堿液顯色鑒別小麥皮色的方法研究*

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中心 530000)

小麥籽粒分白小麥和紅小麥，所呈現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，以目視感官鑒別小麥粒色。在生產實驗中，因硬質的紅、白小麥皮色區分不明顯，且易受光照等環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、數顯恒溫水浴鍋。

1.2 實驗方法

準確數取紅、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 正交實驗條件參數的優化 根據正交實驗原理，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，最優實驗條件以對比感官得分的高低來確定。

1.5 實驗數據分析

每個實驗重復3次，實驗結果取3次數據的平均值，用SPSS做數據分析，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，呈現逐漸上升的趨勢，而在8%～20%的濃度范圍內保持平穩。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，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℃溫度區間內，小麥皮色對比感官得分結果呈現上升的趨勢，且上升速率由快變慢再加快，在40℃～60℃溫度區間內，小麥皮色對比感官得分保持平穩，因此正交實驗優化條件中選定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 正交實驗的條件優化研究

根據實驗結果，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 最優條件驗證實驗

由于通過正交實驗結果分析所得的最優實驗條件并未在正交實驗方案中出現，為了保證結果的準確性，對最優實驗條件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%，明顯高于常規物理鑒別法。

3 結論

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

經優化的測定方法具有操作簡單、實驗方便、易于掌握等優點，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。