微波处理改善发芽小麦的食用品质及其机理研究

发芽对小麦的食用品质具有劣化影响。本项目在前期研究的基础上，利用小麦的籽粒结构、发芽小麦中酶的分布、微波的选择性加热、面筋蛋白和酶蛋白对热的敏感性差异等特点，采用选择性水分调节的方法，在实验室条件下对不同品种、不同发芽程度的小麦进行微波处理；通过控制辐射功率、辐照时间、水分含量、水分在籽粒内部渗透深度及内外层水分差别程度等处理参数，使籽粒内部的面筋蛋白改性但不变性，同时又有效地钝化外层的水解酶类（淀粉酶、蛋白酶等），达到改善发芽小麦食用品质的目的。从食用品质、水解酶的活性以及蛋白质的分子结构、生物化学特性三个层面研究微波处理对发芽小麦的影响机制；从蛋白质交联的角度，探讨微波导致发芽小麦蛋白质变化的生化机制。在此基础上，分析食用品质与水解酶的活性以及与蛋白质的分子结构、生物化学特性之间的相关性，揭示微波改善发芽小麦食用品质的生化机理；提出涉及小麦发芽程度的评价指标以及微波处理强度的控制指标。

挑选不同用途的小麦品种，在实验室条件下发芽，控制发芽时间，得到不同发芽程度的小麦样品，研究了发芽对小麦品质产生的劣化影响；通过改变微波处理条件，包括辐射功率、辐照时间、水分含量、水分在籽粒内部渗透深度及内外层水分差别程度等技术参数，系统研究了微波处理对不同品种不同发芽程度的小麦其品质的影响规律，且通过响应面法方法优化了改善发芽小麦品质的微波处理参数范围。适度的微波辐照改善发芽小麦品质的作用非常明显，尤其对发芽时间短的小麦样品。发明的微波处理改善发芽小麦品质的技术，适用于小麦制粉前的加工处理，无食品安全风险，易于实现连续化生产，节约能源，降低成本，无污染，工作环境卫生。.研究了微波处理条件对发芽小麦籽粒中淀粉酶、蛋白酶、多酚氧化酶等内源酶活性的影响。α-淀粉酶活性有可能是表征小麦发芽程度的最重要指标，但活性的高或低与微波辐照后发芽小麦食用品质的改善可能没有显著的关系，不能将其确定为控制微波处理强度的关键指标。在改善发芽小麦食用品质的方法或研究思路方面，单纯强调降低或抑制α-淀粉酶的活性的做法是不可取的。蛋白酶活性的降低可能是微波处理改善发芽小麦食用品质的重要因素之一。.通过研究微波处理对不同品种、不同发芽程度小麦其蛋白质的影响规律发现，微波导致发芽小麦中蛋白分子的聚合（如低分子量蛋白组分减少，高分子量蛋白组分增加）。小麦蛋白的变化跟微波处理后籽粒的温度有关。随微波辐照时间的延长，籽粒温度升高，伴随着小麦蛋白的聚合、溶解性的降低、分子量分布的变化以及盐溶蛋白和谷蛋白亚基的变化。蛋白质在分子结构、生物化学特性等方面的变化以及由此引起的功能特性的变化应该是微波处理后在发芽小麦中出现的与其食用品质息息相关的最重要的变化。微波处理发芽小麦的目的，就是利用小麦籽粒特性及面筋蛋白和酶蛋白对热的敏感性差异，通过控制水分含量及其在籽粒内部的分布情况，使籽粒外层酶蛋白钝化而内部面筋蛋白改性而不变性。.通过测定及分析微波处理前后发芽小麦中各蛋白组分的溶解性、亚基组成、分子量分布、游离巯基含量以及二级结构等的变化规律后发现，交联可能是微波处理后蛋白质在分子结构、生物化学特性等方面发生变化的主要原因。微波辐照过程中产生的热效应和/或非热效应，有可能改变发芽小麦中蛋白分子的二级结构，促进蛋白分子的聚合；聚合的主要方式可能是由二硫键主导的蛋白分子间的交联，当然包括非共价键引起的蛋白分子的聚合。