儲藏期內(nèi)小麥品質(zhì)評價指標(biāo)的選擇與研究進展

蘇靖，李云玲，張青，雍雅萍

（河套學(xué)院，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

小麥?zhǔn)且环N耐儲性糧食作物，世界范圍內(nèi)分布廣、種植面積大、產(chǎn)量高。在儲藏的過程中，小麥易受多種因素的影響，發(fā)生品質(zhì)變化，從而影響加工制品質(zhì)量。大量研究表明，儲藏環(huán)境是影響小麥品質(zhì)變化的主要因素，包括儲藏溫度、濕度、空氣中含氧量、有害微生物侵襲等，會不同程度地影響小麥感官及加工特性。

在探究儲藏期內(nèi)小麥品質(zhì)變化情況時，往往通過測定一些理化指標(biāo)來判斷，但這些指標(biāo)的選擇又存在盲目性、隨機性、不具代表性，或者和研究內(nèi)容缺少相關(guān)性，致使試驗數(shù)據(jù)缺少說服力。目前，能夠評定小麥品質(zhì)的指標(biāo)多而雜，且各指標(biāo)之間存在著密切的相關(guān)性，某些典型指標(biāo)可以同時反映小麥多種品質(zhì)。因此，準(zhǔn)確選擇評價指標(biāo)是合理監(jiān)測儲藏期內(nèi)小麥品質(zhì)變化的關(guān)鍵。這樣不僅可以避免重復(fù)檢測，還可以快速獲得可靠的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，對儲藏期內(nèi)小麥的品質(zhì)作出直接判斷和合理評價，便于適時調(diào)整儲藏條件，把握加工時間，高效開發(fā)和利用小麥加工出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

1 小麥品質(zhì)的概述

小麥品質(zhì)可從制粉、食用以及營養(yǎng)等方面進行單一評價或者綜合評價。其中，制粉品質(zhì)主要取決于小麥的種類和籽粒的特性，是小麥在加工成面粉過程中所表現(xiàn)的性能。食用品質(zhì)是小麥粉在制作面制品時所表現(xiàn)面制品的色、香、味、形及適口性等食用性能。而營養(yǎng)品質(zhì)，是小麥粉中營養(yǎng)素的種類、含量、吸收利用并滿足人體需要的程度，以及在加工過程中各種營養(yǎng)素的變化和損失情況。3種品質(zhì)側(cè)重點不同，但彼此之間相互依存，都以小麥本身的品質(zhì)特性為基礎(chǔ)。在加工和食用過程中，小麥表現(xiàn)出的品質(zhì)特性與組分緊密相關(guān)。因此，探究小麥儲藏期內(nèi)品質(zhì)應(yīng)該基于評價小麥中各組分的變化情況，才能實時掌握小麥儲藏情況，并客觀評價儲藏期內(nèi)小麥品質(zhì)，合理利用小麥資源。

2 小麥儲藏品質(zhì)評價指標(biāo)的選擇與研究

小麥?zhǔn)且环N非常復(fù)雜的有機體，在籽粒脫離植物體儲藏的過程中，新陳代謝以內(nèi)耗貯存物質(zhì)為主，其所含水分、蛋白質(zhì)、脂類、糖類、酶等化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)，受儲藏環(huán)境、儲藏時間的影響均會發(fā)生變化[1]，從而直接影響小麥的加工品質(zhì)、食用品質(zhì)及營養(yǎng)品質(zhì)。因此，準(zhǔn)確選擇評價各物質(zhì)的特征指標(biāo)對掌握小麥儲藏情況尤為重要。

2.1 儲藏對水分的影響

水分作為探究小麥儲藏穩(wěn)定性的重要因素，從水分的變化上可以推斷其耐儲性及微生物的污染情況[2]。一般水分含量低于9%時，可以防止害蟲的侵害，提高耐儲性。水分含量高則易使脂類、蛋白質(zhì)大分子物質(zhì)發(fā)生水解，營養(yǎng)品質(zhì)下降，儲藏穩(wěn)定性降低。目前，對于小麥中水分的研究主要集中在水分含量以及平衡水分的變化上，對水分活度的研究較少。

2.1.1 水分含量

研究發(fā)現(xiàn)，儲藏期內(nèi)小麥的水分含量主要與儲藏環(huán)境的溫度和相對濕度、儲藏方式和儲藏時間等條件相關(guān)。袁建等[3]研究發(fā)現(xiàn)，儲藏溫度和相對濕度是影響小麥粉中水分含量變化的極顯著因素，在55%～85%濕度范圍內(nèi)，儲藏時間對水分含量影響不顯著。張萮等[4]研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)儲藏方式下小麥水分含量降低最快，充氮、準(zhǔn)低溫儲藏方式會延緩小麥水分散失。姜建枝等[5]研究發(fā)現(xiàn)儲藏期內(nèi)，小麥中水分含量變化呈先降低后升高趨勢，隨著儲藏時間的延長小麥水分的變化趨于穩(wěn)定。由此可見，選擇水分含量作為儲藏期內(nèi)小麥品質(zhì)的一項評價指標(biāo)，水分的變化能很好地反映出儲藏方式、儲藏環(huán)境對小麥品質(zhì)的影響。另外，水分的測定常采用恒重法，測定步驟簡單、可操作性強、結(jié)果準(zhǔn)確。

2.1.2 平衡水分

在實際儲藏過程中，隨著各種儲藏因素的影響，小麥中水分含量變化趨勢減緩，會逐漸達到平衡[2]。通常會通過檢測平衡水分來判定小麥的穩(wěn)定性。同一濕度條件下，儲藏環(huán)境溫度越高，小麥粉平衡水分越低；同一溫度條件下，儲藏環(huán)境濕度越高，小麥粉平衡水分也越高[3]。由此看出，平衡水分可以更好地反映出儲藏溫度和濕度的變化情況。

2.1.3 水分活度

水分活度（AW）是指食品水分達到平衡后，自由水的含量。它反映出平衡狀態(tài)下食品中的水與其它物質(zhì)親和能力大小，該指標(biāo)比水分含量、平衡水分更好地反映出食品的穩(wěn)定性，也是確定食品儲藏期最重要的因素。一般水分活度越小的食品越穩(wěn)定。卞科[6]研究發(fā)現(xiàn)水分活度對微生物生長、食品中油脂的氧化、酶活力、食品的質(zhì)構(gòu)、食品中蛋白質(zhì)和維生素有一定的影響，并證明水分活度與食品保藏穩(wěn)定性有一定聯(lián)系。盛琪[7]研究采用活性包裝常溫下存放饅頭，發(fā)現(xiàn)儲藏過程中水分活度變化不顯著，但它呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，分析可能是后期存放過程中饅頭的營養(yǎng)物質(zhì)代謝產(chǎn)生一部分水而造成饅頭食用品質(zhì)出現(xiàn)劣變。

水分活度的大小會直接影響食品持水、保鮮、酶活、蛋白組合、淀粉老化等方面，但它最直接反映的還是微生物的繁殖情況。微生物繁殖的前提是需要自由水，而水分活度又能夠反映自由水含量。一般特定的細胞都有一個限制性水分活度值，低于這個值細胞就不能生長、代謝和繁殖，還可能導(dǎo)致死亡。大多數(shù)微生物生長的最佳水分活度是0.99。呂聰?shù)萚8]研究指出在稻谷和大米儲藏及加工過程中，有效預(yù)防黃曲霉侵染和黃曲霉毒素B1（aflatoxin B1，AFB1）污染的關(guān)鍵是保持較低的水分活度。李曼[9]利用真空和面技術(shù)和高溫短時脫水技術(shù)，通過添加復(fù)合持水劑將生鮮面的水分活度由0.979降至0.85以下，常溫下貨架期延長至2個月?，F(xiàn)已有大量研究充分證明水分活度與儲藏期內(nèi)食品的穩(wěn)定性顯著相關(guān)，因此，水分活度作為小麥儲藏品質(zhì)的評定指標(biāo)是非常必要的，通過對水分活度的監(jiān)測可以準(zhǔn)確掌握儲藏期內(nèi)小麥由微生物引起的品質(zhì)劣變情況。

2.2 儲藏對蛋白質(zhì)的影響

小麥中蛋白質(zhì)包括可溶蛋白和貯藏蛋白?？扇艿鞍字饕敲傅鞍?，包括清蛋白和球蛋白，其中賴氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量高，營養(yǎng)價值高；貯藏蛋白是小麥特有的蛋白質(zhì)，其醇溶蛋白和麥谷蛋白按一定比例相結(jié)合能形成面筋，賦予面團彈性和延伸性。不同品種的小麥貯藏蛋白含量和比例不同，會導(dǎo)致面團的彈性及延伸性不同。在儲藏過程中，蛋白質(zhì)的含量和質(zhì)量的變化是導(dǎo)致小麥加工和食用品質(zhì)變化的直接原因。目前，評價小麥中貯藏蛋白的指標(biāo)較多，如濕面筋含量、面筋吸水率、面筋指數(shù)、沉降值等。

2.2.1 干、濕面筋含量

面筋含量是反映小麥特有蛋白質(zhì)含量和質(zhì)量的重要指標(biāo)，也決定著小麥粉的蒸煮和焙烤特性，影響食用品質(zhì)。小麥品種不同，其面筋含量存在顯著差異[10]。馬良等[11]研究發(fā)現(xiàn)，高溫儲藏下，干、濕面筋含量變化不同。整個儲藏期內(nèi)，干面筋含量基本不變，而濕面筋含量呈下降趨勢。濕面筋含量更能反映出在高溫儲藏下面筋蛋白發(fā)生變性，吸水和膨脹能力降低。張萮等[4]研究得出一致的結(jié)論，同時還發(fā)現(xiàn)不同儲藏方式對干面筋含量變化影響不顯著，對濕面筋含量影響較明顯。

在儲藏初期，新收獲小麥的面筋強度低，加工制品品質(zhì)差。一般有2～3個月的后熟期，經(jīng)過后熟后，大量研究[12-13]發(fā)現(xiàn)，小麥蛋白質(zhì)分子內(nèi)的巰基減少，分子間及內(nèi)部的二硫鍵增加，谷蛋白進一步交聯(lián)，形成非均質(zhì)的大分子聚合體；并且醇溶蛋白和谷蛋白含量發(fā)生變化，面筋含量增加，導(dǎo)致面團流變學(xué)變化。但隨著儲藏時間的延長，王若蘭等[14-15]研究發(fā)現(xiàn)中、高筋小麥粉的濕面筋含量會逐漸下降，儲藏前兩個月濕面筋含量變化比較緩慢，之后下降趨勢明顯。相對來說，低溫條件下濕面筋含量變化最小，高溫充N2氣調(diào)包裝在一定程度上可減緩小麥粉中濕面筋含量的下降趨勢，延緩品質(zhì)劣變。

2.2.2 面筋吸水率

2006年國家頒布了小麥儲存品質(zhì)判定規(guī)則，將面筋吸水率列為儲藏評價指標(biāo)之一，用于反映小麥中蛋白質(zhì)在儲藏期內(nèi)的品質(zhì)變化。它是檢測面筋品質(zhì)的一個靈敏指標(biāo)，一般面筋含量多且質(zhì)量好，吸水率高。在儲藏過程中，雖然小麥蛋白質(zhì)的總量基本不發(fā)生變化，但面筋吸水率降低，面筋品質(zhì)劣變[16]。夏晨豐[17]研究小麥在自然儲藏情況下，10個月內(nèi)隨著儲藏時間延長中筋小麥和高筋小麥的面筋吸水率呈下降趨勢，與姜建枝等[5]研究結(jié)果一致。

2.2.3 面筋指數(shù)

面筋指數(shù)為留存離心篩上的濕面筋含量與總濕面筋含量的百分比，用來反映面筋內(nèi)在質(zhì)量，與筋力強弱成正比。面筋指數(shù)越大，面筋彈性越強；反之，面筋指數(shù)越小，面筋流散性越強[18]。面筋指數(shù)能直接反映面粉加工品質(zhì)，一般新磨制的面粉的面筋指數(shù)較低，隨熟化時間的延長，面筋指數(shù)增大，約在60 d左右達到最大，但也有個例一直增大，這與后熟后面筋蛋白內(nèi)在質(zhì)量提高有關(guān)。在后期儲藏的過程中，面筋指數(shù)又會逐漸減小，基本5個月后趨于穩(wěn)定[14-15]。它的變化曲線與濕面筋含量的變化一致，兩指標(biāo)間存在相關(guān)性。王若蘭等[14-15]研究還發(fā)現(xiàn)對中、高筋小麥粉中面筋指數(shù)的影響最大的是儲藏時間，其次是儲藏溫度，儲藏方式影響最小。

2.2.4 沉降值

沉降值是根據(jù)乳酸影響下的儲藏蛋白膨脹能力不同，來辨別面粉中面筋的強度。小麥中面筋顆粒吸水膨脹越多，標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)沉降速度越慢，沉淀體積越大，小麥面筋含量越高，質(zhì)量越好[19]，可作為食用品質(zhì)評價指標(biāo)。國內(nèi)外大量研究表明，沉降值與面制品加工品質(zhì)呈顯著或極顯著相關(guān)[20-21]，高沉降值與良好的烘焙質(zhì)量顯著正相關(guān)[22-23]，有利于提升面包加工品質(zhì)[20]。

沉降值的大小與小麥種類有關(guān)，一般硬質(zhì)小麥的沉降體積較高，這是由于硬質(zhì)小麥的面筋強度高決定的；沉降值還與濕面筋含量呈顯著正相關(guān)[24-25]。儲藏期內(nèi)小麥沉降值的變化趨勢隨面筋強度的變化先增大后降低[26]，受儲藏方式的影響較明顯。賈浩等[22]研究采用臭氧處理顯著提高了小麥粉的沉降值，有效改善小麥粉的加工品質(zhì)。

2.3 儲藏對脂類的影響

脂類在小麥中含量少，卻是儲藏中小麥品質(zhì)劣變的主要物質(zhì)。在儲藏過程中，最容易被水解和氧化，產(chǎn)生游離的脂肪酸[26]以及一些有異味的酸及不良氣味[19，27]。飽和的游離脂肪酸會進一步氧化生成醛類、酮類等化合物，多不飽和脂肪酸經(jīng)氧化形成氫過氧化物，再分解成烷基自由基，形成更小的揮發(fā)性化合物[28]。由脂類氧化引起的小麥品質(zhì)劣變是一個復(fù)雜的反應(yīng)過程，因此，對反應(yīng)后生成物質(zhì)含量的檢測是評定儲藏期內(nèi)小麥中脂類穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。

2.3.1 脂肪酸值

脂肪酸值是表征小麥等糧食及制品儲藏品質(zhì)的重要指標(biāo)。蔣華偉等[29]對小麥儲藏品質(zhì)的7個關(guān)鍵生理生化指標(biāo)進行分析計算，發(fā)現(xiàn)脂肪酸值最具有代表性，對評價結(jié)果影響最大，成為關(guān)鍵性指標(biāo)。Min等[30]研究指出脂肪酸值過高會造成食品品質(zhì)下降，對食品的生產(chǎn)和儲藏不利。一般情況下，優(yōu)質(zhì)小麥的脂肪酸值小于20 mg/100 g，但在后期的儲藏過程中，脂肪酸值會隨著儲藏時間的延長而增加。

Doblado-Maldonado等[31]研究發(fā)現(xiàn)小麥粉中脂類在儲藏過程中發(fā)生水解和氧化酸敗主要是脂肪酶和脂肪氧化酶的作用，使其感官、營養(yǎng)品質(zhì)、功能特性下降。而脂肪酶主要存在于小麥麩皮中，因此小麥粉的加工精度也會影響脂類的水解。陳聰聰?shù)萚32]研究發(fā)現(xiàn)相同儲藏時間內(nèi)，小麥粉的加工精度越低，脂類水解的程度越高，脂肪酸值的增長速度越快。

脂肪酸值大小不僅可以判斷小麥的陳化程度，也可以判斷儲藏環(huán)境的情況。若脂肪酸值高，反映出游離脂肪酸多，小麥中脂類被水解，脂肪酶活性較好。同時也推斷出儲藏環(huán)境中濕度較大，溫度較高。鐘建軍等[33]研究發(fā)現(xiàn)，儲藏時間及方式會顯著影響小麥粉脂肪酸值。隨著儲藏時間的延長，小麥粉的脂肪酸值不斷增大，但低溫能延緩其增大速度。王若蘭等[14-15]研究中指出儲藏溫度是脂肪酸值變化的主要影響因素。

2.3.2 丙二醛

丙二醛是油脂氧化酸敗后產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)之一，對小麥粉的感官、加工和食用品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，讓消費者對其制品的接受度降低。它作為小麥儲藏過程中脂類氧化典型的標(biāo)記物[28]，被廣泛地用來評價脂類的氧化程度[34-35]。選擇丙二醛作為儲藏內(nèi)小麥品質(zhì)的評定指標(biāo)，一定程度上能反映出小麥儲藏穩(wěn)定性，且該指標(biāo)變化明顯。陳聰聰?shù)萚32]研究發(fā)現(xiàn)小麥粉加工精度越低，丙二醛的增加量越多，儲藏穩(wěn)定性反而降低。付強等[27]研究發(fā)現(xiàn)小麥粉在30℃下儲藏6個月，其丙二醛含量由0.32 mg/kg上升至0.56 mg/kg。

2.4 儲藏對糖類的影響

小麥中的糖類主要是淀粉、非淀粉多糖及其它低分子糖。淀粉在小麥籽粒中所占比例最大，主要包括直鏈淀粉和支鏈淀粉，與發(fā)酵類食品的形狀保持有關(guān)系，也是小麥品質(zhì)的一個決定性因素。對于淀粉的評價主要用糊化特性這個指標(biāo)考量淀粉的特性，它在蒸煮和烘焙食品中起著非常重要的作用。王若蘭等[36]分別選用峰值黏度、衰減值、最終黏度、回升值幾個指標(biāo)值研究探討了小麥淀粉的糊化特性在儲藏期內(nèi)的變化，研究發(fā)現(xiàn)隨著儲藏時間的延長這些指標(biāo)值都逐漸增大。賈浩等[22]通過對比試驗探究儲藏方式對淀粉糊化特性的影響，研究發(fā)現(xiàn)采用臭氧處理相比常規(guī)儲藏延緩了峰值黏度和回升值的增加趨勢，可見臭氧處理有效地改變了小麥粉淀粉酶的結(jié)構(gòu)，抑制淀粉酶的活性[37]。小麥淀粉的糊化特性直接影響小麥制品的食用品質(zhì)。通過淀粉糊化特性的變化可以推斷出淀粉含量的變化及淀粉酶的活性大小，但評價值多而復(fù)雜，不適宜作為研究儲藏期內(nèi)小麥品質(zhì)的穩(wěn)定性指標(biāo)。

2.5 儲藏對酶的影響

酶是物質(zhì)代謝的助推劑，酶的活性決定了小麥在儲藏期間物質(zhì)穩(wěn)定的程度。儲藏期內(nèi)主要對小麥中淀粉酶、過氧化氫酶的活性進行評價，對其它酶評價較少。

2.5.1 α-淀粉酶活性

α-淀粉酶又稱糊精化酶，它存在于小麥發(fā)芽種子中，耐熱性高。在沸水浴中使小麥粉中大量的淀粉水解為分子量較少的糊精和少量的麥芽糖，淀粉糊黏度下降，則α-淀粉酶活性高。目前國內(nèi)外常用降落數(shù)值大小反映α-淀粉酶活性高低，且降落數(shù)值與α-淀粉酶活性呈負相關(guān)。正常成熟的小麥α-淀粉酶活性較低，降落數(shù)值為350 s～400 s，而隨著小麥的發(fā)芽或萌動，其降落數(shù)值下降明顯，降落數(shù)值低于190 s的小麥?zhǔn)秤闷焚|(zhì)和儲藏穩(wěn)定性都將受到明顯影響。大量研究[4-5，14-15，38]發(fā)現(xiàn)，小麥的降落數(shù)值隨儲藏時間延長呈增大趨勢，α-淀粉酶活性降低，與小麥品種無關(guān)。充氮和低溫儲藏對降落數(shù)值增加有抑制作用，儲藏溫度對小麥降落數(shù)值影響較為顯著。降落數(shù)值能較為靈敏、客觀地反映小麥在儲藏期內(nèi)穩(wěn)定狀態(tài)，包括發(fā)芽程度，淀粉的消耗情況等，是評價小麥儲藏品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。

2.5.2 過氧化氫酶活動度

在儲藏過程中，小麥的自我呼吸作用會產(chǎn)生對籽粒有害的過氧化氫，過氧化氫酶能分解過氧化氫而保護小麥籽粒生活力[39]。展海軍等[40]研究發(fā)現(xiàn)儲藏期的小麥過氧化氫酶活動度與發(fā)芽率呈正相關(guān)，這與王若蘭等[36]研究結(jié)果一致，同時還發(fā)現(xiàn)小麥過氧化氫酶活動度與生活力呈正相關(guān)。馬良等[11]研究發(fā)現(xiàn)隨著儲藏時間的延長，過氧化氫酶活性降低，與小麥的水分含量和呼吸強度有關(guān)系。酶活性下降，過氧化氫大量積累，會使小麥陳化速度加快[41]。古爭艷等[42]研究發(fā)現(xiàn)，儲藏溫度和時間對過氧化氫活動度不敏感，充氮儲藏有利于延緩谷物過氧化氫酶活動度的降低。因此，過氧化氫酶活動度可作為評價小麥新鮮程度的指標(biāo)。

3 結(jié)論

小麥在儲藏過程中其品質(zhì)出現(xiàn)不同程度劣變是由多方面因素造成的，如小麥品種差異、儲藏方式的不同、儲藏環(huán)境（溫度、濕度、病蟲害侵蝕）的變化以及儲藏時間的延長等，研究中應(yīng)綜合考慮。

小麥在儲藏期內(nèi)的穩(wěn)定性主要與化學(xué)組分量與質(zhì)的變化有關(guān)，因此，對小麥儲藏品質(zhì)進行評價需從兩方面著手。目前，評價小麥中物質(zhì)或其代謝產(chǎn)物量的指標(biāo)較多，也較為常用。綜上研究表明，與小麥儲藏品質(zhì)顯著相關(guān)的典型指標(biāo)主要是面筋含量、脂肪酸值及降落數(shù)值。其中，面筋含量是區(qū)別小麥品種，評價小麥中特有蛋白質(zhì)的最佳指標(biāo)，與儲藏時間相關(guān)；脂肪酸值是評價小麥儲藏過程中脂類水解氧化酸敗的靈敏指標(biāo)，儲藏方式、儲藏環(huán)境對其影響較大；降落數(shù)值能直接反映α-淀粉酶活性，也能間接反映出淀粉含量的變化。相對來說，考量小麥儲藏過程中物質(zhì)的質(zhì)變化指標(biāo)比較單一，主要集中在小麥面筋蛋白上，如面筋指數(shù)、面筋吸水率以及沉降值。這些指標(biāo)能夠反映出面筋的強度，與小麥粉的加工品質(zhì)有直接關(guān)系，且受儲藏時間、儲藏方式的影響，但用于小麥儲藏品質(zhì)評價有一定局限性[43]。建議在研究小麥儲藏品質(zhì)時，結(jié)合含量變化擇優(yōu)選擇。

小麥雖具有耐儲特性，但保證儲藏期內(nèi)品質(zhì)優(yōu)良一直是國家重視和關(guān)注的問題，也是研究者研究探討的重要課題。儲藏期內(nèi)選擇典型指標(biāo)評定小麥品質(zhì)，不僅準(zhǔn)確把控儲藏條件，又能深入了解小麥中各物質(zhì)間的變化情況，更好地掌握小麥儲藏品質(zhì)劣變機理，有著重要的指導(dǎo)意義。