微波處理對小麥粉品質的影響

趙 梅 熊 柳 孫慶杰

（青島農業大學食品科學與工程學院，青島 266109）

小麥粉是面制食品的主要原料，小麥粉的性質是決定面制食品質量的最重要因素之一。隨著人們生活水平的提高，對以小麥粉為原料的食品要求向多樣化、高檔化發展，尤其是烘焙食品、冷凍食品等，這類食品要求小麥粉專一性較強，傳統的通用粉已經滿足不了這些食品的要求［1］。中國現有大多數小麥粉企業生產專用粉主要依靠配粉技術或通過添加谷朊粉等小麥粉改良劑及添加酶制劑等；細菌和害蟲的處理主要是采用撞擊和篩理相結合的辦法進行，缺乏理想的小麥粉殺蟲方法和藥物，使得專業粉的發展受到一定限制［2］。

微波是一種頻率為300 MHz～300 GHz、波長1 mm～1 m的高頻電磁波［3］。微波加熱主要有以下特點：加熱速度快、加熱均勻性好、易于瞬時控制、選擇性吸收及加熱效率高［4］。基于微波高效、節能等特殊的加熱特征，已經開始作為一種方便、節時的加熱能源廣泛應用于食品領域，如食品加熱、滅酶、焙烤、解凍、膨化和殺菌消毒等都有應用［5］。目前國內外學者大都研究微波處理對小麥淀粉［6］或蛋白質［7］單一成分的影響，及微波處理對小麥粉糊化性質的影響［8］，而對小麥粉粉質拉伸特性等研究鮮有報道，本試驗通過研究微波處理對小麥粉整體性質的影響，為微波改善小麥粉品質和無菌小麥粉的生產提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

小麥粉：山東高密市永盛食品有限公司，含水量13.46%；氯化鈉：萊陽康德化工有限公司。

J－180型微波爐：廣東順德惠而浦蜆華微波制品有限公司；BCE－257SL型冰箱：中國海爾集團公司；Newport－4D快速黏度分析儀（RVA）：澳大利亞新港公司；TA.XT plus物性測試儀：英國Stable Micro Systems公司；MA－45型紅外水分測定儀、BS224S型電子天平：北京賽多利斯儀器有限公司；吹泡稠度儀器：法國肖邦技術公司；布拉班德拉伸儀：北京東方孚德技術發展中心。

1.2 試驗方法

1.2.1 小麥粉樣品的制備

各稱取9個小麥粉樣品1 kg，用盤子裝，開放式置于微波爐中，以550 W微波功率為基準，分別將小麥粉樣品準確加熱 3、6、9、12、15 min，為防止小麥粉在處理時因溫度過高造成焦糊，采用間歇加熱方法，先加熱3 min后，取出攪拌30 s，有效微波加熱時間以累計時間為準，冷卻至室溫后備用。然后，以微波加熱時間6 min為基準，將小麥粉樣品放入微波爐中，分別將微波爐溫度調至 250、400、550、700 W，分別在3 min時，取出攪拌30 s，冷卻至室溫后備用。

1.2.2 小麥粉糊化性質的測定

根據ICC169及GB／T 14490—1993規定的測試標準進行。

RVA譜特征由6個指標組成，即糊化溫度（pasting temperature，PTP）、峰值黏度 （peak viscosity，PV）、谷值黏度（through viscosity，TV）、最終黏度（final viscosity，FV）、衰減值（break down，BD）、回生值（setback，SB）。黏度單位用“RVU”表示。

1.2.3 面糊凝膠質構特性測定［9］

將從快速黏度測定儀（RVA）中取出的鋁盒小罐冷卻至室溫后加蓋密封，防止水分蒸發，放于4℃的冰箱中保存12 h后，使用TA－XT物性測試儀測定凝膠結構，選用型號為 P／0.5 R柱狀探頭，以1.0 mm／s的速度在5 N力作用下進入凝膠5 mm，再回復至最初位置，并記錄數據描繪曲線。硬度是樣品達到一定變性時所必須的力。硬度值指第一次穿沖樣品時的壓力峰值。彈性是變性樣品在去除變性力后恢復到變性前的條件下的高度或體積比率。它的量度是第二次穿沖的測量高度同第一次測得高度的比值。

1.2.4 粉質拉伸特性

粉質性能的測定：參照文獻［10］。

拉伸性能測定：采用布拉班德拉伸儀（extensograph）測定參照 ICC標準 NO.114和 GB／T 14615—2006《小麥粉面團的物理特性流變學特性的測定拉伸儀法》。

1.3 數據處理

數據統計與處理采用Excel軟件；差異顯著性相關分析采用SPSS軟件。

2 結果與分析

2.1 不同微波處理時間對小麥粉糊化性質的影響

由表1可知，由于微波的處理，使得經3、6、9 min處理后小麥粉的峰值黏度、谷值黏度、最終黏度均比原小麥粉顯著升高，微波處理3 min后升幅分別達到了15.14%、16.63%、16.94%。小麥粉經過微波處理糊化溫度明顯下降，如微波處理6 min時比原小麥粉下降了18.10℃，小麥粉糊化是淀粉和蛋白質共同作用的結果，小麥粉中的面筋蛋白在糊化過程中形成網絡結構，淀粉顆粒被面筋網絡包住，阻礙了淀粉顆粒吸水糊化［11］。由于微波處理使得蛋白質網狀結構破壞［7］，而使淀粉能夠充分吸收水分膨脹，并且微波也破壞了直鏈分子內和分子間的氫鍵連接，而且很多支鏈淀粉分子發生降解，生成相對分子質量小于2×107的小分子質量淀粉［4］，加快小麥粉吸水糊化，黏度增加，也使得糊化溫度降低。這與羅志剛［12］，Lewandowicz等［13］及謝巖黎等［14］關于微波作用于淀粉后，淀粉黏度降低，這一規律不相符，說明微波對淀粉和小麥粉的性質影響是不同的。回生值表明的是短期回生，與直鏈淀粉有關，微波處理后，小麥粉的回生值比原小麥粉高，說明微波處理后促進了直鏈淀粉的定向排列，更有利于形成面糊凝膠結構。

表1 不同微波時間對小麥粉的糊化性質影響

2.2 不同微波時間對面糊凝膠質構性質的影響

由表2可以得知，微波處理6 min使面糊凝膠的硬度發生了較明顯的下降，處理6 min至15 min硬度變化不明顯。產生這一現象的原因有可能是微波處理后，面筋的網狀結構不能再將小麥粉中的降解的直鏈淀粉和支鏈淀粉包住，淀粉溶出從而造成面糊凝膠的硬度降低。由表2可以得知微波處理前后面糊凝膠的彈性、回復性和內聚性沒有顯著性差異。

表2 不同微波時間對面糊凝膠質構特性的影響

2.3 不同微波時間對小麥粉稠度特性影響

由表3可得，不同微波時間處理的小麥粉吸水率有所降低，最大壓力先升高后減小，在3 min時達到最大，達到最大值時的時間明顯延長。250 s和450 s處的壓力差都有下降的趨勢，面團的穩定時間在處理6 min時比原小麥粉增大了79.08%，處理9 min和12 min時的面團由于筋力太強，到儀器規定的8 min時面筋還未斷裂，儀器顯示不出來。微波處理后小麥粉吸水率降低，450 s處的跌落值降低，穩定時間延長，說明經微波處理后小麥粉面團稠度特性比原小麥粉好［15］。

由表4可知，經過不同微波處理時間的小麥粉拉伸能量是先增大后減小，在550 W，6 min時達到最大。延伸度則是顯著降低，在3 min時急劇降低之后則緩慢降低。拉伸阻力、最大阻力、拉伸比和最大比則都增大。與原樣相比，微波處理3 min與微波處理6 min的能量大，面團彈性強，黏性降低，抗拉強度和面團強度都增強。

產生這一現象可能的原因是微波處理后淀粉降解，加水攪拌時，使其在網狀結構中能夠自由移動，充分吸水包裹在蛋白質中，從而使面筋筋力增強。而微波處理15 min的樣品由于改變較大超過了拉伸儀檢驗的限度。

2.4 不同功率微波處理對小麥粉糊化性質的影響

由表5可知，經過不同功率微波處理后的小麥粉的峰值黏度、谷值黏度、最終黏度均比原小麥粉高，如微波處理700 W時，小麥粉峰值黏度、谷值黏度、最終黏度分別比原小麥粉提高了14.88%、15.30%、20.97%。糊化溫度稍有下降，700 W時下降了2.50℃，降幅2.87%。總體來說，不同功率的微波處理對小麥粉的影響不如不同時間微波處理的明顯，即小麥粉經不同功率微波處理后小麥粉的網狀結構破壞程度并不大，而且直鏈淀粉和支鏈淀粉降解少，使得直鏈分子之間的氫鍵強度減弱不明顯，支鏈淀粉暴露程度低，吸水膨脹少，使得糊化溫度降低不明顯，黏度增大效果也不明顯。

淀粉的早期老化主要是直鏈淀粉的重結晶，高分子的直鏈淀粉之間形成交聯網絡（隨后結晶），回生值反映了淀粉冷糊的穩定性和老化趨勢［16］。由表5可知隨著微波處理功率的增大，樣品回生值比原小麥粉明顯升高，產生這一現象的原因可能是微波處理后，樣品淀粉顆粒變得結構致密，易聚集。直鏈淀粉在體系中趨向相互靠攏、平行排列，由羥基產生氫鍵，水分子進入結晶層［17］，互相結合形成大于膠體點，進一步促進了較大的晶體顆粒的形成。

表3 不同微波時間對小麥粉稠度特性的影響

表4 不同微波時間對小麥粉拉伸特性的影響

表5 不同功率微波對小麥粉糊化性質的影響

2.5 不同微波功率對面糊凝膠質構的影響

由表6可以看出，小麥粉凝膠硬度和回復性都有明顯均勻的下降，微波處理700 W時分別比原小麥粉下降了25.31%、33.76%，彈性和內聚性無顯著性差異。產生這一現象的原因可能是微波處理小麥粉使蛋白質網狀結構破壞，并且使淀粉顆粒破壞，淀粉鏈被降解、移位，使得吸水膨脹后，空間致密，但結構松散，因此淀粉凝膠硬度的下降。

2.6 不同微波功率對小麥粉稠度特性影響

由表7可知，不同功率微波處理過的小麥粉吸水率稍有下降，降幅11.47%（6 min，700 W）。最大壓力值是先增大后減小，在400 W時到達最大，達到最大壓力時的時間是逐漸變長，250 s和450 s的稠度曲線壓力明顯下降，在250 W處急劇下降，穩定時間有明顯增加，增幅130.61%（550 W）。吸水率受外部因素影響較大，蛋白質含量越高，吸水率越高，可知微波處理后對小麥粉有一定的破壞作用。最大壓力下的時間是增長的，面團的穩定時間也是增長的，說明面筋的筋力越來越強，在短的時間內，跌落值明顯變小，說明面筋筋力持續性高。表明小麥粉由低筋粉逐漸變為高筋粉。

由表8可以得出：拉伸能量先增大后減小，在6 min，400 W時最大。拉伸阻力、最大阻力、拉伸比、最大比都有明顯的升高，分別增長了154.47%、170.54%、320.83%、348%，延伸度有明顯降低，降幅40.38%（6 min，400 W）。這說明抗拉強度、面團彈性強度明顯增強，而面團黏性有明顯下降，即延展性能明顯下降，從而面筋筋力增大。與高品質小麥粉的粉質拉伸曲線相比，250 W和400 W最為符合相應曲線，說明微波處理后，這兩個樣品的品質比原樣要好。

表6 不同微波功率對面糊凝膠質構的影響

表8 不同微波功率對處理小麥粉拉伸特性影響

3 結論

3.1 不同微波時間處理過的小麥粉：在微波處理時間3 min到9 min時間內在不程度上提高小麥粉的峰值黏度、谷值黏度、最終黏度；小麥粉硬度降低，面團穩定時間增大，面團彈性強，延伸度降低，抗拉強度和面團彈性強度都增強，與原樣的低筋粉相比，逐漸變為高筋粉。以6 min處理的小麥粉品質為最佳。

3.2 不同功率微波處理過的小麥粉：在微波功率為200 W到550 W的范圍內，小麥粉糊化溫度降低、回生值增大；小麥粉凝膠硬度和回復性明顯下降，而彈性和內聚性無明顯變化；吸水率降低，最大壓力下的時間和面團的穩定時間是增長的，跌落值明顯變小，說明面筋筋力變化小，持續性高；抗拉強度、彈性面團強度明顯增強，從而面筋筋力增大。以400 W處理的小麥粉品質較佳。

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