小麥粉儲藏過程中組分及品質變化研究進展

楊書林，惠 瀅，王鑫宇，李 沿

(1.中糧國際(北京)有限公司，北京 100020；2.中糧營養健康研究院，北京 100020)

小麥在我國的栽種已有悠久的歷史，且早在春秋時期，人們已經開始將小麥研磨成粉，進行加工食用，至此之后，樹立了小麥粉在主食界不可撼動的地位。隨著當今社會的發展，小麥粉已不僅僅作為主食食用，還被制成蛋糕、餅干等各類休閑食品[1-2]。所以，在國家糧食戰略儲備中，小麥粉的安全儲藏具有重大意義。對于小麥粉的儲藏研究也尤為重要。本文從小麥粉儲藏期間水分、淀粉、蛋白質等主要成分的變化及其他關鍵品質指標的變化情況進行綜述，以期對優化小麥粉儲藏環境及時間，延緩小麥粉品質劣變提供基礎支撐，也為國人主食的儲備安全提供依據。

1 小麥粉在儲藏期間主要組分的變化

1.1 水分變化

儲藏時間、溫度、濕度和包裝材料等因素會影響小麥粉的水分。在儲藏初期，由于小麥粉具有較強的吸濕性和蒸發特性，小麥粉水分與環境濕度保持動態平衡，這主要取決于小麥粉自身水分與儲藏環境的濕度。當外部環境濕度高于小麥粉本身時，小麥粉吸水導致其含水量增加。隨著儲藏時間延長，小麥粉水分逐漸趨于穩定，最終達到內外水分的平衡。隨著環境濕度的增加，小麥粉水分達到平衡所需時間增加，小麥粉含水量也增多。儲藏環境溫度和相對濕度對小麥粉含水率有顯著影響，且含水率與儲藏濕度、溫度呈顯著的二元線性關系[3-4]。蔣甜燕[5]研究不同溫度(10～35℃)和相對濕度(55%～85%)對小麥粉水分的影響發現，在相同的相對濕度條件下，小麥粉平衡水分與環境溫度之間呈線性負相關；在相同溫度下，小麥粉的平衡水分與相對濕度具有一定相關性，即相對濕度越大，小麥粉平衡水分也越大。鐘建軍等[6]研究了低溫、常規、密閉、脫氧、充氮5種儲藏方式對小麥粉含水率的影響，結果表明隨著儲藏時間的延長，除低溫冷凍儲藏(-18℃)外，其它儲藏方式(25℃)條件下小麥粉含水量均出現不同程度的下降。

水分是影響小麥粉儲藏穩定性的關鍵因素，國標《小麥粉》(GB 1355—1986)規定小麥粉水分不得超過14%。含水率過高會導致小麥粉在儲藏過程中逐漸失去光澤、發暗，結成小球甚至結塊等不良現象發生，而且環境濕度越高，小麥粉越容易結塊。當環境濕度由50%增加到80%時，小麥粉開始結塊的時間由原來的約110 d縮短至20 d，而且小麥粉結塊現象到儲藏后期更加嚴重[7]。研究認為將小麥粉控制在水分低于12%，相對濕度為55%～65%、溫度為18～24℃的條件下儲藏是比較安全的[8]。

1.2 淀粉及其關聯指標的變化

小麥粉中淀粉質量分數一般在65%～70%，但在儲藏過程中由于淀粉酶的水解，淀粉含量逐漸下降。在37℃下儲藏小麥粉28 d后，溫雪瓶等[9]發現其淀粉含量(干基)降低了3.46%。此外，隨著儲藏時間的延長，小麥粉的碳酸鈉SRC值降低[10]，表明小麥粉中損傷淀粉的含量降低。

不同的儲藏時間、溫度、相對濕度、氣調等外界條件會不同程度地改變淀粉的分子結構和糊化特性，從而影響小麥粉的品質和應用。儲藏時間和溫度對糊化特性有顯著影響[11-12]，儲藏時間是影響小麥粉儲藏過程中淀粉糊化特性的首要因素，其次是儲藏溫度，氣調影響較小[13]。小麥粉糊化黏度受儲藏時間和儲藏濕度影響顯著，隨著儲藏時間的延長和溫濕度的增加，小麥粉的峰值黏度和最終黏度增加；而衰減值與回生值變化與濕度有關，其值在低相對濕度(55%)條件下增加，但在高濕條件下明顯減小[12-14]。淀粉糊化溫度在儲藏過程中升高，淀粉粒強度增加，這是由于脂肪被水解和氧化產生的游離脂肪酸與直鏈淀粉的螺旋結構結合所引起[15]。

此外，小麥粉的耐儲藏性跟筋力強度也有關。研究表明，高筋小麥粉淀粉糊化特性較中筋小麥粉變化小[13]，表明高筋小麥粉耐儲藏性較中筋小麥粉好。

1.3 蛋白質及其關聯指標的變化

1.3.1蛋白質組分的變化

根據蛋白質溶解程度的不同，小麥粉中的蛋白質大致可以分為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及麥谷蛋白四類[16]。如果根據蛋白質含量的高低來進行分類，則小麥粉通?？煞譃榈徒?、中筋、高筋、特高筋小麥粉。小麥粉蛋白質含量與加工品質密切相關，不同用途的小麥粉對小麥蛋白質含量要求不同，并且蛋白質質量決定著小麥粉的食品加工品質，在儲藏期間小麥粉中的蛋白質含量和組成等的變化會對制品品質產生重要影響。

馬翠花等[17]研究發現，小麥粉在儲藏過程中其組成成分發生變化，麥谷蛋白含量出現升高，進而使小麥粉品質得到改善；另外，蛋白質組分的變化速度也會受溫度影響。清蛋白和球蛋白是生理活性蛋白，主要參與代謝活動；醇溶蛋白和麥谷蛋白主要存在于小麥胚乳中，不具有酶活性，其主要功能是儲存蛋白[19]。Zia等[20]研究發現，溫度越高，則小麥粉蛋白質的消化率也越高。而儲藏過程中美拉德反應會降低蛋白質消化率和氨基酸可利用率。但也有研究認為在儲藏過程中，淀粉等非還原糖在酶的分解作用下轉化成還原糖，使小麥粉中的還原糖含量升高，從而為人體提供更加充足的碳水化合物。小麥粉的蛋白質含量與組成還會受到外源添加劑的影響，面團的品質好壞主要是取決于其中的面筋特性；因此，對小麥粉品質的評價，不僅僅需要關注其蛋白質含量，還需要對其中的面筋含量和質量進行評價。

1.3.2濕面筋含量、面筋指數的變化

小麥粉的濕面筋含量是反映蛋白質質量的直觀指標。有相關研究表明，在儲藏過程中小麥粉的濕面筋含量及其持水率下降[22]。賈浩等[23]的研究表明，小麥粉在未經任何處理的狀態下儲藏，濕面筋含量和面筋指數也都出現下降。魏秋銳[24]研究發現，經過熱處理的小麥粉和未經處理的小麥粉在儲藏過程中的濕面筋含量和面筋吸水率均出現下降；儲藏8個月時，未處理組小麥及14.0%水分熱風處理的小麥其濕面筋含量、面筋吸水量下降幅度較大?？偟膩碚f，儲藏結束時各樣品小麥粉的干面筋含量與初期相比變化不大。

1.3.3流變學特性變化

儲藏時間、儲藏濕度和小麥粉筋力強度都會影響小麥粉面團的流變性能。儲藏濕度會顯著影響面團的吸水率、穩定時間、弱化度[14]。儲藏濕度增加，面團吸水率降低，穩定時間縮短，弱化值增大。在恒溫恒濕(38℃，70%)密閉儲藏環境下，隨著儲藏時間延長，小麥粉的吸水率略有增加，形成時間、穩定時間、評價值的變化與原料特性有關[25]。此外，吹泡實驗結果表明，經儲藏一段時間的小麥粉面團韌性增強，延伸性下降，面團持氣性能降低。

1.4 脂類物質及脂肪酸值的變化

小麥中含有少量的脂類物質，僅占整籽粒小麥的3%左右，主要存在于胚和糊粉層中。在小麥制粉過程中，隨著加工精度降低，小麥粉中脂類物質的含量會隨之升高。由于小麥粉中的脂類物質多為不飽和脂肪酸，穩定性較差，因此極易發生氧化酸敗，影響小麥粉品質[18]。脂類的劣變也是小麥粉產生酸敗等不良氣味的主要原因[26]。因此，小麥粉國家標準中，脂肪酸值是作為品質評判的重要指標之一，限量要求80 mg KOH/100 g。小麥粉脂肪酸指標的變化與諸多因素相關，儲藏的溫度和時間、小麥粉的水分和加工精度等條件的變化均會影響小麥粉的脂肪酸值。隨著小麥粉儲藏時間的延長，脂肪酸值呈現增加趨勢，且不良的儲藏條件會加速小麥脂肪酸值的上升，甚至引起品質劣變[27]。樊艷等[28]模擬了日常儲藏溫度對小麥粉脂肪酸值變化的影響。結果表明，小麥粉的脂肪酸值與儲藏溫度呈現極顯著相關性。15℃的儲藏條件下，脂肪酸值增加速度較慢，隨著儲藏溫度的升高，脂肪酸值增加速度逐漸變快，35℃時脂肪酸值增長速率達到最大。王壘等[29]研究了儲藏時間及溫度對脂肪酸值變化的影響，常規儲藏濕度下，脂肪酸值會隨著儲藏時間的延長呈現上升趨勢；且溫度越高，變化越快。陳聰聰等[30]研究發現，同樣儲藏條件下，加工精度越低的小麥粉，脂肪酸值增長的速度越快。主要由于加工精度越低，小麥粉中所含有的脂類物質含量越多，同等條件下會加速小麥粉的氧化速率。這也與陳淑娟[31]的研究結果一致。王明潔等[32]研究發現，小麥粉儲藏在溫度≤20℃、水分≤14%、濕度≤70%的條件下，脂肪酸值增速較緩。

1.5 酶活性的變化

小麥粉中酶的種類主要有淀粉酶、蛋白酶、過氧化物酶、多酚氧化酶、脂肪酶、脂肪氧化酶等。酶的活性作用與小麥粉的品質指標、制品的應用特性之間具有密切的關系。淀粉酶的主要作用是分解淀粉，生成小分子的葡萄糖，為酵母發酵提供更加充足的養分。蛋白酶對小麥粉中的蛋白質具有水解作用。而過氧化物酶被證明多與制品的返色、褐變密切相關。酶類物質具有專一性、高效性、溫和性，在適宜的溫度范圍內，酶具有高度的催化效率，一旦超過合適的溫度，酶的活性會迅速下降甚至失去活性。已有大量研究證實，隨著儲藏時間的延長，酶類物質的活性逐漸下降。降落數值可以用來表征α-淀粉酶的活性。隨著儲藏時間的延長，小麥粉的α-淀粉酶的活性逐漸下降，蛋白酶和脂肪酶的活性也呈現下降趨勢[33]。王若蘭等[34]對比高筋小麥粉在儲藏期內的酶活性變化，發現隨著時間延長，過氧化氫酶的活性也在持續下降。

1.6 揮發性成分的變化

烴、醛、酮、醇、酸、酯及雜環類等是小麥粉中主要揮發性成分，其中烴和醛含量最高，其次是醇和酮。小麥粉本身含有的酯類、醇類和少量羰基化合物，蛋白質和氨基酸降解，糖類代謝，不飽和脂肪酸氧化[35]，以及倉儲昆蟲和微生物的生長代謝是小麥粉產生揮發性成分的來源。其中，脂類氧化水解是小麥粉中揮發物的主要來源。長時間儲藏的小麥粉中揮發性成分變化會導致異味、霉味、酸味和哈味等不良風味產生，據此可以判斷其新鮮度和儲藏時間。

小麥粉初始水分、儲藏溫度和儲藏時間會影響小麥粉揮發性物質種類及組分含量變化。在儲藏過程中，與低水分的小麥粉相比，水分高的小麥粉各揮發性成分變化更快[36]。張藍月[37]對小麥儲藏期間揮發性成分變化研究表明，初始水分顯著影響酮、酸、酯、雜環類，儲藏溫度顯著影響酯類，儲藏時間顯著影響酚類。儲藏60 d后的小麥粉中己醛、苯甲醛、辛醛、2-壬醛、己醇、十二烷、十六烷和十八烷等揮發性物質發生明顯變化[35]。付強等[38]認為，不同儲藏條件的小麥粉揮發性成分種類相同，但含量存在差異。但也有研究認為，隨著儲藏時間延長，醛的種類增加且大部分醛類含量升高，烷烴類種類幾乎沒有增加，C10—C15的烷烴及醇類含量降低[36]。

2 小麥粉在儲藏過程中其他指標的變化

2.1 白度的變化

色澤是小麥粉品質的重要指標之一，不僅直接反映出小麥粉的新鮮度，也會影響消費者的購買意愿。新磨制的小麥粉略帶黃色，但適當將其置于低溫低濕環境中一段時間可以提升白度，這是因為小麥粉中含有的胡蘿卜素、類胡蘿卜素等色素被空氣中的氧氣氧化導致白度增加，其增白速率與環境氧含量有關。如果將小麥粉置于50%濕度條件下110 d，則小麥粉會失去光澤而變暗[7]。

在常溫儲藏條件下，小麥粉白度的變化有三類：先短期增加后穩定、先短期增加后減小、持續減小，這些變化與小麥品種有關[39]。儲藏時間、溫度、濕度、氣調方式是小麥粉儲藏過程中引起白度變化的主要外部因素。以低溫、常規、密閉、脫氧、充氮5種方式處理小麥粉后，隨儲藏時間延長，其白度先增加后逐漸達到平衡[6]，且采用氣調包裝并加入脫氧劑能夠加速白度變化。李怡林等[40]分別利用微波(2 450 MHz)和水浴將小麥粉加熱至35、45、55℃，與對照(25℃)相比，熱處理過的小麥粉白度增加，但當提高加熱溫度后，白度出現減小，而且微波處理的小麥粉白度高于水浴處理。

因此，掌握不同品種小麥粉在不同儲藏條件下白度的變化規律，確定小麥粉最佳儲藏條件和儲藏時間，有利于實現在不添加任何食品添加劑條件下最大程度地提高小麥粉白度，實現小麥粉加工企業經濟效益的增加。

2.2 微生物的變化

小麥粉中的微生物主要來源于小麥表皮。加工過程的清理不當會造成表皮中的微生物進入到小麥粉中，而不良的儲藏條件，也會加速微生物在小麥粉中的生長和繁殖，從而影響小麥粉的品質。Berghofer等[41]研究發現，小麥經過清理及加工，大部分微生物會富集在麩皮及胚中，少部分會進入到小麥粉中。小麥粉中所含有的水分及營養成分，也為微生物提供了良好的繁殖基礎。張彩霞等[42]研究表明，微生物會分解小麥粉中的蛋白質，從而造成面筋蛋白含量下降，影響面制食品的品質。趙乃新等[43]研究了小麥粉儲藏過程中品質性狀的變化規律。微生物會隨著小麥粉儲藏時間的延長，逐漸增多。從而造成小麥粉面筋含量降低，面筋強度減弱，相對應的拉伸阻力減小，延伸性增加，沉降值下降。

樊艷等[28]研究表明，在常規空氣濕度條件下，小麥粉儲藏溫度與霉菌總數、大腸桿菌呈極顯著負相關，與小麥粉中的菌落總數呈極顯著正相關。周建新[44]研究了不同溫濕度組合下，小麥粉中微生物的變化情況。在55%濕度條件下，霉菌數量與菌落總數均與儲藏溫度呈負相關。小麥粉中的菌落總數會隨著儲藏時間的延長，呈現先上升后下降的趨勢。陸陽[45]研究了小麥粉在空氣濕度條件下，不同溫度(12、20、28、36、44℃)儲藏過程中黃曲霉生長和黃曲霉毒素積累的情況，結果表明小麥粉中黃曲霉生長量、黃曲霉毒素累積量與儲藏溫度呈極顯著正相關。

3 小麥粉在儲藏過程中應用特性的變化

儲藏期結束的小麥粉最終還是制成蒸煮制品，因此小麥粉的蒸煮制品品質是能夠反映小麥粉質量最直觀的指標。新制小麥粉會經歷一個月左右的后熟期，經過后熟的小麥粉制作的饅頭比容會顯著增加，但是儲藏時間過長小麥粉的品質劣變，制作的饅頭品質明顯下降。當儲藏時間長達4個月時，制作的饅頭出現輕微異味[46]。在濕度比較高的條件下，小麥粉及其饅頭制品的品質劣變則更加迅速，在30～120 d的時間內，饅頭的感官品質和感官評分會出現顯著下降[47]。

4 展望

小麥粉的安全儲藏對于保障國家糧食和食品安全具有戰略意義，小麥粉的儲藏條件一直以來是研究者研究探討的重要課題。精準了解小麥在儲藏期間的成分變化情況及與成品品質的關聯特性，有利于更好地掌握小麥粉儲藏品質劣變的根源，從而有針對性地控制儲藏條件，延緩品質變化，對實現小麥粉的安全儲藏具有重要指導意義。