母夢羽，張 霞，田 郁，賈 峰，王 琦，梁 贏，王金水

河南工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001

小麥粉能夠形成具有黏彈性的面團從而加工成各類食品以滿足人們的需求。面團具有均勻分布的氣核和嵌入淀粉顆粒的三維面筋網(wǎng)絡(luò)的特征[1-3]。新收獲小麥經(jīng)過一段時間的儲藏后品質(zhì)得到完善，這段時間稱為后熟期，是影響小麥品質(zhì)的關(guān)鍵因素，也是小麥儲藏和加工過程中成本增加的原因之一[4-6]。小麥的后熟期較長，不同品種的小麥后熟期一般也不同，通常情況下為2個月左右[7-8]。

理化特性和流變學(xué)特性已廣泛用于以小麥為基礎(chǔ)的食品生產(chǎn)質(zhì)量評估，在這些品質(zhì)特征中，蛋白含量被認為是小麥最重要的指標(biāo)之一[9]。不同筋力小麥的面筋蛋白含量及面團流變學(xué)特性存在明顯差異，特別是面筋蛋白的組成及結(jié)構(gòu)是影響面團黏彈性的關(guān)鍵因素，也是決定小麥品質(zhì)的關(guān)鍵因素[10-11]。目前研究主要集中于后熟期間小麥品質(zhì)的變化規(guī)律方面，耿瑞蝶[12]研究表明，新收獲小麥后熟過程中面筋發(fā)生了聚集；王瑞[13]利用粉質(zhì)儀測定了后熟期間小麥粉質(zhì)特性，指出小麥面團的流變學(xué)特性與品質(zhì)指標(biāo)之間具有顯著相關(guān)性；王娜[14]通過哈克流變儀測定發(fā)現(xiàn)不同筋力小麥粉熟化過程中面團動態(tài)流變學(xué)特性變化規(guī)律不同，高筋粉面團的損耗因子先降低后升高，中、低筋粉面團的損耗因子逐漸降低。

后熟能夠改善新收獲小麥低筋不弱、高筋不強的現(xiàn)狀，但是后熟期間小麥品質(zhì)的調(diào)控是一個非常復(fù)雜和難以把控的過程，也是目前亟須解決的關(guān)鍵性問題。作者從不同筋力小麥入手，研究后熟期間小麥干面筋和濕面筋含量、面團質(zhì)構(gòu)特性、拉伸特性和微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，旨在探討不同筋力小麥后熟期間的品質(zhì)變化差異，為深入闡明其分子機制奠定理論基礎(chǔ)，同時可以為不同筋力小麥在收獲后的科學(xué)儲藏及品質(zhì)控制提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

選取市場上新收獲的低筋鄭麥103、中筋鄭麥136和高筋新麥26。模擬華中區(qū)域儲藏條件(28 ℃，RH 75%)，儲藏14周并定期取樣。

1.2 儀器與設(shè)備

LFP-800 A高速多功能粉碎機：無錫機械制造有限公司；JSM-6700F掃描電子顯微鏡：日本電子公司；CT3質(zhì)構(gòu)儀：美國BROOKFIELD公司；SHJ-6AB磁力攪拌水浴鍋：常州金壇良友儀器公司；X1臺式離心機：賽默飛世爾公司。

1.3 方法

1.3.1 磨粉

參照江雪[15]的方法潤麥，低、中、高筋小麥依次加水至14.5%、15%、15.5%，24 h后利用高速粉碎機磨粉，過100目篩后于4 ℃冰箱中保存，備用。

1.3.2 不同筋力小麥面團的制備

稱取后熟期間不同筋力的小麥粉10 g，加入4.6～5.2 mL蒸餾水，邊加邊攪拌至面絮狀，用手揉成光滑的長條形面團，保鮮膜包好并靜置20 min。

1.3.3 不同筋力小麥干、濕面筋含量測定

干、濕面筋含量的測定參照GB/T 5506.1—2008。

1.3.4 不同筋力小麥面團的拉伸特性測定

在樣板、測試條上均勻地涂上一層石蠟油，以防止生面團黏附，將另一樣板覆蓋上去，并用力擠壓面團，使其均勻擴散，刮去多余的暴露在壓板外的面團，選用A/KIE拉伸探頭，參考Liu等[16]的方法設(shè)置參數(shù)進行拉伸試驗。

1.3.5 不同筋力小麥面團的質(zhì)構(gòu)特性測定

采用1.3.2的方法制備面團，參考席淑媛[17]的方法，選用P/50鋁制圓柱形探頭，設(shè)置測定參數(shù)，重復(fù)測定取平均值。

1.3.6 不同筋力小麥面團的微觀結(jié)構(gòu)觀察

采用1.3.2的方法制備面團，冷凍干燥24 h后將面團掰成小塊，取斷口面大致平整的位置為觀測面，保證斷口面清潔及不被應(yīng)力破壞，斷口面朝上放置，用砂紙抹平底部，使底部與斷口面平行，垂直粘貼在導(dǎo)電膠上，面團體積控制在8 mm×8 mm×8 mm以內(nèi)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)均為3次以上平行試驗的平均值，采用Origin 8.5和SPSS 17.0進行數(shù)據(jù)處理和顯著性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 干、濕面筋含量的變化

后熟期間不同筋力小麥的干、濕面筋含量見圖1。低筋小麥的干面筋含量從儲藏初期的10.37%下降到第2周的9.77%，儲藏后期上升到10.43%，濕面筋含量從儲藏初期的22.47%下降到第2周的20.63%，儲藏后期上升到22.50%，完成后熟時趨于穩(wěn)定，與新收獲時相比干面筋含量和濕面筋含量無顯著性差異；中筋小麥的干面筋含量從儲藏初期的9.77%下降到第2周的9.13%，第8周上升到9.47%，濕面筋含量從儲藏初期的20.47%下降到第2周的18.63%，第8周上升到21.67%，完成后熟時趨于穩(wěn)定，與新收獲時相比干面筋含量和濕面筋含量均下降；高筋小麥的干面筋含量從儲藏初期的10.97%上升到儲藏后期的11.40%，濕面筋含量從儲藏初期的24.07%上升到儲藏后期的25.50%，完成后熟時趨于穩(wěn)定，與新收獲時相比干面筋含量和濕面筋含量均升高。有研究表明，面筋蛋白含量與破壞面筋結(jié)構(gòu)時的峰值扭矩密切相關(guān)[18]，因此在后熟期間不同筋力小麥面團品質(zhì)的變化不僅由蛋白含量變化引起，還可能與蛋白的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。

注：大寫字母表示相同儲藏時間下不同筋力小麥的顯著性分析；小寫字母表示不同儲藏時間下同一筋力小麥的顯著性分析；相同字母表示無差異，不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 面團拉伸特性分析

面團最大拉伸阻力反映面團的強度和筋力，阻力越大說明筋力越強。面團拉伸距離表示面團的延展性，拉伸距離越大說明延展性越好，即抗阻能力越弱。因此，通常采用面團最大拉伸阻力與拉伸距離的比值判斷面團的烘焙品質(zhì)和筋力強度，該比值稱為拉伸比。面團拉伸面積可以直觀反映其拉伸能量[19-20]。由圖2a、c可知，低筋小麥面團的最大拉伸阻力最小，高筋小麥面團的最大拉伸阻力最大，中筋小麥面團的最大拉伸阻力介于兩者之間。面團拉伸距離則表現(xiàn)為低筋小麥>高筋小麥>中筋小麥(圖2b)。后熟期間，低筋小麥面團的最大拉伸阻力無顯著變化,隨儲藏時間的延長拉伸距離先減小，第2周開始增加，儲藏8周時趨于穩(wěn)定；中筋小麥的面團最大拉伸阻力儲藏初期無差異，儲藏至第8周達到最大值40.644 g，儲藏14周減小到35.607 g，但仍高于新收獲小麥水平；隨儲藏時間的延長，高筋小麥的最大拉伸阻力逐漸增大，面團拉伸距離儲藏1周無差異，而后開始減小并趨于穩(wěn)定。

注：小寫字母表示不同儲藏時間下同一筋力小麥的顯著性分析，相同字母表示無差異，不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

低筋小麥的面團拉伸面積儲藏1周后沒有差異，然后呈降低趨勢，儲藏14周低于新收獲小麥水平；中筋小麥面團的拉伸面積儲藏2周無差異，第8周顯著減小，儲藏14周趨于穩(wěn)定且高于新收獲小麥水平；高筋小麥面團的拉伸面積從新收獲時的825.826 g·s增大至第1周的989.911 g·s，隨后呈減小趨勢。從圖2d看到拉伸比為低筋小麥<中筋小麥<高筋小麥，這與楊劍婷等[21]的研究結(jié)論一致。低筋小麥面團拉伸比從新收獲時的0.37 g/mm呈減小趨勢并穩(wěn)定至第8周的0.29 g/mm；中筋小麥面團拉伸比開始穩(wěn)定在1.02 g/mm，第2周增至最大，最后穩(wěn)定在儲藏8周的1.67 g/mm；高筋小麥的拉伸比呈增大趨勢，最大為3.32 g/mm(圖2d)。

從新收獲不同筋力小麥在后熟期間的面團拉伸特性測定結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過后熟，不同筋力小麥表現(xiàn)出不同的拉伸特性變化規(guī)律，拉伸比越大說明面團筋力越強，相應(yīng)的拉伸阻力越大，面筋由松散變得緊致，烘焙質(zhì)量越好，這與面筋的組成與結(jié)構(gòu)相關(guān)[22]，面筋蛋白是由單體的醇溶蛋白和聚合的麥谷蛋白通過二硫鍵交聯(lián)而成，拉伸比的減小或增大可能是由于二硫鍵含量變化造成的，二硫鍵含量的減少或增多代表面筋的解聚或聚集，從而表明后熟期間低筋小麥面筋強度弱化，中筋和高筋小麥面筋強度增大。

2.3 面團質(zhì)構(gòu)特性分析

由表1可知，后熟期間低筋小麥面團的硬度先減小后增大，儲藏14周高于新收獲小麥水平，中筋小麥面團的硬度逐漸減小，高筋小麥面團的硬度呈先下降后穩(wěn)定的趨勢；低筋小麥面團彈性呈先增大后減小趨勢，中筋小麥面團的彈性先增大，后期趨于穩(wěn)定，高筋小麥面團的彈性逐漸增大；低筋小麥面團的黏性先減小至第2周的481.10 g·s，隨后開始增大且儲藏14周高于新收獲時的水平，中筋小麥和高筋小麥面團的黏性均表現(xiàn)為逐漸減小并趨于穩(wěn)定。

內(nèi)聚性是指形成面團時其內(nèi)部所需要的結(jié)合力，反映面團的抗形變能力，進而反映面筋蛋白的聚集程度[23]。由表1可知，后熟期間內(nèi)聚性表現(xiàn)為低筋小麥<中筋小麥<高筋小麥；低筋小麥的內(nèi)聚性由新收獲時的0.26 g·s增大到第1周的0.34 g·s，而后減小，儲藏14周穩(wěn)定在0.27 g·s；中筋小麥的內(nèi)聚性儲藏初期比較穩(wěn)定，儲藏至第8周達到最大，儲藏14周為0.41 g·s；高筋小麥的內(nèi)聚性呈增大的趨勢，儲藏14周達到0.51 g·s。

表1 后熟期間不同筋力小麥面團的質(zhì)構(gòu)特性Table 1 Dough texture characteristics of wheat with different gluten strength in postharvest maturation

蛋白質(zhì)分子通過二硫鍵、氫鍵、疏水作用、離子鍵的斷裂和重組，使得面團呈現(xiàn)一定的黏彈性和內(nèi)聚性，面筋蛋白的聚集程度是面團在一定形變強度下表現(xiàn)出不同黏彈性和內(nèi)聚性的原因[24-25]。通過對不同筋力小麥在后熟期間黏彈性及內(nèi)聚性的測定進一步驗證了完成后熟時低筋小麥面筋筋力減弱，中筋和高筋小麥面筋筋力增強。

2.4 面團微觀結(jié)構(gòu)分析

后熟期間不同筋力小麥的面團微觀結(jié)構(gòu)見圖3。后熟期間面團內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的緊密程度表現(xiàn)為低筋小麥面團內(nèi)部結(jié)構(gòu)間隙較大；高筋小麥面團內(nèi)部結(jié)構(gòu)間隙較??；中筋小麥介于兩者之間。低筋小麥儲藏2周面團內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間的空隙變小，儲藏14周空隙變大、不規(guī)則、坍塌；中筋小麥儲藏8周面團內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間的空隙變得小而密集，儲藏14周空隙更致密；高筋小麥儲藏1周面團內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間的空隙變得小而密集，儲藏14周空隙更致密。以上現(xiàn)象表明后熟期間不同筋力小麥面筋蛋白發(fā)生了不同程度的聚集，面團內(nèi)部結(jié)構(gòu)間隙越小說明該面筋結(jié)構(gòu)越緊密，面筋蛋白的結(jié)構(gòu)與面筋的聚集程度密切相關(guān)[26]。面團拉伸面積、拉伸比、彈性、內(nèi)聚性增大，黏性、硬度減小，二硫鍵含量增多，進而促進蛋白的交聯(lián)，使面筋發(fā)生聚集。

注：A、B、C分別是低筋小麥新收獲時、儲藏2周、完成后熟時的面團樣品；D、E、F分別是中筋小麥新收獲時、儲藏8周、完成后熟時的面團樣品；G、H、I分別是高筋小麥新收獲時、儲藏1周、完成后熟時的面團樣品。

3 結(jié)論

本研究采用低、中、高3種不同筋力的新收獲小麥，模擬華中生態(tài)區(qū)域儲藏條件(28 ℃，RH 75%)，儲藏14周并定期取樣，通過測定后熟期間不同筋力小麥的干、濕面筋含量以及面團的拉伸特性、質(zhì)構(gòu)特性反映后熟期間面團品質(zhì)特性變化規(guī)律，通過對面團內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的觀察初步探究不同筋力小麥后熟期間面團品質(zhì)差異變化的內(nèi)在機制。結(jié)果顯示：與新收獲小麥相比，經(jīng)過后熟，低筋小麥干、濕面筋含量無顯著性差異，中筋小麥干、濕面筋含量呈下降趨勢，高筋小麥干、濕面筋含量則呈上升趨勢。低筋小麥面團的拉伸比減小，中筋小麥面團拉伸比第2周達到最大值，并穩(wěn)定在第8周的1.67 g/mm，高筋小麥面團拉伸比呈增大趨勢，最大值達到3.32 g/mm。低筋小麥面團的彈性先增大后減小并趨于穩(wěn)定，中筋小麥面團彈性先增大，儲藏后期無顯著差異，高筋小麥面團彈性逐漸增大。低筋小麥面團的內(nèi)聚性先增大后減小，中筋小麥面團的內(nèi)聚性儲藏初期比較穩(wěn)定，儲藏至第8周達到最大，高筋小麥面團的內(nèi)聚性呈上升趨勢，14周達到0.51 g·s。低筋小麥面團內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間隙變得疏松，中筋和高筋小麥面團內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間隙則變得致密。

經(jīng)過后熟不同筋力小麥面團品質(zhì)發(fā)生了不同的變化，低筋小麥面筋筋力弱化，中筋和高筋小麥面筋筋力增強，其加工和食用品質(zhì)逐步改善，后熟期間小麥面團品質(zhì)特性的變化不僅與面筋蛋白含量有關(guān)，而且與面團內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)。因此推測新收獲不同筋力小麥后熟期間品質(zhì)改善的分子機制可能不同，可為下一步研究新收獲小麥后熟期間品質(zhì)改善的內(nèi)在分子機制奠定理論基礎(chǔ)。