不同儲藏條件對小麥流變學特性的影響

曹穎妮，趙光華，余大杰，裴金花，胡京枝，魏振亞，胡衛國，張軍鋒，許 琦，黃繼勇，郝學飛,

（1.河南省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所/農業部農產品質量監督檢驗測試中心/河南省糧食質量安全與檢測重點實驗室，河南鄭州 450002；2.河南省農業科學院小麥研究所，河南鄭州 450002；3.河南省農產品質量安全檢測中心，河南鄭州 450002）

小麥是我國的主要糧食作物，產量約占我國糧食總產量的22%左右。新收獲的小麥不能直接用于生產加工，需要經過2～3個月的后熟時間，其品質指標才能趨于穩定，但是還需要合理的儲藏條件，才能延緩小麥劣變、陳化的過程。小麥樣品送檢時環境溫度較高，室溫不利于儲藏，高溫雖然可以減少小麥的后熟時間，但是長期高溫也會加速小麥品質劣變[1-3]。目前部分檢測中心接收品質檢測的樣本量大且集中，單個樣品涉及項目6～12個，檢測過程復雜、繁瑣，致使部分樣品不能及時進入檢測環節。因此，研究適合實驗室少量樣品短期儲藏的方法，盡可能減少樣品品質指標的變化顯得尤為重要。

目前，大部分關于糧食儲藏的研究偏重于模擬糧庫實倉儲藏條件，充氮氣調和低溫是現階段公認能有效減緩小麥質變速度的儲藏方式，大多圍繞理化指標進行，如水分遷移、發芽率、脂肪酸、面筋吸水率等[4-7]。劉麗杰等[8]的研究結果表明0 ℃條件下真空處理的小麥儲藏品質最佳，可以很好地抑制氧化分解作用，防止小麥儲藏過程中脂肪酸值、酸度的升高。另一小部分的研究主要針對儲藏條件對小麥加工品質的影響，結論較為一致的是，新收獲小麥在常溫儲藏過程中，醇溶蛋白含量減少，谷蛋白含量增加，面粉的吸水量和面團形成時間基本保持不變。隨儲藏時間的延長，穩定時間和拉伸阻力逐漸增加，延伸性減弱[9-12]。趙乃新等[13]將不同面筋強度小麥品種儲藏2個月和5個月后也發現，蛋白質、濕面筋含量和吸水量變化較小，強筋類品種隨著儲藏時間的延長，面團的拉伸阻力增大，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]的研究表明蛋白質變化較小，濕面筋含量、形成時間和穩定時間增大，吸水量減小。以往的研究多在室溫條件下進行，而室溫是一個動態的變化過程，干擾因素太多，結果不一致。因此，本實驗選取強、中和弱筋三種類型的小麥，以品種審定較關注的與面筋質量緊密相關的品質指標為主要研究對象，結合小麥收獲后常規儲藏溫度和實驗室易實現的儲藏溫度，研究儲藏期小麥的品質隨時間延長可能造成的變化，探索實驗室小量樣品的短期儲藏條件，為更加準確地對小麥品質進行評價奠定基礎，服務育種。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

強筋小麥西農20 籽粒水分11.3 g/100 g，蛋白質含量16.4 g/100 g，硬度指數67；中筋小麥周麥28籽粒水分11.3 g/100 g，蛋白質含量14.9 g/100 g，硬度指數63；弱筋小麥揚麥15 籽粒水分11.9 g/100 g，蛋白質含量11.3 g/100 g，硬度指數44。

K1100F型全自動凱氏定氮儀 山東海能科學儀器有限公司；JYDB 100×40小麥硬度指數儀 布勒糧食檢驗儀器無錫有限公司。

1.2 樣品儲藏條件

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

小麥面粉：小麥（強筋、中筋和弱筋）制粉后，面粉放置4 ℃儲藏，分別放置20、40、60 d后進行面粉理化和流變學特性測定。

1.3 品質檢測方法

文中檢測方法均按照國家標準進行：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；吸水量和流變學特性測定：粉質儀法（GB/T 14614-2006）；流變學特性測定：拉伸儀法（GB/T 14615-2006）。不同處理的數據允許誤差范圍根據國家標準判定。

1.4 數據處理

試驗數據均采用Microsoft excel 2013處理。

2 結果與分析

2.1 不同類型小麥籽粒在不同儲藏條件下品質指標的變化

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

由表2可以看出，不同溫度和時間對中筋小麥的濕面筋含量、吸水量、形成時間、穩定時間、弱化度和延伸度影響較小。除35 ℃儲藏60 d時濕面筋含量和吸水量處于臨界值外，其余均未超過標準要求的誤差值范圍，但是對拉伸各參數均有不同程度的影響。其中-20 ℃條件下，儲藏至20、40和60 d時，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影響較大。

不同儲藏溫度和時間對弱筋小麥濕面筋含量、吸水量、形成時間、拉伸各參數的影響較小（表3），除了吸水量有兩個超差外，其余均在標準要求的誤差值范圍內。不同儲藏溫度和時間對穩定時間和弱化度的影響較大，尤其是穩定時間（圖5～圖6），相對相差最大值達到136.7%，嚴重超差；當儲藏時間達到60 d時，穩定時間結果與對照結果不超差。對照其它弱筋小麥（未附圖）與揚麥15粉質圖譜發現，揚麥15的粉質圖譜具有其特殊性，具體表現在面團稠度達到峰值后，一般的弱筋小麥面團耐攪拌能力會迅速減弱，弱化度值在100 FU以上，甚至200 FU以上，而揚麥15的弱化度較小，與強筋小麥的弱化度相近（表1），且小于中筋小麥（表2），表明揚麥15的面筋強度較強，耐攪拌能力較強，與一般弱筋小麥不同。因此，粉質儀讀數差別較大與其本身的特性有關。

表1 強筋小麥在不同儲藏條件下的品質性狀Table 1 Quality parameters of strong-gluten wheat in different storage conditions

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

圖2 西農20在35 ℃條件下儲藏60 d的粉質曲線圖譜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藏時間下品質性狀變化

制粉完成后，面粉后熟14 d開始檢測，但是遇到樣品量大，不能及時進入檢測環節的樣品，為了最大限度地保證后續樣品檢測結果準確性，本研究結合小麥籽粒儲藏的初步結果和面粉儲藏的實施可行性，進行了在4 ℃不同儲藏時間下面粉品質性狀的測定（見表4）。從結果可以看出，與對照相比，在4 ℃條件下，各類型小麥除儲藏時間60 d時的吸水量超差外，其濕面筋含量、粉質各參數均在標準要求的誤差值范圍內；而不同的儲藏時間對各類型小麥拉伸各參數的影響不同，強筋小麥拉伸各參數均未超差；中筋小麥在儲藏60 d時的拉伸面積超差，其它均未超差；因此，強筋和中筋面粉在4 ℃儲藏是可行的。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。可見，弱筋小麥制粉完成后應加快檢測，但是弱筋小麥一般不要求檢測拉伸參數，這個結果僅作為參考。

表2 中筋小麥籽粒在不同儲藏條件的品質性狀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藏條件的品質性狀Table 3 Quality parameters of weak-gluten wheat in different storage conditions

3 結論與討論

不同儲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，各參數測定值較穩定，在標準要求允差值內；但是對其它品質參數的影響在強、中和弱筋小麥中表現不同。可能是因為面粉在儲藏階段發生的化學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直接影響與其相關的品質指標測定，從而表現出不同程度的超差現象[3,17-18]。總體來說，以籽粒方式儲藏時，不同的儲藏條件對強筋小麥的影響較小，僅高溫（35 ℃）對強筋小麥的形成時間和拉伸面積有影響。因此，強筋小麥的儲藏應避免高溫；不同的儲藏條件對中筋小麥的拉伸各參數影響較大[19]，尤其在-20和35 ℃時，除延伸性外，其它品質指標均有不同程度的超差，因此中筋小麥儲藏應避免-20和35 ℃；與中筋不同，不同儲藏條件對弱筋小麥的拉伸各參數影響較小，對粉質參數影響較大，尤其是穩定時間。但是隨著面粉放置的時間越長，粉質各參數測定值越接近對照，在允差范圍內。

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

圖5 揚麥15在室溫條件下儲藏的粉質曲線圖譜Fig.5 Dough farinograph curve of Yangmai15 storage at room temperature

圖6 揚麥15在-20 ℃儲藏20d的粉質曲線圖譜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藏時間下品質性狀Table 4 Quality parameters of different wheat flours in different storage conditions at 4 ℃

弱筋小麥揚麥15為優質弱筋品種，審定時的面團穩定時間僅1.1 min，但是在本實驗中發現，其籽粒-20 ℃儲藏至20～40 d時，穩定時間達到11.2～11.7 min（圖5、圖6），超過了國家標準強筋小麥的穩定時間（8 min），隨著儲藏時間的延長至60 d時，穩定時間降至1.7 min，究其原因，可能與其粉質曲線圖譜較寬，達到高峰值后下降較小，弱化度較低，然后較長時間穩定在這個范圍，因此粉質儀讀數顯示穩定時間較長有關；也與揚麥15本身特質有關，其面筋指數偏硬，能夠達到71%～93%，拉伸各參數均較大，最大拉伸阻力400 FU，超過了大多數中筋小麥的拉伸參數值[23]。西農20和揚麥15的研究結果均說明，針對這一類面筋較強的樣品，要適當延長其后熟時間，保證小麥的品質達到一個相對穩定，又能真實體現其特性的狀態，在今后的檢測中需要特別重視。有關小麥在儲藏過程中溫度對某一類蛋白或淀粉的感應機理，需要進一步的深入研究。