不同储藏条件对小麦流变学特性的影响

曹颖妮，赵光华，余大杰，裴金花，胡京枝，魏振亚，胡卫国，张军锋，许 琦，黄继勇，郝学飞,

（1.河南省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/农业部农产品质量监督检验测试中心/河南省粮食质量安全与检测重点实验室，河南郑州 450002；2.河南省农业科学院小麦研究所，河南郑州 450002；3.河南省农产品质量安全检测中心，河南郑州 450002）

小麦是我国的主要粮食作物，产量约占我国粮食总产量的22%左右。新收获的小麦不能直接用于生产加工，需要经过2～3个月的后熟时间，其品质指标才能趋于稳定，但是还需要合理的储藏条件，才能延缓小麦劣变、陈化的过程。小麦样品送检时环境温度较高，室温不利于储藏，高温虽然可以减少小麦的后熟时间，但是长期高温也会加速小麦品质劣变[1-3]。目前部分检测中心接收品质检测的样本量大且集中，单个样品涉及项目6～12个，检测过程复杂、繁琐，致使部分样品不能及时进入检测环节。因此，研究适合实验室少量样品短期储藏的方法，尽可能减少样品品质指标的变化显得尤为重要。

目前，大部分关于粮食储藏的研究偏重于模拟粮库实仓储藏条件，充氮气调和低温是现阶段公认能有效减缓小麦质变速度的储藏方式，大多围绕理化指标进行，如水分迁移、发芽率、脂肪酸、面筋吸水率等[4-7]。刘丽杰等[8]的研究结果表明0 ℃条件下真空处理的小麦储藏品质最佳，可以很好地抑制氧化分解作用，防止小麦储藏过程中脂肪酸值、酸度的升高。另一小部分的研究主要针对储藏条件对小麦加工品质的影响，结论较为一致的是，新收获小麦在常温储藏过程中，醇溶蛋白含量减少，谷蛋白含量增加，面粉的吸水量和面团形成时间基本保持不变。随储藏时间的延长，稳定时间和拉伸阻力逐渐增加，延伸性减弱[9-12]。赵乃新等[13]将不同面筋强度小麦品种储藏2个月和5个月后也发现，蛋白质、湿面筋含量和吸水量变化较小，强筋类品种随着储藏时间的延长，面团的拉伸阻力增大，延伸性缩短；然而，不同的是，中筋和弱筋类品种刚好与之相反。而王从磊等[14]的研究表明蛋白质变化较小，湿面筋含量、形成时间和稳定时间增大，吸水量减小。以往的研究多在室温条件下进行，而室温是一个动态的变化过程，干扰因素太多，结果不一致。因此，本实验选取强、中和弱筋三种类型的小麦，以品种审定较关注的与面筋质量紧密相关的品质指标为主要研究对象，结合小麦收获后常规储藏温度和实验室易实现的储藏温度，研究储藏期小麦的品质随时间延长可能造成的变化，探索实验室小量样品的短期储藏条件，为更加准确地对小麦品质进行评价奠定基础，服务育种。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

强筋小麦西农20 籽粒水分11.3 g/100 g，蛋白质含量16.4 g/100 g，硬度指数67；中筋小麦周麦28籽粒水分11.3 g/100 g，蛋白质含量14.9 g/100 g，硬度指数63；弱筋小麦扬麦15 籽粒水分11.9 g/100 g，蛋白质含量11.3 g/100 g，硬度指数44。

K1100F型全自动凯氏定氮仪 山东海能科学仪器有限公司；JYDB 100×40小麦硬度指数仪 布勒粮食检验仪器无锡有限公司。

1.2 样品储藏条件

小麦籽粒：不同类型（强筋、中筋和弱筋）小麦品种制粉。对照：室温储藏14 d后进行面粉流变学特性测定（按照目前各检测中心实际操作进行）。处理：一部分小麦分别在-20、4、35 ℃恒温储藏20、40、60 d后制粉，面粉放置14 d后进行面粉理化和流变学特性测定。

小麦面粉：小麦（强筋、中筋和弱筋）制粉后，面粉放置4 ℃储藏，分别放置20、40、60 d后进行面粉理化和流变学特性测定。

1.3 品质检测方法

文中检测方法均按照国家标准进行：粗蛋白含量：GB/T 5511-2008；小麦硬度：GB/T 21304-2007；湿面筋含量(14%水分基)：GB/T 5506.2-2008；吸水量和流变学特性测定：粉质仪法（GB/T 14614-2006）；流变学特性测定：拉伸仪法（GB/T 14615-2006）。不同处理的数据允许误差范围根据国家标准判定。

1.4 数据处理

试验数据均采用Microsoft excel 2013处理。

2 结果与分析

2.1 不同类型小麦籽粒在不同储藏条件下品质指标的变化

强筋小麦在不同储藏时间和温度下小麦品质性状变化，见表1。从表1可以看出，与对照相比，强筋小麦的吸水量、形成时间和拉伸面积三个品质性状出现了个别样品超差现象，其中小麦籽粒储藏在-20 ℃储藏20 d时吸水量略微超差；随着储藏时间的延长，4和35 ℃贮藏60 d时形成时间均超差，粉质图谱出现双峰现象（图1～图2）；在35 ℃储藏20 d时拉伸面积超差。还可以看出，储藏时间和温度对强筋小麦品质的影响较小，但是需要尽量避免高温和储藏时间过长。因此，低温和短期储藏是实验室小量样品储藏的合理方式，可保证测定值的准确性。

由表2可以看出，不同温度和时间对中筋小麦的湿面筋含量、吸水量、形成时间、稳定时间、弱化度和延伸度影响较小。除35 ℃储藏60 d时湿面筋含量和吸水量处于临界值外，其余均未超过标准要求的误差值范围，但是对拉伸各参数均有不同程度的影响。其中-20 ℃条件下，储藏至20、40和60 d时，其拉伸面积、拉伸阻力和最大拉伸阻力均超差（图3～图4）；随着温度的升高（35 ℃）时间的延长（60 d），其湿面筋含量、吸水量、拉伸阻力和最大拉伸阻力均超差。因此，低温和高温均对中筋小麦的拉伸参数影响较大。

不同储藏温度和时间对弱筋小麦湿面筋含量、吸水量、形成时间、拉伸各参数的影响较小（表3），除了吸水量有两个超差外，其余均在标准要求的误差值范围内。不同储藏温度和时间对稳定时间和弱化度的影响较大，尤其是稳定时间（图5～图6），相对相差最大值达到136.7%，严重超差；当储藏时间达到60 d时，稳定时间结果与对照结果不超差。对照其它弱筋小麦（未附图）与扬麦15粉质图谱发现，扬麦15的粉质图谱具有其特殊性，具体表现在面团稠度达到峰值后，一般的弱筋小麦面团耐搅拌能力会迅速减弱，弱化度值在100 FU以上，甚至200 FU以上，而扬麦15的弱化度较小，与强筋小麦的弱化度相近（表1），且小于中筋小麦（表2），表明扬麦15的面筋强度较强，耐搅拌能力较强，与一般弱筋小麦不同。因此，粉质仪读数差别较大与其本身的特性有关。

表1 强筋小麦在不同储藏条件下的品质性状Table 1 Quality parameters of strong-gluten wheat in different storage conditions

图1 西农20在室温条件下储藏的粉质曲线图谱Fig.1 Dough farinograph curve of Xi’nong 20 storage at room temperature

图2 西农20在35 ℃条件下储藏60 d的粉质曲线图谱Fig.2 Dough farinograph curve of Xi’nong 20 storage at 35 ℃ for 60 days

2.2 4 ℃下不同类型小麦面粉在不同储藏时间下品质性状变化

制粉完成后，面粉后熟14 d开始检测，但是遇到样品量大，不能及时进入检测环节的样品，为了最大限度地保证后续样品检测结果准确性，本研究结合小麦籽粒储藏的初步结果和面粉储藏的实施可行性，进行了在4 ℃不同储藏时间下面粉品质性状的测定（见表4）。从结果可以看出，与对照相比，在4 ℃条件下，各类型小麦除储藏时间60 d时的吸水量超差外，其湿面筋含量、粉质各参数均在标准要求的误差值范围内；而不同的储藏时间对各类型小麦拉伸各参数的影响不同，强筋小麦拉伸各参数均未超差；中筋小麦在储藏60 d时的拉伸面积超差，其它均未超差；因此，强筋和中筋面粉在4 ℃储藏是可行的。而弱筋小麦除了延伸性未超差外，拉伸面积、拉伸阻力和最大拉伸阻力均超差。可见，弱筋小麦制粉完成后应加快检测，但是弱筋小麦一般不要求检测拉伸参数，这个结果仅作为参考。

表2 中筋小麦籽粒在不同储藏条件的品质性状Table 2 Quality parameters of middle-gluten wheat in different storage conditions

图3 周麦28在室温条件下储藏的拉伸曲线图谱Fig.3 Dough extensograph curve of Zhoumai 28 storage at room temperature

图4 周麦28在-20 ℃条件下储藏20 d的拉伸曲线图谱Fig.4 Dough extensograph curve of Zhoumai28 storage at-20 ℃ for 20 days

表3 弱筋小麦籽粒在不同储藏条件的品质性状Table 3 Quality parameters of weak-gluten wheat in different storage conditions

3 结论与讨论

不同储藏条件对不同类型小麦的湿面筋含量、吸水量和弱化度的影响较小，各参数测定值较稳定，在标准要求允差值内；但是对其它品质参数的影响在强、中和弱筋小麦中表现不同。可能是因为面粉在储藏阶段发生的化学合成不影响湿面筋的总量[15-16]，而对温度敏感的蛋白的变化会直接影响与其相关的品质指标测定，从而表现出不同程度的超差现象[3,17-18]。总体来说，以籽粒方式储藏时，不同的储藏条件对强筋小麦的影响较小，仅高温（35 ℃）对强筋小麦的形成时间和拉伸面积有影响。因此，强筋小麦的储藏应避免高温；不同的储藏条件对中筋小麦的拉伸各参数影响较大[19]，尤其在-20和35 ℃时，除延伸性外，其它品质指标均有不同程度的超差，因此中筋小麦储藏应避免-20和35 ℃；与中筋不同，不同储藏条件对弱筋小麦的拉伸各参数影响较小，对粉质参数影响较大，尤其是稳定时间。但是随着面粉放置的时间越长，粉质各参数测定值越接近对照，在允差范围内。

强筋小麦西农20在储藏20 d时，粉质图谱只有一个峰值（图1），但是在储藏40～60 d，粉质图谱出现了明显的双峰现象（图2），导致形成时间增大，变化范围是9.0～13.2 min。从图2可以明显看出，随着储藏时间的延长，在面团揉混2和12 min时出现了两个较高的峰值。比较三种不同温度的下40和60 d的粉质图谱发现，在高温（35 ℃）条件下，双峰现象更为明显，可能是品种本身含有的某些蛋白亚基对高温比较敏感，高温诱导其高效表达[20]，也有可能与淀粉有关[1,21-22]，目前尚不清楚。

图5 扬麦15在室温条件下储藏的粉质曲线图谱Fig.5 Dough farinograph curve of Yangmai15 storage at room temperature

图6 扬麦15在-20 ℃储藏20d的粉质曲线图谱Fig.6 Dough farinograph curve of Yangmai15 storage at-20 ℃ for 20 days

表4 4 ℃下不同类型小麦面粉在不同储藏时间下品质性状Table 4 Quality parameters of different wheat flours in different storage conditions at 4 ℃

弱筋小麦扬麦15为优质弱筋品种，审定时的面团稳定时间仅1.1 min，但是在本实验中发现，其籽粒-20 ℃储藏至20～40 d时，稳定时间达到11.2～11.7 min（图5、图6），超过了国家标准强筋小麦的稳定时间（8 min），随着储藏时间的延长至60 d时，稳定时间降至1.7 min，究其原因，可能与其粉质曲线图谱较宽，达到高峰值后下降较小，弱化度较低，然后较长时间稳定在这个范围，因此粉质仪读数显示稳定时间较长有关；也与扬麦15本身特质有关，其面筋指数偏硬，能够达到71%～93%，拉伸各参数均较大，最大拉伸阻力400 FU，超过了大多数中筋小麦的拉伸参数值[23]。西农20和扬麦15的研究结果均说明，针对这一类面筋较强的样品，要适当延长其后熟时间，保证小麦的品质达到一个相对稳定，又能真实体现其特性的状态，在今后的检测中需要特别重视。有关小麦在储藏过程中温度对某一类蛋白或淀粉的感应机理，需要进一步的深入研究。