小麦受蛀食性害虫侵害后其粉质特性动态变化

朱光有 张玉荣 周显青 张鸿一 刘四奎

小麦受蛀食性害虫侵害后其粉质特性动态变化

朱光有 张玉荣 周显青 张鸿一 刘四奎

(河南工业大学粮油食品学院，郑州 450052)

为探讨玉米象、米象和谷蠹3种蛀食性害虫不同感染程度对小麦出粉率和粉质特性的影响及其变化规律。选用河南产储藏2 a的商用小麦为材料，按不同虫种分组，设定不同的虫口密度，检测不同感染时间小麦的出粉率和制粉后面团的稳定时间和粉质指数，并与虫口密度和感染时间之间作相关性分析。结果表明:玉米象，米象和谷蠹侵害后样品出粉率与虫口密度和感染时间均呈极显著负相关;且随虫口密度增加和感染时间延长，出粉率总体呈下降趋势，样品的稳定时间和粉质指数呈下降趋势。

作物 害虫控制 小麦储藏 出粉率 面团流变学特性

小麦是我国极为重要的粮食作物，储备一定量的小麦关系到国家的稳定与发展。在储藏过程中储粮害虫的危害会造成储粮的巨大损失。据有关部门调查，我国储藏中的粮食损失每年高达10多亿元，而引起储粮损失的主要因素是害虫，储粮害虫危害主要包括数量上损失和品质上损失，关于储粮害虫危害数量上损失已有报道［1］，对小麦品质的研究主要集中在小麦的磨粉性能、加工特性和食用品味［2］。如李林轩［3］指出劣质小麦加工的白的关系更密切。纪建海等［4］指出影响出粉率高低的两个重要因素为胚乳占小麦籽粒的比例和胚乳与皮层分离的难易程度。李志西等［5］研究表明:面团吸水率主要受醇溶蛋白影响，面团形成时间，稳定时间，耐揉指数以及评价值与谷蛋面团形成时间和稳定时间与湿面筋含量正相关。王义斌［6］试验发现，皮磨粉的形成时间和稳定时间比心磨粉长，渣磨粉介于两者之间;小麦粉灰分高、麸星多，且出粉率低。Payne等［7］指出小麦蛋白质，特别是蛋白质组分与面团流变学特性的关系非常密切。关于产后小麦在储藏过程中被蛀食性害虫侵害后对小麦加工品质的影响鲜有报道。本试验着重研究主要储粮蛀食性害虫感染小麦后其出粉率和制粉后面团流变学特性的变化规律，解析小麦受虫害侵害后面团流变学特性的内在变化机理，旨在为安全储粮和保证小麦品质提供参考和理论依据，以便更好评价小麦储藏过程受蛀食性害虫侵害后加工品质和面团流变学特性的优劣。

1 材料与方法

1．1 材料

试虫:广州玉米象、十堰米象和成都谷蠹，河南工业大学粮油食品学院储藏物害虫培养室培养。

小麦:河南省国家粮食储备库，储藏时间为2 a的混合小麦(含水率11．8%，单位体积质量780 g/L)。

小麦粉:布拉班实验磨制粉得到。

1．2 主要仪器及设备

Quadrumat Junior布拉班德实验磨:德国 Brabender公司;JFZD粉质仪:北京东方孚德技术技术发展中心;BS210S电子天平(d=0．1mg):北京赛多利斯天平有限公司。

1．3 试验方法

1．3．1 试虫培养

参照张玉荣［1］的方法，用于培养玉米象、米象的培养瓶在其瓶口处均匀涂抹聚四氟乙烯，防止试虫在培养过程中逃逸。

1．3．2 试虫侵害试验

参照张玉荣［1］的方法。将2 kg小麦置于－18℃条件下，连续冷冻72 h以杀灭小麦籽粒中的虫卵，取出后升到室温。然后装入用底端封口的聚氯乙烯(PVC)筒(直径110 mm，高350 mm)，再分别放入羽化 2 周后的成虫 20、40、80、160、320 头，用洗净烘干棉纱布封口，每组设置 10、20、30、40、50、60 d的6个观察时间组，在室内温度(18～32℃)下进行谷蠹侵害试验，且每组各设相应对照组(0头成虫)。

1．3．3 试样制备及润麦

参照AACC 26－10A方法。

1．3．4 布拉班德实验磨制粉试验

参照AACC 26－50方法。

1．3．5 样品出粉率测定

试样通过布拉班德实验磨制粉后，分别收集通过筛绢CQ27的小麦粉和留存筛绢CQ27的麸皮，并称其质量，按照下列公式计算小麦出粉率:

式中:A为小麦出粉率/%;m1为小麦粉质量/g;m2为麸皮质量/g。

1．3．6 试样水分测定

参照GB 5497—1985方法。

1．3．7 面团粉质特性测定

参照GB/T 14614—1993方法，使用300 g揉面钵。

1．4 统计分析

采用SPSS10．0统计软件对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2．1 不同虫口密度害虫侵害后小麦出粉率随感染时间的变化

由图1可知，在布拉班德实验磨制粉试验中，3种蛀食性害虫各虫口密度下的小麦出粉率随着感染时间的延长，总体呈下降趋势，不同的虫害侵害程度，小麦出粉率变化幅度不同，随着虫口密度增大，感染时间延长，出粉率下降幅度也越大，而3种害虫的对照样出粉率基本上无变化。其中，谷蠹160头·kg－1在感染60 d时小麦出粉率降至3种蛀食性害虫最低，其值35．5%，其次是米象和玉米象，160头·kg－1在感染60 d时小麦出粉率最小值分别为36．8%和36．3%，谷蠹感染后期对小麦破坏性最大，其次是米象和玉米象;另外，从图1可以看出，玉米象和米象不同虫口密度在10～20 d内，小麦的出粉率呈现较大下降趋势，米象20 d后下降趋势变化不大，而玉米象和谷蠹不同虫口密度40 d后小麦的出粉率下降趋势开始缓慢，仍有下降趋势。

对于公路机械设备的管理不到位。每年在机械设备上的投入就有很大的成本。机械设备在公路建设和维护中都占有重要的地位，但是在管理上还存在许多问题。首先，单位对机械设备的管理不重视。认为公路的修建和维护是主要的，集中了大量的精力去研究公路的建设和维护的设计，对于设备的管理一直都处于被动的状态，机械设备出现故障再去进行维修，在一般不用的条件下不重视设备的维护。其次没有合理有效的机械管理制度和考核办法。车辆机械的单车核算，机械效益的单机考核制度不够完善，只是对车辆的燃油和安全性进行了管理。对于维护路基等设备没有具体有效的管理办法。

图1 小麦受蛀食性害虫侵害后出粉率变化

2．2 不同虫口密度害虫侵害后面团粉质特性随感染时间的变化

小麦在玉米象、米象和谷蠹不同虫口密度下随感染时间其稳定时间和粉质指数测定结果见图2至图4。由图2至图4可知，3种蛀食性害虫虫口密度下的面团稳定时间随着感染时间延长，总体呈下降趋势，但在不同虫口密度下稳定时间变化幅度不同;虫口密度越大，面团稳定时间下降幅度也越大，对照样基本稳定。其中，玉米象160头·kg－1在感染60 d时面团稳定时间降至最低值，其值为2．1 min，其次是米象和谷蠹，160头·kg－1在感染60 d时团稳定时间下降到最小值分别为2．3 min和2．7 min。

在面团粉质试验中，玉米象和米象各虫口密度下其面团粉质指数随着感染时间的延长呈下降趋势，较谷蠹更加明显，对照样除在30 d有轻微的波动变化外基本稳定。其中，玉米象160头·kg－1在感染60 d时面团粉质指数降至最低值，其值为32，其次是米象和谷蠹，160头·kg－1在感染60 d时粉质指数均下降最小值分别为35和39;玉米象10、80、160 头·kg－1和米象10、20 头·kg－1在感染 40 d后粉质指数均呈上升趋势，在50 d后呈下降趋势，玉米象20、80 头·kg－1和米象40、80、160 头·kg－1在感染10 d后粉质指数均迅速下降，20 d后呈平缓下降趋势;谷蠹10头·kg－1在前20 d内基本没有变化，20～40 d内粉质指数迅速下降，40 d后呈缓慢下降趋势，40头·kg－1在前40 d内迅速下降，下降率为29%，40 d后呈上升趋势，谷蠹10、80、160 头·kg－1在感染60 d内粉质指数趋于线性下降趋势。

3 相关性分析

3．1 不同虫口密度感染小麦后其出粉率相关性分析

对96份玉米象、米象和谷蠹不同程度感染样品的出粉率和虫口密度、感染时间之间进行相关性分析，结果见表1。

从表1可知，玉米象、米象和谷蠹感染时间与出粉率分别存在极显著负相关关系;玉米象、米象和谷蠹虫口密度与出粉率分别存在极显著负相关关系。

表1 主要蛀食性害虫不同程度侵害后与出粉率的相关性

出粉率的劣变与主要蛀食性害虫感染程度存在着密切的联系。随着感染时间延长，害虫形成了一定数量种群密度，在大量蛀食小麦籽粒同时也破坏了小麦组织结构，导致出粉率降低。所以，应在虫害发生初期进行严格防治。

对96份玉米象、米象和谷蠹不同程度感染样品，在小麦面团流变学试验中对稳定时间、粉质指数的检测数据和虫口密度、感染时间之间进行相关性分析，分析结果见表2至表4。

表2 玉米象不同程度侵害后面团粉质参数指标间相关性

由表2至表4可知，玉米象、米象、谷蠹感染时间与稳定时间和粉质指数均存在极显著负相关关系;虫口密度与稳定时间和粉质指数均存在极显著负相关关系;稳定时间与粉质指数之间存在极显著正相关关系。样品随着感染时间延长，谷蠹形成了一定数量种群密度时，大量取食小麦籽粒的胚乳，一方面破坏小麦组织结构，消耗小麦蛋白质，另一方面由于其感染增加生物蛋白质，虫害分泌酶类和酸性等物质改变了正常面团面筋蛋白特性，导致其粉质参数指标不同程度变化。

表3 米象不同程度侵害后面团粉质参数指标间相关性

表4 谷蠹不同程度侵害后面团粉质参数指标间相关性

4 讨论

出粉率是衡量磨粉品质最重要的性状，同时小麦粉质量的好坏也直接决定了面条质构特性好坏［8］。出粉率的高低与胚乳占麦粒的比例和胚乳与非胚乳部分分离的难易程度有关［4］，在小麦研压过程中保持籽粒完整不易破碎，有利于剥刮，能降低小麦粉的麸星，提高小麦出粉率。

对虫蚀小麦的分析普遍认为只是对出粉率有一定的影响［9］。随着蛀食性害虫侵害程度的加大，小麦胚乳比例减少，麦皮比例增大，势必造成出粉率降低。众所周知，小麦在制粉前进行润麦，最佳的润麦效果应该是使皮层能在保持较完整的情况下将胚乳刮净且胚乳易磨成粉。一旦小麦被蛀食性害虫侵害，破坏了小麦籽粒的组织结构，润麦时小麦籽粒吸水路径改变，无法通过正常水分调节使皮层与胚乳具有一定水分比例，皮层、糊粉层、胚乳不能形成吸水膨胀次序和非同步性，造成3者膨胀系数相当，以至难于削弱它们之间的结合力，麦皮和胚乳结合依旧紧密，磨齿难于剥刮，极易造成黏附在皮层上的胚乳剥刮不下来，导致麸皮含粉多，影响碾磨效果，研磨后的制品密度小，流动性差，易堵塞筛孔，筛理效率低，出粉率降低。

流变学特性是小麦品质的重要指标之一，它既受小麦粉蛋白质含量、面筋含量、质量及蛋白质组分的影响，又决定着馒头、面条等最终产品的蒸煮品质，可以给小麦粉的分类和用途提供一个实际的、科学的依据［10］。因此，面团流变学特性的测定分析日益受到人们的重视。

面团的稳定时间和粉质指数下降，表明面团对剪切降解的抵抗力和粉的质量差，小麦一旦被蛀食性害虫侵害，由于虫体的生物蛋白质、脂类和虫害分泌物中的酶类及酸性物质在制粉过程中混入小麦粉，淀粉酶可以对小麦粉内的淀粉发生水解作用，淀粉的水解使面团的原有结构受到影响，从而对稳定时间和粉质指数等产生负面影响;酸性物质的增加，促使脂肪酶与脂肪的反应向逆反应进行，脂肪酶含量得到维持，面团吸水后脂肪酶通过反应产生的氢过氧化物具有氧化能力，可使面筋蛋白质中处于螺旋状态相邻的—SH氧化脱氢为—S—S结构，改善了面筋的网状结构，使面团筋力增强，稳定时间增加，面团形成面筋网络的速度加快，形成时间变短;在感染程度大时，小麦粉中含有麦麸，麦麸不仅对蛋白质产生稀释和劣化作用，而且还与小麦粉竞争吸收水分，由于麸皮与水的接触面积较大、比小麦粉具有更强的吸水性，麸皮大量吸水后使面团具有很高的稠度，破坏了面团的正常结构，导致面团耐搅拌能力和强度减弱，稳定时间缩短，粉质指数下降，因此从粉质曲线上表现出劣化结果。

5 结论

5．1 主要蛀食性害虫感染后小麦出粉率与感染时间和虫口密度之间分别呈极显著负相关，随着蛀食性害虫侵害程度加大，小麦籽粒胚乳减少以及小麦籽粒组织结构吸水比例改变，出粉率降低。

5．2 蛀食性害虫感染后面团的稳定时间和粉质指数与感染时间和虫口密度之间分别呈极显著正相关，面团弱化度与感染时间和虫口密度呈极显著负相关，当蛀食性害虫达到一定种群密度，大量排泄物酸性物质和酶类以及虫卵和虫体磨粉时混入小麦粉中，抑制了分子内二硫键的生成，破坏了面筋网状结构，表现出面团耐搅拌能力和强度减弱，稳定时间缩短，粉质指数下降。

［1］张玉荣，周显青，张鸿一．小麦被蛀食害虫侵害后其面条质构参数的动态变化［J］．农业工程学报，2008，26(3):344－351

［2］张玉荣，高艳娜，林家勇，等．顶空固相微萃取－气质联用分析小麦储藏过程中挥发性成分变化［J］．分析化学，2010，38(7):953 －957

［3］李林轩．关于劣质小麦清理对策的探讨［J］．粮食与食品工业，2006，13(5):9 －10

［4］纪建海，白瑞平，李武平．关于小麦的磨粉品质与制粉适应性的探讨［J］．粮食加工，2006，4:20－24

［5］李志西，魏益民，张建国，等．小麦蛋白质组分与面团特性和烘焙品质关系的研究［J］．中国粮油学报，1998，13(3):1－5

［6］王义斌．制粉流程各系统粉流特性分析［J］．粮食与饲料工业，2005，(4):8 －11

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

［8］周艳华，何中虎．小麦品种磨粉品质研究概况［J］．麦类作物学报，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，粮油食品饲料技术与工程

张玉荣，女，1967年出生，教授，硕士生导师，农产品储藏与品质分析