电子束辐照对小麦粉加工品质影响的研究

胡碧君，温其标

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）

电子束辐照对小麦粉加工品质影响的研究

胡碧君，温其标*

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）

研究了不同剂量电子束辐照对小麦粉理化性质及加工特性的影响，并将其制成馒头，运用物性测试仪和感官评定方法分析了馒头的食用品质。结果显示：随着辐照剂量增加，小麦粉的降落数值及粘度特性显著下降，当辐照剂量达到5kGy时，降落数值下降了56.2%，峰值粘度下降至42.7%，回生值下降至35.2%，而吸水量略有提高；面团的最大拉伸阻力逐渐降低，降幅随着辐照剂量的增大而增大，延伸度却逐渐增加，拉伸曲线面积则先增后减；物性测试仪测定结果表明，剂量在1.75kGy以下时，辐照对馒头的粘附性影响较小，但达到2.75kGy以上时，馒头的粘附性迅速增大，达到对照样品3倍以上；感官评定结果表明，当小麦所受辐照剂量达到5kGy时，由其所制作的馒头感官评分低于60分，表明已不宜食用。

辐照剂量，馒头，加工特性，食用品质，粘度

电子束辐照技术在粮食贮藏和食品安全控制方面有着广泛的应用，利用电子束对粮食进行辐照处理，其所产生的物理、化学和生物效应可以降低呼吸作用、抑制发芽、杀虫灭菌，从而延长粮食的贮藏期，且一定剂量的电子束辐照也可以降解和破坏食品中的有害残留物和食物过敏原，已成为控制食品安全的重要技术手段［1-3］。目前，电子束辐照对粮食品质的影响成为了人们关注的焦点，已有一些研究者就此进行了部分研究。Gralik等研究表明，辐照提高了内源淀粉酶活性，且面筋蛋白的SDS-PAGE电泳图谱显示有4种蛋白质条带缺失［4］，但辐照对食品中营养成分的影响是很小的［5］。本文采用电子束对小麦进行了辐照处理，主要从小麦粉的加工特性以及用其所制作的馒头的食用品质两方面对电子束辐照的影响进行了研究，从而为电子束辐照在小麦贮藏与加工方面的应用提供了一定的理论基础［6］。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小麦 美国进口软质白麦，辐照前贮存于粮库，辐照后实验室低温（4℃）贮藏，备用；酵母粉 燕子牌即发性干酵母，法国产，低糖型；其它试剂 均为分析纯。

辐照设备及剂量 俄制ELV-8型电子加速器，能量为2MeV，束流为50mA，辐照剂量为0、0.5、1.75、 2.75、3.75、5.0kGy；Brabender大型实验磨，醒发箱，蒸锅，电炉，TA-XT plus型物性测试仪，Brabender粉质仪，Brabender拉伸仪，Brabender粘度计，瑞典Perten公司1800型降落数值仪。

表1 不同剂量下面粉的基本理化指标

1.2 实验方法

1.2.1 测定方法 水分测定：参照GB/T3543.6-95进行测定；降落数值：参照GB/T10361-2008进行测定；湿面筋测定：参照GB/T5506.2-2008进行测定；粘度测定：参照GB/T 22427.7-2008进行测定；粉质特性：参照GB/T14614-2006进行测定；拉伸特性：参照GB/T14615-2006进行测定。

1.2.2 工艺流程 小麦→电子束辐照→面粉→面团调制→发酵→成型→蒸制→成品

1.2.3 馒头制作方法 本实验采用 SB/T 10139-1993《馒头用小麦粉》基础上的改进方法蒸制。具体方法如下：称取面粉100g，按粉质仪吸水量的50%计算加水量。在已预热（37℃）的和面钵中加入即发活性干酵母0.5g，倒入计算好的加水量，使酵母溶解，成为悬浮液。再用筷子搅拌均匀，手工和面适宜时间，发酵60min，取出，再和面3min，成型，在温度38℃，相对湿度85%的醒发箱中醒发1h，放入已煮沸的蒸锅屉上蒸20min，关火后3min揭锅，冷却至40℃检测评分。

1.2.4 馒头评分方法和标准 将测量后的馒头切成数块，品尝小组由4～5名经训练并有经验的人员组成，按SB/T 10139-1993《馒头用小麦粉》附录A内容逐项品尝打分，并计算总评分：总评分 =比容（15%）+表面光泽（15%）+弹性（10%）+气味（20%）+食味（20%）+韧性（10%）+粘性（10%）

1.2.5 馒头制品的物性指标检测 TPA（Texture Profile Analysis）测试是通过两次穿冲完成对样品的测试，每次穿冲过程均包含下压和收回两个阶段。本研究中所使用的探头为P/35R型，物性仪参数为：Option T.P.A.；Pre-test Speed 1.0mm/s；Test speed 1.0mm/s；Post-test speed 1.0mm/s；Strain 50.0%；Time 5.0s；Trigger type Auto，5.0g。馒头出锅1h后，用刀纵切成厚度为25mm的薄片，进行TPA测试，保存测试结果。用擦镜纸将探头擦拭干净后，重复测试操作，取两次测试的平均值报告测试结果。

1.2.6 数据统计和处理 水分含量为五个平行，粘度特性和TPA分析重复2次，其余指标为3次重复，实验结果用均值表示。用Excel软件进行统计分析，差异显著性检验采用SAS6.0软件处理。

2 结果与讨论

2.1 辐照剂量对面粉基本指标的影响

将不同剂量电子束辐照的小麦磨粉后，对其基本理化性质进行测量。从表1数据可以看出，辐照对小麦粉的水分含量及湿面筋含量影响不大，但对降落数值、拉伸特性及粉质特性影响较大。随着辐照剂量的增加，降落数值显著降低，当辐照剂量达到5kGy时，降落数值下降了56.2%。由表1还可见：辐照后的小麦粉面团经45、90、135min醒发后，随着辐照剂量增加，最大拉伸阻力逐渐降低，且降幅随着辐照剂量的增大而增大，延伸度却逐渐增大，拉伸曲线面积则先增后减。拉伸曲线反映了麦谷蛋白赋予面团的强度和抗延伸阻力的程度，以及麦胶蛋白提供的易流动性和延伸所需要的粘合力。粉质特性中，吸水率主要由蛋白质含量与淀粉破损率决定，蛋白质含量与淀粉破损率越高的样品，吸水率越高［7］，品质越好。从表中数据可知，电子束辐照可以略微提高吸水率，从而一定程度上改善小麦粉面团品质，但随着剂量增加，吸水率变化不大。面团形成时间能反映面筋网络的形成速度，时间越长，面筋越强，但并非越长越好。表1中数据显示，面团形成时间增长，面筋网络也略有增强。

2.2 辐照剂量对小麦粉粘度的影响

经过辐照的小麦粉峰值粘度显著低于未经辐照的对照样品，且随着剂量的增加呈下降趋势，其回生值也表现出类似的趋势。除糊化温度变化波动不明显外，其它Brabender参数均低于未经辐照处理样品，尤其是95℃开始保温时的粘度，说明未经辐照的小麦粉开始糊化较早，回生较慢（图1，表2）。有研究表明，辐照会对小麦中大分子物质产生一定程度的降解或断裂，从而使其面粉峰值粘度降低［4］，其它Brabender粘度参数也表现出相同的变化规律，说明辐照后小麦中大分子物质与未经辐照的情况有所不同。从小麦粉糊化曲线看，经辐照与未经辐照的小麦粉分别糊化，在小麦粉峰值时间处形成小的糊化峰，说明经过辐照后小麦粉在结构和特性方面存在一定的差异［8］。

2.3 馒头制品的物性指标分析

与馒头物性相关的指标包括以下几项：硬度、弹性、粘聚性、粘附性、咀嚼度和回复性。其中，硬度和粘附性是直接测定的力的数值，弹性、粘聚性和回复性是通过计算高或面积的比值得出的，而咀嚼度则是硬度、弹性和粘聚性的乘积。从定义上看，弹性和粘附性分别与品尝评分中的弹性和粘性相对应，而咀嚼度的概念则与韧性相似。

TPA结果图中，第一次挤压的峰值阻力F1表示馒头的硬度，单位为g，阻力越大，馒头越硬；第二次挤压的峰值阻力与第一次挤压的峰值阻力之比（F2/F1）表示馒头芯的弹性，比值越高，弹性越好［9］。从图2可知，与未经辐照样品比较，辐照剂量为0.5、1.75kGy时，馒头硬度降低程度接近一半，在2.75、3.75kGy时，馒头硬度几乎一样，但当辐照剂量达到5kGy时，馒头硬度增加将近一倍。辐照剂量对弹性、粘聚性及回复性影响不大，随着辐照剂量增加，其值略有下降。辐照剂量在1.75kGy以下时，对馒头的粘附性影响较小，当辐照剂量达到2.75kGy以上时，粘附性增至未经辐照样品的3倍以上，说明此时粘附性已发生明显改变。从咀嚼度的计算公式可知，其由硬度、粘聚性和弹性决定，而粘聚性和弹性随辐照剂量变化影响不大，因此，咀嚼度与硬度的变化趋势基本一致。

表2 不同剂量下小麦粉的主要粘度指标

表3 物性分析仪测定的各品质指标之间的简单相关系数表

表4 物性分析仪测定的不同剂量对馒头各指标的回归分析

图1 不同剂量下小麦粉的粘度曲线

图2 馒头TPA测试曲线图

由表3可知，物性仪各指标之间存在显著的相关性，其中咀嚼度与其它指标间的相关性最显著，咀嚼度与硬度的相关系数高达0.995。这说明，样品被辐照的剂量越大，硬度越大，其粘聚性、弹性以及粘附性就越差，样品越粘，咀嚼度越大。因各指标之间的相关性极显著，对其进行简单回归分析，结果见表4，可以看出，各辐照剂量均与馒头物性指标之间在0.05显著水平上具有极显著的回归性。

2.4 馒头制品感官评分分析

与物性分析类似，辐照小麦对馒头品质呈现一定的影响，随着剂量的增加，馒头品质呈下降趋势，当辐照剂量达5kGy时，馒头评分低于60分，不适宜食用。图3表明，辐照剂量达5kGy时，馒头的比容和表面光泽均明显下降，这与实际情况是吻合的，小麦被不同剂量辐照后，其大分子物质被不同程度降解或断裂，面团被压实后，起发所受阻力增大，因此，馒头的外观也将明显变差，表面更加粗糙，这对馒头的美观是不利的。

图3 辐照馒头制品的感官评定结果

3 结论

3.1 电子束辐照对降落数值及粘度特性有较大影响。经过辐照的小麦粉的降落数值、峰值粘度及回生值显著低于对照样品，当辐照剂量达到5kGy时，降落数值下降了56.2%，峰值粘度下降至42.7%，回生值下降至35.2%。

3.2 电子束辐照对拉伸特性亦有较大影响，当辐照剂量达到5kGy时，最大拉伸阻力随剂量增加而逐渐降低，且降幅随着辐照剂量的增大而增大，延伸度却逐渐增大，拉伸曲线面积则先增后减。

3.3 辐照对馒头的粘附性影响较小，但达到2.75kGy以上时，馒头的粘附性迅速增大，达到对照样品3倍以上。物性仪各指标之间存在显著的相关性，其中咀嚼度与其它指标间的相关性最显著，咀嚼度与硬度的相关系数高达0.995。

3.4 当小麦所受辐照剂量达5kGy时，由其所制作的馒头外观质量明显下降，感官评分低于60分，已不宜食用。

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Effects of electron beam irradiation on the processing properties of stored wheat flour

HU Bi-jun，WEN Qi-biao*
（College of Light Industryamp;Food Sciences，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）

Effects of electron beam irradiation with various doses on physicochemical properties and processing characteristic of wheat flour were studied.Besides，Chinese steamed bread were made and the edible quality of them were analyzed by texture profile analysis and sensory evaluation method.The investigation results demonstrated that the falling number and viscosity were decreased dramatically with the increase of irradiation doses.When it increased to 5kGy，the falling number reduced by 56.2%，the maximum viscosity and setback reduced to 42.7%and 35.2%separately，while the water absorption increased slightly，the maximun resistance of dough decreased gradually，the decreasing range enlarged with the increase of irradiation doses，extensibility reduced gradually，while extensograph area increased first and then decreased.TPA test results showed that the adhesiveness was slightly affected when the irradiation doses below 1.75kGy，but it rose to 3 times of the sample when it above 2.75kGy.The result of sensory evaluation suggested that Chinese steamed breads made with these flours were not edible when treated with 5kGy doses，for the score was lower than 60.

irradiation doses；steamed bread；processing characteristic；edible quality；viscosity

TS210.1

A

1002-0306（2011）01-0130-04

2009-12-07 *通讯联系人

胡碧君（1987-），女，在读硕士，研究方向：粮食、油脂与植物蛋白工程。