适度剥皮对小麦粉储藏稳定性的影响

熊菲洋，郑倩娜，王峥，张国权西北农林科技大学，食品科学与工程学院（杨凌）（杨凌 700）

小麦籽粒包括胚乳、胚及皮层三个部分[1]，其中皮层由外果皮、中间层和糊粉层组成[2]，分别占籽粒的3.5%~4.3%，3.2%~3.8%和6.4%~8.5%[3]，糊粉层中含有丰富的活性物质，如可溶性膳食纤维、B族维生素以及酚类化合物等[4]。然而，传统制粉工艺会造成营养素流失，制得的精制面粉营养不够全面，不符合现代社会人们对均衡膳食的追求，而全麦粉是由整粒小麦制成的小麦全粉，包含小麦全部的营养物质，可为人体提供所需能量和保健成分。但也因为含有胚芽和皮层，全麦粉存在口感差[5]、储藏稳定性差[6]、卫生安全差等问题。脂质酸败是影响全麦粉储藏稳定性的主要因素[7]。

为改善精制面粉和全麦粉的不足，有研究者提出了剥皮制粉，即剥去小麦籽粒的部分皮层后再进行粉碎。目前，大多研究聚焦于剥皮对小麦粉安全品质及其制品品质的影响，针对剥皮小麦粉活性物质含量及其储藏稳定性的研究还较少。研究以两种硬质小麦为原料，比较不同剥皮率下小麦粉活性成分的差异，探究适当的剥皮比例。再通过分析剥皮小麦粉在储藏过程中其脂肪酸值、过氧化值、丙二醛含量以及脂肪酸组成变化，探究剥皮率对小麦粉储藏稳定性的影响。以期制备营养接近全麦粉又耐储藏的小麦粉，为改善小麦粉营养品质及全麦粉的储藏提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

西农20（硬度指数68.92%）和西农985（硬度指数64.45%），西北农林科技大学农学院提供；氢氧化钠、氢氧化钾、十二水合磷酸氢二钠、二水合磷酸二氢钠、硫酸亚铁、硫氰酸铵，广东光华科技股份有限公司；无水乙醇、戊二醛石油醚、甲醇、异丙醇、酚酞、氯化钡、氯仿、三氯乙酸，成都市科隆化学品有限公司；硫酸、硫代巴比妥酸，国药集团化学试剂有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器与设备

RCMTK-小麦脱皮清理机（河南荣成机械工程有限公司）；3100型试验粉碎机（瑞典Perten公司）；N6000紫外可见分光光度计（上海优科仪器仪表有限公司）；HH-4型恒温振荡水浴锅（上海力辰邦西一科技有限公司）；TD5M-WS型离心机（上海卢湘仪器公司）；TP-214型电子天平（美国丹佛仪器公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 剥皮小麦粉制备

小麦籽粒过筛除杂后，进行调质：第一次调质水分至13%，脱皮前5 min进行第二次调质，加水量为5%。根据小麦不同结构层占全籽粒的比例以及预试验结果确定剥皮比例（0，3%，6%和9%）。通过剥皮时间控制剥皮率，将调质后的小麦籽粒置于剥皮机中进行0~3次的剥皮处理，每次时长为60 s，而后进行粉碎处理，过筛，得到的剥皮小麦粉用自封袋密封于4 ℃保存备用。按照式（1）计算小麦的剥皮率。

式中：m1为剥皮前籽粒的质量，g；m2为剥皮后籽粒的质量，g。

1.3.2 小麦粉活性成分的测定

烷基间苯二酚含量测定参照LS/T 3244—2015《全麦粉》[8]；γ-氨基丁酸含量测定参照赵大伟等[9]的方法；总酚含量和总黄酮含量参照石琴琴[10]的方法；总抗氧化性测定根据总抗氧化能力（T-AOC）试剂盒测定方法。

1.3.3 储藏稳定性指标测定

脂肪酸值参照GB/T 15684—2015《谷物碾磨制品 脂肪酸值的测定》[11]的方法测定，结果以消耗的NaOH的质量计；丙二醛含量参照GB 5009.181—2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》[12]的分光光度方法测定；过氧化值参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》[13]测定。

1.3.4 酶活性测定

1) 脂肪酶活性测定参照GB/T 5523—2008《粮油检验 粮食、油料的脂肪酶活动度的测定》[14]。

2) 脂肪氧化酶活性参照王涵斌等[15]的紫外分光光度计法，稍作改良后进行测定。

3) 过氧化物酶活性参照Jiang等[16]的方法，作适当改良后进行测定。

1.4 数据统计与处理

所有数据均为至少两次平行试验测定结果的平均值。利用Minitab18软件邓肯氏多重比较进行差异显著性分析，采用Origin 9.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 剥皮率对小麦粉活性成分的影响

烷基间苯二酚（Alkylresorcinols，ARs）是一类特殊的酚类类脂，具有抗氧化作用[17]、抑菌性[18]、抑制肿瘤[19]等多种生理功能。ARs主要分布于小麦麸皮中，胚乳和胚芽中几乎不存在，常作为判断全麦粉的指标[20]。γ-氨基丁酸（GABA）是一种重要的抑制性神经递质，具有稳定血压、改善脑机能、防治癫痫等多种生理作用[21]。从表1可看出：随着剥皮率的增大，西农20小麦粉中ARs含量显著降低（P＜0.05），但3%剥皮率的小麦粉ARs含量接近于全麦粉；西农985小麦粉的ARs含量有下降趋势，但差异不显著；剥皮小麦粉中GABA含量先上升后下降，并在剥皮率3%时达到最大。

表1 剥皮小麦粉的活性物质含量

有研究表明，总抗氧化能力与总酚含量密切相关[22]；大部分的黄酮类化合物具有较强的抗氧化性[23]。由表1可知，随着剥皮率的增大，两种小麦粉的总酚含量和总抗氧化性逐渐下降。西农985小麦粉中总黄酮含量逐渐减小，而西农20小麦粉中总黄酮含量先上升后下降，当剥皮率为3%时含量最高。这是因为剥皮处理后，部分皮层被去除，糊粉层被破坏，导致小麦粉的抗氧化物质减少，抗氧化能力降低。

2.2 剥皮率对小麦粉酶活性的影响

尽管小麦中脂肪酶（LA）的含量并不高，但它作为第一个参与脂肪分解代谢反应的酶，对脂质的转化速率起着调控作用。脂肪氧化酶（LOX）和过氧化物酶（POD）也是影响小麦粉储藏特性的重要因素，LOX可催化脂肪酸发生酶促氧化反应，而POD可能会加速氧化酸败导致风味劣变。唐云等[24]研究指出，由于皮层和胚芽中脂肪氧化酶和过氧化物酶酶活较高，一般情况下未经稳定化处理的全麦粉仅能储存2~3个月。由表2可知，剥皮处理后，小麦粉中LA和LOX活性显著下降（P＜0.05），且剥皮率越大，下降趋势越明显。这可能是因为常温下谷物中脂肪酶主要分布在皮层和胚中，皮层中含75%~80%的酶活[1]，随着剥皮处理的逐渐深入，LA含量随着皮层的去除而减少，因而活力下降。可见，除了常规的热处理稳定化，通过剥皮处理也可降低小麦粉中脂肪代谢酶的活性，延缓脂质酸败造成的品质劣变。剥皮处理后西农20小麦粉POD活性降低，但不同剥皮率小麦粉之间无显著差异（P＞0.05），剥皮处理对西农985小麦粉的POD活性影响较小。

表2 储藏前后剥皮小麦粉酶活性变化

2.3 剥皮率对储藏过程中小麦粉脂肪酸值的影响

脂肪酸值是衡量小麦粉品质优劣的重要标志，脂肪酸值过高会影响食品品质，不利于储藏[25]。GB 1355—1986《小麦粉》[26]中规定小麦粉中脂肪酸值不得超过80 mg KOH/100 g，全麦粉行业标准《LS/T 3244—2015全麦粉》[8]则规定其脂肪酸值不得超过116 mg KOH/100 g。储藏过程中不同剥皮率小麦粉脂肪酸值变化如图1所示。随着储藏时间延长，小麦粉中的脂肪酸值均呈上升趋势，这与钟建军等[27]、王明洁等[28]、宋永令等[29]的研究结果一致。储藏过程中，两种小麦的全麦粉的脂肪酸值均符合全麦粉标准要求。当剥皮率达到6%和9%时，西农20小麦粉的脂肪酸值均符合小麦粉标准规定的脂肪酸值（≤80 mg KOH/100 g）。而当剥皮率为3%时西农20小麦粉的货架期为3个月（以小麦粉标准计）。当剥皮率为3%~6%时，西农985小麦粉货架期仅1个月（以小麦粉标准计），而当剥皮率达到9%时在整个储藏期间均符合小麦粉标准要求。

图1 剥皮小麦粉储藏过程中的脂肪酸值

储藏后，剥皮比例0，3%，6%和9%西农20小麦粉的脂肪酸值分别上升了77.7%，53.3%，41.5%和31.1%，西农985小麦粉的脂肪酸值则分别上升了92.4%，87.6%，67.2%和15.3%，剥皮率越高的小麦粉脂肪酸值上升越小，结合前文可知，脂肪酶随皮层的剥离而减少，导致生成的游离脂肪酸减少。结果表明适当的剥皮处理可减缓脂肪的水解，从而延长小麦粉货架期。

2.4 小麦粉样品在储藏过程中的过氧化值

在酶促和自动氧化两种氧化机制下，多不饱和脂肪酸发生氧化反应形成氢过氧化物[30]。小麦粉过氧化值是判断脂质氧化的基本指标，可反映小麦粉脂类的氧化程度。如图2所示，储藏期间小麦粉的过氧化值均呈上升趋势，但不同剥皮率的小麦粉样品过氧化值的增幅不同。随着剥皮率的增大，西农20小麦粉储藏期间过氧化值增幅分别为0.44，0.41，0.10和0.06 meq/kg。剥皮率越大，小麦粉储藏过程中过氧化值的增量越小，说明其氧化酸败速率越慢，小麦胚芽和麸皮中的脂肪氧化酶是酶促氧化的关键酶[31]，结合上文所述，剥皮率越大时LOX活性低，表明适当的剥皮处理可阻碍氧化进程，降低小麦粉中脂肪氧化的速率。

图2 剥皮小麦粉在储藏过程中的过氧化值

2.5 小麦粉样品在储藏过程中的丙二醛含量

随着储藏时间的延长，小麦粉中的初级氧化产物过氧化物会转化为次级氧化产物，包括醛、酮、环氧化物、羟基化合物、低聚物和聚合物[32]，其中丙二醛作为含量最高的醛之一，常作为氧化标记物用于判断脂肪氧化程度[33]。由图3可知，储藏期间剥皮小麦粉的丙二醛含量逐渐增大或呈波动变化，但均显示上升趋势，但剥皮率越大的小麦粉上升越少。储藏后，未剥皮的西农20小麦全粉（0）的丙二醛含量增量是剥皮率9%的2.77倍，未剥皮西农985小麦全粉（0）增量是剥皮率9%的9.25倍。这是因为麸皮包含较多的脂肪酶、脂肪氧化酶和金属离子（如Fe3+、Cu2+）[4]，脂类在它们的催化下加速氧化，导致丙二醛含量增加，而适当的剥皮处理可以去除部分麸皮，延缓氧化酸败，改善储藏稳定性，且剥皮程度越深，效果越明显。

图3 剥皮小麦粉储藏过程中的丙二醛含量

3 结论

传统精制面粉在生产过程中会流失大量营养素，而全麦粉的储藏稳定性较差。此次研究的结果显示，适当的剥皮处理可以在尽可能保留小麦中活性物质的同时，有效延缓小麦粉中脂质的水解和氧化，提高储藏稳定性。随着剥皮率的增大，小麦粉抗氧化能力减弱，活性物质含量总体呈现下降趋势，但3%的剥皮率可较好地保留小麦的营养，此剥皮率下小麦粉中活性成分的相对含量与全麦粉相近。剥皮处理可有效降低小麦粉中脂肪酶和脂肪氧化酶的活性，阻碍储藏期间小麦粉脂肪酸含量、过氧化值以及丙二醛含量的上升，延长小麦粉的货架期。