶，對脂質(zhì)的轉(zhuǎn)化速率起著調(diào)控作用。脂肪氧化酶（LOX）和過氧化物酶（POD）也是影響小麥粉儲藏特性的重要因素，LOX可催化脂肪酸發(fā)生酶促氧化反應(yīng)，而POD可能會加速氧化酸敗導(dǎo)致風(fēng)味劣變。唐云等[24]研究指出，由于皮層和胚芽中脂肪氧化酶和過氧化物酶酶活較高，一般情況下未經(jīng)穩(wěn)定化處理的全麥粉僅能儲存2~3個月。由表2可知，剝皮處理后，小麥粉中LA和LOX活性顯著下降（P＜0.05），且剝皮率越大，下降趨勢越明顯。這可能是因為常溫下谷物中脂肪酶主要分布在皮層和胚中，皮層中含75%~80%的酶活[1]，隨著剝皮處理的逐漸深入，LA含量隨著皮層的去除而減少，因而活力下降?？梢?，除了常規(guī)的熱處理穩(wěn)定化，通過剝皮處理也可降低小麥粉中脂肪代謝酶的活性，延緩脂質(zhì)酸敗造成的品質(zhì)劣變。剝皮處理后西農(nóng)20小麥粉POD活性降低，但不同剝皮率小麥粉之間無顯著差異（P＞0.05），剝皮處理對西農(nóng)985小麥粉的POD活性影響較小。

表2 儲藏前后剝皮小麥粉酶活性變化

2.3 剝皮率對儲藏過程中小麥粉脂肪酸值的影響

脂肪酸值是衡量小麥粉品質(zhì)優(yōu)劣的重要標(biāo)志，脂肪酸值過高會影響食品品質(zhì)，不利于儲藏[25]。GB 1355—1986《小麥粉》[26]中規(guī)定小麥粉中脂肪酸值不得超過80 mg KOH/100 g，全麥粉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《LS/T 3244—2015全麥粉》[8]則規(guī)定其脂肪酸值不得超過116 mg KOH/100 g。儲藏過程中不同剝皮率小麥粉脂肪酸值變化如圖1所示。隨著儲藏時間延長，小麥粉中的脂肪酸值均呈上升趨勢，這與鐘建軍等[27]、王明潔等[28]、宋永令等[29]的研究結(jié)果一致。儲藏過程中，兩種小麥的全麥粉的脂肪酸值均符合全麥粉標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)剝皮率達(dá)到6%和9%時，西農(nóng)20小麥粉的脂肪酸值均符合小麥粉標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的脂肪酸值（≤80 mg KOH/100 g）。而當(dāng)剝皮率為3%時西農(nóng)20小麥粉的貨架期為3個月（以小麥粉標(biāo)準(zhǔn)計）。當(dāng)剝皮率為3%~6%時，西農(nóng)985小麥粉貨架期僅1個月（以小麥粉標(biāo)準(zhǔn)計），而當(dāng)剝皮率達(dá)到9%時在整個儲藏期間均符合小麥粉標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1 剝皮小麥粉儲藏過程中的脂肪酸值

儲藏后，剝皮比例0，3%，6%和9%西農(nóng)20小麥粉的脂肪酸值分別上升了77.7%，53.3%，41.5%和31.1%，西農(nóng)985小麥粉的脂肪酸值則分別上升了92.4%，87.6%，67.2%和15.3%，剝皮率越高的小麥粉脂肪酸值上升越小，結(jié)合前文可知，脂肪酶隨皮層的剝離而減少，導(dǎo)致生成的游離脂肪酸減少。結(jié)果表明適當(dāng)?shù)膭兤ぬ幚砜蓽p緩脂肪的水解，從而延長小麥粉貨架期。

2.4 小麥粉樣品在儲藏過程中的過氧化值

在酶促和自動氧化兩種氧化機(jī)制下，多不飽和脂肪酸發(fā)生氧化反應(yīng)形成氫過氧化物[30]。小麥粉過氧化值是判斷脂質(zhì)氧化的基本指標(biāo)，可反映小麥粉脂類的氧化程度。如圖2所示，儲藏期間小麥粉的過氧化值均呈上升趨勢，但不同剝皮率的小麥粉樣品過氧化值的增幅不同。隨著剝皮率的增大，西農(nóng)20小麥粉儲藏期間過氧化值增幅分別為0.44，0.41，0.10和0.06 meq/kg。剝皮率越大，小麥粉儲藏過程中過氧化值的增量越小，說明其氧化酸敗速率越慢，小麥胚芽和麩皮中的脂肪氧化酶是酶促氧化的關(guān)鍵酶[31]，結(jié)合上文所述，剝皮率越大時LOX活性低，表明適當(dāng)?shù)膭兤ぬ幚砜勺璧K氧化進(jìn)程，降低小麥粉中脂肪氧化的速率。

圖2 剝皮小麥粉在儲藏過程中的過氧化值

2.5 小麥粉樣品在儲藏過程中的丙二醛含量

隨著儲藏時間的延長，小麥粉中的初級氧化產(chǎn)物過氧化物會轉(zhuǎn)化為次級氧化產(chǎn)物，包括醛、酮、環(huán)氧化物、羥基化合物、低聚物和聚合物[32]，其中丙二醛作為含量最高的醛之一，常作為氧化標(biāo)記物用于判斷脂肪氧化程度[33]。由圖3可知，儲藏期間剝皮小麥粉的丙二醛含量逐漸增大或呈波動變化，但均顯示上升趨勢，但剝皮率越大的小麥粉上升越少。儲藏后，未剝皮的西農(nóng)20小麥全粉（0）的丙二醛含量增量是剝皮率9%的2.77倍，未剝皮西農(nóng)985小麥全粉（0）增量是剝皮率9%的9.25倍。這是因為麩皮包含較多的脂肪酶、脂肪氧化酶和金屬離子（如Fe3+、Cu2+）[4]，脂類在它們的催化下加速氧化，導(dǎo)致丙二醛含量增加，而適當(dāng)?shù)膭兤ぬ幚砜梢匀コ糠蛀熎?，延緩氧化酸敗，改善儲藏穩(wěn)定性，且剝皮程度越深，效果越明顯。

圖3 剝皮小麥粉儲藏過程中的丙二醛含量

3 結(jié)論

傳統(tǒng)精制面粉在生產(chǎn)過程中會流失大量營養(yǎng)素，而全麥粉的儲藏穩(wěn)定性較差。此次研究的結(jié)果顯示，適當(dāng)?shù)膭兤ぬ幚砜梢栽诒M可能保留小麥中活性物質(zhì)的同時，有效延緩小麥粉中脂質(zhì)的水解和氧化，提高儲藏穩(wěn)定性。隨著剝皮率的增大，小麥粉抗氧化能力減弱，活性物質(zhì)含量總體呈現(xiàn)下降趨勢，但3%的剝皮率可較好地保留小麥的營養(yǎng)，此剝皮率下小麥粉中活性成分的相對含量與全麥粉相近。剝皮處理可有效降低小麥粉中脂肪酶和脂肪氧化酶的活性，阻礙儲藏期間小麥粉脂肪酸含量、過氧化值以及丙二醛含量的上升，延長小麥粉的貨架期。