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冷等离子体技术是新兴的食品非热加工技术,已有研究显示了其对食品真菌毒素消减和品质的潜在影响。本课题围绕冷等离子体技术对小麦呕吐毒素的消减和品质影响两方面开展研究,首先探讨赤霉病污染小麦在空气和氦气冷等离子体处理前后呕吐毒素含量变化和表面物性改变;并基于物性变化进一步评价不同冷等离子体的处理时长和处理功率对小麦生理生化特性和新鲜度的影响;对小麦处理前后蛋白质巯基含量、蛋白质二级结构及淀粉晶体结构变化等进行了对比分析,从组分学角度简单阐述冷等离子体对小麦品质的作用机制;然后通过面团的形式验证冷等离子体处理条件与小麦加工品质的关系;最后以氦气冷等离子体对小麦品质的复鲜效果为指导,探究了氦气冷等离子体对储藏小麦品质的储藏稳定性和新鲜度影响。主要结论如下:1.不同冷等离子体处理后显著降低小麦中的呕吐毒素含量。采用不同时长的常压空气冷等离子体(APCP)处理带毒小麦,当APCP处理时长26 min时,呕吐毒素消减率最高,低呕吐毒素组(800μg/kg)呕吐毒素含量消减率为43.8%,高呕吐毒素组(4300μg/kg)消减率为74.4%,呕吐毒素含量降至1100μg/kg,已经靠近小麦呕吐毒素限量标准。采用负压氦气冷等离子体(HLPCP)技术处理带毒小麦,不同功率处理60 s后小麦呕吐毒素含量均显著降低(P<0.05)。HLPCP处理功率为120 W时,处理60 s可使低呕吐毒素组的小麦毒素消减37.50%,高呕吐毒素组的小麦毒素消减46.25%;处理功率520 W时,处理60 s可使低呕吐毒素组的小麦毒素消减31.35%,高呕吐毒素组的小麦毒素消减62.75%。2.不同冷等离子体处理后小麦表面物理性质发生改变。处理小麦均呈现水分含量降低,体积缩减,而表面亲水性增加和裂纹破碎率增加,诱导了电解质的泄露和水分吸收比率增加。冷等离子体对小麦籽粒表面可产生蚀刻作用。常压空气冷等离子体(APCP)对小麦的作用效果依赖处理时间,30W-14 min对小麦表面物理改性较小,处理时间延长,表面改性加剧;负压氦气冷等离子体(HLPCP)对小麦的作用效果依赖处理功率,120 W-60 s对小麦物理改性较小,处理功率增大,表面改性作用加剧。3.APCP处理影响小麦生理生化性质。随着处理时间延长,小麦的可溶性蛋白显著增加(P<0.05),脂肪酸值显著减少(P<0.05);随着处理时间延长,处理小麦发芽率逐渐下降,多酚氧化酶(PPO)活性趋于下降,过氧化物酶(POD)和α-淀粉酶活性趋于上升;处理小麦新陈度指数显著增加(P<0.05),表现出一定的复鲜效果,30W-26min的处理条件对小麦的复鲜效果最好;同时,处理小麦磨粉后,在水合作用过程中,蛋白网络弱化降低,淀粉酶活性和糊化速率(β)均增大。30W-26 min的APCP处理条件下,小麦面团发育能力、面团蛋白质强度、小麦面粉的淀粉性能和淀粉酶活性均得到最佳程度改善。APCP对蛋白质巯基和二级结构产生还原作用,APCP处理后小麦巯基含量显著增加(P<0.05);处理后小麦蛋白质二级结构中α-螺旋结构和β-折叠结构减少,由螺旋和折叠结构向反转结构和无规则卷曲转化,造成处理后的小麦蛋白质结构松散。APCP处理不改变小麦淀粉的A-型晶体衍射峰,淀粉短程结晶度和长程结晶度均增加,淀粉颗粒内部和淀粉颗粒之间交联程度增加,从而破损淀粉含量显著降低(P<0.05);4.HLPCP处理后影响小麦生理生化性质。随着处理功率增加,处理小麦可溶性蛋白含量显著增加(P<0.05),游离氨基酸含量趋向增加(P>0.05),脂肪酸值显著减少(P<0.05);小麦经120 W以上的HLPCP处理,其发芽势、发芽率受到一定抑制,多酚氧化酶(PPO)活性受到显著抑制(P<0.05),过氧化物酶(POD)活性和α-淀粉酶活性趋于上升;处理小麦其新陈度指数显著增加(P<0.05),处理功率增大,小麦的复鲜效果越好。处理小麦在面粉成团期间,形成时间与稳定时间均缩短,面粉蛋白弱化程度趋向下降,面团发育能力提高,蛋白质网络强化。小麦的淀粉回生程度均随处理功率升高显著降低(P<0.05)。实验范围内,520 W-60 s的HLPCP处理更利于面团的成型,增强小麦面团发育能力、增强面团蛋白质强度、提高小麦面粉的淀粉性能和淀粉酶活性。从蛋白质分子结构来看,HLPCP处理显著增加了两种小麦的巯基含量,蛋白质二级结构的α-螺旋结构和β-折叠结构向β-转角结构和无规则卷曲转化,导致蛋白质网络的疏松;HLPCP没有改变小麦淀粉的A-型晶体衍射峰,淀粉颗粒的长程晶体度则减少,但短程晶体度增加,导致相同加工条件下淀粉颗粒成分破损减少,破损淀粉含量显著下降(P<0.05)。5.采用不同功率HLPCP处理提高了小麦品质稳定性,并对储藏小麦有复鲜效果。结果表明,储藏过程中处理小麦的发芽势、发芽率下降幅度明显低于对照样品(CK),120 W-60 s和520 W-60 s处理条件均使小麦生活力得到较好保持。HLPCP处理对储藏小麦有一定的复鲜效果,处理小麦脂肪酸值显著下降(P<0.05)、丙二醛含量趋于降低,新陈度指数显著升高(P<0.05)。储藏过程中,HLPCP处理小麦延缓了面团形成时间的增加,同时,处理小麦储藏期间蛋白网络弱化的下降趋势延缓。储藏温度为15℃,处理条件为120 W-60 s时,有助于保持小麦储藏过程中蛋白质二级结构稳定。处理小麦储藏期间延缓了峰值粘度、回生值和破损淀粉含量的升高趋势和糊化速率(β)的下降趋势,处理提高了小麦淀粉在储藏期间的稳定性。