微波处理对小麦粉品质的影响

赵 梅 熊 柳 孙庆杰

（青岛农业大学食品科学与工程学院，青岛 266109）

小麦粉是面制食品的主要原料，小麦粉的性质是决定面制食品质量的最重要因素之一。随着人们生活水平的提高，对以小麦粉为原料的食品要求向多样化、高档化发展，尤其是烘焙食品、冷冻食品等，这类食品要求小麦粉专一性较强，传统的通用粉已经满足不了这些食品的要求［1］。中国现有大多数小麦粉企业生产专用粉主要依靠配粉技术或通过添加谷朊粉等小麦粉改良剂及添加酶制剂等；细菌和害虫的处理主要是采用撞击和筛理相结合的办法进行，缺乏理想的小麦粉杀虫方法和药物，使得专业粉的发展受到一定限制［2］。

微波是一种频率为300 MHz～300 GHz、波长1 mm～1 m的高频电磁波［3］。微波加热主要有以下特点：加热速度快、加热均匀性好、易于瞬时控制、选择性吸收及加热效率高［4］。基于微波高效、节能等特殊的加热特征，已经开始作为一种方便、节时的加热能源广泛应用于食品领域，如食品加热、灭酶、焙烤、解冻、膨化和杀菌消毒等都有应用［5］。目前国内外学者大都研究微波处理对小麦淀粉［6］或蛋白质［7］单一成分的影响，及微波处理对小麦粉糊化性质的影响［8］，而对小麦粉粉质拉伸特性等研究鲜有报道，本试验通过研究微波处理对小麦粉整体性质的影响，为微波改善小麦粉品质和无菌小麦粉的生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

小麦粉：山东高密市永盛食品有限公司，含水量13.46%；氯化钠：莱阳康德化工有限公司。

J－180型微波炉：广东顺德惠而浦蚬华微波制品有限公司；BCE－257SL型冰箱：中国海尔集团公司；Newport－4D快速黏度分析仪（RVA）：澳大利亚新港公司；TA.XT plus物性测试仪：英国Stable Micro Systems公司；MA－45型红外水分测定仪、BS224S型电子天平：北京赛多利斯仪器有限公司；吹泡稠度仪器：法国肖邦技术公司；布拉班德拉伸仪：北京东方孚德技术发展中心。

1.2 试验方法

1.2.1 小麦粉样品的制备

各称取9个小麦粉样品1 kg，用盘子装，开放式置于微波炉中，以550 W微波功率为基准，分别将小麦粉样品准确加热 3、6、9、12、15 min，为防止小麦粉在处理时因温度过高造成焦糊，采用间歇加热方法，先加热3 min后，取出搅拌30 s，有效微波加热时间以累计时间为准，冷却至室温后备用。然后，以微波加热时间6 min为基准，将小麦粉样品放入微波炉中，分别将微波炉温度调至 250、400、550、700 W，分别在3 min时，取出搅拌30 s，冷却至室温后备用。

1.2.2 小麦粉糊化性质的测定

根据ICC169及GB／T 14490—1993规定的测试标准进行。

RVA谱特征由6个指标组成，即糊化温度（pasting temperature，PTP）、峰值黏度 （peak viscosity，PV）、谷值黏度（through viscosity，TV）、最终黏度（final viscosity，FV）、衰减值（break down，BD）、回生值（setback，SB）。黏度单位用“RVU”表示。

1.2.3 面糊凝胶质构特性测定［9］

将从快速黏度测定仪（RVA）中取出的铝盒小罐冷却至室温后加盖密封，防止水分蒸发，放于4℃的冰箱中保存12 h后，使用TA－XT物性测试仪测定凝胶结构，选用型号为 P／0.5 R柱状探头，以1.0 mm／s的速度在5 N力作用下进入凝胶5 mm，再回复至最初位置，并记录数据描绘曲线。硬度是样品达到一定变性时所必须的力。硬度值指第一次穿冲样品时的压力峰值。弹性是变性样品在去除变性力后恢复到变性前的条件下的高度或体积比率。它的量度是第二次穿冲的测量高度同第一次测得高度的比值。

1.2.4 粉质拉伸特性

粉质性能的测定：参照文献［10］。

拉伸性能测定：采用布拉班德拉伸仪（extensograph）测定参照 ICC标准 NO.114和 GB／T 14615—2006《小麦粉面团的物理特性流变学特性的测定拉伸仪法》。

1.3 数据处理

数据统计与处理采用Excel软件；差异显著性相关分析采用SPSS软件。

2 结果与分析

2.1 不同微波处理时间对小麦粉糊化性质的影响

由表1可知，由于微波的处理，使得经3、6、9 min处理后小麦粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度均比原小麦粉显著升高，微波处理3 min后升幅分别达到了15.14%、16.63%、16.94%。小麦粉经过微波处理糊化温度明显下降，如微波处理6 min时比原小麦粉下降了18.10℃，小麦粉糊化是淀粉和蛋白质共同作用的结果，小麦粉中的面筋蛋白在糊化过程中形成网络结构，淀粉颗粒被面筋网络包住，阻碍了淀粉颗粒吸水糊化［11］。由于微波处理使得蛋白质网状结构破坏［7］，而使淀粉能够充分吸收水分膨胀，并且微波也破坏了直链分子内和分子间的氢键连接，而且很多支链淀粉分子发生降解，生成相对分子质量小于2×107的小分子质量淀粉［4］，加快小麦粉吸水糊化，黏度增加，也使得糊化温度降低。这与罗志刚［12］，Lewandowicz等［13］及谢岩黎等［14］关于微波作用于淀粉后，淀粉黏度降低，这一规律不相符，说明微波对淀粉和小麦粉的性质影响是不同的。回生值表明的是短期回生，与直链淀粉有关，微波处理后，小麦粉的回生值比原小麦粉高，说明微波处理后促进了直链淀粉的定向排列，更有利于形成面糊凝胶结构。

表1 不同微波时间对小麦粉的糊化性质影响

2.2 不同微波时间对面糊凝胶质构性质的影响

由表2可以得知，微波处理6 min使面糊凝胶的硬度发生了较明显的下降，处理6 min至15 min硬度变化不明显。产生这一现象的原因有可能是微波处理后，面筋的网状结构不能再将小麦粉中的降解的直链淀粉和支链淀粉包住，淀粉溶出从而造成面糊凝胶的硬度降低。由表2可以得知微波处理前后面糊凝胶的弹性、回复性和内聚性没有显著性差异。

表2 不同微波时间对面糊凝胶质构特性的影响

2.3 不同微波时间对小麦粉稠度特性影响

由表3可得，不同微波时间处理的小麦粉吸水率有所降低，最大压力先升高后减小，在3 min时达到最大，达到最大值时的时间明显延长。250 s和450 s处的压力差都有下降的趋势，面团的稳定时间在处理6 min时比原小麦粉增大了79.08%，处理9 min和12 min时的面团由于筋力太强，到仪器规定的8 min时面筋还未断裂，仪器显示不出来。微波处理后小麦粉吸水率降低，450 s处的跌落值降低，稳定时间延长，说明经微波处理后小麦粉面团稠度特性比原小麦粉好［15］。

由表4可知，经过不同微波处理时间的小麦粉拉伸能量是先增大后减小，在550 W，6 min时达到最大。延伸度则是显著降低，在3 min时急剧降低之后则缓慢降低。拉伸阻力、最大阻力、拉伸比和最大比则都增大。与原样相比，微波处理3 min与微波处理6 min的能量大，面团弹性强，黏性降低，抗拉强度和面团强度都增强。

产生这一现象可能的原因是微波处理后淀粉降解，加水搅拌时，使其在网状结构中能够自由移动，充分吸水包裹在蛋白质中，从而使面筋筋力增强。而微波处理15 min的样品由于改变较大超过了拉伸仪检验的限度。

2.4 不同功率微波处理对小麦粉糊化性质的影响

由表5可知，经过不同功率微波处理后的小麦粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度均比原小麦粉高，如微波处理700 W时，小麦粉峰值黏度、谷值黏度、最终黏度分别比原小麦粉提高了14.88%、15.30%、20.97%。糊化温度稍有下降，700 W时下降了2.50℃，降幅2.87%。总体来说，不同功率的微波处理对小麦粉的影响不如不同时间微波处理的明显，即小麦粉经不同功率微波处理后小麦粉的网状结构破坏程度并不大，而且直链淀粉和支链淀粉降解少，使得直链分子之间的氢键强度减弱不明显，支链淀粉暴露程度低，吸水膨胀少，使得糊化温度降低不明显，黏度增大效果也不明显。

淀粉的早期老化主要是直链淀粉的重结晶，高分子的直链淀粉之间形成交联网络（随后结晶），回生值反映了淀粉冷糊的稳定性和老化趋势［16］。由表5可知随着微波处理功率的增大，样品回生值比原小麦粉明显升高，产生这一现象的原因可能是微波处理后，样品淀粉颗粒变得结构致密，易聚集。直链淀粉在体系中趋向相互靠拢、平行排列，由羟基产生氢键，水分子进入结晶层［17］，互相结合形成大于胶体点，进一步促进了较大的晶体颗粒的形成。

表3 不同微波时间对小麦粉稠度特性的影响

表4 不同微波时间对小麦粉拉伸特性的影响

表5 不同功率微波对小麦粉糊化性质的影响

2.5 不同微波功率对面糊凝胶质构的影响

由表6可以看出，小麦粉凝胶硬度和回复性都有明显均匀的下降，微波处理700 W时分别比原小麦粉下降了25.31%、33.76%，弹性和内聚性无显著性差异。产生这一现象的原因可能是微波处理小麦粉使蛋白质网状结构破坏，并且使淀粉颗粒破坏，淀粉链被降解、移位，使得吸水膨胀后，空间致密，但结构松散，因此淀粉凝胶硬度的下降。

2.6 不同微波功率对小麦粉稠度特性影响

由表7可知，不同功率微波处理过的小麦粉吸水率稍有下降，降幅11.47%（6 min，700 W）。最大压力值是先增大后减小，在400 W时到达最大，达到最大压力时的时间是逐渐变长，250 s和450 s的稠度曲线压力明显下降，在250 W处急剧下降，稳定时间有明显增加，增幅130.61%（550 W）。吸水率受外部因素影响较大，蛋白质含量越高，吸水率越高，可知微波处理后对小麦粉有一定的破坏作用。最大压力下的时间是增长的，面团的稳定时间也是增长的，说明面筋的筋力越来越强，在短的时间内，跌落值明显变小，说明面筋筋力持续性高。表明小麦粉由低筋粉逐渐变为高筋粉。

由表8可以得出：拉伸能量先增大后减小，在6 min，400 W时最大。拉伸阻力、最大阻力、拉伸比、最大比都有明显的升高，分别增长了154.47%、170.54%、320.83%、348%，延伸度有明显降低，降幅40.38%（6 min，400 W）。这说明抗拉强度、面团弹性强度明显增强，而面团黏性有明显下降，即延展性能明显下降，从而面筋筋力增大。与高品质小麦粉的粉质拉伸曲线相比，250 W和400 W最为符合相应曲线，说明微波处理后，这两个样品的品质比原样要好。

表6 不同微波功率对面糊凝胶质构的影响

表8 不同微波功率对处理小麦粉拉伸特性影响

3 结论

3.1 不同微波时间处理过的小麦粉：在微波处理时间3 min到9 min时间内在不程度上提高小麦粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度；小麦粉硬度降低，面团稳定时间增大，面团弹性强，延伸度降低，抗拉强度和面团弹性强度都增强，与原样的低筋粉相比，逐渐变为高筋粉。以6 min处理的小麦粉品质为最佳。

3.2 不同功率微波处理过的小麦粉：在微波功率为200 W到550 W的范围内，小麦粉糊化温度降低、回生值增大；小麦粉凝胶硬度和回复性明显下降，而弹性和内聚性无明显变化；吸水率降低，最大压力下的时间和面团的稳定时间是增长的，跌落值明显变小，说明面筋筋力变化小，持续性高；抗拉强度、弹性面团强度明显增强，从而面筋筋力增大。以400 W处理的小麦粉品质较佳。

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