李志英 汪海峰 劉華鋒 李明革 覃新鋒 何麗蓉

(1 南寧港中儲糧倉儲有限公司 530200)(2 南京財經大學食品科學與工程學院，江蘇省糧油品質控制與深加工技術重點實驗室 210046)(3 中央儲備糧南寧直屬庫有限公司 530000)(4 廣西中儲糧糧油質監(jiān)中心 530000)

小麥籽粒分白小麥和紅小麥，所呈現(xiàn)的顏色是由內層細胞所含色素的顏色決定。白皮小麥內層細胞無色，紅皮小麥內層細胞含有紅色或褐色物質。小麥籽粒內所含的色素主要有葉綠素、類胡蘿卜素、黃酮素和花青素[1]。而眾多色素中，對小麥籽粒色澤形成的最大影響因素為黃酮素和花青素含量。成熟的小麥籽粒，黃酮和花青素含量之和超過色素總量的79%，且不同顏色小麥籽粒種皮中，黃酮和花青素含量之和表現(xiàn)為紅皮小麥>白皮小麥[2]。在堿性介質中，黃酮類化合物在氫氧化鈉溶液中能產生黃→橙色的呈色反應，放置一段時間或加熱后，顏色加深為深紅→紫紅色[3]。

準確鑒別小麥皮色的方法在生產和生活當中具有重要意義。一是小麥皮色不同決定了小麥粉的粉色和麩星，即加工精度。準確鑒別小麥皮色可指導小麥的加工工藝。二是鑒別小麥皮色是滿足市場的需求。由于傳統(tǒng)的飲食習慣和觀念，我國消費者更傾向于選擇白度較高的小麥粉加工食品，則準確鑒別小麥皮色可以使小麥粉加工企業(yè)生產出更適應市場的產品。

當前我國鑒別小麥皮色的檢驗方法以GB/T 5493-2008《糧油檢驗 類型及互混檢驗》為主要依據(jù)，以目視感官鑒別小麥粒色。在生產實驗中，因硬質的紅、白小麥皮色區(qū)分不明顯，且易受光照等環(huán)境因素和實驗人員色覺敏感度不同的影響，測定結果不能準確量化。因此，研究小麥皮色鑒別方法，減少人為感官誤判，對提高小麥皮色類型檢測的準確度具有很大的指導意義。

本文采用化學顯色方法對小麥處理后進行色澤比較，可以有效地提高紅、白小麥的皮色差異，提高鑒別的準確度。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

紅小麥、白小麥、NaOH溶液(分析純)、比色管、數(shù)顯恒溫水浴鍋。

1.2 實驗方法

準確數(shù)取紅、白小麥各50粒放入比色管中，加入10 mL NaOH溶液，浸泡后用濾紙擦干，將小麥放在濾紙上觀察紅、白小麥皮色對比度。

1.2.1 單因素實驗 用控制變量法確定實驗溫度、NaOH溶液濃度和浸泡時間三個不同因素對小麥皮色鑒別的影響程度。

1.2.1.1 NaOH溶液濃度的確定 室溫下，取體積相同，濃度分別為0.1%(m/v)、0.2%(m/v)、1%(m/v)、2%(m/v)、5%(m/v)、8%(m/v)、10%(m/v)、15%(m/v)、20%(m/v)的NaOH溶液，浸泡相同數(shù)量的紅、白小麥，2 min后觀察小麥皮色的變化情況。

1.2.1.2 實驗溫度的確定 比較10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃時NaOH溶液的浸泡對小麥皮色的影響。

1.2.1.3 浸泡時間的選擇 比較相同實驗溫度、NaOH溶液濃度下，分別浸泡1 min、2 min、4 min、6 min、8 min、10 min，觀察不同浸泡時間對小麥皮色的影響。

1.2.2 正交實驗條件參數(shù)的優(yōu)化 根據(jù)正交實驗原理，選用L16(45)正交表，以NaOH溶液溶度、實驗溫度和浸泡時間為考察因素，小麥皮色對比得分為評價指標設計三因素四水平的正交實驗，確定最優(yōu)實驗條件。

1.3 小麥皮色描述及量化

對不同因素水平變化后小麥的皮色對比進行感官檢驗。以小麥實驗前顏色對比得分為標準值5分，對比反應后顏色,較標準值強烈的加1～5分，較標準值弱化的減1～5分。

表1 小麥皮色對比感官評分標準表

1.4 實驗結果評價指標

實驗結果以紅、白小麥皮色對比得分為評價指標，最優(yōu)實驗條件以對比感官得分的高低來確定。

1.5 實驗數(shù)據(jù)分析

每個實驗重復3次，實驗結果取3次數(shù)據(jù)的平均值，用SPSS做數(shù)據(jù)分析，用EXCEL做圖。

2 結果與討論

2.1 結果分析

2.1.1 NaOH溶液濃度的確定 從圖1可知，在0.1%～20%的濃度范圍內，小麥皮色對比感官得分在NaOH溶液濃度為8%之前，呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，而在8%～20%的濃度范圍內保持平穩(wěn)。其中，當NaOH濃度為2%～8%時，上升相對較緩且有波動趨勢，因此選擇3%、5%、7%和9%作為正交實驗優(yōu)化時NaOH溶液濃度的四個水平。

2.1.2 浸泡時間的確定 從圖2可以看出，浸泡時間在1 min～4 min這個時間段內，小麥皮色對比感官得分呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，而在4 min～10 min 的浸泡時間范圍內保持平穩(wěn)，所以在正交實驗中選擇1 min、2 min、3 min、4 min為浸泡時間的四個水平。

圖2 浸泡時間對小麥皮色對比感官得分的影響

2.1.3 實驗溫度的確定 從圖3可以看出，在10℃～40℃溫度區(qū)間內，小麥皮色對比感官得分結果呈現(xiàn)上升的趨勢，且上升速率由快變慢再加快，在40℃～60℃溫度區(qū)間內，小麥皮色對比感官得分保持平穩(wěn)，因此正交實驗優(yōu)化條件中選定20℃、30℃、40℃、50℃四個水平。

圖3 實驗溫度對小麥皮色對比感官得分的影響

2.2 正交實驗的條件優(yōu)化研究

根據(jù)實驗結果，確定L16(45)的正交實驗方案，研究NaOH溶液濃度、浸泡時間和實驗溫度對小麥皮色變化的綜合影響，并以小麥皮色對比感官得分的分數(shù)高低來確定最佳的實驗方案。正交實驗的因素水平見表2，正交實驗方案設計及結果見表3。

表2 正交實驗因素水平表

表3 正交實驗方案及結果分析表

由表3可知，各因素對小麥皮色對比的影響程度由大到小依次為：實驗溫度>NaOH濃度>浸泡時間，即實驗溫度對小麥皮色變化的影響最大，NaOH濃度次之，最后是浸泡時間。同時可以確定用NaOH溶液鑒別小麥皮色的最優(yōu)實驗條件為：A4B2C2,即實驗溫度50℃、NaOH溶液濃度5%、浸泡時間2 min。

2.3 最優(yōu)條件驗證實驗

由于通過正交實驗結果分析所得的最優(yōu)實驗條件并未在正交實驗方案中出現(xiàn)，為了保證結果的準確性，對最優(yōu)實驗條件A4B2C2進行3次驗證實驗。

由表4可知，三次實驗最終得分均為10分，高(平)于正交實驗其它條件組合所得分。

表4 最優(yōu)條件驗證實驗結果表

2.4 不同實驗方法結果對比分析

準確數(shù)取紅、白小麥各50粒(其中實驗號1～3為軟質小麥，實驗號4～6為硬質小麥)，通過常規(guī)物理感官法對小麥皮色進行鑒別并計算準確率后，在2.3的實驗條件下再次對小麥皮色進行鑒別并計算準確率，實驗結果見表5。

表5 常規(guī)物理感官鑒別法與堿液顯色鑒別法實驗結果對比表

通過表5可以看出，在小麥皮色鑒別檢驗中，堿液顯色法的準確率達100%，明顯高于常規(guī)物理鑒別法。

3 結論

根據(jù)單因素實驗、正交實驗以及最優(yōu)條件驗證試驗結果，采用NaOH溶液浸泡法鑒別小麥皮色的最優(yōu)實驗條件為：浸泡溫度50℃、NaOH溶液濃度5%、浸泡時間2 min。

經優(yōu)化的測定方法具有操作簡單、實驗方便、易于掌握等優(yōu)點，對于小麥皮色鑒別，尤其是在光線弱等實驗條件較差的情況下具有實際意義。