熱處理對小麥粉品質特性影響的研究進展

賈澤宇, 卞 科, 劉遠曉, 李萌萌, 關二旗

(河南工業大學糧油食品學院,鄭州 450001)

小麥是我國主要的糧食作物之一,其在種植、收獲、儲存、加工和運輸中常受到害蟲污染以及微生物侵染,易對糧食安全以及農業經濟產生巨大威脅[1]。除在小麥生長時期進行防治外,在小麥收獲后的儲藏及加工階段進行殺蟲滅菌也是保護糧食安全的重要環節。熱處理是谷物儲藏與加工中常用的處理方法,傳統的熱處理方式常用于干燥、殺蟲、滅菌等,此外,采用熱處理可以減少食品添加劑以及化學熏蒸劑的使用量[2, 3],對人體的安全性更高。

熱處理的高溫作用對小麥品質具有顯著影響,不同的熱處理方式及處理條件對小麥籽粒及小麥粉品質影響各不相同。此外,熱處理在改善小麥粉中具有較好的效果,適度的干熱處理可以增強面筋筋力,改善小麥粉的糊化及流變學特性,濕熱處理則可顯著降低小麥粉的消化性能,對開發健康飲食具有重要意義。然而,不合適的熱處理方式或過度熱處理,也會對小麥粉的品質造成諸多不良影響,如蛋白變性而無法形成面筋網絡、破損淀粉含量過高、粒度分布不均等,從而影響產品質量。因此,需要在研究中明確不同熱處理方式對小麥粉品質特性的影響機理,并針對目標產品選取恰當的熱處理方式與適度的熱處理條件。文章介紹了小麥儲藏與加工中常用的熱處理方法,綜述了不同熱處理方式對小麥粉微觀形態、理化性質、糊化特性以及消化特性的影響情況,為熱處理在小麥加工中的應用及相關研究提供參考。

1 小麥熱處理主要方法及其應用

小麥儲藏與加工中常用的熱處理方式有熱風處理、濕熱處理、過熱蒸汽處理、微波處理等,不同的熱處理方式有不同的熱作用原理：熱風處理、濕熱處理分別是較為典型的干熱、濕熱作用方式;噴霧干燥在干燥前期物料水分含量較大,有一定程度的濕熱作用,而過熱蒸汽在處理前期產生一定的冷凝水被物料所吸收,具有時間較短、程度較小的濕熱作用,但2種處理方式都是以干熱作用為主體;微波處理、紅外熱處理則是非接觸式的輻射傳熱,傳熱效率較高。各處理方式的特點以及用途如表1所示。

1.1 熱處理的殺蟲滅菌脫毒作用

小麥在生長期以及收獲后易受到害蟲以及微生物的侵害,害蟲的蛀蝕和真菌代謝產生的真菌毒素對小麥的營養品質、食用品質以及安全性影響較大[18, 19]。小麥在生長期間受到真菌侵染,以次生代謝產物的形式產生真菌毒素,如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、伏馬菌素等會誘導肝臟產生氧化應激反應和肝臟炎癥[20],引起嘔吐、腹瀉、神經紊亂等一系列毒性反應。此外,若在小麥的儲藏期間因儲藏條件不良而導致小麥受到害蟲的侵害,會導致小麥發熱、霉變,最終失去食用價值。

目前我國對小麥中病害蟲以及微生物的去除通常采用化學防治以及物理殺滅的方法,但化學防治通常存在安全性差、易產生抗性、易引入新的有害物質等問題,而熱處理的安全性更好。一般來說,熱處理溫度高于33 ℃時可以對害蟲的生長達到較好的抑制效果甚至殺滅部分害蟲,在55～60 ℃條件下熱風處理10～15 min可以殺滅50%以上的蛀食性和粉食性害蟲[21]。此外,熱處理在去除小麥籽粒及小麥粉中微生物以及真菌毒素的降解方面也具有比較好的效果。研究表明對小麥籽粒進行200 ℃過熱蒸汽處理80 s即可殺滅99.9%的細菌以及81.8%的芽孢桿菌[22]。此外,研究發現過熱蒸汽對赤霉病小麥中DON具有顯著的降解效果,最高降解率可達79.8%;對赤霉病小麥麩皮中的DON降解率最高可達91.12%[9, 23]。

1.2 熱處理的鈍酶作用

小麥中的某些酶的催化作用會在小麥的不同加工處理階段產生不良影響,如α-淀粉酶活性過高會促使淀粉發生水解[24];多酚氧化酶引起的酶促反應會造成小麥制品的褐變、降低小麥蛋白質的營養價值[25];此外,脂肪氧合酶還會促進脂氫過氧化物的生產,導致小麥在儲藏過程中易產生不良氣味。研究表明,熱風處理、微波處理、過熱蒸汽處理、紅外焙烤處理等熱處理方式對小麥中相關酶的活性具有顯著的抑制效果[26, 27],可以有效保護小麥籽粒以及小麥粉的加工品質和營養品質,顯著延長相關產品的貨架期。

熱處理在小麥的儲藏及真菌毒素的降解方面雖然有較好的效果,但熱處理對小麥粉品質特性具有較大影響,國內外學者針對熱處理對小麥粉相關理化指標及品質特性的影響進行了大量的研究。

2 熱處理對小麥粉消化特性的影響

淀粉根據其消化性能的不同而分為快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)及抗性淀粉(RS),SDS及RS對于減輕體重、控制飲食后血糖代謝以及預防心腦血管疾病具有重要意義。通過物理(熱處理、超高壓處理、超聲處理、電子輻照處理等)或化學手段(酶法、酸法、酯化、醚化等)來對淀粉及淀粉基食品進行改性已成為食品加工行業的研究熱點之一[28]。不同熱處理方式對小麥粉消化特性的影響如表2所示。

相較于其他熱處理方式,濕熱處理可顯著降低小麥粉的消化特性。在120 ℃、含水量為30%的環境下處理小麥粉30 min可使小麥粉及小麥淀粉的RDS、SDS含量顯著降低,RS含量顯著增加。相同條件下對小麥粉和小麥淀粉進行濕熱處理后發現,小麥粉的SDS降低幅度大于小麥淀粉,而RDS降低幅度以及RS的增大幅度則小于小麥淀粉。該現象與小麥粉中存在的多種基質之間的相互作用有關,濕熱處理所形成的蛋白質-淀粉團聚物為淀粉顆粒提供的物理屏障以及脂質與淀粉在高溫高濕環境下所形成的V型結晶[29]共同減緩了淀粉酶對淀粉顆粒的酶解作用;淀粉鏈的遷移重排導致淀粉顆粒中結晶區域增加,形成了新的雙螺旋結構,淀粉鏈之間相互交聯形成淀粉簇;通常把直鏈淀粉-直鏈淀粉、直鏈淀粉-支鏈淀粉之間的相互交聯所形成的較為堅硬的結構認為是濕熱處理后小麥粉消化性降低的主要原因[30]。

3 熱處理對小麥粉理化特性的影響

3.1 熱處理對小麥粉粉質特性的影響

研究熱處理對面團流變學特性的影響可將熱處理對小麥粉相關成分的影響與成品品質之間相聯系,對于評價熱處理對小麥粉質量以及加工特性有重要意義;粉質特性是小麥粉面團流變學的重要指標,可直觀反映小麥粉形成面團以及面團耐揉混的能力。

有學者指出,從宏觀角度出發,可將小麥面團簡單概括為以淀粉為填充物的連續面筋基質[34]。因此,熱處理導致的破損淀粉增多以及蛋白質的聚集和變性是熱處理影響粉質特性的主要原因。適度的干熱處理(處理溫度≤130 ℃、處理時間≤3 min)對面筋蛋白有增強筋力的作用,從而改善小麥粉的粉質特性;增加小麥粉的形成時間、穩定時間,顯著降低其弱化度[4, 35]。熱風處理后的小麥粉中破損淀粉含量增多,導致其吸水率隨處理強度的增大而顯著增加,促進了面團的水合作用;另一方面,熱風處理導致的面筋蛋白形成面筋網絡的能力增強及筋力增大則是改善面團穩定性的主要因素,在過熱蒸汽處理小麥粉對其粉質特性的研究中也出現了相同的變化趨勢[36]。熱風和過熱蒸汽處理導致的筋力增強主要是因為干熱效應引起的蛋白質空間構象的改變,小麥蛋白質在較高溫度的影響下展開疏水基團,蛋白之間通過疏水相互作用及共價鍵作用力相互鏈接聚集,促進麥谷蛋白-麥谷蛋白、麥谷蛋白和麥醇溶蛋白、球蛋白-球蛋白之間發生聚合反應[37]。

有研究發現過熱蒸汽處理小麥籽粒、小麥粉及潤水小麥粉后,小麥蛋白構象發生變化,蛋白質結構展開,自由巰基被氧化成二硫鍵,以高分子量麥谷蛋白為主要成分聚集形成不溶性蛋白聚合物[36]。干熱作用引起的小麥蛋白質的適度聚集有利于增強面筋網絡筋力,從而改善小麥粉的穩定時間及弱化度,有利于提高饅頭、面包、面條等面制品的加工品質,但當處理過度時,強烈的熱作用所導致的破損淀粉含量增多和蛋白質結構的破壞又會導致面團結構穩定性降低,即弱化度顯著增加,因此,選取恰當的熱處理條件是改善小麥粉粉質特性的關鍵因素。

微波處理則對小麥面筋蛋白有更明顯的影響。小麥粉進行短時間的微波處理對粉質特性有一定的改善作用,可提升面筋的筋力,增加面團的耐揉混能力;而當處理強度較大時,由于微波對面筋蛋白的破壞作用而小麥粉導致難以形成面筋網絡[38];這種影響是因為微波處理會促使蛋白質的緊密結構逐漸伸展,在高強度的微波作用下,破壞了維持蛋白質結構的共價鍵及分子間作用力,面筋蛋白中發生S—H鍵向S—S鍵的交換反應,SS/SH比值增加[39],游離S—H鍵無法在和面的過程中形成較強的面筋網絡,使得處理后的小麥粉形成面筋網絡的能力減弱,其形成的面筋網絡出現孔隙,進而破壞小麥粉形成面團的能力,降低面團的揉混能力,從而影響產品品質,使面條制品的黏度增大、韌性減弱、烹煮損失增加[40]。

3.2 熱處理對小麥粉糊化特性的影響

淀粉在高含水量的環境受到熱作用的影響而發生糊化,雙折射消失,化學鍵被破壞、結晶區消失,直鏈淀粉溶出,支鏈淀粉伸展纏繞形成團狀含水膠體并互相纏繞。糊化特性作為小麥粉的重要質量指標,可直觀反映小麥粉的相關加工性能,并對食品的感官特性有較大影響。

研究發現,微波處理、過熱蒸汽處理及熱風處理對小麥粉的糊化特性具有相似的影響趨勢[4, 41, 42],當處理強度較低時其黏度(峰值黏度、谷值黏度、最終黏度)呈增加趨勢,處理強度高于某一點時則會降低;衰減值及回升值隨著處理強度的增大而增加。雖然趨勢相近,但不同處理方式影響糊化特性的途徑各有差異。微波處理會展開蛋白質結構,改變面筋蛋白構象,削弱面筋蛋白形成面筋網絡的能力,使形成的面筋網絡變得疏松多孔,致使填充在面筋基質中的淀粉顆粒更易吸水膨脹[40];也會導致支鏈、直鏈淀粉降解為分子量較小的淀粉鏈[43],使得小麥粉更易糊化,從而顯著降低糊化溫度、增加淀粉糊化后的糊化黏度。過熱蒸汽處理則會造成小麥粉的部分糊化、淀粉顆粒破碎、蛋白質部分變性團聚、基質之間相互交聯等現象,其中,高溫引起的小麥蛋白質的變性使得蛋白質的疏水基團暴露,而蛋白質疏水性的增大則會影響淀粉顆粒的吸水膨脹時間,是導致小麥粉的糊化溫度及相關黏度系數呈上升趨勢的主要因素之一[31, 44]。淀粉糊化后的回生作用,處理引起基質交聯及面筋蛋白的破壞則是處理強度較高時小麥粉的峰值黏度、谷值黏度及最終黏度均呈下降趨勢的主要原因,隨著處理強度的增大,回升值及衰減值的增加也意味著過熱蒸汽處理會降低小麥粉的糊化穩定性[34]。

濕熱處理后的小麥粉顯著降低了峰值黏度、谷值黏度及最終黏度,糊化溫度顯著升高。Li等[33]在研究中發現,濕熱處理后的小麥粉相較于小麥淀粉在峰值黏度、谷值黏度及最終黏度上有更明顯的變化趨勢,而濕熱處理后的小麥淀粉則在回升值上有更顯著的降低趨勢。說明濕熱處理可顯著降低小麥淀粉的糊化穩定性,濕熱處理過程中淀粉的高度糊化及冷卻干燥后的淀粉結晶重排是其影響小麥粉糊化特性的主要原因。而濕熱處理小麥粉的過程中,除其對淀粉顆粒的影響外,還對小麥蛋白質有較大影響,研究表明,濕熱處理后多肽中CO鍵的伸縮振動,NH鍵、CH鍵的彎曲振動揭示了蛋白質的變性,并且,處理后小麥蛋白質中β-折疊、β-轉角與反向平行β-折疊比例的增加表明了濕熱處理會降低小麥蛋白質的穩定性[45],除此之外,在高溫高濕環境下發生的直鏈淀粉-脂質、蛋白質-淀粉交聯等基質之間的聚合團聚現象可能在一定程度上限制了其對淀粉顆粒的破壞作用。

3.3 熱處理對小麥粉溶解度和膨脹勢的影響

在熱處理小麥粉的過程中,會影響淀粉的分子結構和分子間作用力,從而導致小麥粉的直鏈淀粉溶解率和膨脹勢發生變化。淀粉溶解度和膨脹勢分別代表直鏈淀粉溶出率和淀粉分子間的相互作用,其通過影響面團、面糊的黏度來影響以淀粉為主要原料所制成食品的外觀形貌、質構特性、食用品質以及貨架期等相關食用品質[46]。

濕熱處理、擠壓處理、噴霧干燥處理則會導致小麥粉的溶解度顯著高于對照組,且均出現溶解度隨著處理條件的增強而降低的現象,其中,擠壓膨化處理變化幅度最大[7]。3種處理方式在處理前期均涉及水熱作用,而研究發現濕熱處理對小麥粉溶解度的影響主要發生在處理前30 min[47],因此,含水熱作用的熱處理方式處理小麥粉時所造成其溶解度的升高,是因為在處理初期,淀粉顆粒在高含水量下受到熱作用,淀粉發生部分糊化,分子間的締合作用減弱,導致直鏈淀粉在此期間較易溶出,而隨著處理溫度的升高,蛋白質變性后逐漸包裹淀粉顆粒以及直鏈淀粉-脂質復合物的生成會導致淀粉顆粒的溶解度逐漸降低[48]。

過熱蒸汽處理小麥粉可顯著降低其溶解度,由于其具有較高的傳熱效率以及特殊的傳熱介質等特點,其在處理過程中因高溫導致的變性蛋白質與淀粉顆粒交聯形成的較為堅硬的結構通常被認為是過熱蒸汽抑制物質溶出的主要原因;而隨著處理強度的增大,交聯現象增多,淀粉顆粒和周圍的蛋白質網絡變得更加牢固,從而導致了溶解度值逐漸降低和膨脹勢先升高后降低的趨勢[42]。水熱作用有利于形成可抑制淀粉膨脹勢的直鏈淀粉-脂質復合物[49, 50],所以濕熱處理后的小麥粉膨脹勢略有降低,但不同處理條件下的小麥粉的膨脹勢基本無顯著變化,而噴霧干燥處理和擠壓膨化處理則因處理時間短而直鏈淀粉-脂質復合物生成較少、對淀粉顆粒破壞較大而無明顯變化。

4 熱處理對小麥粉微觀形態的影響

小麥粉中淀粉主要以顆粒的形式存在,通常B型淀粉的直徑在5～10 μm之間,呈球形,A型淀粉為圓盤形顆粒,粒徑一般在25～40 μm之間[51];而小麥粉中位于50～300 μm處的基質則主要是面筋蛋白與淀粉顆粒形成的簇狀團聚物,總體來看,小麥粉粒徑主要呈雙峰分布[52]。小麥粉基質之間產生的交聯現象以及處理過程中淀粉的破損情況與小麥粉的質量有直接的關系,基質之間的交聯會間接地影響小麥粉的糊化特性,如淀粉-蛋白質的不同程度交聯可能會形成物理屏障,阻礙直鏈淀粉浸出,直鏈淀粉-脂肪酸復合物則對淀粉膨脹勢有較大影響[53]。而破損淀粉含量的變化則對小麥粉的流變特性、糊化特性等具有較大的影響。研究熱處理對小麥粉的微觀形態的影響可以直觀地了解到熱處理對小麥粉的影響作用。

4.1 熱處理對基質團聚現象的影響

熱作用對小麥淀粉顆粒以及蛋白質通常具有較大影響,多數熱處理方式會導致小麥粉基質之間出現交聯的情況,但不同熱處理方式具有不同的傳熱效率以及傳熱特點,其對小麥粉基質的影響及交聯現象有著不同的效果。

過熱蒸汽處理的傳熱介質為干飽和水蒸氣,其在處理初期時會因為較大的溫度差而在物料表面形成冷凝水,該冷凝水會在高溫的作用下破壞淀粉分子間的氫鍵[31],引起淀粉的部分糊化;高溫導致的面筋蛋白變性與糊化后的淀粉之間相互粘連形成團聚體,該現象會顯著影響小麥粉的粒徑分布,造成小麥粉粒徑的雙峰分布向中值粒度聚集,處理后的小麥粉在100 μm處呈單峰分布,小麥粉粒徑的均勻性有益于提高最終產品的品質及口感的均一性[54]。濕熱處理由于具有較高的含水量及處理溫度,可以觀察到對小麥淀粉進行濕熱處理后,淀粉顆粒在處理過程逐漸裂解,淀粉鏈之間逐漸互相纏繞、B型淀粉顆粒之間出現了相互粘連的情況;對小麥粉進行濕熱處理后觀察到小麥蛋白質在高溫的作用下發生變性后,與糊化淀粉顆粒相互聚集,而處理后的樣品出現V型結晶也意味著直鏈淀粉-脂質復合物的產生。隨著含水率的增加,這些團聚現象更為明顯[32]。濕熱處理小麥淀粉及小麥粉后造成的小麥粉基質之間的團聚可能是導致其處理后消化性顯著降低的主要原因;但也應注意在濕熱處理后進行干燥時,處理方式、處理條件對樣品的二次影響。在噴霧干燥處理后的小麥粉中則未觀察到團聚現象,處理后的小麥淀粉顆粒分散均勻,且相比于未處理組,處理后有更小的淀粉顆粒從小麥粉基質中裸露出來,淀粉顆粒并未遭到顯著破壞,僅有部分凹痕[7]。

在熱處理小麥的過程中,熱作用引起小麥粉基質之間出現的團聚現象的主要原因可分為蛋白質及淀粉2個方面：1)高溫環境誘導蛋白質發生變性,蛋白質結構發生變化,使得位于內部的疏水基團暴露出來,并在熱運動的作用下促進蛋白質之間的聚集;2)高溫高濕環境下所引起的淀粉鏈間的相互纏繞及淀粉鏈的遷移重排會促使淀粉簇的形成,以及淀粉顆粒同其他基質之間的團聚。基質之間適當的團聚現象有益于提高小麥粉均勻性,提高產品穩定性,但若是熱處理條件不當,則會對小麥粉品質造成不良影響。

4.2 熱處理對淀粉損傷情況的影響

小麥籽粒在研磨及處理過程中受到的相關機械作用和熱作用等會使小麥胚乳細胞的結構、淀粉顆粒的穩定性發生變化,從而導致淀粉顆粒在加工中受到損傷,破損淀粉含量的不同會影響最終產品粉的理化性質[55]。研究表明,熱處理均會增加小麥粉中破損淀粉含量,這主要歸因于熱量傳遞進小麥淀粉顆粒內部造成的淀粉顆粒受熱膨脹以及變形塌陷,該現象通常會隨著處理溫度的提高和處理時間的延長而更加明顯[56]。相較于正常淀粉顆粒,破損淀粉的吸水率更高且更易水解從而產生發酵所需的葡萄糖,適量的破損淀粉含量有益于提升面包、饅頭等發酵面制品的品質,但其含量過多時則會因為吸水過多而導致產品塌陷、軟爛[57]。因此,在熱處理對小麥粉品質特性的研究中應注意熱處理方式及處理條件對破損淀粉產生情況的影響。

熱處理對淀粉顆粒有一定的熱損傷作用,通過SEM可觀察到各熱處理方式會導致淀粉顆粒出現不同程度的盤狀凹陷以及表面粗糙化,且不同的熱處理方式對淀粉顆粒影響情況具有顯著差異。過熱蒸汽處理對小麥淀粉顆粒具有一定的熱損傷作用[31]。當處理溫度不超過120 ℃、處理時間不超過4 min時,過熱蒸汽處理對淀粉顆粒微觀結構無顯著影響,而當高于該處理條件時可觀察到A型淀粉顆粒表面開始出現較為明顯的圓盤狀凹陷以及顆粒表面的粗糙化。李明菲等[7]的研究結果表明濕熱處理后的小麥粉中破損淀粉含量顯著高于干熱處理方式,并且通過SEM也觀察到了濕熱處理后的淀粉顆粒相較于噴霧干燥以及擠壓膨化處理有更嚴重的凹痕和損傷,視野中完整的淀粉顆粒也更少。值得注意的是,黃強等[58]在油脂與加熱方式對小麥粉的研究發現油-水熱處理對小麥淀粉顆粒的形貌同樣具有明顯的破壞性。濕熱處理以及油-水熱處理方式相較于干燥熱處理方式對小麥淀粉顆粒有更明顯破壞作用的原因可能與充分的熱作用有關,淀粉顆粒在處理的過程中處于高溫度高含水量的環境而在淀粉糊化的同時受到充分且均勻的持續熱作用,在處理過程中促使淀粉顆粒中的支鏈淀粉團簇中鏈接側鏈的氫鍵斷裂增多,并且濕熱導致的部分直鏈淀粉溶出也會減少淀粉的結晶度從而使淀粉顆粒穩定性減弱,更易因熱作用而產生損傷[59];而干燥熱處理方式則僅有熱量的傳遞,其對淀粉顆粒破壞的因素較為單一,所以干燥熱處理后的小麥粉破損程度較低。

破損淀粉含量的變化直接影響小麥粉的加工品質。通過一定的處理方式來定量控制小麥粉中破損淀粉的生成,是對小麥粉進行改性的一個重要發展方向。因此,要在后續的研究中,應充分探明各處理方式對小麥淀粉微觀形態的影響,結合各處理方式加工原理,將各處理指標與破損淀粉含量變化趨勢相聯系,通過控制處理溫度、時間及研磨參數來控制小麥粉中破損淀粉的含量范圍,以便采用安全、高效的方法生產出高質量的面制品加工專用粉。

5 不同熱處理方式對小麥粉品質的影響差異分析

不同熱處理方式對小麥粉的影響方式體現在熱處理時間、溫度以及熱傳導的均勻性,但熱處理對小麥粉的影響途徑不僅僅依賴于熱作用,諸如微波處理對小麥品質特性的影響存在一定的非熱效應、濕熱處理后物料的含水量及蒸發速率等。

過熱蒸汽處理對小麥粉的影響機理如圖1所示,適度的過熱蒸汽處理會造成面筋蛋白筋力的增強、蛋白質之間的團聚以及小麥淀粉的改性,這些變化是其對小麥粉的糊化性能及流變學特性產生影響的主要途徑,過熱蒸汽可用于改善蛋糕、餅干等烘焙產品專用小麥粉的加工性能,在改善小麥粉加工性能領域具有較好的應用前景。

圖1 過熱蒸汽處理對小麥粉的影響路徑

微波處理處理對小麥粉的影響路徑如圖2所示,微波對小麥粉的作用主要分為熱效應及非熱效應,熱作用是微波處理引起小麥中極性分子的劇烈振動,從而產生大量熱能;而非熱作用則主要是微波導致的偶極分子和蛋白質極性側鏈的高頻振動。熱效應與非熱效應共同作用下會導致小麥淀粉的結晶區及雙螺旋結構破壞、支鏈淀粉降解,但微波所導致的淀粉分子活躍程度增加又會使淀粉分子間相互纏繞,結晶性更強;微波會通過破壞共價鍵及分子間作用力來影響蛋白質的結構,從而影響面筋網絡。微波處理對蛋白質影響劇烈,且受樣品處理量、處理強度等條件的影響較大,但當前的研究缺乏微波處理對淀粉-蛋白質復合體系的系統性、細致化研究,因此,微波對小麥粉加工品質的影響機理仍有待深入。

圖2 微波處理對小麥粉的影響路徑

濕熱處理過程中的熱和水分的相互作用會破壞淀粉分子中的部分糖苷鍵,使支鏈淀粉結構被破壞,支鏈淀粉含量減少,直鏈淀粉含量增大,淀粉糊化,并在濕熱環境下生產直鏈淀粉-脂質復合物,使得小麥淀粉中出現V型結晶,減緩了淀粉的酶解作用,其中,淀粉鏈之間更強的相互作用以及淀粉顆粒糊化后結晶區域的重結晶是濕熱處理后抗性淀粉含量增加的主要原因。同時,在后續的研究中,也應注意樣品在濕熱處理后,干燥階段的干燥方式、干燥速率、干燥均勻性條件等對樣品的二次影響?？傮w來說,濕熱處理在開發符合當代健康飲食觀念的新型食品中有較大的應用潛力。

6 總結與展望

多數熱處理方式對于小麥粉具有一定的改性作用,對小麥粉采取適當程度的熱處理后可以改善小麥粉的加工特性,適當的干熱處理會引起小麥蛋白質的聚集,從而增強面筋力,改善產品品質。微波處理則是通過熱及非熱效應對小麥淀粉的晶體結構及蛋白質間的共價鍵和分子間作用力產生影響,從而改變小麥粉的品質特性。濕熱處理則會因高溫高濕作用促使淀粉鏈遷移重排形成淀粉簇及基質復合物,從而顯著降低消化特性。熱處理主要通過改變小麥粉的表面結構、結晶區域、分子結構以及基質間的相互作用力來達到增強筋力、增大面糊黏度、降低弱化度等效果,最終對小麥粉的粉質特性、糊化特性以及消化特性有較好的改善效果,可以拓寬小麥粉的應用范圍、提升產品品質。但熱處理對小麥粉造成的不良影響也不容忽視,不合適的熱處理方法或過度的熱處理會引起小麥籽粒研磨品質下降、小麥粉破損淀粉含量增大、蛋白質被破壞而無法形成面筋網絡、色澤變暗等情況,因此,深入了解各處理方式的作用機理及影響途徑對選取恰當的熱處理方法至關重要。后續的研究可集中在幾個方面：研究熱作用對小麥粉影響的作用機理,全面了解在處理過程中各組分之間的相互作用情況,并詳細分析在熱處理過程中熱效應及非熱效應對小麥粉各組分的影響情況;將熱處理過程中小麥粉在微觀層次發生的變化與宏觀層面所產生的影響逐級串聯,系統性地解釋熱處理對小麥籽粒品質及小麥粉加工品質的影響,階段地分析不同熱處理方式在不同處理強度之間對小麥粉的不同影響情況;充分了解各熱處理方式對小麥籽粒調質、研磨、出粉等情況的影響,將熱處理對小麥籽粒的影響與研磨特性、小麥粉品質特性相聯系,完善熱處理對小麥籽粒影響的研究。

熱處理在小麥儲存與加工產業中具有顯著優勢,在后續的發展中,要結合相關研究,降低處理設備成本,克服設備缺陷,開發適用于產業化應用的熱處理設備,其必將在生產品質優秀的小麥粉產品中得到更廣泛的應用。