張 淼 張楚楚 彭 晶 李 曼 沈慧杰 朱科學(xué) 周惠明

微波處理對全麥粉及全麥生鮮面中PPO和微生物的抑制研究

張 淼 張楚楚 彭 晶 李 曼 沈慧杰 朱科學(xué) 周惠明

（江南大學(xué)食品學(xué)院，無錫 214122）

試驗(yàn)選取全麥粉為原料，研究了2種不同方式的微波處理（2 000 W，20～80 s和700 W，50～120 s）對面粉中微生物和多酚氧化酶（PPO）活性的抑制效果。并驗(yàn)證了2種處理方式對全麥生鮮面中微生物生長速率和褐變速率的延緩作用。結(jié)果表明，隨微波處理時間的延長，全麥粉中微生物數(shù)量和PPO活性均顯著下降（P＜0.05）。微波處理后的全麥粉所制得的生鮮面褐變速率和貯藏前期的菌落總數(shù)明顯降低，2 000 W處理40 s組全麥生鮮面比700 W處理90 s組表現(xiàn)出更好的顏色貯藏穩(wěn)定性。

全麥粉 微波處理 多酚氧化酶 微生物 褐變

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平不斷地提高，消費(fèi)者對食品的消費(fèi)也從原來的吃飽轉(zhuǎn)變?yōu)閷I養(yǎng)健康的追求。全谷物食品作為獲取營養(yǎng)健康的有效途徑之一越來越得到人們的關(guān)注［1］。近年來，發(fā)達(dá)國家對全麥?zhǔn)称返难芯颗c開發(fā)力度加大，生產(chǎn)已初具規(guī)模；國內(nèi)市場上也開始出現(xiàn)全麥粉和一些全麥制品，大多研究集中在產(chǎn)品的開發(fā)上［2］。

面條起源于中國，是中國及其他一些亞洲國家的主食之一。與干掛面相比，生鮮面因具有新鮮，爽口，有嚼勁和較好的面香風(fēng)味等特點(diǎn)，越來越受到現(xiàn)代人的歡迎［3］。全麥生鮮面的開發(fā)是全谷物與傳統(tǒng)主食的良好結(jié)合，是集營養(yǎng)和健康于一體的食品的體現(xiàn)。然而，麩皮和胚芽的引入一方面賦予了面粉更多的營養(yǎng)成分與生理活性物質(zhì)，另一方面也使面粉中微生物數(shù)量，氧化酶類活性及其底物含量大大增加［4-5］，使得制作出的生鮮面條極易褐變和腐敗變質(zhì)，給全麥生鮮面的儲藏帶來許多不利因素。因此，控制原料面粉中的微生物數(shù)量和褐變酶類活性，是實(shí)現(xiàn)全麥生鮮面長期保鮮的基礎(chǔ)。

微波技術(shù)在食品工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用可追溯到20世紀(jì)40年代末，主要用于食品加熱、干燥、殺菌滅酶、焙烤、成分萃取等［6］。與傳統(tǒng)加熱方式相比，微波可以直接穿透到物料內(nèi)部，具有加熱時間短，傳熱效率高的優(yōu)點(diǎn)［7］，在導(dǎo)熱性差的粉類食品原料殺菌與滅酶中具有很大的應(yīng)用潛力。本試驗(yàn)通過對全麥粉進(jìn)行微波處理，考察微波處理對其中微生物和多酚氧化酶（PPO）的抑制作用，并驗(yàn)證其對延長全麥生鮮面制品貨架期的有效性，力圖為全麥生鮮面的工業(yè)化生產(chǎn)提供可行的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

全麥粉：益海嘉里有限公司；營養(yǎng)瓊脂、胰蛋白胨、酵母浸膏、葡萄糖等均為分析純：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器

Kitchen Aid小型和面機(jī)：英國Kitchen Aid公司；JMTD-168／140型試驗(yàn)面條機(jī)：北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心；CR-400型色彩色差計(jì)：日本柯尼卡·美能達(dá)公司；PJ23C-SC1型微波爐：廣東美的微波爐制造有限公司；JHWB-MF4紫外-微波旋轉(zhuǎn)干燥箱：廣州嘉華工業(yè)微波設(shè)備有限公司；CR21GⅢ高速冷凍離心機(jī)：日本Hitachi Koki公司；UV-2800型紫外可見分光光度計(jì)：尤尼柯上海儀器有限公司；SPX-250B-Z生化培養(yǎng)箱：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；TA-XT2i物性測試儀：英國Stable Microsystems公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 水分的測定

按GB／T 5009.3—2003方法執(zhí)行。

1.3.2 菌落總數(shù)的測定

按GB／T 4789.2—2010進(jìn)行。

1.3.3 生鮮面制作

稱取配比好的面粉100 g，以原全麥粉加水量34%為基準(zhǔn)，按處理后各組面粉含水量計(jì)算相應(yīng)的加水量，使面片最終的含水量相同，將水緩慢加入和面機(jī)中和面，和好的面團(tuán)靜置熟化20 min后，在面條機(jī)上逐步壓延成厚0.8 mm的面帶，最后切成寬1 mm的長條，包裝后置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中儲存。

葉利軍《“一體四翼”: 習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想“三進(jìn)”初探》指出，一體: 以課堂教學(xué)為主體; 四翼: 一個平臺，一個舞臺，一個社團(tuán)，一本手冊。王燕琴《習(xí)近平總書記系列重要講話精神“三進(jìn)”路徑》指出，理順?biāo)悸贰斑M(jìn)教材”，融會貫通“進(jìn)課堂”，多管齊下“進(jìn)頭腦”，引導(dǎo)師生自覺領(lǐng)會理論精神，從而內(nèi)化于心、外踐于行。

1.3.4 微波加熱法處理全麥粉

稱量300 g全麥粉于微波爐專用碗中平鋪，分別于2 000 W和700 W下進(jìn)行處理。

1.3.5 面片色澤測定

將壓好的面帶切成10 cm×10 cm左右的面片，5 min內(nèi)用色差儀測定其顏色，記錄面片的L*、a*、b*值。其中L*是亮度指數(shù)（0代表黑色，100代表白色），+a*方向是紅色增加，-a*方向是綠色增加，+b*方向是黃色增加，-b*方向是藍(lán)色增加［8］。

1.3.6 多酚氧化酶活性測定

稱取4 g樣品，加入20 mL磷酸鹽緩沖溶液（PBS），振蕩后置于4℃冰箱中浸提12 h，4℃下以10 000 r／min離心 20 min，得到粗酶液。取 4 mL PBS，加入1 mL澄清離心液置于37℃恒溫水浴鍋中3 min后，再加入1 mL鄰苯二酚溶液，水浴15 min后測定420 nm處吸光值。PPO活性以 ΔA420／min·g全麥粉表示［9］。

1.3.7 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 微波處理對全麥粉中PPO活性的影響

微波用于酶的滅活通常是基于熱效應(yīng)和非熱生化效應(yīng)。熱效應(yīng)是指微波作用于物料，物料表面同時吸收微波能，溫度升高從而達(dá)到使酶失活的目的；非熱生化效應(yīng)是指在外電磁場的作用下物料中的細(xì)胞膜發(fā)生功能性障礙，使細(xì)胞DNA和RNA分子結(jié)構(gòu)中的氫鍵松弛、斷裂和重新組合，中斷細(xì)胞的正常功能，導(dǎo)致酶活力下降［10］。由圖1可知，隨微波處理時間的延長，全麥粉中PPO活性逐漸降低。700 W處理 90 s（圖1a）和 2 000 W處理 30 s（圖 1b）后，PPO活性趨于平穩(wěn)，接近0，幾乎被完全滅活。說明微波處理對全麥粉中的PPO有明顯的抑制作用，功率越高，所需處理時間越短。

圖1 微波處理對全麥粉中PPO活性的抑制效果

2.2 微波處理對全麥粉中微生物的致死作用

由圖2可以看出，微波處理對全麥粉中的微生物有明顯的抑制效果。隨處理時間延長，菌落總數(shù)逐漸降低，700 W處理時間達(dá)到80 s時呈現(xiàn)大幅度下降，80 s到120 s無顯著變化（P＞0.05）。而2 000 W處理時間從30 s到40 s呈現(xiàn)一個突變，超過40 s后趨于平穩(wěn)。

微波加熱殺菌抑菌的原因是由于微波能夠滲透到物料內(nèi)部，而不是靠物料本身的熱傳導(dǎo)，溫度升高對微生物有殺滅作用［11］；而且外電磁場所引起的非熱效應(yīng)也可以使微生物致死［12］。因此，微波殺菌在較短的時間就能夠達(dá)到理想的效果。微波功率較高時，所需處理時間短。

圖2 微波處理對全麥粉中微生物的抑制效果

2.3 微波處理對全麥生鮮面褐變的抑制作用

根據(jù)以上研究結(jié)果，確定微波處理?xiàng)l件分別為700 W處理90 s和2 000 W處理40 s。以處理前后的全麥粉為原料制作生鮮面，考察2種處理方式對生鮮面褐變速率和微生物生長速率的影響。

圖3 微波處理前后的全麥粉制得的生鮮面片48 h內(nèi)L*值（a）與 b*值（b）變化

Cielab空間中的L*值和b*值分別代表亮度和黃度值，能很好的表征生鮮面制品的褐變［3］。微波處理對全麥生鮮面片褐變速率的影響如圖3所示。

PPO是公認(rèn)的導(dǎo)致生鮮面類制品褐變的主要原因之一。它能催化面粉中鄰聯(lián)苯酚氧化為鄰苯醌，并迅速聚合產(chǎn)生棕色色素，從而導(dǎo)致面片的褐變［13］。全麥粉中因?yàn)辂熎さ囊胧沟枚喾宇愇镔|(zhì)含量以及PPO活性都較高，因此更易發(fā)生褐變。經(jīng)微波滅酶后，全麥生鮮面的L*值顯著增大（P＜0.05），b*值有所降低但無顯著差異（P＞0.05）。面片白度和亮度提高是因?yàn)镻PO的催化作用在面條的制作過程中即已存在，滅酶后酚類的氧化得到抑制，使制得的面片褐變程度較低。此外，隨貯藏時間的延長，處理前后L*值和b*值的差距進(jìn)一步增大，說明生鮮面中PPO催化的氧化褐變是一個持續(xù)的過程，微波滅酶后累計(jì)產(chǎn)生的色素量減少。貯藏48 h后，2 000 W處理組亮度值顯著高于空白和700 W組，說明高功率短時間處理的全麥粉所制得的生鮮面具有更好的貯藏穩(wěn)定性。另外，微波處理后全麥面片的褐變趨勢也可以看出，當(dāng)面粉中PPO活性幾乎被完全抑制時，鮮面片仍然會發(fā)生較大程度的褐變，這與 Asenstorfer等［14］的研究結(jié)果是相符的，說明非PPO褐變在全麥生鮮面褐變中也起著非常重要的作用。

2.4 微波處理對全麥生鮮面中微生物生長速率的影響

如圖4所示，2組微波處理的全麥粉所制得的生鮮面中初始含菌量較低，這是由原料中較低的含菌量決定的。在開始的12～24 h內(nèi)，微波處理組生鮮面中的菌落總數(shù)顯著低于空白組（P＜0.05），這一方面是由于經(jīng)微波處理后殘存的微生物細(xì)胞亦遭受到一定程度的損失，生長的延滯期變長；另一方面，在基質(zhì)營養(yǎng)充足的情況下，微生物繁殖數(shù)量與初始含菌量關(guān)系最為密切。隨貯藏時間的延長（36～48 h），3組生鮮面中菌落總數(shù)幾乎無顯著差異，說明當(dāng)微生物達(dá)到一定數(shù)量后，由于基質(zhì)營養(yǎng)條件所限，微生物繁殖速率逐漸下降。由此可見，僅通過降低原料面粉中的初始含菌量，雖能起到一定的降低成品微生物數(shù)量的作用，但并不能較大程度的延長生鮮面制品的貨架期，需要在此基礎(chǔ)上結(jié)合后續(xù)殺菌及營造一個微生物不宜生長的環(huán)境，使其達(dá)到理想的貨架期。

圖4 微波處理前后全麥生鮮面貯藏過程中菌落總數(shù)的變化

3 結(jié)論

微波處理對全麥粉中的微生物和PPO活性均具有顯著的抑制作用，隨處理時間延長，抑制效果增強(qiáng)，2 000 W處理40 s和700 W處理90 s后趨于平穩(wěn)。

2種微波處理方式對全麥生鮮面褐變均有顯著的抑制作用，隨貯藏時間延長，抑制效果更加明顯，高功率短時間處理組呈現(xiàn)出更好的顏色貯藏穩(wěn)定性；而全麥生鮮面貯藏過程中微生物生長速率結(jié)果表明，與空白相比，微波處理后生鮮面中初始含菌量和貯藏前期菌落總數(shù)顯著降低，但隨貯藏時間延長無顯著差異，在實(shí)際生產(chǎn)中，尚需結(jié)合其他抑菌手段來實(shí)現(xiàn)理想的貨架期。

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Effect of Microwave Treatment on the Inhibition of PPO and Microorganisms in Whole Wheat Flour and Its Fresh Noodles

Zhang Miao Zhang Chuchu Peng Jing Li Man Zhu Kexue Zhou Huiming
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122）

In the paper，whole wheat flour has been chosen as raw material to study the effect of microwave treatment（2 000 W for 20～80 s and 700 W for 50～120 s）on the inhibition of microorganisms as well as polyphenol oxidase（PPO）activity in wheat flour.Based on the research，the microbial growth and darkening rate of fresh noodles

have been evaluated finally.The results showed that in line with the increase of treating time，both microorganisms and PPO activity had significantly reduced（P＜0.05）.Darkening rate and total plate count of fresh noodle samples which were made from microwave treated flour had decreased significantly，and for condition of 2 000 W for 40 s，its treated samples showed a better storage stability in noodle color compared to that treated by 700 W for 90 s.

whole wheat flour，microwave treatment，polyphenol oxidase，microorganism，discoloration

TS213.29

A

1003-0174（2014）03-0007-05

國家自然科學(xué)基金（31371849），江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃（2012JSSPITP0283），國家“十二五”農(nóng)業(yè)科技支撐計(jì)劃（2012BAD37B04，2012BAD 34B01）

2013-05-26

張淼，女，1991年出生，本科，食品科學(xué)與工程

朱科學(xué)，男，1978年出生，副教授，小麥精深加工