周建新 張杜鵑 林 姣 包月紅 吳萌萌

（南京財(cái)經(jīng)大學(xué)糧食儲(chǔ)運(yùn)國家工程實(shí)驗(yàn)室，南京 210046）

小麥粉作為人們的主食和食品工業(yè)的重要原料，對保證人民身體健康和食品等工業(yè)制品的質(zhì)量安全至關(guān)重要。但由于小麥粉中含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽等豐富的營養(yǎng)成分，因而它們?yōu)槲⑸锏纳L繁殖提供了良好的營養(yǎng)條件。一旦條件適宜，微生物即生長繁殖，造成小麥粉的發(fā)熱霉變，甚至?xí)a(chǎn)生真菌毒素，對品質(zhì)和食用安全造成嚴(yán)重的影響［1］。但我國以往的小麥制粉重點(diǎn)放在原料的可見雜質(zhì)清理、加工成品的“細(xì)”、“白”等外觀及谷物自身品質(zhì)特性上，沒有對微生物污染作任何處理，而且小麥粉標(biāo)準(zhǔn)中沒有微生物的限量指標(biāo)?；趯π←湻蹆?chǔ)藏安全和消費(fèi)者食用安全保障的需求，衍生出低菌小麥粉的概念，即在傳統(tǒng)的小麥制粉過程中增加“去除攜帶的微生物、抑制過程繁殖、杜絕新增污染”等功能，保證加工出的小麥粉中微生物指標(biāo)達(dá)到要求［2］（如澳大利亞小麥粉微生物限量指標(biāo)：菌落總數(shù)≤104CFU／g，大腸菌群≤102CFU／g，蠟樣芽孢桿菌≤10 CFU／g，嗜溫芽孢菌≤102CFU／g，酵母菌與霉菌≤103CFU／g［3］）。由于我國小麥的帶菌量高，在目前國內(nèi)尚無低菌小麥制粉技術(shù)與裝備的情況下，難以用國產(chǎn)小麥加工出滿足低菌要求的小麥粉。研究人員通過對小麥制粉過程中微生物污染及其變化規(guī)律的研究，明確了影響小麥粉微生物數(shù)量的主要因素為原料小麥和潤麥過程［4－5］。因此，降低小麥微生物含量，控制潤麥環(huán)節(jié)的微生物增殖，是生產(chǎn)低菌小麥粉的關(guān)鍵。而臭氧作為一種廣譜高效消毒劑，可快速殺滅各種細(xì)菌繁殖體和芽孢、真菌等，且由于其穩(wěn)定性差，很快會(huì)自行分解為氧氣，不存在任何殘留［6］。近年來，臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用得到快速發(fā)展［7－8］。因此對國產(chǎn)小麥采用臭氧處理以減少原料小麥表面的微生物數(shù)量，并控制潤麥環(huán)節(jié)的溫度生產(chǎn)低菌小麥粉，對我國小麥粉及其制品的儲(chǔ)藏和食用安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 材料

小麥：白硬麥，二等，2011年收獲，常規(guī)儲(chǔ)藏3個(gè)月，含水量為12.5%，南京鐵心橋國家糧食儲(chǔ)備庫石埠橋庫區(qū)。

1.2 儀器與設(shè)備

JR－Y10氧化滅菌箱：南京金仁環(huán)?？萍加邢薰?；101－3AS電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海蘇進(jìn)儀器設(shè)備廠；Quadrumat Junior磨粉機(jī)：德國 Brabender公司；JJ－2B組織搗碎勻漿機(jī)：江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；SW－CJ－1F單人雙面凈化工作臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；SYQ－DSX－280B不銹鋼壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；GNP－9160隔水式恒溫培養(yǎng)箱：上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；HY－4調(diào)速多用振蕩器、HH－4數(shù)顯恒溫水浴鍋：國華電器有限公司；TP－214電子天平（精度0.000 1 g）：丹佛儀器（北京）有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.3.1 臭氧處理小麥對小麥粉微生物量與脂肪酸值影響的因素分析

1.3.1.1 臭氧處理濃度的影響

經(jīng)清理的小麥1 kg，每份分別用臭氧濃度55、75、95 mg／kg處理 15 min，以未用臭氧處理小麥對照，放入1 000 mL的無菌燒杯中，添加規(guī)定量的無菌水進(jìn)行潤麥［9］，要求邊噴灑邊攪拌，使水和小麥充分混合均勻，無菌保鮮膜密封燒杯口，放置于避光處。每隔一段時(shí)間顛動(dòng)燒杯使?jié)欫溇鶆?，室溫潤?4 h后，制粉過篩80目，小麥粉置于無菌袋中，進(jìn)行指標(biāo)檢測。

1.3.1.2 臭氧處理時(shí)間的影響

經(jīng)清理的小麥1 kg，每份分別用臭氧濃度75 mg／kg處理10、15、25、35 min，以未用臭氧處理小麥對照，以下操作同1.3.1.1。

1.3.1.3 潤麥溫度的影響

經(jīng)清理的小麥1 kg，每份分別用75 mg／kg臭氧氣體經(jīng)15 min處理，以未用臭氧處理小麥對照，放入1 000 mL的無菌燒杯中，添加無菌水混勻，無菌保鮮膜密封燒杯口，分別置于10、20、30、40℃恒溫培養(yǎng)箱中潤麥，以下操作同1.3.1.1。

1.3.2 臭氧處理小麥生產(chǎn)低菌粉的工藝條件優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按表1選取3因素3水平，對臭氧處理小麥生產(chǎn)低菌粉的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

1.4 測定指標(biāo)與方法

小麥粉的測定指標(biāo)包括：菌落總數(shù)、需氧芽孢菌數(shù)、蠟樣芽孢桿菌、霉菌量、大腸菌群和脂肪酸值。菌落總數(shù)的測定按照GB 4789.2—2010；需氧芽孢菌數(shù)的測定按照NY／T1331—2007；蠟樣芽孢桿菌的測定按照SN 0176—1992；霉菌量的測定按照GB 4789.15—2010；大腸菌群的測定按照GB 4789.3—2010平板計(jì)數(shù)法；脂肪酸值的測定按照GB／T 15684—1995。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)3次，每個(gè)指標(biāo)測定重復(fù)3次，測定數(shù)據(jù)通過Excel處理，結(jié)果報(bào)告采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差，并用SPSS軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1臭氧處理小麥對小麥粉微生物量與脂肪酸值影響的因素分析

2.1.1 臭氧處理濃度的影響

臭氧處理濃度對小麥粉微生物量與脂肪酸值影響的測定結(jié)果如表2所示。由表2可知，小麥經(jīng)臭氧處理、加工后小麥粉中的微生物量均有所下降，當(dāng)臭氧濃度達(dá)到75 mg／kg時(shí)，小麥粉中菌落總數(shù)、需氧芽孢菌數(shù)、蠟樣芽孢桿菌、霉菌量和大腸菌群達(dá)到最低水平，分別比對照下降了17.7%、14.4%、28.1%、25.0%和100%，均有顯著降低。而脂肪酸值比對照有所增加，增加程度與臭氧處理濃度呈正相關(guān)，這是因?yàn)槌粞鯇τ袡C(jī)物以及無機(jī)物具有極強(qiáng)的氧化能力，從而導(dǎo)致脂肪酸值升高，且濃度越高，氧化作用越明顯［10］。

表2 臭氧處理小麥濃度對小麥粉微生物量和脂肪酸值的影響

2.1.2 臭氧處理時(shí)間的影響

臭氧處理時(shí)間對小麥粉微生物量與脂肪酸值影響的測定結(jié)果如表3所示。由表3可知，小麥經(jīng)臭氧處理，加工后小麥粉中的微生物量均有所下降。當(dāng)臭氧處理小麥15 min時(shí)，小麥粉中菌落總數(shù)、需氧芽孢菌數(shù)、蠟樣芽孢桿菌、霉菌量和大腸菌群基本達(dá)到最低水平，與對照小麥粉相比，這些指標(biāo)顯著降低。但臭氧處理小麥時(shí)間達(dá)到25 min，微生物量比處理15 min時(shí)有所增加，35 min時(shí)，微生物含量又有所下降，這可能與臭氧氣體的不穩(wěn)定性有關(guān)。臭氧在常溫下即可分解為氧氣，半衰期17～23 min［11］。在臭氧殺菌時(shí)間較短時(shí)，由于臭氧氧原子的氧化作用可以抑制微生物的生長，但隨著臭氧殺菌時(shí)間的延長，臭氧轉(zhuǎn)變的氧氣又會(huì)促進(jìn)微生物的生長［12］，從而使得微生物含量出現(xiàn)波動(dòng)的狀況。同時(shí)隨著臭氧處理時(shí)間的延長，小麥粉的脂肪酸值顯著增高。脂肪酸對小麥粉的氣味、口味以及熟制食品的品質(zhì)影響較大，當(dāng)臭氧處理35 min時(shí)，脂肪酸值已經(jīng)超出了小麥粉國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定［13］。

表3 臭氧處理小麥時(shí)間對小麥粉微生物量和脂肪酸值的影響

2.1.3 潤麥溫度的影響

潤麥溫度對小麥粉微生物量與脂肪酸值的影響結(jié)果如表4所示。由表4可知，隨著溫度的升高，對照組和處理組的菌落總數(shù)均呈上升趨勢，40℃時(shí)的細(xì)菌含量與10℃時(shí)的相比有顯著增加；對照組的需氧芽孢總數(shù)和蠟樣芽孢桿菌含量均在20℃時(shí)達(dá)到最大值，而在處理組中，芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌則分別在30℃和40℃時(shí)含量最多；對照組的大腸菌群含量隨著潤麥溫度的升高直線上升，尤其是由10℃上升至20℃時(shí)，差異顯著，而處理組中的大腸菌群在10、20、30℃條件下未檢出，說明臭氧處理確能抑制其生長繁殖；對照組和處理組的霉菌量在10℃和40℃時(shí)較少，分別在20℃和30℃時(shí)含量最高，這與微生物最適生長溫度基本一致。因此潤麥溫度對小麥粉中的微生物含量有顯著影響。而在30℃和40℃潤麥溫度下，小麥粉的脂肪酸值有一定增加。

2.2 正交試驗(yàn)

選取3因素3水平對臭氧處理小麥生產(chǎn)低菌粉工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果與分析如表5、表6所示［14］。正交試驗(yàn)結(jié)果分析表明，對于A（臭氧濃度）因素，菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌總數(shù)均在75mg／kg時(shí)最少，而需氧芽孢菌數(shù)和蠟樣芽孢桿菌在95mg／kg時(shí)最少，但對于需氧芽孢菌數(shù)和蠟樣芽孢桿菌含量，A因素不是最主要影響因素，而且經(jīng)75mg／kg和95mg／kg臭氧處理后，兩者數(shù)量相差不大，但對于脂肪酸值，A因素是最主要影響因素，A1與A2時(shí)相差3，因此選取A為（臭氧濃度）75mg／kg；對于B（臭氧處理時(shí)間）因素，菌落總數(shù)、需氧芽孢菌數(shù)、大腸菌群、霉菌總數(shù)均在20 min時(shí)最少，而對于蠟樣芽孢桿菌量和脂肪酸值指標(biāo)，B因素是次要因素，因此選取B（臭氧處理時(shí)間）20 min；對于C（潤麥溫度）因素，菌落總數(shù)、需氧芽孢菌數(shù)、蠟樣芽孢桿菌、大腸菌群含量在10℃時(shí)達(dá)到最低，而霉菌總數(shù)在10℃和20℃潤麥相差并不大，對于脂肪酸值，C為較次要因素，因此選取C（潤麥溫度）為10℃；綜合上述分析，優(yōu)方案為A2B3C1，即臭氧濃度75mg／kg、處理時(shí)間20min、潤麥溫度10℃。

表4 臭氧處理原料小麥后潤麥溫度對小麥粉微生物量和脂肪酸值的影響

表5 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

3 結(jié)論

為了保障小麥粉及其制品的食用安全，以菌落總數(shù)、需氧芽孢菌數(shù)、蠟樣芽孢桿菌、大腸菌群和霉菌量以及脂肪酸值為指標(biāo)，研究了臭氧處理國產(chǎn)小麥生產(chǎn)低菌粉的影響因素，并對工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，臭氧濃度、處理時(shí)間和潤麥溫度對小麥粉帶菌量均有顯著性影響。臭氧處理小麥生產(chǎn)低菌粉的優(yōu)化工藝條件為臭氧處理濃度75mg／kg、時(shí)間20min、潤麥溫度10℃，在此工藝條件下，小麥粉中菌落總數(shù)、需氧芽孢菌數(shù)、霉菌量分別為：470、180、340CFU／g，蠟樣芽孢桿菌和大腸菌群均 ＜10 CFU／g，比對照小麥粉的帶菌量明顯下降。本研究成果為利用國產(chǎn)小麥生產(chǎn)低菌小麥粉、制定我國小麥粉微生物限量指標(biāo)提供了科學(xué)依據(jù)。

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