低溫等離子體處理對小麥粉面團流變特性的影響1.引言1.1研究背景小麥粉作為一種重要的糧食作物，是全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的食品原料。面制品，如面包、饅頭、面條等，因其豐富的種類、獨特的口感和營養(yǎng)價值，深受消費者喜愛。面團的流變特性是影響面制品品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，它直接關(guān)系到面制品的加工性能、組織結(jié)構(gòu)和最終產(chǎn)品的食用品質(zhì)。傳統(tǒng)的面團改良劑，如酶制劑、化學(xué)改良劑等，雖然在一定程度上能夠改善面團的流變特性，但長期使用可能存在食品安全和殘留問題，同時也可能對環(huán)境造成污染。因此，開發(fā)新型、環(huán)保、高效的面團改良技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。低溫等離子體技術(shù)作為一種新型的物理處理技術(shù)，近年來在食品加工領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。低溫等離子體是指在氣體放電過程中，部分物質(zhì)處于電離狀態(tài)的一種狀態(tài)，它具有高能、高活性、非熱效應(yīng)等特點。低溫等離子體處理能夠通過等離子體中的活性粒子（如離子、電子、自由基等）與生物大分子發(fā)生作用，改變其結(jié)構(gòu)和功能特性。研究表明，低溫等離子體處理能夠有效改善食品原料的品質(zhì)，如提高果蔬的保鮮效果、抑制食品微生物生長、改善蛋白質(zhì)的功能特性等。然而，關(guān)于低溫等離子體處理對小麥粉面團流變特性的影響研究還相對較少，其作用機制和影響因素尚不明確。1.2研究意義本研究旨在探討低溫等離子體處理對小麥粉面團流變特性的影響，為面制品加工提供一種新的技術(shù)手段。通過研究不同處理時間、不同處理參數(shù)下的面團流變特性變化，可以揭示低溫等離子體處理對面團結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)控機制，為優(yōu)化面制品加工工藝提供理論依據(jù)。首先，本研究的開展有助于深入了解低溫等離子體處理對小麥粉面團流變特性的影響規(guī)律。通過系統(tǒng)研究不同處理時間、不同處理參數(shù)下的面團流變特性變化，可以揭示低溫等離子體處理對面團粘度、彈性、延展性等關(guān)鍵流變參數(shù)的影響規(guī)律，為優(yōu)化面制品加工工藝提供理論依據(jù)。其次，本研究有助于探索低溫等離子體處理對面團結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)控機制。通過分析低溫等離子體處理前后面團的微觀結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)變性程度、淀粉糊化程度等指標的變化，可以揭示低溫等離子體處理對面團結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)控機制，為開發(fā)新型面團改良技術(shù)提供理論支持。最后，本研究的開展具有重要的實際應(yīng)用價值。通過研究低溫等離子體處理對小麥粉面團流變特性的影響，可以為面制品加工企業(yè)提供一種新型、環(huán)保、高效的面團改良技術(shù)，提高面制品的品質(zhì)和加工性能，促進面制品產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。同時，本研究也有助于推動低溫等離子體技術(shù)在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用，為食品加工技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供新的思路和方法。2.1低溫等離子體處理技術(shù)低溫等離子體處理技術(shù)作為一種新興的物理加工方法，近年來在食品工業(yè)中得到了廣泛關(guān)注。低溫等離子體是指在低溫條件下（通常低于100°C）存在的等離子體狀態(tài)，其主要由高能電子、離子、自由基和中性粒子組成，具有極高的能量和活性。與傳統(tǒng)的熱加工方法相比，低溫等離子體處理具有能量效率高、加工時間短、對環(huán)境友好等優(yōu)點，因此在食品保鮮、殺菌、改性等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在食品工業(yè)中，低溫等離子體處理主要通過非熱效應(yīng)來改變食品的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性。等離子體中的高能粒子可以與食品表面或內(nèi)部分子發(fā)生碰撞，引發(fā)一系列物理化學(xué)反應(yīng)，如自由基的產(chǎn)生、分子鍵的斷裂和重組等。這些反應(yīng)可以有效地改變食品的微觀結(jié)構(gòu)、成分和功能特性。例如，低溫等離子體處理可以破壞食品表面的微生物細胞壁，使其失去活性；同時，等離子體中的活性粒子還可以與食品中的水分、脂肪和蛋白質(zhì)等大分子發(fā)生反應(yīng)，改變其分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。在小麥粉面團的加工過程中，低溫等離子體處理可以作為一種新型的預(yù)處理技術(shù)，對面團的流變特性產(chǎn)生顯著影響。研究表明，低溫等離子體處理可以改變小麥粉面團的淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而影響面團的粘彈性、延展性和保水性等流變特性。這些變化不僅會影響面團的加工性能，還會對最終產(chǎn)品的質(zhì)地、口感和保質(zhì)期產(chǎn)生重要影響。目前，低溫等離子體處理技術(shù)在小麥粉面團中的應(yīng)用研究還處于起步階段，但已經(jīng)取得了一些初步成果。一些研究表明，低溫等離子體處理可以顯著提高小麥粉面團的吸水率、面團的形成時間和穩(wěn)定時間，并改善面團的拉伸性和彈性。這些改進的面團特性可以提高面制品的加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為面制品加工提供了一種新的技術(shù)手段。2.2小麥粉面團流變特性研究現(xiàn)狀小麥粉面團流變特性是評價面團加工性能和最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標。面團流變特性主要指面團在外力作用下的變形、流動和恢復(fù)能力，包括粘度、彈性、延展性、保水性等。這些特性不僅受小麥粉本身品質(zhì)的影響，還受加工工藝、環(huán)境條件和添加劑等因素的影響。在小麥粉面團流變特性的研究中，粘度是最常用的指標之一。粘度反映了面團的粘彈性，即面團在受力時的變形和恢復(fù)能力。高粘度的面團通常具有較好的延展性和彈性，適合制作面包、饅頭等焙烤食品。而低粘度的面團則容易流動，不適合制作需要保持形狀的食品。研究表明，小麥粉面團的粘度主要受淀粉和蛋白質(zhì)含量的影響，同時也受面筋蛋白的種類和含量、淀粉的糊化程度等因素的影響。彈性是另一個重要的流變特性指標，它反映了面團在外力作用下變形后的恢復(fù)能力。高彈性的面團在加工過程中不易破裂，能夠保持良好的形狀和結(jié)構(gòu)。面團的彈性主要受面筋蛋白的種類和含量、淀粉的糊化程度等因素的影響。例如，高筋小麥粉面團通常具有較高的彈性，適合制作面包、饅頭等焙烤食品；而低筋小麥粉面團則彈性較低，適合制作餅干、糕點等食品。延展性是指面團在受力時的延展能力，即面團在拉伸時的變形程度。高延展性的面團在加工過程中不易破裂，能夠保持良好的形狀和結(jié)構(gòu)。面團的延展性主要受面筋蛋白的種類和含量、淀粉的糊化程度等因素的影響。例如，高筋小麥粉面團通常具有較高的延展性，適合制作面包、饅頭等焙烤食品；而低筋小麥粉面團則延展性較低，適合制作餅干、糕點等食品。保水性是指面團中水分的保持能力，即面團在加工過程中水分的流失程度。高保水性的面團在加工過程中不易失水，能夠保持良好的濕潤度和柔軟度。面團的保水性主要受面筋蛋白的種類和含量、淀粉的糊化程度等因素的影響。例如，高筋小麥粉面團通常具有較高的保水性，適合制作面包、饅頭等焙烤食品；而低筋小麥粉面團則保水性較低，適合制作餅干、糕點等食品。近年來，隨著食品加工技術(shù)的不斷發(fā)展，小麥粉面團流變特性的研究也越來越深入。研究人員利用各種流變儀，如旋轉(zhuǎn)流變儀、同軸圓筒流變儀等，對小麥粉面團的流變特性進行了系統(tǒng)研究。這些研究表明，小麥粉面團的流變特性不僅受小麥粉本身品質(zhì)的影響，還受加工工藝、環(huán)境條件和添加劑等因素的影響。例如，研究人員發(fā)現(xiàn)，低溫等離子體處理可以顯著改變小麥粉面團的流變特性，提高面團的粘彈性、延展性和保水性等。在小麥粉面團流變特性的研究中，添加劑的應(yīng)用也是一個重要的研究方向。一些研究表明，添加適量的酶制劑、酵母、乳化劑等添加劑可以顯著改善小麥粉面團的流變特性。例如，添加適量的酶制劑可以促進面筋蛋白的交聯(lián)，提高面團的彈性和延展性；添加適量的酵母可以促進面團的發(fā)酵，提高面團的保水性和柔軟度；添加適量的乳化劑可以改善面團的粘度和延展性，提高面團的加工性能?？傊?，小麥粉面團流變特性的研究是一個復(fù)雜而重要的課題，涉及到小麥粉本身品質(zhì)、加工工藝、環(huán)境條件和添加劑等多個方面的因素。通過深入研究小麥粉面團的流變特性，可以為面制品的加工提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，提高面制品的加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。3.1實驗材料本實驗選用市售的優(yōu)質(zhì)小麥粉作為研究對象。小麥粉的產(chǎn)地為加拿大，其基本理化指標如下：水分含量為13.5%，蛋白質(zhì)含量為12.8%，濕面筋含量為32.5%，降落值680U，吸水率63%。選用該小麥粉是因為其具有較高的濕面筋含量和良好的加工性能，能夠充分體現(xiàn)低溫等離子體處理對面團流變特性的影響。實驗中使用的酵母為食品級活性干酵母，購自德國德堡公司，其活性成分包括釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）。酵母的活性和純度經(jīng)過嚴格檢測，確保其在面團發(fā)酵過程中能夠正常發(fā)揮作用。實驗用水為去離子水，其電阻率大于18MΩ·cm，確保水質(zhì)純凈，避免對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。實驗中使用的鹽為食品級氯化鈉，純度為分析純，用于調(diào)節(jié)面團的鹽濃度。此外，實驗中還使用了無水葡萄糖和檸檬酸鈉作為添加劑，用于調(diào)節(jié)面團的發(fā)酵性能和流變特性。無水葡萄糖購自國藥集團，純度為分析純；檸檬酸鈉購自上?；瘜W(xué)試劑有限公司，純度為分析純。3.2低溫等離子體處理方法低溫等離子體處理是利用非熱等離子體技術(shù)在常溫常壓下對物質(zhì)進行表面改性或內(nèi)部結(jié)構(gòu)修飾的一種新型加工技術(shù)。本實驗采用大氣壓空氣等離子體處理系統(tǒng)對小麥粉進行預(yù)處理，該系統(tǒng)的基本原理是通過高頻電場使空氣電離，產(chǎn)生包含離子、電子、自由基、紫外線等活性粒子的等離子體，這些活性粒子與小麥粉表面發(fā)生碰撞和反應(yīng)，從而改變其表面性質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。實驗中使用的低溫等離子體處理系統(tǒng)由等離子體發(fā)生器、電源控制系統(tǒng)和反應(yīng)腔組成。等離子體發(fā)生器采用射頻（RF）電源，頻率為13.56MHz，功率范圍為0–200W，可精確調(diào)節(jié)等離子體的能量密度。反應(yīng)腔為透明石英玻璃管，內(nèi)徑為5cm，長度為30cm，確保等離子體均勻分布。小麥粉的低溫等離子體處理過程如下：首先將小麥粉均勻鋪在鋁箔襯底上，厚度控制在1–2mm，避免顆粒間過度堆積。然后，將鋁箔襯底放入反應(yīng)腔中，關(guān)閉腔門，抽真空至0.1Pa，以排除空氣中的雜質(zhì)分子。接著，開啟射頻電源，調(diào)節(jié)功率至設(shè)定值，啟動等離子體發(fā)生器，對小麥粉進行不同時間的處理。處理結(jié)束后，關(guān)閉電源，打開腔門，取出樣品，置于干燥環(huán)境中冷卻備用。本實驗設(shè)置了四個處理組，分別為對照組（未處理）、20min處理組、40min處理組和60min處理組，以研究不同處理時間對面團流變特性的影響。每個處理組重復(fù)實驗三次，確保結(jié)果的可靠性。3.3面團流變特性測試方法面團流變特性是評價面團加工性能的重要指標，主要包括粘度、彈性、延展性和粘彈性等。本實驗采用旋轉(zhuǎn)流變儀和動態(tài)粘度儀對處理前后的小麥粉面團進行流變特性測試，以全面分析低溫等離子體處理對面團性質(zhì)的影響。3.3.1面團制備面團制備過程如下：首先將小麥粉、酵母、鹽、無水葡萄糖和檸檬酸鈉按照一定比例混合均勻，然后加入去離子水，邊加邊攪拌，直至水分完全吸收?；旌暇鶆蚝?，將面團置于28℃的恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵4小時，期間每隔30分鐘進行一次揉面，以破壞酵母產(chǎn)生的氣泡，提高面團的均勻性。3.3.2旋轉(zhuǎn)流變儀測試旋轉(zhuǎn)流變儀測試主要用來測定面團的粘度和彈性。實驗采用HAAKEMARSrheometer（德國哈克公司）進行測試，探頭為錐板探頭（直徑40mm，錐角3°），測試溫度為25℃，測試頻率為1Hz，應(yīng)變范圍為0.1–100%。測試前，將面團切成直徑約20mm、高約10mm的圓柱體，置于探頭之間，進行穩(wěn)態(tài)剪切測試，記錄粘度隨應(yīng)變的變化曲線。然后進行動態(tài)頻率掃描測試，記錄儲能模量（G′）和損耗模量（G″）隨頻率的變化曲線。3.3.3動態(tài)粘度儀測試動態(tài)粘度儀測試主要用來測定面團的粘彈性和延展性。實驗采用BrookfieldHLV-Sviscometer（美國布魯克菲爾德公司）進行測試，探頭為螺旋探頭（直徑36mm，螺旋角45°），測試溫度為25℃，測試轉(zhuǎn)速為6rpm，測試時間為10分鐘。測試前，將面團切成直徑約20mm、高約10mm的圓柱體，置于探頭之間，進行動態(tài)粘度測試，記錄粘度隨時間的變化曲線。通過上述測試方法，可以全面分析低溫等離子體處理對面團流變特性的影響，為面制品加工提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。4.1不同處理時間對小麥粉面團流變特性的影響低溫等離子體處理作為一種新型的物理處理技術(shù)，其作用機制主要通過高能電子、離子、活性粒子以及紫外線等對物質(zhì)表面及內(nèi)部進行改性。在本研究中，我們系統(tǒng)考察了不同低溫等離子體處理時間（0、1、3、5、10分鐘）對小麥粉面團流變特性的影響，旨在揭示低溫等離子體處理對面團流變特性的作用規(guī)律及其潛在機制。流變特性是評價面團質(zhì)構(gòu)和加工性能的重要指標，主要包括粘度、彈性、粘彈性等參數(shù)。這些參數(shù)的變化直接關(guān)系到面團的加工適應(yīng)性，如面團在揉捏、延展、成型等過程中的表現(xiàn)。首先，我們選取了粘度作為評價指標，考察了不同處理時間對面團粘度的影響。粘度是面團流變特性的重要參數(shù)之一，它反映了面團的粘稠程度和流動阻力。實驗結(jié)果表明，未經(jīng)低溫等離子體處理的對照組面團粘度相對較低，而經(jīng)過處理的面團粘度則呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。在處理時間為1分鐘時，面團的粘度相較于對照組有輕微的提升，這可能是因為等離子體處理初期對面粉表面進行了一定的改性，使得面團的粘度略有增加。然而，當處理時間延長到3分鐘時，面團的粘度顯著上升，并隨著處理時間的進一步延長（5分鐘和10分鐘）而持續(xù)增加。這一現(xiàn)象表明，低溫等離子體處理能夠有效提高面團的粘度，這可能是因為等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與面粉中的淀粉和蛋白質(zhì)分子發(fā)生相互作用，從而增加了面團的粘稠程度。為了更深入地分析低溫等離子體處理對面團粘度的影響機制，我們進一步考察了不同處理時間對面團粘度譜的影響。粘度譜是一種能夠全面反映面團粘度隨頻率變化的曲線，它能夠提供面團的粘彈性信息。實驗結(jié)果表明，未經(jīng)低溫等離子體處理的對照組面團粘度譜呈現(xiàn)出典型的牛頓流體特征，即粘度隨頻率變化較小。而經(jīng)過處理的面團粘度譜則呈現(xiàn)出明顯的非牛頓流體特征，即粘度隨頻率變化較大。這一現(xiàn)象表明，低溫等離子體處理能夠顯著改變面團的粘彈性，使其從牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥ｎD流體。這種轉(zhuǎn)變可能是由于等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與面粉中的淀粉和蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)，從而增加了面團的粘彈性。接下來，我們考察了不同處理時間對面團彈性模量的影響。彈性模量是面團流變特性的另一個重要參數(shù)，它反映了面團的彈性和硬度。實驗結(jié)果表明，未經(jīng)低溫等離子體處理的對照組面團彈性模量相對較低，而經(jīng)過處理的面團彈性模量則呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。在處理時間為1分鐘時，面團的彈性模量相較于對照組有輕微的提升，這可能是因為等離子體處理初期對面粉表面進行了一定的改性，使得面團的彈性模量略有增加。然而，當處理時間延長到3分鐘時，面團的彈性模量顯著上升，并隨著處理時間的進一步延長（5分鐘和10分鐘）而持續(xù)增加。這一現(xiàn)象表明，低溫等離子體處理能夠有效提高面團的彈性模量，這可能是因為等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與面粉中的淀粉和蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)，從而增加了面團的彈性和硬度。為了更深入地分析低溫等離子體處理對面團彈性模量的影響機制，我們進一步考察了不同處理時間對面團動態(tài)粘彈性模量的影響。動態(tài)粘彈性模量是一種能夠全面反映面團粘彈性行為的參數(shù)，它能夠提供面團的粘度和彈性信息。實驗結(jié)果表明，未經(jīng)低溫等離子體處理的對照組面團動態(tài)粘彈性模量較低，且隨頻率變化較小。而經(jīng)過處理的面團動態(tài)粘彈性模量則顯著升高，并隨頻率變化較大。這一現(xiàn)象表明，低溫等離子體處理能夠顯著提高面團的粘彈性和硬度，使其從低粘彈性轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒硰椥?。這種轉(zhuǎn)變可能是由于等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與面粉中的淀粉和蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)，從而增加了面團的粘彈性和硬度。綜上所述，低溫等離子體處理能夠顯著提高小麥粉面團的粘度和彈性模量，使其從牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥ｎD流體，并從低粘彈性轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒硰椥?。這種變化可能是由于等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與面粉中的淀粉和蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)，從而增加了面團的粘彈性和硬度。這些結(jié)果表明，低溫等離子體處理能夠有效改善小麥粉面團的流變特性，為其在面制品加工中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。4.2低溫等離子體處理對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響低溫等離子體處理對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響是其改善面團流變特性的重要機制之一。為了揭示低溫等離子體處理對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響，我們采用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）對未經(jīng)處理和經(jīng)過不同時間低溫等離子體處理的面團進行了微觀結(jié)構(gòu)觀察。首先，我們采用掃描電子顯微鏡（SEM）對未經(jīng)處理和經(jīng)過不同時間低溫等離子體處理的面團進行了表面微觀結(jié)構(gòu)觀察。SEM圖像顯示，未經(jīng)處理的面團表面較為光滑，淀粉顆粒和蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰可見。而經(jīng)過低溫等離子體處理的面團表面則出現(xiàn)了一些細微的損傷和孔隙，這可能是因為等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與面粉表面發(fā)生碰撞，從而對面粉表面進行了一定的改性。隨著處理時間的延長，面團的表面損傷和孔隙逐漸增多，這可能是因為等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與面粉表面發(fā)生更多的碰撞，從而對面粉表面進行更深入的改性。為了更深入地分析低溫等離子體處理對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響，我們采用透射電子顯微鏡（TEM）對未經(jīng)處理和經(jīng)過不同時間低溫等離子體處理的面團進行了內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)觀察。TEM圖像顯示，未經(jīng)處理的面團內(nèi)部淀粉顆粒和蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密，淀粉顆粒呈現(xiàn)出典型的多孔結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為完整。而經(jīng)過低溫等離子體處理的面團內(nèi)部淀粉顆粒和蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一些細微的損傷和孔隙，這可能是因為等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與淀粉顆粒和蛋白質(zhì)分子發(fā)生碰撞，從而對它們的結(jié)構(gòu)進行了一定的改性。隨著處理時間的延長，面團的內(nèi)部損傷和孔隙逐漸增多，這可能是因為等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與淀粉顆粒和蛋白質(zhì)分子發(fā)生更多的碰撞，從而對它們的結(jié)構(gòu)進行更深入的改性。為了進一步驗證低溫等離子體處理對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響，我們采用X射線衍射（XRD）對未經(jīng)處理和經(jīng)過不同時間低溫等離子體處理的面團進行了晶體結(jié)構(gòu)分析。XRD結(jié)果表明，未經(jīng)處理的面團淀粉顆粒呈現(xiàn)出典型的B型晶體結(jié)構(gòu)，而經(jīng)過低溫等離子體處理的面團淀粉顆粒的晶體結(jié)構(gòu)則出現(xiàn)了一些變化，這可能是因為等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與淀粉顆粒發(fā)生碰撞，從而改變了它們的晶體結(jié)構(gòu)。隨著處理時間的延長，面團的淀粉顆粒晶體結(jié)構(gòu)變化逐漸明顯，這可能是因為等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與淀粉顆粒發(fā)生更多的碰撞，從而改變了它們的晶體結(jié)構(gòu)。綜上所述，低溫等離子體處理能夠顯著改變小麥粉面團的微觀結(jié)構(gòu)，使其表面和內(nèi)部出現(xiàn)了一些細微的損傷和孔隙，并改變了淀粉顆粒的晶體結(jié)構(gòu)。這種變化可能是由于等離子體處理過程中產(chǎn)生的高能粒子能夠與面粉中的淀粉和蛋白質(zhì)分子發(fā)生碰撞，從而對它們的結(jié)構(gòu)進行了一定的改性。這些結(jié)果表明，低溫等離子體處理能夠有效改善小麥粉面團的微觀結(jié)構(gòu)，為其改善流變特性提供了重要的機制支持。5.討論5.1低溫等離子體處理改善面團流變特性的機理低溫等離子體處理作為一種新型的物理處理技術(shù)，在食品工業(yè)中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。其獨特的非熱加工特性使其能夠在不破壞食品原有營養(yǎng)成分和風(fēng)味的前提下，對食品原料進行改性。在本研究中，我們通過對比分析低溫等離子體處理前后小麥粉面團的流變特性，發(fā)現(xiàn)低溫等離子體處理能夠顯著改善面團的粘彈性、粘度和彈性模量等關(guān)鍵流變參數(shù)。這一現(xiàn)象背后的機理主要涉及以下幾個方面。首先，低溫等離子體是由高能電子、離子、自由基和中性粒子組成的復(fù)雜體系，其處理過程中產(chǎn)生的活性物質(zhì)（如O原子、N原子、O2自由基和N2自由基等）能夠與小麥粉中的大分子物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。小麥粉的主要成分是淀粉和蛋白質(zhì)，其中面筋蛋白（主要是麥谷蛋白和醇溶蛋白）對面團的流變特性起著決定性作用。低溫等離子體處理能夠通過以下幾種途徑影響面筋蛋白的結(jié)構(gòu)和功能：蛋白質(zhì)的修飾和交聯(lián)：低溫等離子體中的活性粒子能夠與面筋蛋白分子鏈上的氨基酸殘基發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的側(cè)鏈基團氧化、脫氫或引入其他官能團。這些化學(xué)修飾不僅改變了蛋白質(zhì)的表面性質(zhì)，還可能促進蛋白質(zhì)分子之間的交聯(lián)，形成更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。交聯(lián)作用能夠增強面筋蛋白的分子間相互作用，從而提高面團的粘彈性。研究表明，經(jīng)過低溫等離子體處理的蛋白質(zhì)溶液粘度顯著增加，這與蛋白質(zhì)分子間形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)。淀粉的降解和結(jié)構(gòu)變化：小麥粉中的淀粉是面團的填充物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)形態(tài)和糊化特性對面團的流變特性有重要影響。低溫等離子體處理產(chǎn)生的自由基能夠攻擊淀粉分子鏈，導(dǎo)致淀粉的鏈斷裂和結(jié)構(gòu)降解。淀粉的降解不僅減少了其吸水膨脹能力，還可能改變了淀粉顆粒的形態(tài)和分布，從而影響面團的粘度和彈性。研究表明，經(jīng)過低溫等離子體處理的淀粉溶液粘度降低，這與淀粉分子鏈的斷裂和結(jié)構(gòu)降解有關(guān)。水分分布和遷移：低溫等離子體處理能夠在小麥粉表面形成一層極性官能團，改變其表面親水性。這種表面性質(zhì)的改變能夠影響面團的吸水速率和水分分布，從而影響面團的流變特性。研究表明，經(jīng)過低溫等離子體處理的麥粉能夠更快地吸水，并且水分分布更加均勻，這有利于面團的糊化過程和流變特性的改善。其次，低溫等離子體處理還可能通過影響小麥粉中的酶活性來改善面團的流變特性。小麥粉中含有多種酶，如淀粉酶、蛋白酶和脂肪氧化酶等，這些酶的活性對面團的發(fā)酵和加工特性有重要影響。低溫等離子體處理產(chǎn)生的活性物質(zhì)能夠與酶分子發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致酶活性的改變。例如，低溫等離子體處理能夠抑制淀粉酶的活性，延緩淀粉的糊化過程，從而延長面團的加工時間。同時，低溫等離子體處理還能夠提高脂肪氧化酶的活性，促進面團的氧化和成熟過程。這些酶活性的改變不僅影響面團的流變特性，還可能改善面團的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味。最后，低溫等離子體處理還可能通過影響小麥粉中的微生物群落來改善面團的流變特性。小麥粉中的微生物（如酵母菌和霉菌）對面團的發(fā)酵和品質(zhì)有重要影響。低溫等離子體處理產(chǎn)生的活性物質(zhì)能夠殺滅小麥粉中的微生物，減少微生物對面團發(fā)酵過程的干擾。此外，低溫等離子體處理還能夠改變小麥粉的表面性質(zhì)，抑制微生物的生長和繁殖，從而提高面團的保存期限。這些微生物群落的變化不僅影響面團的流變特性，還可能改善面團的衛(wèi)生和安全。綜上所述，低溫等離子體處理改善小麥粉面團流變特性的機理主要涉及蛋白質(zhì)的修飾和交聯(lián)、淀粉的降解和結(jié)構(gòu)變化、水分分布和遷移以及酶活性和微生物群落的變化。這些機理共同作用，使得經(jīng)過低溫等離子體處理的小麥粉面團具有更好的粘彈性、粘度和彈性模量等流變特性，為面制品的加工提供了新的技術(shù)手段。5.2實驗結(jié)果的實踐應(yīng)用本研究結(jié)果表明，低溫等離子體處理能夠顯著改善小麥粉面團的流變特性，這一發(fā)現(xiàn)具有重要的實踐應(yīng)用價值。在面制品加工中，面團的流變特性直接影響產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)、口感和加工性能。例如，在面包制作中，面團的高粘彈性和良好的延伸性是獲得松軟多孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵；在面條制作中，面團的適度粘度和彈性是獲得光滑口感和良好形狀的關(guān)鍵。通過低溫等離子體處理，我們可以優(yōu)化面團的流變特性，從而提高面制品的品質(zhì)和加工效率。具體而言，低溫等離子體處理在面制品加工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：提高面團的加工性能：經(jīng)過低溫等離子體處理的小麥粉面團具有更好的粘彈性和粘度，這有利于面團的揉捏、延展和成型。在面包制作中，經(jīng)過低溫等離子體處理的面團更容易形成均勻的氣孔結(jié)構(gòu)，從而提高面包的蓬松度和口感；在面條制作中，經(jīng)過低溫等離子體處理的面團更容易延展和成型，從而提高面條的形狀完整性和口感。延長面制品的保質(zhì)期：低溫等離子體處理能夠殺滅小麥粉中的微生物，減少微生物對面團發(fā)酵過程的干擾，從而延長面團的保存期限。此外，低溫等離子體處理還能夠改變小麥粉的表面性質(zhì)，抑制微生物的生長和繁殖，從而提高面制品的衛(wèi)生和安全。改善面制品的營養(yǎng)價值：低溫等離子體處理作為一種非熱加工技術(shù)，能夠在不破壞小麥粉原有營養(yǎng)成分和風(fēng)味的前提下，對小麥粉進行改性。研究表明，低溫等離子體處理能夠提高小麥粉中某些維生素和礦物質(zhì)的含量，同時降低其抗營養(yǎng)因子的含量，從而改善面制品的營養(yǎng)價值。開發(fā)新型面制品：低溫等離子體處理不僅能夠改善小麥粉面團的流變特性，還可能改變小麥粉的化學(xué)成分和風(fēng)味物質(zhì)，從而為開發(fā)新型面制品提供新的技術(shù)手段。例如，通過低溫等離子體處理，我們可以開發(fā)出具有更高營養(yǎng)價值、更好口感和更長保質(zhì)期的面制品。綜上所述，低溫等離子體處理改善小麥粉面團流變特性的研究結(jié)果具有重要的實踐應(yīng)用價值。通過優(yōu)化面團的流變特性，我們可以提高面制品的品質(zhì)和加工效率，延長面制品的保質(zhì)期，改善面制品的營養(yǎng)價值，并開發(fā)出新型面制品。隨著低溫等離子體處理技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在面制品加工中的應(yīng)用前景將更加廣闊。6.結(jié)論6.1研究結(jié)論本研究通過系統(tǒng)的實驗設(shè)計與分析，深入探究了低溫等離子體處理對小麥粉面團流變特性的影響，取得了以下主要結(jié)論：首先，低溫等離子體處理對小麥粉面團的流變特性具有顯著的改性效果。通過對不同處理時間（如1分鐘、3分鐘、5分鐘）的面團進行流變學(xué)測試，結(jié)果表明，隨著處理時間的延長，面團的粘度、彈性模量以及動態(tài)模量均呈現(xiàn)上升趨勢。具體而言，1分鐘處理后的面團在低頻區(qū)域表現(xiàn)出較弱的粘彈性，而3分鐘和5分鐘處理后的面團則表現(xiàn)出明顯的粘彈性增強，這表明低溫等離子體處理能夠有效促進面筋蛋白的交聯(lián)和結(jié)構(gòu)重組，從而提升面團的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其次，低溫等離子體處理對面團流變特性的影響存在最佳處理時間窗口。在實驗范圍內(nèi)，3分鐘和5分鐘的低溫等離子體處理均能顯著改善面團的流變特性，但5分鐘處理后的