電子束輻照對小麥粉加工品質影響的研究

胡碧君，溫其標

（華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州510640）

電子束輻照對小麥粉加工品質影響的研究

胡碧君，溫其標*

（華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州510640）

研究了不同劑量電子束輻照對小麥粉理化性質及加工特性的影響，并將其制成饅頭，運用物性測試儀和感官評定方法分析了饅頭的食用品質。結果顯示：隨著輻照劑量增加，小麥粉的降落數值及粘度特性顯著下降，當輻照劑量達到5kGy時，降落數值下降了56.2%，峰值粘度下降至42.7%，回生值下降至35.2%，而吸水量略有提高；面團的最大拉伸阻力逐漸降低，降幅隨著輻照劑量的增大而增大，延伸度卻逐漸增加，拉伸曲線面積則先增后減；物性測試儀測定結果表明，劑量在1.75kGy以下時，輻照對饅頭的粘附性影響較小，但達到2.75kGy以上時，饅頭的粘附性迅速增大，達到對照樣品3倍以上；感官評定結果表明，當小麥所受輻照劑量達到5kGy時，由其所制作的饅頭感官評分低于60分，表明已不宜食用。

輻照劑量，饅頭，加工特性，食用品質，粘度

電子束輻照技術在糧食貯藏和食品安全控制方面有著廣泛的應用，利用電子束對糧食進行輻照處理，其所產生的物理、化學和生物效應可以降低呼吸作用、抑制發芽、殺蟲滅菌，從而延長糧食的貯藏期，且一定劑量的電子束輻照也可以降解和破壞食品中的有害殘留物和食物過敏原，已成為控制食品安全的重要技術手段［1-3］。目前，電子束輻照對糧食品質的影響成為了人們關注的焦點，已有一些研究者就此進行了部分研究。Gralik等研究表明，輻照提高了內源淀粉酶活性，且面筋蛋白的SDS-PAGE電泳圖譜顯示有4種蛋白質條帶缺失［4］，但輻照對食品中營養成分的影響是很小的［5］。本文采用電子束對小麥進行了輻照處理，主要從小麥粉的加工特性以及用其所制作的饅頭的食用品質兩方面對電子束輻照的影響進行了研究，從而為電子束輻照在小麥貯藏與加工方面的應用提供了一定的理論基礎［6］。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥 美國進口軟質白麥，輻照前貯存于糧庫，輻照后實驗室低溫（4℃）貯藏，備用；酵母粉 燕子牌即發性干酵母，法國產，低糖型；其它試劑 均為分析純。

輻照設備及劑量 俄制ELV-8型電子加速器，能量為2MeV，束流為50mA，輻照劑量為0、0.5、1.75、 2.75、3.75、5.0kGy；Brabender大型實驗磨，醒發箱，蒸鍋，電爐，TA-XT plus型物性測試儀，Brabender粉質儀，Brabender拉伸儀，Brabender粘度計，瑞典Perten公司1800型降落數值儀。

表1 不同劑量下面粉的基本理化指標

1.2 實驗方法

1.2.1 測定方法 水分測定：參照GB/T3543.6-95進行測定；降落數值：參照GB/T10361-2008進行測定；濕面筋測定：參照GB/T5506.2-2008進行測定；粘度測定：參照GB/T 22427.7-2008進行測定；粉質特性：參照GB/T14614-2006進行測定；拉伸特性：參照GB/T14615-2006進行測定。

1.2.2 工藝流程 小麥→電子束輻照→面粉→面團調制→發酵→成型→蒸制→成品

1.2.3 饅頭制作方法 本實驗采用 SB/T 10139-1993《饅頭用小麥粉》基礎上的改進方法蒸制。具體方法如下：稱取面粉100g，按粉質儀吸水量的50%計算加水量。在已預熱（37℃）的和面缽中加入即發活性干酵母0.5g，倒入計算好的加水量，使酵母溶解，成為懸浮液。再用筷子攪拌均勻，手工和面適宜時間，發酵60min，取出，再和面3min，成型，在溫度38℃，相對濕度85%的醒發箱中醒發1h，放入已煮沸的蒸鍋屜上蒸20min，關火后3min揭鍋，冷卻至40℃檢測評分。

1.2.4 饅頭評分方法和標準 將測量后的饅頭切成數塊，品嘗小組由4～5名經訓練并有經驗的人員組成，按SB/T 10139-1993《饅頭用小麥粉》附錄A內容逐項品嘗打分，并計算總評分：總評分 =比容（15%）+表面光澤（15%）+彈性（10%）+氣味（20%）+食味（20%）+韌性（10%）+粘性（10%）

1.2.5 饅頭制品的物性指標檢測 TPA（Texture Profile Analysis）測試是通過兩次穿沖完成對樣品的測試，每次穿沖過程均包含下壓和收回兩個階段。本研究中所使用的探頭為P/35R型，物性儀參數為：Option T.P.A.；Pre-test Speed 1.0mm/s；Test speed 1.0mm/s；Post-test speed 1.0mm/s；Strain 50.0%；Time 5.0s；Trigger type Auto，5.0g。饅頭出鍋1h后，用刀縱切成厚度為25mm的薄片，進行TPA測試，保存測試結果。用擦鏡紙將探頭擦拭干凈后，重復測試操作，取兩次測試的平均值報告測試結果。

1.2.6 數據統計和處理 水分含量為五個平行，粘度特性和TPA分析重復2次，其余指標為3次重復，實驗結果用均值表示。用Excel軟件進行統計分析，差異顯著性檢驗采用SAS6.0軟件處理。

2 結果與討論

2.1 輻照劑量對面粉基本指標的影響

將不同劑量電子束輻照的小麥磨粉后，對其基本理化性質進行測量。從表1數據可以看出，輻照對小麥粉的水分含量及濕面筋含量影響不大，但對降落數值、拉伸特性及粉質特性影響較大。隨著輻照劑量的增加，降落數值顯著降低，當輻照劑量達到5kGy時，降落數值下降了56.2%。由表1還可見：輻照后的小麥粉面團經45、90、135min醒發后，隨著輻照劑量增加，最大拉伸阻力逐漸降低，且降幅隨著輻照劑量的增大而增大，延伸度卻逐漸增大，拉伸曲線面積則先增后減。拉伸曲線反映了麥谷蛋白賦予面團的強度和抗延伸阻力的程度，以及麥膠蛋白提供的易流動性和延伸所需要的粘合力。粉質特性中，吸水率主要由蛋白質含量與淀粉破損率決定，蛋白質含量與淀粉破損率越高的樣品，吸水率越高［7］，品質越好。從表中數據可知，電子束輻照可以略微提高吸水率，從而一定程度上改善小麥粉面團品質，但隨著劑量增加，吸水率變化不大。面團形成時間能反映面筋網絡的形成速度，時間越長，面筋越強，但并非越長越好。表1中數據顯示，面團形成時間增長，面筋網絡也略有增強。

2.2 輻照劑量對小麥粉粘度的影響

經過輻照的小麥粉峰值粘度顯著低于未經輻照的對照樣品，且隨著劑量的增加呈下降趨勢，其回生值也表現出類似的趨勢。除糊化溫度變化波動不明顯外，其它Brabender參數均低于未經輻照處理樣品，尤其是95℃開始保溫時的粘度，說明未經輻照的小麥粉開始糊化較早，回生較慢（圖1，表2）。有研究表明，輻照會對小麥中大分子物質產生一定程度的降解或斷裂，從而使其面粉峰值粘度降低［4］，其它Brabender粘度參數也表現出相同的變化規律，說明輻照后小麥中大分子物質與未經輻照的情況有所不同。從小麥粉糊化曲線看，經輻照與未經輻照的小麥粉分別糊化，在小麥粉峰值時間處形成小的糊化峰，說明經過輻照后小麥粉在結構和特性方面存在一定的差異［8］。

2.3 饅頭制品的物性指標分析

與饅頭物性相關的指標包括以下幾項：硬度、彈性、粘聚性、粘附性、咀嚼度和回復性。其中，硬度和粘附性是直接測定的力的數值，彈性、粘聚性和回復性是通過計算高或面積的比值得出的，而咀嚼度則是硬度、彈性和粘聚性的乘積。從定義上看，彈性和粘附性分別與品嘗評分中的彈性和粘性相對應，而咀嚼度的概念則與韌性相似。

TPA結果圖中，第一次擠壓的峰值阻力F1表示饅頭的硬度，單位為g，阻力越大，饅頭越硬；第二次擠壓的峰值阻力與第一次擠壓的峰值阻力之比（F2/F1）表示饅頭芯的彈性，比值越高，彈性越好［9］。從圖2可知，與未經輻照樣品比較，輻照劑量為0.5、1.75kGy時，饅頭硬度降低程度接近一半，在2.75、3.75kGy時，饅頭硬度幾乎一樣，但當輻照劑量達到5kGy時，饅頭硬度增加將近一倍。輻照劑量對彈性、粘聚性及回復性影響不大，隨著輻照劑量增加，其值略有下降。輻照劑量在1.75kGy以下時，對饅頭的粘附性影響較小，當輻照劑量達到2.75kGy以上時，粘附性增至未經輻照樣品的3倍以上，說明此時粘附性已發生明顯改變。從咀嚼度的計算公式可知，其由硬度、粘聚性和彈性決定，而粘聚性和彈性隨輻照劑量變化影響不大，因此，咀嚼度與硬度的變化趨勢基本一致。

表2 不同劑量下小麥粉的主要粘度指標

表3 物性分析儀測定的各品質指標之間的簡單相關系數表

表4 物性分析儀測定的不同劑量對饅頭各指標的回歸分析

圖1 不同劑量下小麥粉的粘度曲線

圖2 饅頭TPA測試曲線圖

由表3可知，物性儀各指標之間存在顯著的相關性，其中咀嚼度與其它指標間的相關性最顯著，咀嚼度與硬度的相關系數高達0.995。這說明，樣品被輻照的劑量越大，硬度越大，其粘聚性、彈性以及粘附性就越差，樣品越粘，咀嚼度越大。因各指標之間的相關性極顯著，對其進行簡單回歸分析，結果見表4，可以看出，各輻照劑量均與饅頭物性指標之間在0.05顯著水平上具有極顯著的回歸性。

2.4 饅頭制品感官評分分析

與物性分析類似，輻照小麥對饅頭品質呈現一定的影響，隨著劑量的增加，饅頭品質呈下降趨勢，當輻照劑量達5kGy時，饅頭評分低于60分，不適宜食用。圖3表明，輻照劑量達5kGy時，饅頭的比容和表面光澤均明顯下降，這與實際情況是吻合的，小麥被不同劑量輻照后，其大分子物質被不同程度降解或斷裂，面團被壓實后，起發所受阻力增大，因此，饅頭的外觀也將明顯變差，表面更加粗糙，這對饅頭的美觀是不利的。

圖3 輻照饅頭制品的感官評定結果

3 結論

3.1 電子束輻照對降落數值及粘度特性有較大影響。經過輻照的小麥粉的降落數值、峰值粘度及回生值顯著低于對照樣品，當輻照劑量達到5kGy時，降落數值下降了56.2%，峰值粘度下降至42.7%，回生值下降至35.2%。

3.2 電子束輻照對拉伸特性亦有較大影響，當輻照劑量達到5kGy時，最大拉伸阻力隨劑量增加而逐漸降低，且降幅隨著輻照劑量的增大而增大，延伸度卻逐漸增大，拉伸曲線面積則先增后減。

3.3 輻照對饅頭的粘附性影響較小，但達到2.75kGy以上時，饅頭的粘附性迅速增大，達到對照樣品3倍以上。物性儀各指標之間存在顯著的相關性，其中咀嚼度與其它指標間的相關性最顯著，咀嚼度與硬度的相關系數高達0.995。

3.4 當小麥所受輻照劑量達5kGy時，由其所制作的饅頭外觀質量明顯下降，感官評分低于60分，已不宜食用。

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Effects of electron beam irradiation on the processing properties of stored wheat flour

HU Bi-jun，WEN Qi-biao*
（College of Light Industryamp;Food Sciences，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）

Effects of electron beam irradiation with various doses on physicochemical properties and processing characteristic of wheat flour were studied.Besides，Chinese steamed bread were made and the edible quality of them were analyzed by texture profile analysis and sensory evaluation method.The investigation results demonstrated that the falling number and viscosity were decreased dramatically with the increase of irradiation doses.When it increased to 5kGy，the falling number reduced by 56.2%，the maximum viscosity and setback reduced to 42.7%and 35.2%separately，while the water absorption increased slightly，the maximun resistance of dough decreased gradually，the decreasing range enlarged with the increase of irradiation doses，extensibility reduced gradually，while extensograph area increased first and then decreased.TPA test results showed that the adhesiveness was slightly affected when the irradiation doses below 1.75kGy，but it rose to 3 times of the sample when it above 2.75kGy.The result of sensory evaluation suggested that Chinese steamed breads made with these flours were not edible when treated with 5kGy doses，for the score was lower than 60.

irradiation doses；steamed bread；processing characteristic；edible quality；viscosity

TS210.1

A

1002-0306（2011）01-0130-04

2009-12-07 *通訊聯系人

胡碧君（1987-），女，在讀碩士，研究方向：糧食、油脂與植物蛋白工程。