小麥受蛀食性害蟲侵害后其粉質特性動態變化

朱光有 張玉榮 周顯青 張鴻一 劉四奎

小麥受蛀食性害蟲侵害后其粉質特性動態變化

朱光有 張玉榮 周顯青 張鴻一 劉四奎

(河南工業大學糧油食品學院，鄭州 450052)

為探討玉米象、米象和谷蠹3種蛀食性害蟲不同感染程度對小麥出粉率和粉質特性的影響及其變化規律。選用河南產儲藏2 a的商用小麥為材料，按不同蟲種分組，設定不同的蟲口密度，檢測不同感染時間小麥的出粉率和制粉后面團的穩定時間和粉質指數，并與蟲口密度和感染時間之間作相關性分析。結果表明:玉米象，米象和谷蠹侵害后樣品出粉率與蟲口密度和感染時間均呈極顯著負相關;且隨蟲口密度增加和感染時間延長，出粉率總體呈下降趨勢，樣品的穩定時間和粉質指數呈下降趨勢。

作物 害蟲控制 小麥儲藏 出粉率 面團流變學特性

小麥是我國極為重要的糧食作物，儲備一定量的小麥關系到國家的穩定與發展。在儲藏過程中儲糧害蟲的危害會造成儲糧的巨大損失。據有關部門調查，我國儲藏中的糧食損失每年高達10多億元，而引起儲糧損失的主要因素是害蟲，儲糧害蟲危害主要包括數量上損失和品質上損失，關于儲糧害蟲危害數量上損失已有報道［1］，對小麥品質的研究主要集中在小麥的磨粉性能、加工特性和食用品味［2］。如李林軒［3］指出劣質小麥加工的白的關系更密切。紀建海等［4］指出影響出粉率高低的兩個重要因素為胚乳占小麥籽粒的比例和胚乳與皮層分離的難易程度。李志西等［5］研究表明:面團吸水率主要受醇溶蛋白影響，面團形成時間，穩定時間，耐揉指數以及評價值與谷蛋面團形成時間和穩定時間與濕面筋含量正相關。王義斌［6］試驗發現，皮磨粉的形成時間和穩定時間比心磨粉長，渣磨粉介于兩者之間;小麥粉灰分高、麩星多，且出粉率低。Payne等［7］指出小麥蛋白質，特別是蛋白質組分與面團流變學特性的關系非常密切。關于產后小麥在儲藏過程中被蛀食性害蟲侵害后對小麥加工品質的影響鮮有報道。本試驗著重研究主要儲糧蛀食性害蟲感染小麥后其出粉率和制粉后面團流變學特性的變化規律，解析小麥受蟲害侵害后面團流變學特性的內在變化機理，旨在為安全儲糧和保證小麥品質提供參考和理論依據，以便更好評價小麥儲藏過程受蛀食性害蟲侵害后加工品質和面團流變學特性的優劣。

1 材料與方法

1．1 材料

試蟲:廣州玉米象、十堰米象和成都谷蠹，河南工業大學糧油食品學院儲藏物害蟲培養室培養。

小麥:河南省國家糧食儲備庫，儲藏時間為2 a的混合小麥(含水率11．8%，單位體積質量780 g/L)。

小麥粉:布拉班實驗磨制粉得到。

1．2 主要儀器及設備

Quadrumat Junior布拉班德實驗磨:德國 Brabender公司;JFZD粉質儀:北京東方孚德技術技術發展中心;BS210S電子天平(d=0．1mg):北京賽多利斯天平有限公司。

1．3 試驗方法

1．3．1 試蟲培養

參照張玉榮［1］的方法，用于培養玉米象、米象的培養瓶在其瓶口處均勻涂抹聚四氟乙烯，防止試蟲在培養過程中逃逸。

1．3．2 試蟲侵害試驗

參照張玉榮［1］的方法。將2 kg小麥置于－18℃條件下，連續冷凍72 h以殺滅小麥籽粒中的蟲卵，取出后升到室溫。然后裝入用底端封口的聚氯乙烯(PVC)筒(直徑110 mm，高350 mm)，再分別放入羽化 2 周后的成蟲 20、40、80、160、320 頭，用洗凈烘干棉紗布封口，每組設置 10、20、30、40、50、60 d的6個觀察時間組，在室內溫度(18～32℃)下進行谷蠹侵害試驗，且每組各設相應對照組(0頭成蟲)。

1．3．3 試樣制備及潤麥

參照AACC 26－10A方法。

1．3．4 布拉班德實驗磨制粉試驗

參照AACC 26－50方法。

1．3．5 樣品出粉率測定

試樣通過布拉班德實驗磨制粉后，分別收集通過篩絹CQ27的小麥粉和留存篩絹CQ27的麩皮，并稱其質量，按照下列公式計算小麥出粉率:

式中:A為小麥出粉率/%;m1為小麥粉質量/g;m2為麩皮質量/g。

1．3．6 試樣水分測定

參照GB 5497—1985方法。

1．3．7 面團粉質特性測定

參照GB/T 14614—1993方法，使用300 g揉面缽。

1．4 統計分析

采用SPSS10．0統計軟件對數據進行分析處理。

2 結果與分析

2．1 不同蟲口密度害蟲侵害后小麥出粉率隨感染時間的變化

由圖1可知，在布拉班德實驗磨制粉試驗中，3種蛀食性害蟲各蟲口密度下的小麥出粉率隨著感染時間的延長，總體呈下降趨勢，不同的蟲害侵害程度，小麥出粉率變化幅度不同，隨著蟲口密度增大，感染時間延長，出粉率下降幅度也越大，而3種害蟲的對照樣出粉率基本上無變化。其中，谷蠹160頭·kg－1在感染60 d時小麥出粉率降至3種蛀食性害蟲最低，其值35．5%，其次是米象和玉米象，160頭·kg－1在感染60 d時小麥出粉率最小值分別為36．8%和36．3%，谷蠹感染后期對小麥破壞性最大，其次是米象和玉米象;另外，從圖1可以看出，玉米象和米象不同蟲口密度在10～20 d內，小麥的出粉率呈現較大下降趨勢，米象20 d后下降趨勢變化不大，而玉米象和谷蠹不同蟲口密度40 d后小麥的出粉率下降趨勢開始緩慢，仍有下降趨勢。

對于公路機械設備的管理不到位。每年在機械設備上的投入就有很大的成本。機械設備在公路建設和維護中都占有重要的地位，但是在管理上還存在許多問題。首先，單位對機械設備的管理不重視。認為公路的修建和維護是主要的，集中了大量的精力去研究公路的建設和維護的設計，對于設備的管理一直都處于被動的狀態，機械設備出現故障再去進行維修，在一般不用的條件下不重視設備的維護。其次沒有合理有效的機械管理制度和考核辦法。車輛機械的單車核算，機械效益的單機考核制度不夠完善，只是對車輛的燃油和安全性進行了管理。對于維護路基等設備沒有具體有效的管理辦法。

圖1 小麥受蛀食性害蟲侵害后出粉率變化

2．2 不同蟲口密度害蟲侵害后面團粉質特性隨感染時間的變化

小麥在玉米象、米象和谷蠹不同蟲口密度下隨感染時間其穩定時間和粉質指數測定結果見圖2至圖4。由圖2至圖4可知，3種蛀食性害蟲蟲口密度下的面團穩定時間隨著感染時間延長，總體呈下降趨勢，但在不同蟲口密度下穩定時間變化幅度不同;蟲口密度越大，面團穩定時間下降幅度也越大，對照樣基本穩定。其中，玉米象160頭·kg－1在感染60 d時面團穩定時間降至最低值，其值為2．1 min，其次是米象和谷蠹，160頭·kg－1在感染60 d時團穩定時間下降到最小值分別為2．3 min和2．7 min。

在面團粉質試驗中，玉米象和米象各蟲口密度下其面團粉質指數隨著感染時間的延長呈下降趨勢，較谷蠹更加明顯，對照樣除在30 d有輕微的波動變化外基本穩定。其中，玉米象160頭·kg－1在感染60 d時面團粉質指數降至最低值，其值為32，其次是米象和谷蠹，160頭·kg－1在感染60 d時粉質指數均下降最小值分別為35和39;玉米象10、80、160 頭·kg－1和米象10、20 頭·kg－1在感染 40 d后粉質指數均呈上升趨勢，在50 d后呈下降趨勢，玉米象20、80 頭·kg－1和米象40、80、160 頭·kg－1在感染10 d后粉質指數均迅速下降，20 d后呈平緩下降趨勢;谷蠹10頭·kg－1在前20 d內基本沒有變化，20～40 d內粉質指數迅速下降，40 d后呈緩慢下降趨勢，40頭·kg－1在前40 d內迅速下降，下降率為29%，40 d后呈上升趨勢，谷蠹10、80、160 頭·kg－1在感染60 d內粉質指數趨于線性下降趨勢。

3 相關性分析

3．1 不同蟲口密度感染小麥后其出粉率相關性分析

對96份玉米象、米象和谷蠹不同程度感染樣品的出粉率和蟲口密度、感染時間之間進行相關性分析，結果見表1。

從表1可知，玉米象、米象和谷蠹感染時間與出粉率分別存在極顯著負相關關系;玉米象、米象和谷蠹蟲口密度與出粉率分別存在極顯著負相關關系。

表1 主要蛀食性害蟲不同程度侵害后與出粉率的相關性

出粉率的劣變與主要蛀食性害蟲感染程度存在著密切的聯系。隨著感染時間延長，害蟲形成了一定數量種群密度，在大量蛀食小麥籽粒同時也破壞了小麥組織結構，導致出粉率降低。所以，應在蟲害發生初期進行嚴格防治。

對96份玉米象、米象和谷蠹不同程度感染樣品，在小麥面團流變學試驗中對穩定時間、粉質指數的檢測數據和蟲口密度、感染時間之間進行相關性分析，分析結果見表2至表4。

表2 玉米象不同程度侵害后面團粉質參數指標間相關性

由表2至表4可知，玉米象、米象、谷蠹感染時間與穩定時間和粉質指數均存在極顯著負相關關系;蟲口密度與穩定時間和粉質指數均存在極顯著負相關關系;穩定時間與粉質指數之間存在極顯著正相關關系。樣品隨著感染時間延長，谷蠹形成了一定數量種群密度時，大量取食小麥籽粒的胚乳，一方面破壞小麥組織結構，消耗小麥蛋白質，另一方面由于其感染增加生物蛋白質，蟲害分泌酶類和酸性等物質改變了正常面團面筋蛋白特性，導致其粉質參數指標不同程度變化。

表3 米象不同程度侵害后面團粉質參數指標間相關性

表4 谷蠹不同程度侵害后面團粉質參數指標間相關性

4 討論

出粉率是衡量磨粉品質最重要的性狀，同時小麥粉質量的好壞也直接決定了面條質構特性好壞［8］。出粉率的高低與胚乳占麥粒的比例和胚乳與非胚乳部分分離的難易程度有關［4］，在小麥研壓過程中保持籽粒完整不易破碎，有利于剝刮，能降低小麥粉的麩星，提高小麥出粉率。

對蟲蝕小麥的分析普遍認為只是對出粉率有一定的影響［9］。隨著蛀食性害蟲侵害程度的加大，小麥胚乳比例減少，麥皮比例增大，勢必造成出粉率降低。眾所周知，小麥在制粉前進行潤麥，最佳的潤麥效果應該是使皮層能在保持較完整的情況下將胚乳刮凈且胚乳易磨成粉。一旦小麥被蛀食性害蟲侵害，破壞了小麥籽粒的組織結構，潤麥時小麥籽粒吸水路徑改變，無法通過正常水分調節使皮層與胚乳具有一定水分比例，皮層、糊粉層、胚乳不能形成吸水膨脹次序和非同步性，造成3者膨脹系數相當，以至難于削弱它們之間的結合力，麥皮和胚乳結合依舊緊密，磨齒難于剝刮，極易造成黏附在皮層上的胚乳剝刮不下來，導致麩皮含粉多，影響碾磨效果，研磨后的制品密度小，流動性差，易堵塞篩孔，篩理效率低，出粉率降低。

流變學特性是小麥品質的重要指標之一，它既受小麥粉蛋白質含量、面筋含量、質量及蛋白質組分的影響，又決定著饅頭、面條等最終產品的蒸煮品質，可以給小麥粉的分類和用途提供一個實際的、科學的依據［10］。因此，面團流變學特性的測定分析日益受到人們的重視。

面團的穩定時間和粉質指數下降，表明面團對剪切降解的抵抗力和粉的質量差，小麥一旦被蛀食性害蟲侵害，由于蟲體的生物蛋白質、脂類和蟲害分泌物中的酶類及酸性物質在制粉過程中混入小麥粉，淀粉酶可以對小麥粉內的淀粉發生水解作用，淀粉的水解使面團的原有結構受到影響，從而對穩定時間和粉質指數等產生負面影響;酸性物質的增加，促使脂肪酶與脂肪的反應向逆反應進行，脂肪酶含量得到維持，面團吸水后脂肪酶通過反應產生的氫過氧化物具有氧化能力，可使面筋蛋白質中處于螺旋狀態相鄰的—SH氧化脫氫為—S—S結構，改善了面筋的網狀結構，使面團筋力增強，穩定時間增加，面團形成面筋網絡的速度加快，形成時間變短;在感染程度大時，小麥粉中含有麥麩，麥麩不僅對蛋白質產生稀釋和劣化作用，而且還與小麥粉競爭吸收水分，由于麩皮與水的接觸面積較大、比小麥粉具有更強的吸水性，麩皮大量吸水后使面團具有很高的稠度，破壞了面團的正常結構，導致面團耐攪拌能力和強度減弱，穩定時間縮短，粉質指數下降，因此從粉質曲線上表現出劣化結果。

5 結論

5．1 主要蛀食性害蟲感染后小麥出粉率與感染時間和蟲口密度之間分別呈極顯著負相關，隨著蛀食性害蟲侵害程度加大，小麥籽粒胚乳減少以及小麥籽粒組織結構吸水比例改變，出粉率降低。

5．2 蛀食性害蟲感染后面團的穩定時間和粉質指數與感染時間和蟲口密度之間分別呈極顯著正相關，面團弱化度與感染時間和蟲口密度呈極顯著負相關，當蛀食性害蟲達到一定種群密度，大量排泄物酸性物質和酶類以及蟲卵和蟲體磨粉時混入小麥粉中，抑制了分子內二硫鍵的生成，破壞了面筋網狀結構，表現出面團耐攪拌能力和強度減弱，穩定時間縮短，粉質指數下降。

［1］張玉榮，周顯青，張鴻一．小麥被蛀食害蟲侵害后其面條質構參數的動態變化［J］．農業工程學報，2008，26(3):344－351

［2］張玉榮，高艷娜，林家勇，等．頂空固相微萃取－氣質聯用分析小麥儲藏過程中揮發性成分變化［J］．分析化學，2010，38(7):953 －957

［3］李林軒．關于劣質小麥清理對策的探討［J］．糧食與食品工業，2006，13(5):9 －10

［4］紀建海，白瑞平，李武平．關于小麥的磨粉品質與制粉適應性的探討［J］．糧食加工，2006，4:20－24

［5］李志西，魏益民，張建國，等．小麥蛋白質組分與面團特性和烘焙品質關系的研究［J］．中國糧油學報，1998，13(3):1－5

［6］王義斌．制粉流程各系統粉流特性分析［J］．糧食與飼料工業，2005，(4):8 －11

［7］Daussant J，MosséJ，Vaughan JG．Seed proteins［W］．New York:Academic Press，1983，223 －253．

［8］周艷華，何中虎．小麥品種磨粉品質研究概況［J］．麥類作物學報，2001，21(4):91 －95

［9］Khatkar B S，Fido R J．Functional properties of wheat gliadins．Ⅰ．Effect on mixing characteristics and bread making quality［J］．Journal of Cereal Sci，2002，35:299 －306

［10］Khatkar B S，Fido R J．Functional properties of wheat gliadins．Ⅱ．Effect on dynamic rheological properties of wheat gluten ［J］．Journal of Cereal Sci，2002，35:307 －313．

Dynamic Changes of Farinographical Properties of Wheat Infected by Main Boring Pests

Zhu Guangyou Zhang Yurong Zhou Xianqing Zhang Hongyi Liu Sikui
(College of Food Science and Tech－nology，Henan University of Tech－nology，Zhengzhou 450052)

In order to investigate the dynamic changes of flour yield and dough farinographical properties of wheat infected by main boring pests such as Sitophilus zeamais Motschulsky，Sitophilus oryzae(linnaeus)and Rhyzopertha Dominica(Fabricius)in different damaging levels and their influence，the commercial wheat harvested in Henan province with two－year storage period was taken as a test sample，and each testing group was infected by each kind of borers in different pest densities．The flour yield and dough rheological parameters such as stability time，farinographical index of the pest damaged wheat after a given period of infesting time were measured．And the correlations between those quality parameters and the pest population density and infesting time were analyzed．The result showed that the flour yield reduced along with population increase of three main boring pests and the prolonging of the infection time，that the flour yield of wheat after infection of three main boring pests were significantly negative－correlated with both infection time and population density;The stability time and farinographical quality index reduced along with population increasing of three main boring pests and the prolonging of infection time．

crops，pest control，wheat storage，flour yield，dough rheological property

TS210．1，S512．1

A

1003－0174(2011)10－0021－05

2010－11－29

朱光有，男，1956年出生，副教授，糧油食品飼料技術與工程

張玉榮，女，1967年出生，教授，碩士生導師，農產品儲藏與品質分析